暖通空调过滤器在大学图书馆的应用
主要从暖通空调系统的设计方面给学校图书馆的中央空调系统设计作了一个简单的设计介绍，其中包括图书馆的空调系统、供暖系统、消防系统、火灾自动报警系统及防排烟系统的设计。
1、图书馆简介
该图书馆位于五食堂斜对面，建筑面积约4万平米，藏书100余万册，各类期刊杂志2000余种，地下1层，地上4层，建筑高度约20m。地下1层为设备机房，地上共4层，1层为网络管理室，音响室，部分办公室等；2层为第一，第二，第三，第四阅览室，计算机机房和自习室等；3层为读者信息服务中心，官长办公室，技术部，资源管理部等；4层为流通部，新闻报刊阅览室等。图书馆面向所有在校师生，市广大读者服务，是市藏书最多，最齐全的图书馆。
2、设计内容
考虑到图书馆的工作性质和服务对象，对空气湿度，噪声，火灾等要求很高，因此此次中央空调系统设计的内容除了包括常规的空调、通风、防火及消防系统外，还考虑了在空气湿度，噪声和排烟方面的特殊要求，虽然只是简单的作了一些设计考虑与介绍而已，但是对整个暖通空调系统的设计全面性来讲应该具有着一定的引导性和参照性。
3、空调系统
根据空调系统的服务对象，图书馆设计的暖通空调系统属于舒适性空调系统，其目的是为读者创造一个舒适的室内空气环境，室内空气计算参数主要是根据满足人体热舒适的需求确定，而对空调系统本身的精度没有严格的要求。此外，考虑到图书馆是安静之处，对噪声的要求比较高，因此我采用集中式空调系统，把空调系统中的所有空气处理设备，包括风机，冷却器，加热器，加湿器，过滤器等都设置在一个集中的空调系统房里，空气经处理集中后，再送各个空调房间，并且将机房定为地下一层，这样管理维修方便，而且对噪声的控制比较好，消声和防振也比较容易。此外，也可根据季节的变化调节空调系统的新风量，节约运行费用，使用寿命长，初投资和运行费用比较小。
3.1在一个空调系统中，新风量的多少与室内空气质量有关。使用的新风量越少，处理空气所需要的冷热量就越少，空气品质就越差。如果长时间停留在没有新风供给的空调房间里会使人产生闷气，头痛等症状，使人们的健康受到损害。但是如果新风量过大，系统耗能就越多，因此根据图书馆室内所允许的二氧化碳浓度，即根据室内二氧化碳的允许浓度，室外空气中二氧化碳的含量和人们在各种活动状态下所呼出的二氧化碳量，按照空调系统设计规范全面通风量计算方法求出所需要的新风量，对图书馆新风量的要求为最小新风量是每人17m3/h。在计算机房和自习室由于人口密度大，所以对新风量的要求还要高一些，在人们能接受的条件下应尽量增大新风量，从而提高学习和工作的效率。
3.2考虑到图书馆对室内空气品质的要求较高，为了能给读者提供一个舒适的阅读环境，我们将冷负荷指标确定为150w/m2,因此全图书馆中央空调系统总耗冷量为6000kw，水系统为一次泵变水量双管制下供下回异程系统。夏季空调用冷源由设于地下1层的冷冻机房提供，供水温度为7℃，设计回水温度为12℃。该图书馆地下只有1层，主要用来满足的柴油机发电机房、变配电间、水泵房、热力站、冷冻机房等，机房的安排比较紧凑。这种情况下决定设2台冷水机组及相应的冷水泵和冷却水泵各3台（其中1台备用）。由于该图书馆仅对白天8：00到22：30开放，晚上并无加班人员，而且也无特殊部分，为了使系统能正常运转满足空调要求，设计时选用了一台螺杆机组就可以了（具体可参考：http://www.songfengkou.com/）
3.3图书馆高度不高，单层面积不也算大，约8000平方米，故每层只设一个机房，位于中间部位，且走道内各专业设备较多，各层的水系统很难设计成同程系统，故采用异程系统；而异程系统管线较长，空调末端风机盘管启停变化大，会出现流量分配偏离设计状态，导致系统水力失调，流量的偏差会使近端的空调出现太凉或太热，远端的空调出现不凉或不热的现象，不但不能保证使用功能，还造成了能源的浪费。基于以上因素，我们可以在每台风机盘管的回水管上设置了动态平衡电动两通阀，对运行进行动态调节，以使流量始终保持为设计流量。另外在空调机、新风机的回水管上设动态平衡电动调节阀，此阀为比例积分调节阀与动态平衡阀的组合，自控系统指令使电动阀停留在某一开度，相当于设定一流量，动态平衡阀保持此流量不变，当指令改变时电动阀开度改变，设定新的流量值，平衡阀再保持新流量不变，这样可不受外界影响，而保持机组的流量不变，使系统调节比较稳定。
3．4为了节约水资源，设计是采用冷却塔把在冷凝器中升温后的冷却水重新冷却，再送入冷凝器中重复使用。由于为能更好更有效的通风，我们采用机械通风冷却塔，就是使水和空气上下对流，温度较高的冷却水通过与空气的温差传递，以及部分冷却水的蒸发吸热，使冷却水的温度降低。为了保证冷却水系统安全可靠地运行，设计是将冷却塔设在冷凝器上方，此外考虑到图书馆对噪声的要求比较高，为了减少噪声对读者的影响和便于维修，设计时把冷却塔设在了顶楼，考虑到服务面积比较大，因此选用了两个冷却塔。
3．5由于图书馆的层高不高，而且对温度的要求比较严格，尤其是藏书室对温度的恒温要求很高，所以在设计送风口类型的时候，将其设计成散流器形式，把它安装在吊顶上，其送风气流从风口向四周呈辐射状送出，此外为了使读者能更好的接受送风环境，把散流器设计为流线型送风口。整个空调系统的风管采用镀锌钢板，即耐用又便于安装，主风道风速设计为6m/s，支管风速设计为3m/s,送风口风速设计为0.8m/s。
3．6图书馆是需要安静的地方，对声音的要求比较高，所以设计是应适当的考虑消声和减振设计，在消声方面设置一些消声弯头和消声静压箱。但是空调系统的噪声除了通过空气传播，还可以通过建筑物的结构和基础进行传播。例如，风机和水泵在运转时所产生的振动先传递给基础，然后以弹性波的形式从运行设备的基础沿着建筑结构传递到其他房间，再以噪声的形式出现，这种噪声为固体噪声。因此为了减少固体噪声，设计时在振动设备和它的基础之间设置弹性构件，如弹簧，橡胶，软木等，来消除振动设备和基础之间的刚性连接。此外，为了防止连接管路的振动传递，设计时在风机，水泵，压缩机等运转设备的进出口管路上设置隔振软管，在管道的支吊架，穿墙处做隔振处理，比如设置一些减振垫，减振器，橡胶，木楔垫片等。
4、供暖系统
根据设计规范，把图书馆的单位面积供暖热热指设计为60w/m2,那么图书馆冬季系统总耗热量为2400kw，供暖系统的水温为设计为95℃/70℃。为了尽可能减少室内明装供暖管道，利于室内装修，供暖系统各环路均采用水平双管同程式系统，为每层服务的水平干管设于该层楼板下层的吊顶内。为了防止双管系统的水力失调，在每层水平供水干管上设置定流量阀。
图书馆多数为藏书之用，所以对空气湿度的要求很高，所以不便早掉顶内布置供水干管，因此采用机械循环下供下回式系统，从而将供水干管和回水干管敷设在底层散热器下面，即在地下室布置供水干管，管路直接散热给地下室，无效热损失小；在施工中，每安装好一层散热器即可供热，但是系统中空气的排除比较困难。
5、消防系统
学校图书馆藏书愈100万册，所以对火灾和消防系统的设计一定要谨慎而且要高效快捷。为此，设计为自动喷水灭火系统。由于涉及到图书馆中的藏书对空气湿度的要求很高，因此设计为预作用喷水灭火系统，此系统为喷头常闭的灭火系统，喷头的作用直径设计为2m，为了使其灭火效率提高，设计过程中喷头应尽量不要设置在柱子和墙壁边缘，管网中平时不充水（无压），这样就可以排除因为喷头喷口处封口松动泄漏的滴水而引起书籍的发霉，腐蚀等。火灾发生时，火灾探测器报警后，自动控制系统控制闸门排气，充水，由干式变为湿式系统。只有当着火点温度到达开启闭式喷头时，才开始喷水灭火，报警阀设计为雨淋报警阀，离地面的高度为1.2m。这样对书籍的潮湿变腐很有抵制作用，而且灭火效率也很高，很及时，的确不失为一种对图书馆既实用又巧妙的灭火系统。
6、火灾自动报警系统
也是因为图书馆藏书量很大，超过100万册，特意将自动报警系统设计为集中报警系统。在系统中设置必要的消防联动控制输出，输入接点或输出，输入模块，用于控制有关消防设备，并接收其反馈信号，设计后在集中火灾报警控制器或通用火灾报警控制器上能显示火灾报警部位信号和控制信号，并能进行联动控制。而且为了便于管理，保证系统可靠运行，设计时将集中报警控制器设置在有专人值班的消防控制室或消防值班室内，决不能安装在其他值班室内由其他值班人员代管，集中火灾报警控制器安装在墙上，其底边距地面的高度设计为1.4m，其靠近门轴的侧面距墙设计为0.8m，正面操作距离设计为1.5m，此外集中火灾报警控制器所连接的区域火灾报警控制器设计也满足区域报警控制系统的要求。
7、防排烟系统
而对于一般的暖通空调设计来讲，还应考虑建筑的排烟系统，但是对于图书馆来说，是学习之地，神圣的地方，规定是不允许吸烟的，而且整个图书馆建筑中并没有餐厅，厨房等，所以一般情况下几乎没有其他特殊的烟气排放，但是图书馆的人口聚集密度大，二氧化碳的浓度当然也相当的大，因此由于二氧化碳的浓度高而对人体本身产生的抑制作用，会是读者头晕，还有可能昏迷，呼吸困难甚至失去知觉，从而大大影响学习和工作效率。此外，在火灾中，具有关调查显示人员除了直接被烧死或者跳楼死亡外，其他的死亡原因大都是和烟气有关的。烟气中的一氧化碳，二氧化碳和其他有毒气体都对人体有很大的危害，严重的危及生命乃至死亡，所以必须设计排烟系统。
在一般情况下可以利用火灾时产生的热烟气流的浮力和外部风力的作用，通过建筑物的对外开口把烟气排至室外的自然排烟就可以了。但是图书馆的藏书量大，一旦发生火灾，那烟气是相当的大，靠自然排烟系统根本无法得以很好的排烟。图书管的中庭体积超过了17000平方立米，按规范要求其排烟量不应小于102000m3/h,排烟量非常的大。而且考虑到如果发生火灾或某层失火后，烟气可能在自然送风系统的压力下也不易排放，所以应设计为机械加压送风排烟系统，而且设计每层采用独立控制的方式，一旦某层失火后，该层及上一层加压送风阀同时打开，疏散楼梯间均采用加压方式，隔层设置自垂百叶风口。这样的排烟系统设计对图书馆的烟气排放是既有效又是最恰当的。
8、结束语
该图书馆建筑面积大，藏书量大，每天的读者上完人，人流量大，但其所有功能比较简单，空调系统的设计比较一般化，使整个暖通空调系统运行起来比较顺畅。在加上合理的空调系统，供暖系统，消防系统，火灾自动报警系统的设计，而且设计时加以对空气湿度，噪声的考虑，设计了消声和减振装置，进一步使暖通空调系统的设计全面化，为读者提供了良好的学习和工作环境。
