1 工程概况
中国园林博物馆占地6.52万m2，建筑面积49 950 m2，由主体建筑、室内展园与室外展区3个部分组成。建筑地上2层，地下1层，建筑高度24 m。建筑功能：地上部分为展厅、办公室、会议室，地下部分为文物库房、汽车库、设备机房。
图 1 中国园林博物馆
2 设计参数
室内空调主要设计参数如表1所示。冷热负荷如表2所示。
表1 室内空调主要设计参数
表2 冷热负荷汇总
3 冷热源系统
3.1 冷热源方案的确定
该项目主要考虑采用一些节能低碳技术，在设计初期考虑采用地源热泵系统作为项目的主要冷热源。采用常规能源系统，即电制冷＋燃气锅炉系统。
该项目具有以下特点：
1）昼夜负荷、峰谷负荷悬殊，设计日逐时负荷见图2；
2）有峰谷电价，北京市峰谷电价比大约为3.5∶1，尖峰时段制冷用（每年7，8月）峰谷电价比更大。从以上两方面考虑，该项目应采用常规电制冷辅以部分冰蓄冷作为主要冷源。
图2 设计日逐时负荷
3.2 初投资及运行费用分析
通过比较冰蓄冷系统与常规空调系统的初投资及运行费用来判定系统的合理性。系统分析对比模型采用主机上游串联式内融冰系统和常规一级泵变流量系统。
经分析，初投资主要包括设备初投资及电力初投资（见表3）。运行电费见表4，总体对比见表5。
表3 初投资汇总 万元
表4 运行电费汇总
表5 总体对比
从以上分析来看，该项目采用冰蓄冷系统从技术上、经济上都是合理可行的，故该项目的主要冷源采用主机上游串联式内融冰系统，蓄冰装置采用非完全冻结式钢盘管。设置2台空调工况制冷量为1 758 kW的双工况离心式制冷机组（空调工况乙二醇供回液温度6 ℃/13 ℃，制冰工况乙二醇供回液温度－2.34 ℃／－5.6 ℃；空调工况冷却水供回水温度37 ℃/32 ℃，蓄冰工况冷却水供回水温度33.4 ℃/30 ℃），设置1台制冷量为1 231 kW的变频螺杆式冷水机组作为基载主机。空调冷水供回水温度为6 ℃/13 ℃，地板辐射供冷供回水温度为19 ℃/24 ℃。
热源采用天然气作为主要能源，在室外展园区设燃气锅炉房，由燃气锅炉房提供95 ℃/70 ℃的一次热水供给主体建筑地下1层热力站。经板式换热机组换热后空调热水供回水温度为60 ℃/50℃，地板辐射供暖供回水温度为40 ℃/30 ℃，散热器供暖供回水温度为85℃/60 ℃。冷热源系统原理见图3。
空调机组在过渡季和冬季通过调节新风比，利用室外新风作为冷源为室内降温，尽量减少冷水机组的开启，最大限度地利用自然冷源。
图3 冷热源系统原理图
4 暖通空调方式
4.1 空调供暖方式
主要空调供暖方式如表6所示。
表6 空调供暖方式
图4 展厅送回风示意图
图5 中央大厅送回风示意图
4.2 加湿方式
展厅等一般空调房间利用空气处理机组进行高压微雾加湿，恒温恒湿机房采用电热式加湿，室内展园利用空气处理机组进行高压微雾加湿＋植物周边微雾直接加湿。
4.3 空气净化措施
空调处理机组设置粗效过滤＋静电过滤段，风机盘管设回风箱式纳米净化装置。
4.4 新风热回收系统
新风热回收系统采用转轮式全热回收系统。
4.5 室内气流组织
1）首层展厅、临时展厅、多功能厅采用上送上回的送回风形式，送风口采用自动温控型旋流风口，冬夏季自动转换。
2）2层展厅、临时展厅采用侧送喷口。
3）大厅、序厅、休息厅、临展大厅采用上送或侧送方式，送风口采用自动温控型旋流风口，冬夏季自动转换。
4）其他房间为一般混风式空调，采用顶部散流器、条缝或上部侧送方式。
5 空调供暖水系统
5.1 空调水系统概况
1）空调水系统采用两管制。
2）空调冷水、空调热水、散热器供暖、地板辐射供冷、地板辐射供暖系统采用一级泵变流量系统。
3）各系统采用定压变频补水泵加膨胀罐的闭式定压补水方式，补水采用软化水。各系统均设置真空除气装置。
5.2 空调水路系统划分
1）空调水系统为异程式系统，竖向不分区。
2）风机盘管采用双位调节的动态平衡电动两通阀，空气处理机组等需连续调节的末端设备选用比例积分调节的动态平衡电动调节阀。
5.3 冷凝水系统
空调冷凝水排向拖布池、空调机房、专用凝结水立管等位置。
6 设计难点
该项目的设计难点主要包括高大空间的气流组织、温度梯度、室内展园整体温湿度（满足参观游客舒适性）及局部植物小气候的要求。
6.1 大空间的气流组织、温度梯度问题
1）对于展厅类高大空间（首层展厅层高8 m（平屋面），2层展厅高度最高处达14 m（坡屋面）），空调系统的气流组织形式必须满足展陈的灵活变化，既要满足大空间的布展形式，也要满足分割成若干小空间的布展形式。侧送风的空调送风方式可以满足大空间布展的需求，但对于若干小空间，由于其增加了空间隔墙（板），侧送风的送风方式会影响空调效果。基于以上考虑，确定展厅采用顶送的空调送风方式，对于这一点，也通过调研近些年建成的部分博物馆、展览馆类建筑得到了印证。
2）对于中央大厅等两层通高的区域，根据空间形式一方面采用侧送风的送风方式，另一方面通过增加地板辐射供暖（供冷）系统，降低室内温度梯度。尤其对于中央大厅，由于侧送风风口的设置位置受建筑空间布局的影响，主要送风通过大厅四角的“风塔”送出，其他位置仅能辅以少量侧送风风口。为了验证上述思路的合理性，该项目采用CFD技术进行了温度场的模拟。
6.2 室内展园整体温湿度（满足参观游客）及局部植物小气候
室内展园具有展示苏州园林、岭南园林特点。对于暖通专业来说，一方面要保证游客对温湿度的要求，同时还要满足植物的养殖条件。故对该展园的设计提出了以下要求：
1）送风不要直接吹向植物，避免影响植物的蒸腾作用。
2）要求室内温度常年保持在16～27.8 ℃，相对湿度不小于78％。
对于要求1），在风口布置时一方面尽量利用山石、亭台送风，另一方面对于明装的风口布置与园林设计单位的植物布置相互错开，减少对植物的影响。
对于要求2），考虑到苏州、岭南地区的室外湿度较大，植物大多数为喜湿植物，为此在植物周边设置高压微雾直接加湿系统，为植物营造适宜的小环境（冬季室内干球温度18 ℃、相对湿度80％，夏季室内干球温度26 ℃、相对湿度80％）。
6.3 岭南园空气处理过程
岭南园植物室内生长环境状态点N（干球温度18 ℃、相对湿度80％），考虑到冬季室内人员活动及其他相邻展厅温度情况，设定岭南园人员活动区域室内状态点N′（干球温度20 ℃、相对湿度60％），沿N′点等焓线可确定室内生长环境状态点N，见图6。
图6 岭南园冬季空气处理过程
夏季由于室外空气相对湿度较高，为满足室内人员舒适性要求，室内状态点M′设为室内干球温度26 ℃、相对湿度60％。局部植物区域按工艺要求相对湿度设为80％，根据等焓加湿原理，得出植物周围状态点M（干球温度22.8 ℃、相对湿度80％），满足植物生长条件，见图7。
图7 岭南园夏季空气处理过程
全文刊登于《暖通空调》2017年第1期
作者：北京市建筑设计研究院有限公司 刘沛 赵煜 鲁冬阳
1、微信号搜索“hvac1971”或“暖通空调”。《暖通空调》创刊于1971年，是中国建筑科学类核心期刊，国家期刊奖最高奖项获奖期刊，入选2013年、2015年中国“百强科技期刊”，获得中国政府出版奖提名奖。中国暖通空调行业唯一的中央级科技期刊。本刊以实用技术为主，兼具学术性和信息性，在行业中最具影响力，被誉为权威刊物，深受广大读者喜爱，发行量在国内同行业刊物中遥遥领先。2017年《暖通空调》杂志（共12期） 240元（平邮）
