中国国家博物馆暖通空调系统设计.docx
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1、中国国家博物馆暖通空调系统设计1工程概况中国国家博物馆(见图1)位于天安门广场东侧,设计保留原有老馆建筑中的北、南、西侧部分立面建筑35000m2,将其余部分拆除,改扩建成191900m2新的国家博物馆。其建筑空间形式丰富,内部功能复杂、多样,包括15345m2的地下各类文物库房78间、总面积为64800m2的47个各类展厅,还包括学术报告厅、数码影院、演播室、文物保护室、科研室、鉴赏用房和服务于观众的公共服务空间。本文重点介绍各类复杂、特殊功能空间空调系统的节能设计.国家博物馆内部功能的复杂多样使得室内环境要求多样且严格、苛刻;空间形式的复杂多样使得空调通风的气流组织要求各不相同.与商业公共
2、建筑不同,博物馆类建筑的文化艺术空间室内设计和装修在很大程度上限制了空调系统的末端形式。风口不仅仅是空调系统的末端,而是室内装修设计的一部分,由于工程地处天安门广场,要求从空中和所有立面都看不到任何建筑外百叶和设备。这些因素和要求从不同的方面综合作用增加了空调系统的设计难度。2博物馆室内设计参数的合理确定2.1 文物库房的室内环境参数文物保存需要恒温恒湿的环境,但是不同材质的文物需要不同的恒温恒湿环境.不同于精密仪器机房的恒温恒湿,很多文物对空气湿度变化率的要求远比对温湿度值本身更加严格,所以对文物库房的室内温湿度还提出了“日较差”的要求。所谓日较差(dai1.yrange),是指温度或湿度在
3、全天24h内变化的振幅,是全天中温度(湿度)最高值与最低值之差.例如虽然相对湿度要求是50%5%,看似全天相对湿度最低45%、最高55%就可以满足要求,但是全天湿度变化却超过了5%日较差的要求。根据文物材质对环境温湿度的要求,将文物库房分为4类,尽管它们对文物库房内温度要求全年都是(201)。(:,但对环境相对湿度的要求却不同,见表1。同时文物库房还要满足环境相对湿度日波动值不大于5%,温度日较差不大于2的要求.表1文物库房室内相对湿度要求可存放的藏品材质类别全年相对湿度范圉/%峨房藏房藏房类库类库类库四四英品传瓦、石器、玉器、石刻、陶器、瓷器、印10-50章、徽章武器、钱币、铜借、其他金属器
4、3040书画、拓本、油画库、文献、织绣、皮革、5()60基基库品、善本、古籍、过刊、报纸、外文存、文博资料、家具、漆木牙伊考占挖掘品、复制品、民族文物、现代15-55,a1=32.2 博物馆展厅的室内环境参数国家博物馆展厅数量多、面积大,科学合理地确定其室内环境参数不仅是保证文物安全、兼顾参观者舒适感的要求,同时也在很大程度上影响博物馆的运行能耗。文物的展示不同于保存,除了以文物材质类型为题进行的专题展览外,一般文物展陈并非只展出单一材质文物,同时展厅环境还要兼顾参观者的舒适感。考虑绝大多数的文物对温度本身并不敏感,所以没有像西方国家博物馆另堆将所有展厅室内温度全年控制在(221)C,而是将绝
5、大多数的展厅室内温度根据冬夏季节不同控制在2026,见表2个别重要或环境敏感的文物则采用带有恒温恒湿功能的展柜方式进行展出,只有国际交流展厅全年采用同一温湿度标准,这样一种室内环境参数的确定从根本上较西方国家博物馆展厅减少了能耗需求。表2展厅室内环境温湿度更李展厅环境冬季展厅环境一温度/C相对湿度/%温度/C相对湿血友数字化展厅26255士52O2155展柜空调24士15552O1.5053博物馆恒温恒湿设计恒温恒湿房间多采用风冷恒温恒湿专用空调机组,而国家博物馆要求恒温恒湿的房间数量多、规模大,如果采用上述机组,则设备数量多、布置分散、投资大、镇辖鹿低、噪声大、效率低、运行费用高,且建筑上也
6、不允许如此多的室外风冷机组破坏建筑外观效果。所以设计上采用了常规空调机组,通过高可靠的集中冷热源和空调自控手段达到恒温恒湿的空调效果.3.1 文物库房恒温恒湿空调系统为保证文物库房室内环境的稳定,从被动设计优先的角度出发,将库房置于建筑平面中部地下13.00m的深度,隔绝其与室外环境的直接热湿交换,最大程度地降低空调负荷。每间库房少量的新风既是维持同时进入库房的两名工作人员的卫生需要,也是保证库房相对走廊呈正压的措施。以水盘管再热方式替代专用机组的电再热,以干蒸汽加湿方式代替恒温恒湿专用空调机的电加湿,合理利用不同品位的能源,减少配电容量6000KW,提高了博物馆综合能源利用效率。当一台空调机
7、组负担多间室内环境要求相同的恒温恒湿文物库房时,在每间库房送风支管处设置了1温升分挡调节的0.75KW电再热装置.以空调机组总的回风湿度控制机组的加湿或除湿,以各库房房间的相对湿度调控电再热功率,从而达到微调相对湿度1%6%的目的,满足文物藏品对湿度的苛刻要求。3.2 展厅恒温恒湿空调系统与文物库房不同,展厅由于有大量的参观者,负荷扰动明显。国家博物馆的展厅数量和种类多、面积大.有的专题展厅只展出同一种材质的展品,例如青铜器展厅;有的展厅则展示不同材质的展品,例如古代中国展,可能既有瓷器又有书画;还有的展厅不同时间段展出不同材质的展品,如国际交流展厅.如果所有展厅都按照最高标准、最严格的要求进
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