陳婷++王艷春++尹新偉++李亞超++胡月龍

摘 要：該圖書館位于句容市，整個圖書館的建筑總面積（地下車庫和頂層不包含在內）為18 309.8 m2，市政無冷熱源配套，建筑區(qū)域內無獨立的設備機房。該設計為該市圖書館中央空調系統(tǒng)設計。精確地計算了建筑負荷，對比了兩種設計方案的經濟性，并對所取方案的空調系統(tǒng)進行了生命周期評價，給出了系統(tǒng)運行的資源消耗清單和環(huán)境排放清單。

關鍵詞：圖書館空調系統(tǒng) 經濟性分析 生命周期評價

中圖分類號：TU831 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（c）-0121-02

該圖書館位于句容市，面積之大令人驚嘆，光藏書就有50萬冊以上，因為在設計上與文化館相結合，所以，該圖書館不僅有書庫和閱覽室，還配備了展示廳（1 200 m2左右）、排練廳（500 m2）及書法、美術、音樂等各類培訓室，可以同時滿足市民的多種文化需求。

1 工程概況

1.1 建筑信息

整個圖書館的建筑總面積（地下車庫和頂層不包含在內）為18 309.8 m2，市政沒有冷熱源配套，建筑區(qū)域內沒有獨立的設備機房?？照{建筑占地面積12 080 m2?？倢訑?層（含頂層），地下1層，各層房間大部分是辦公、研究室、閱覽室等。

1.2 空調設計參數

對于該市的冬夏兩季室外設計參數，通過查閱規(guī)范得知[3]：

夏季：日平均氣溫為31.2 ℃，干球溫度為34.8 ℃，濕球溫度為28.1 ℃。

冬季：采暖計算溫度為-1.8 ℃，空調計算溫度-4.1 ℃，通風計算溫度-4.1 ℃。

參照《公共建筑節(jié)能設計標準》GB 50189-2005，確定各類型房間的設計參數，如表1所示。

2 負荷計算

設計中的負荷計算，采用天正暖通8.5，計算過程參考文獻[1-4]。

由于該建筑西南方向的墻面窗墻比大，使得室內負荷中由建筑圍護結構的冷負荷占總負荷的比例較大。經過計算得出建筑總冷負荷為1 604 202 W，總熱負荷為818 281.9 W。該設計以冷負荷為準。

3 空調系統(tǒng)方案確定

3.1 該建筑空調系統(tǒng)負荷及運行特點

（1）通過負荷計算，我們得知如下幾點。

①新風熱濕負荷比重占總冷負荷的比例較大。

②夏季冷負荷較大，冬季熱負荷較小。

③新風量大，總冷負荷中，新風冷負荷占39.1%。

④閱覽室、排練室和會議室等都屬于大面積，人員流動量也較大。

（2）運行中的要求和特點如下。

①閱覽室等房間人員流動量和數量變動大，所以，空調系統(tǒng)應具備良好的調節(jié)能力才能穩(wěn)定冷負荷波動。

②同時具備制冷和制熱功能，是對空調系統(tǒng)的基本要求。

3.2 空調系統(tǒng)選擇策略及其可行性方案的比較與評價

優(yōu)化和提高空調系統(tǒng)的技術方案，我們可通過系統(tǒng)化的技術及經濟分析的方式實現。以下是擬定的兩種空調設計方案，對兩種方案進行比較，擇優(yōu)而取。

方案一：選取風冷螺桿熱泵機組作為冷熱源，空調系統(tǒng)均采用風機盤管加新風系統(tǒng)。房間內的風機盤管用來負擔圍護結構負荷及室內負荷。新風負荷由新風機組承擔。

方案二：采用多聯(lián)機+新風處理機組的系統(tǒng)。室外靈活機置于屋頂或陽臺，房間負荷由室內機承擔，新風負荷由新風處理機承擔。

（1）利用建筑特點比較方案的優(yōu)缺點。

方案一：安裝復雜，施工周期長。需安裝水泵、集水器和分水器等繁瑣附屬設備，還設置了專門制冷機房，加大了費用。

方案二：安裝方便，施工周期較短。

（2）空調系統(tǒng)的技術經濟評估。

針對上述兩個空調方案，計算出了初投資和運行費用，也進行了技術經濟評價，而由于實際數據不全，此計算均為估算，如表2所示。

4 空調系統(tǒng)生命周期的評價

傳統(tǒng)的空調系統(tǒng)設計方案評價，通常采用的是技術經濟分析，比較重視系統(tǒng)的初投資和運行費用，而對整個生命周期內能源排放對周圍環(huán)境的影響考慮不周。以下我們就以上問題提供幾個評價方法。

4.1 空調系統(tǒng)生命周期評價含義

生命周期評價，國際標準化組織（ISO）對此進行定義：是用于評價某一產品或服務相關的環(huán)境因素和潛在的環(huán)境影響的方法，它通過編制某一系統(tǒng)相關的投入與產出的清單，找出與這些投入與產出有相關的潛在的環(huán)境影響，進而對清單和存在的環(huán)境影響進行分析以指導產品的開發(fā)和應用。因實際數據不全，因此該設計的評價范圍，暫且由機組部分代替。

4.2 調查空調機組的全年的各項能耗

4.2.1 機組運行情況

南京冬冷夏熱，一年內的制冷期為120 d，制熱期為90 d，剩余為過渡期?？照{一年的工作天數為180 d。在冬季和夏季，辦公室和研究室的日常運行8 h/d計算，過渡季節(jié)不運行。多媒體和電子閱覽室等則日常需運行12 h/d，周末8 h/d。

4.2.2 機組全年運行能耗計算

室內機、室外機和新風處理機是該空調系統(tǒng)電能消耗的主要來源。各機組的電能消耗量可依據各機組的額定功率和運行時間計算得出：室內機總年耗電量為43 776度； 室外機年耗電量為1 016 179.4度，新風處理機的年耗電量為30 240度；冬夏兩季該建筑的空調耗電量合計為1 090 195.4度，折合3 924 703.4 MJ。

4.3 清單分析

參照文獻[5]中的數據，得出我國生產1 MJ電力的能量輸入與輸出。根據計算得出的空調年耗電量1 090 195.4度（3 924 703.4 MJ），進行空調系統(tǒng)全年的能耗清單和排放清單分析。

資源消耗清單如表3所示。環(huán)境排放清單如表4所示。

5 結語

滿足室內人員舒適性要求，是該次設計的總體設計理念，提高空調系統(tǒng)運行經濟性的同時，提高空調系統(tǒng)的能源利用率，達到中央空調系統(tǒng)節(jié)能運行的目的。

該建筑采用多聯(lián)機加新風處理機的空調系統(tǒng)，新風部分的負荷完全由新風處理機承擔，雖然初投資相比傳統(tǒng)空調系統(tǒng)高出了33%，但全年的運行費用卻節(jié)省了26%。通過分析該空調生命周期的環(huán)境排放得出其所產生的CO2年排放量在1 244 130 kg。

參考文獻

[1] GB 50736-2012，民用采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2004.

[2] 住房和城鄉(xiāng)建設部和國家質量監(jiān)督檢查檢疫總局.GB 50019-2011，民用建筑采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范（征求意見稿）[S].

[3] 陸耀慶.實用供熱空調設計手冊[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[4] 陸亞俊，馬最良，鄒平華.暖通空調[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版，2010.

[5] 楊建新，徐成.王如松，等.產品生命周期評價方法及應用[M].北京：氣象出版社，2002.