企业档案馆空调系统提升改造设计

杜建伟 王 涛

(1.黄河勘测规划设计研究院有限公司,河南 郑州 450003； 2.郑州肯同商业管理集团有限公司,河南 郑州 450001)

1 系统概况

该档案馆为科技型企业自建档案馆，始建于2003年，建筑面积为3 424 m2，库房面积约为1 300 m2，框架结构，主要包括设备用房、办公室、阅览室以及档案库房，其中4层，5层为档案库房。夏季设计冷负荷为188 kW，冬季设计热负荷为160 kW。

档案馆空调系统设计各层均采用一次回风全空气调节方式，与院区北侧科研大楼合用冷热源，冷源为电制冷机组，热源为市政供热。

室内设计温度：办公部分冬季18 ℃～20 ℃左右，夏季26 ℃～28 ℃左右；库房部分冬季15 ℃～17 ℃左右，夏季22 ℃～24 ℃左右。

2 运行分析

2.1 运行中的问题

档案馆空调系统自安装完成投入使用以来，一直未能完全满足设计要求，达到合理调节室内温湿度的状况。期间分别于2006年增设了二次增压水泵，并于2015年随科研大楼制冷机改造工程对档案馆室外管道进行了更换。局部调整后，虽然档案馆冬夏季温湿度均有所调整，但无法完全达到管理和运行要求。

尤其在2009年该档案馆成功晋升国家一级档案目标管理单位，这样对档案馆空调系统运行提出了更高的要求。

档案馆室内外详细的室内温度记录及气象参数如下，其中室内温度由档案馆提供，室外气象参数根据郑州市历史气象数据库查询得到：

1)夏季室内外温度记录见表1。

表1 夏季室内外温度记录

2)冬季室内外温度记录见表2。

从以上两个年度冬夏两季的档案库温度可以看出，在2015年对档案馆室外空调管道更换后，档案馆库房的冬夏季室内温湿度均有一定的改善。虽然办公用房在近年没有专门的温度记录，但从库房改善的趋势以及管理人员的回馈来看，冬季办公和档案用房基本可以满足要求，不过夏季库房与国家标准JGJ 25—2010档案馆建筑设计规范中要求的14 ℃～24 ℃温度仍有一定的差距。

表2 冬季室内外温度记录

同时档案馆管理人员普遍反映1层，2层办公区域在连续的桑拿天夏季室内温度较高，且与科研大楼、博士后楼环境存在较大差别。

2.2 问题分析

通过对档案馆冷热负荷的校核计算以及实测数据的深入分析，夏季温度偏高以及与企业其他建筑如科研大楼、博士后楼冷热不均，主要考虑存在以下几点因素：

1)所考察年份平均温度均为新中国历史最高值。根据中国气象局2017年9月1日所公布的 2017年夏季全国天气气候特征，2016年、2017年、2013年夏季平均气温为1961年以来的第一高和第二高，其中2016年夏季平均气温为21.8 ℃，2017年和2013年并列为第二高，平均气温为21.7 ℃。因此在该类年份里，由于持续的高温会导致空调系统处理效果下降。

2)档案馆与科研大楼空调水系统水力设计基准值不一致。经核算，档案馆空调系统共需水量约为40 m3/h，所选供水主管径为DN80，比摩阻760 Pa，流速为2.18 m/s；科研大楼空调系统共需水量约为600 m3/h，所选供水主管径为DN350。比摩阻仅81 Pa，流速为1.66 m/s。同时两者空调水系统中各分系统主管道及末端设备供水支管所选定标准也存有一定的差异，而主、支管道这种差异必然导致各系统环路之间冷热量分配出现差异。

3)末端空气处理设备出力下降，且送风温度偏高和送风量偏小。该档案馆与科研大楼、博士后楼所配置的设备容量有一定的差距。以实际运行效果较好的科研大楼5楼A座为例，空调面积共计约350 m2，装修后吊顶下层高2.6 m，选定空气处理末端为10 000 m3/h风量，换气次数达10次/h，相比较档案馆办公区仅为5次/h，库房仅为3次/h，故两者实际运行后出现很大的差别，且无法完全满足档案库房的换气次数要求。

3 提升改造方案

综合现有可能性、经济性及空调运行技术的可行性，提出以下整改措施来进一步完善、改进档案馆空调系统。

3.1 依据国家一级档案管理要求重新配置空调机组

按照档案馆围护结构及内部负荷组成，重新核算了冬夏季空调冷热负荷，其结果为夏季设计冷负荷为166 kW，冬季设计热负荷为190 kW，基本与原设计一致。

根据最新的JGJ 25—2010档案馆建筑设计规范和档案馆各功能房间的控制要求，办公用房和库房送风温差分别按8 ℃和6 ℃计算送风量，夏季室内温度分别为26 ℃和23 ℃。

按此标准，核算后各层空气处理机参数调整见表3。

表3 核算后各层空气处理机参数调整

3.2 根据现有风管风口和换气次数复核新配置机组

在保证效果和尽可能不改造室内风管的前提下，风机风量不仅应满足空气处理的要求，还应满足各区域现有风管、风口的送风要求。

各区域风管和风口复核情况见表4。

表4 各区域风管和风口复核情况

同时为确保各层功能房间的空调效果，进一步复核各区域的换气次数，确保通风换气效率。

各区域换气次数复核情况见表5。

表5 各区域换气次数复核情况

3.3 根据新配置机组调整机房内空调水系统

对各层空调机组调整后相对应需要同步增大机组所连接的空调水管道，包括立管和各机组支管。调整情况如下：总立管主管：DN150；地下1层机组：DN100；3层，4层机组：DN70；同时需要更换对应的阀门和管件。

4 建议和注意事项

根据现有的条件及技术可能性，提出了多种改造措施，但还有一些其他方面的建议和注意事项在实施中予以考虑：

1)由于电气配置与设计有较大差别，在改造实施前应复核空调动力的总进线和各层的供电线路能否满足要求。

2)各层空调机组在采购前均应确定能够满足现场的安装尺寸(包括长、宽、高)要求。

3)改造中应对所有空调风管进行清洗，从而进一步确保室内空调效果。