潔凈廠房車間改造彩鋼板隔墻工程及凈化空調(diào)設計
潔凈廠房車間改造彩鋼板隔墻工程及凈化空調(diào)設計，潔凈廠房設計必須貫徹執(zhí)行的有關方針政策，做到技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用、確保質(zhì)量、符合節(jié)約能源和環(huán)境保護的要求。凈化工程裝修、凈化工程施工、潔凈車間彩鋼板隔墻工程、無塵室改造工程、潔凈廠房裝修工程。
潔凈車間改造用于新建和改建、擴建的潔凈廠房設計，但不適用于以細菌為控制對象的生物潔凈室。本規(guī)范有關防火和疏散、消防設施章節(jié)的規(guī)定，不適用于建筑高度超過24米的高層潔凈廠房和地下潔凈廠房的設計。
在利用原有建筑進行潔凈技術改造時，潔凈廠房設計必須根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，因地制宜、區(qū)別對待，充分利用已有的技術設施。
潔凈廠房設計應為施工安裝、維護管理、檢修測試和安全運行創(chuàng)造必要的條件。潔凈廠房設計除應按本規(guī)范執(zhí)行外，尚應符合現(xiàn)行的標準、規(guī)范的有關要求。
潔凈廠房空調(diào)凈化設計：
潔凈廠房為重點工程項目，用于大中型航天產(chǎn)品的總裝測試。主要由6個大小不同的潔凈測試大廳、附屬工藝用房和設備機房組成，潔凈大廳的最大高度達到31m，潔凈空間的總?cè)莘e約為100000m3。該潔凈廠房不僅空間高、體量大，屬于超大型潔凈廠房，而且設計參數(shù)要求高，又處于惡劣的室外氣候環(huán)境中，另外對系統(tǒng)可靠性要求很高，這給其空調(diào)凈化設計帶來了不少新問題。這種超大型潔凈廠房的關鍵設計參數(shù)沒有現(xiàn)成的設計規(guī)范和設計手冊可以遵循，許多技術難題需要研究解決。另外，超大型低溫低濕潔凈廠房空調(diào)凈化系統(tǒng)的投資大、能耗高，如何在滿足設計要求的前提下，使投資、能耗和運行費用大幅度減少？這是該項目設計的關鍵技術難題。
為此，在設計之前開展了下列10項專題研究：當?shù)卮髿猸h(huán)境懸浮顆粒物濃度變化規(guī)律測試研究，該潔凈廠房空調(diào)冷熱負荷與能耗特性的全年逐時模擬研究，空調(diào)冷熱源規(guī)劃方案研究，凈化換氣次數(shù)和新風換氣次數(shù)的優(yōu)化研究，海水源熱泵空調(diào)研究，太陽能空調(diào)適用性研究，新型除濕方案研究，建筑圍護結構絕熱的節(jié)能經(jīng)濟性研究，空調(diào)冷凝水回收利用研究，空調(diào)凈化系統(tǒng)防臺風、防鹽霧、防凝露研究，并進行了大量模擬分析和測試研究工作，這些研究成果為該項目空調(diào)凈化的設計優(yōu)化提供了重要的技術支撐。采用了全年逐時模擬的設計計算方法，提高了設計的準確度和精細化程度。該項目于2011年3月完成施工圖設計，2014年11月進入調(diào)試階段，2015年8月底完成了冬季和夏季工況調(diào)試，通過了工程驗收后交付使用。本文介紹了該項目空調(diào)凈化的設計特點和主要性能測試結果。由于篇幅所限，重點介紹其中規(guī)模最大的潔凈測試大廳的空調(diào)凈化設計情況。
主要設計要求
該潔凈測試大廳為長方體，室內(nèi)凈空尺寸為82m×28 m×31m（長×寬×高），潔凈區(qū)面積為2 296m2，室內(nèi)容積為72000 m3。頂部設置了吊車，空調(diào)潔凈工作區(qū)的最大高度為23 m。該潔凈測試大廳的室內(nèi)設計參數(shù)為：溫度20℃±5 ℃，相對濕度30％～45％（20 ℃時），潔凈等級8級，室內(nèi)露點溫度要求達到5 ℃。根據(jù)工藝要求，其全年的室溫控制參數(shù)為20℃±2℃，并希望室溫能達到15℃，以適應航天產(chǎn)品的發(fā)展對更低測試環(huán)境溫度的需求。
3主要技術特點和難點
3.1潔凈區(qū)空間高、體量大
在國內(nèi)同類潔凈測試大廳中，該潔凈測試大廳的體量規(guī)模是最大的，其容積是太原衛(wèi)星發(fā)射中心同類高大潔凈測試大廳的7倍，屬于超大型潔凈大廳，這給設計工作帶來了一系列困難。
3.1.1關鍵設計參數(shù)的確定問題
超大型潔凈廠房的凈化特性和室內(nèi)正壓特性都與普通潔凈廠房不同，其凈化換氣次數(shù)和新風換氣次數(shù)2個關鍵設計參數(shù)如何確定？目前沒有現(xiàn)成的設計規(guī)范和設計手冊可以遵循。
3.1.2高大空間空調(diào)環(huán)境參數(shù)均勻度保障問題
由于潔凈空間豎向和水平方向的尺寸都很大，這給室內(nèi)溫濕度和潔凈度參數(shù)的均勻度保障帶來較大困難?？紤]到工藝要求和控制精度，其潔凈工作區(qū)水平方向和豎向的溫差應控制在3 ℃以內(nèi)。由于該潔凈廠房的高度很高，會產(chǎn)生明顯的熱分層現(xiàn)象，給室內(nèi)溫濕度均勻度的保障帶來了困難。
3.1.3空調(diào)機房和風管的布置問題
由于潔凈空間體量大，其空調(diào)凈化的送風量就很大，這帶來了空調(diào)機房面積大、風管尺寸大的問題。根據(jù)以往同類潔凈廠房設計參數(shù)的調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)，空調(diào)機房面積約為潔凈區(qū)面積的1.3倍，該潔凈測試大廳的空調(diào)機房面積將達到2990m2，送風總管和回風總管的總截面積都將超過38m2。由于空調(diào)機房面積和風管截面積太大，給空調(diào)機房、設備和風管的布置都帶來了很大困難，與工藝用房的矛盾很大，空調(diào)機房占用建筑面積過大，附屬工藝房間布置不下，總建筑面積需要大幅度增加。因此如何大幅度減少空調(diào)機房面積和風管尺寸是該超大型潔凈大廳設計遇到的一個重要技術難題。
3.2設計參數(shù)要求高
工藝專業(yè)對該潔凈測試大廳的室內(nèi)環(huán)境提出了較高要求，要求維持恒定低溫、低濕和潔凈的室內(nèi)環(huán)境條件，其設計要求大大高于普通舒適性空調(diào)。尤其對除濕提出了較高要求，室內(nèi)要求維持5 ℃露點溫度的低濕環(huán)境，而室外又常年處于高濕的環(huán)境，這給設計增加了難度。
3.3氣候環(huán)境條件差
該建筑地處熱帶島嶼性氣候區(qū)，屬于高溫、高濕、高鹽霧、多臺風、多暴雨、多雷電的地區(qū)。夏季空調(diào)室外計算溫度為34.8 ℃，室外計算濕球溫度為28.4 ℃，全年平均氣溫為24.4 ℃，即使在冬季，其室外的平均相對濕度也高達87％。這與室內(nèi)低溫低濕的工藝要求形成了較大反差。通過全年逐時模擬分析發(fā)現(xiàn)該潔凈測試大廳全年都需要除濕。另外，項目處于臺風頻發(fā)的海邊，還要考慮防臺風和防鹽霧腐蝕等特殊問題。在潮濕的氣候環(huán)境條件下，防凝露問題也是空調(diào)設計必須考慮的一個重要問題。惡劣的氣候環(huán)境條件增加了設計難度。
3.4節(jié)能要求高、投資控制嚴
綠色生態(tài)是其設計的一個基本理念，而節(jié)能是體現(xiàn)綠色生態(tài)建設的一個重要方面。該潔凈廠房的空調(diào)凈化系統(tǒng)的投資很大，用電負荷、能耗和運行費用都很高，其空調(diào)能耗占場區(qū)空調(diào)總能耗的60％以上。另外，該項目在設計階段經(jīng)費缺口較大，因此投資控制很嚴，采取了嚴格的限額設計措施，這就要求設計不能走大量高投資節(jié)能新技術堆砌的“高技派”的節(jié)能道路，而要探索減投資的節(jié)能新路。
3.5室內(nèi)工藝狀態(tài)變化大
該潔凈測試大廳每次任務的室內(nèi)工藝狀態(tài)通常不同。由于其空間尺寸是按最大尺寸工藝產(chǎn)品、最多工藝產(chǎn)品數(shù)量的情況設計的，因此大部分情況下該潔凈測試大廳只是部分空間被使用。而且在測試任務期間，不同區(qū)域的產(chǎn)品不同、測試階段和工作內(nèi)容不同，對空調(diào)環(huán)境的要求也可能有所不同。如何適應這種工藝工況，實現(xiàn)分區(qū)域的空調(diào)參數(shù)控制和部分空間的空調(diào)凈化，以更好地滿足工藝需求，減少運行能耗，這是超大型潔凈廠房空調(diào)凈化設計需要解決的一個重要技術難題。
3.6可靠性要求高、設計創(chuàng)新難度大
該潔凈廠房是國家重點工程，負責重要航天產(chǎn)品的總裝測試，其室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的好壞將直接影響到航天測試發(fā)射任務能否順利進行，甚至可能影響到航天測試發(fā)射任務的成敗，因此對其空調(diào)凈化系統(tǒng)的可靠性要求很高，提高可靠性是該潔凈廠房設計工作必須考慮的一個重要問題。這帶來了室外設計參數(shù)的合理確定、設備冗余設計、系統(tǒng)設備可靠性分析等新問題。一旦出問題后果很嚴重，因此在該項目中進行設計創(chuàng)新和節(jié)能工作的難度和壓力都很大。如何對設計創(chuàng)新的風險進行有效管控，這是該項目暖通設計人員必須認真研究解決的一個重要問題。
3.7空調(diào)環(huán)境參數(shù)測試的難度和工作量都很大
由于該潔凈測試大廳的高度高、體量大，其室內(nèi)環(huán)境參數(shù)測試的難度和工作量都很大，如何在不影響室內(nèi)氣流組織和環(huán)境參數(shù)的前提下，進行高大空間空調(diào)環(huán)境參數(shù)測試？這是該項目空調(diào)凈化工程調(diào)試工作的一個關鍵技術難題。
4設計方案的主要特點分析
在總結國內(nèi)外同類工程設計經(jīng)驗的基礎上，充分考慮該潔凈廠房的工藝要求、技術特點、所處的氣候特點，以滿足使用、安全可靠、節(jié)省投資、減少能耗為目標，應用全年逐時模擬的方法進行了多方案、多參數(shù)的對比分析和優(yōu)化，并進行了大量的測試調(diào)查研究工作，通過綜合技術經(jīng)濟性分析，確定了優(yōu)化的設計方案和設計參數(shù)，其主要技術特點如下。
4.1關鍵設計參數(shù)優(yōu)化
4.1.1大幅度減小凈化換氣次數(shù)
凈化換氣次數(shù)是潔凈廠房空調(diào)凈化系統(tǒng)的一個重要設計參數(shù)，它直接影響到潔凈廠房的潔凈度、機房面積、投資、運行能耗和費用。凈化換氣次數(shù)過小，可能使?jié)崈魪S房的潔凈度無法滿足要求，而過大的凈化換氣次數(shù)會使空調(diào)風機功率和空調(diào)冷負荷大幅度增加，從而使空調(diào)投資和能耗大幅度增加。GB50073—2013《潔凈廠房設計規(guī)范》對于層高大于4 m的高大潔凈廠房的凈化換氣次數(shù)沒有相關規(guī)定?！秾嵱霉峥照{(diào)設計手冊》推薦8級潔凈廠房的凈化換氣次數(shù)為15h－1。我國現(xiàn)有3個航天發(fā)射場的同類高大潔凈廠房的凈化換氣次數(shù)為16～21h－1，GJB3139—1997《衛(wèi)星裝配測試廠房設計規(guī)范》推薦的凈化換氣次數(shù)為12～15h－1；美國航天發(fā)射場一些航天器測試廠房（8級潔凈度）的凈化換氣次數(shù)為10～17 h－1。該高大潔凈廠房的凈化換氣次數(shù)能否大幅度減??？這是其空調(diào)凈化設計工作面臨的一個重要問題。為了合理確定這一重要設計參數(shù)，對高大潔凈廠房的凈化換氣次數(shù)與潔凈度的關系進行了專題研究，根據(jù)測試研究結果，將該潔凈測試大廳的凈化換氣次數(shù)由同類高大潔凈廠房的16～21h－1減小為9h－1，只有以往平均值的一半，這使空調(diào)凈化系統(tǒng)的機房面積、投資、用電負荷、運行能耗和費用大幅度減少，也為采用夾墻分散空調(diào)方式奠定了重要基礎。
4.1.2大幅度減小新風換氣次數(shù)
新風量是保證潔凈廠房室內(nèi)正壓和潔凈度的一個關鍵參數(shù)，也是影響空調(diào)凈化系統(tǒng)投資和能耗的一個關鍵參數(shù)。新風量對空調(diào)凈化系統(tǒng)投資和能耗影響的專題研究結果表明，由于該潔凈測試大廳室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)差異很大，因此新風量對空調(diào)投資、能耗和運行費用的影響很大，新風換氣次數(shù)每增加1h－1，空調(diào)冷負荷平均增加1900kW以上，用電負荷平均增加約770kW，空調(diào)投資平均增加約900萬元，空調(diào)系統(tǒng)年運行電耗平均增加321萬kW?h，年運行費用平均增加256萬元。因此在滿足室內(nèi)正壓要求的前提下，應盡可能減小新風換氣次數(shù)。但如果新風量過小則難以維持要求的室內(nèi)正壓，會影響室內(nèi)潔凈度的保障。GB50073—2013《潔凈廠房設計規(guī)范》提出了潔凈廠房室內(nèi)正壓不小于10Pa的要求，為此推薦了新風換氣次數(shù)為2～4 h－1，以往航天發(fā)射場同類潔凈廠房均按該參數(shù)范圍進行新風量設計，新風換氣次數(shù)能否大幅度減少？這是該潔凈廠房空調(diào)凈化設計工作面臨的一個重要問題，也是爭議較大的一個問題。
為了合理確定新風換氣次數(shù)這一重要參數(shù)，在設計之前進行了專題研究，選擇一個同類高大潔凈廠房進行了新風換氣次數(shù)與室內(nèi)正壓關系的測試。實測結果表明，新風換氣次數(shù)為1h－1時，其室內(nèi)正壓可維持在15Pa以上，滿足室內(nèi)正壓不小于10Pa的要求。對于高大潔凈廠房，GB50073—2013《潔凈廠房設計規(guī)范》推薦的2～4 h－1空調(diào)新風換氣次數(shù)偏大較多。對于該潔凈測試大廳，將新風換氣次數(shù)由GB50073—2013《潔凈廠房設計規(guī)范》推薦的平均值3h－1減小到1h－1，空調(diào)投資可以減少1777萬元，空調(diào)用電負荷可減少約1506kW，空調(diào)年運行電耗可減少626萬kW?h，年運行費用可減少約500萬元，空調(diào)凈化系統(tǒng)壽命周期費用（按20 a計算）可減少約1.18。因此確定將該潔凈測試大廳的新風換氣次數(shù)由以往的2～4h－1減小到1h－1。
4.2溫度、濕度、潔凈度3個參數(shù)獨立控制
對室內(nèi)溫度、濕度和潔凈度這3個參數(shù)進行獨立控制。設置新風除濕系統(tǒng)，對濕負荷進行單獨處理，室內(nèi)相對濕度由新風除濕系統(tǒng)來控制；室內(nèi)溫度由室內(nèi)循環(huán)空調(diào)系統(tǒng)表冷器的供冷量來控制；室內(nèi)空氣潔凈度由空調(diào)循環(huán)風量來調(diào)控，通過室內(nèi)循環(huán)空調(diào)機組的風機變頻器調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣循環(huán)量，在滿足潔凈度要求的前提下，使空調(diào)循環(huán)風量最小。3個參數(shù)獨立控制不僅調(diào)控方便、控制精度提高，而且可以使空調(diào)系統(tǒng)的運行能耗減少。
4.3夾墻分散空調(diào)方式
由于該潔凈測試大廳高度很高，在其兩側(cè)雙支柱結構夾墻中有寬度為3.5m的無用空間，因此確定采用夾墻分散空調(diào)方式，將室內(nèi)循環(huán)空調(diào)機組分散設置在兩側(cè)的結構夾墻中，兩側(cè)夾墻中各布置了14臺立柜式空調(diào)機組。這種方式充分利用了結構夾墻的無用空間，使空調(diào)機房面積大幅度減小，節(jié)省了約1700m2的建筑面積，空調(diào)風管長度減少了67％，風管尺寸和風機的輸配能耗均大幅度減少。不但解決了與工藝用房的尖銳矛盾和風管布置的技術難題，而且可以實現(xiàn)平面分區(qū)控制，將潔凈大廳分成28個小區(qū)域，對這些小區(qū)域的溫濕度參數(shù)進行獨立控制，更好地滿足了大型潔凈廠房中不同工藝產(chǎn)品對空調(diào)環(huán)境的不同需求，實現(xiàn)了部分空間的空調(diào)凈化，提高了空調(diào)冷量的利用效率，使空調(diào)運行能耗大幅度減少。另外，這28臺空調(diào)機組即使壞了1，2臺，對室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的影響也很小，因此分散空調(diào)方式也提高了空調(diào)凈化系統(tǒng)的可靠性。
4.4平面分區(qū)、豎向分層、分層高度可調(diào)的氣流組織形式
該潔凈測試大廳采用了雙側(cè)送風、側(cè)送側(cè)回、分層空調(diào)凈化的氣流組織形式，為了減少凈化送風量，只對吊車下部的潔凈工作區(qū)進行空調(diào)凈化送風，吊車上部的非工作區(qū)不設空調(diào)送風，只設置少量回風口，這些回風口只在潔凈廠房開機自凈階段開啟，對非工作區(qū)進行自凈，室內(nèi)參數(shù)達標后全部關閉。在豎直高度方向上設置5層送風口，采用噴口送風，通過上部3層送風口的電動閥的開關，可以對分層空調(diào)的分層高度進行調(diào)節(jié)，以適應不同工藝產(chǎn)品對空調(diào)凈化高度的不同要求。側(cè)面下部的回風口采用固定百葉風口。采用平面分區(qū)、豎向分層、分層高度可調(diào)的氣流組織形式，可以較好地適應超大型潔凈測試大廳工藝工況變化大的情況，實現(xiàn)對潔凈測試大廳中部分空間的空調(diào)凈化，使運行能耗大幅度減少。
4.5熱回收式冷凍除濕方案
該潔凈測試大廳要求室內(nèi)露點溫度達到5 ℃，新風除濕系統(tǒng)送風的露點溫度要低于4.8 ℃，考慮安全系數(shù)，新風除濕系統(tǒng)的送風露點溫度要求達到4 ℃。以往同類潔凈測試廠房都采用了冷凍除濕＋轉(zhuǎn)輪除濕的除濕方案。轉(zhuǎn)輪除濕的除濕能力強，可以達到較低的露點溫度，但其投資和能耗都大大高于冷凍除濕方式，其裝機電量約增大一倍。普通冷凍除濕方式雖然投資少、能耗低，但其除濕能力較弱，理論上可適用于送風露點溫度高于4 ℃的情況，在實際工程中通常應用于送風露點溫度高于8 ℃的情況，即使在這種情況下，實際工程中結霜凍堵的情況也不少見。因此在海南這種潮濕的地區(qū)、送風露點溫度要求達到4 ℃的情況，采用普通冷凍除濕的難度和風險都很大，另外采用冷凍除濕還要解決再熱問題，因此必須對普通冷凍除濕方案進行優(yōu)化改進。
筆者通過全年逐時負荷模擬分析發(fā)現(xiàn)，由于室外氣溫較高，同時該潔凈測試大廳室內(nèi)循環(huán)風機的散熱量較大，因此新風冷凍除濕系統(tǒng)只是冬季工況需要進行再熱，而且再熱量不大，其他季節(jié)都不需要再熱，可以直接將低溫干燥空氣送到室內(nèi)循環(huán)空調(diào)系統(tǒng)，負擔部分室內(nèi)冷負荷，因此確定采用冷凝熱回收的冷凍除濕方案。設置冷水冷卻除濕和直接蒸發(fā)冷卻除濕兩級除濕，以冷水冷卻除濕為主，其除濕量約占80％，直接蒸發(fā)冷卻除濕為輔，其除濕量約占20％。風冷直接蒸發(fā)制冷機組帶2個冷凝器，一個設置在新風除濕系統(tǒng)直接蒸發(fā)冷卻器的出口，用于冬季工況，回收冷凝熱用于再熱；另一個設置在室外，用于其他季節(jié)工況，將冷凝熱量排到室外。這樣較好地解決了冷凍除濕方式的再熱問題。為了防止直接蒸發(fā)冷卻器結霜，將直接蒸發(fā)冷卻器換熱面積適當增大。為了提高冷水冷卻除濕的效果，將冷水的供水溫度控制在5 ℃。從而實現(xiàn)以較低的投資和能耗達到較高的空氣干燥除濕要求。為了提高新風除濕系統(tǒng)的可靠性，設置了1臺小容量（50％新風量）的轉(zhuǎn)輪除濕機作為直接蒸發(fā)制冷機故障時的備份和一些工藝產(chǎn)品更低露點溫度的特殊需求時使用。通過冬夏季工況長時間運行考核，該新風除濕系統(tǒng)運行正常，在沒有啟用轉(zhuǎn)輪除濕機的情況下，潔凈大廳空氣露點溫度達到5 ℃的要求，而且該冷凍除濕方案的調(diào)控性能顯著優(yōu)于轉(zhuǎn)輪除濕方案，其室內(nèi)相對濕度的波動很小。
4.6將空調(diào)冷凝熱回收用于冬季供熱
我國現(xiàn)有3個航天發(fā)射場的同類潔凈測試廠房均采用燃煤鍋爐為空調(diào)系統(tǒng)提供冬季熱源的集中供熱方案。但通過對該潔凈測試大廳空調(diào)冷熱負荷進行全年逐時模擬，發(fā)現(xiàn)其冬季供熱負荷很小，存在時間很短。場區(qū)其他建筑物也是這種情況，因此確定改變集中供熱方案為分散供熱方案，取消了原規(guī)劃的集中供熱燃油鍋爐房和供暖外線。該廠房將新風除濕系統(tǒng)的風冷冷凝制冷機組的冷凝熱回收用于冬季供熱，風冷冷凝制冷機組也可采用熱泵方式供熱，從而使投資和能耗大幅度減少，也消除了場區(qū)內(nèi)唯一的空氣污染排放源。
4.7空調(diào)冷凝水回收利用
空氣十分潮濕，該潔凈廠房的除濕要求又很高，因此采用冷凍除濕的新風除濕系統(tǒng)會產(chǎn)生大量冷凝水，以往空調(diào)冷凝水都是通過下水道排放掉。在該項目空調(diào)系統(tǒng)設計時，將新風除濕系統(tǒng)的空調(diào)冷凝水回收到空調(diào)冷水系統(tǒng)的補水箱，作為空調(diào)冷水系統(tǒng)的補水，由于空調(diào)冷凝水的水質(zhì)好，可以節(jié)省一套軟化水系統(tǒng)。實測結果表明，新風除濕系統(tǒng)的冷凝水量較大、水溫低，回收的冷凝水量完全可以滿足空調(diào)冷水系統(tǒng)的補水量要求，并在空調(diào)補水箱上設置了通向室外的管道，可將多余的冷凝水用于場區(qū)綠化。根據(jù)實測數(shù)據(jù)和全年逐時模擬分析結果，全年可回收5890t水，其節(jié)水效果十分顯著，由于回收的空調(diào)冷凝水溫度較低，因此也產(chǎn)生了一定的節(jié)能效果。
5、工程測試的主要結果
在2014年冬季和2015年夏季，對該潔凈廠房進行了全面調(diào)試和測試考核。測試結果表明，空調(diào)凈化系統(tǒng)運行正常，調(diào)控性能好，該潔凈測試大廳的溫度、相對濕度、潔凈度、室內(nèi)正壓和噪聲等指標均滿足設計要求。
6、結論
大潔凈廠房的空調(diào)凈化設計時對設計方案、設計參數(shù)和設計方法都進行了一些新的探索。采用了溫度、濕度和潔凈度3個參數(shù)獨立控制的設計方案，采用了平面分區(qū)、豎向分層、分層高度可調(diào)的新型氣流組織形式、新型冷凍除濕方案和夾墻分散空調(diào)方案，并對空調(diào)凈化換氣次數(shù)和新風換氣次數(shù)進行了大幅度優(yōu)化，將空調(diào)凈化換氣次數(shù)減小到9h－1，新風換氣次數(shù)減小到1 h－1，并對空調(diào)冷凝水進行回收利用。通過這些系統(tǒng)的綜合優(yōu)化，使空調(diào)凈化系統(tǒng)的投資、能耗、運行費用和機房面積均大幅度減少。與以往同類潔凈廠房相比，其空調(diào)凈化投資減少45％以上，運行能耗和費用減少60％以上。達到了節(jié)能、節(jié)資、節(jié)地、節(jié)水的效果。
該潔凈廠房空調(diào)凈化系統(tǒng)已經(jīng)通過了冬季與夏季工況的工程調(diào)試考核，并于2016年6月通過了“長征七號”火箭首發(fā)任務的使用考核，結果表明：空調(diào)凈化系統(tǒng)運行正常、調(diào)控性能好，該潔凈測試大廳的室內(nèi)溫度、相對濕度、潔凈度、室內(nèi)正壓、噪聲等參數(shù)均滿足要求，不僅很好地滿足了工藝需求，而且節(jié)能效果十分顯著，獲得了用戶的好評。這表明該高大潔凈廠房的設計創(chuàng)新是成功的。通過該項目的科研、設計和調(diào)試工作有以下體會，供同行參考：
1）對于8級潔凈度、全室凈化的超大型潔凈廠房，9h－1的凈化換氣次數(shù)可以滿足要求，并有一定余量，還可以適當下調(diào)，下調(diào)幅度需要進一步研究。
2）對于密封性較好的超大型潔凈廠房，在1h－1新風換氣次數(shù)和室外風速較小的情況下通常可以滿足10 Pa正壓的要求，但余量不大，室外風速較大時將無法滿足要求。廠房圍護結構和空調(diào)系統(tǒng)的密封性對室內(nèi)正壓和新風量的影響很大，不能一味通過增加新風量來維持室內(nèi)正壓，提高廠房圍護結構和空調(diào)系統(tǒng)的密封性是維持室內(nèi)正壓、抵御室外強風影響的一個關鍵環(huán)節(jié)。
3）對于超大型潔凈廠房，采用夾墻分散空調(diào)方案的優(yōu)點十分顯著，但由于空調(diào)設備與潔凈測試大廳只有一墻之隔，因此必須采取良好的消聲隔振措施。另外夾墻中間的空間較小，在空調(diào)設備和管道布置時需要妥善考慮設備安裝和檢修空間的問題。
4）以往在高大潔凈廠房分層空調(diào)凈化設計時，通常對上部的非空調(diào)凈化區(qū)進行小風量送風空調(diào)凈化，以防止上部不潔凈的空氣對下部空調(diào)凈化區(qū)產(chǎn)生不良影響。該項目設計實踐和測試結果表明，即使不對上部的非空調(diào)凈化區(qū)設置送風和回風，由于空氣對流和粉塵擴散作用，在潔凈廠房完成自凈后的穩(wěn)定狀態(tài)下，非空調(diào)凈化區(qū)也可以保持較好的空調(diào)凈化環(huán)境，因此可以不對上部的非空調(diào)凈化區(qū)設置送風和回風。
5）對于超大型潔凈廠房，現(xiàn)行潔凈廠房相關檢測標準的一些規(guī)定并不合適，存在測點數(shù)量過多、室內(nèi)環(huán)境參數(shù)測試的工作量過大、一次測試的時間過長、無法保證同一次測試的狀態(tài)一致性等問題，建議對于超大型潔凈廠房適當減少測點密度和檢測次數(shù)。另外相關規(guī)范沒有豎向參數(shù)測試的相關規(guī)定，因此需要補充完善。
6）通過深入研究發(fā)現(xiàn)，海水源熱泵空調(diào)和太陽能空調(diào)等新的技術方案并不適用于該項目，因此該項目的空調(diào)凈化設計并沒有采用任何“高大上”的節(jié)能技術，而是充分考慮其技術特點和氣候環(huán)境特點，通過對常規(guī)技術方案和關鍵設計參數(shù)的優(yōu)化，使投資、能耗、運行費用和機房面積均大幅度減少，實現(xiàn)了減投資的節(jié)能?？梢娡ㄟ^對常規(guī)技術方案和設計參數(shù)的優(yōu)化，有可能實現(xiàn)投資和能耗同時大幅度減少的減投資節(jié)能，減投資或低成本的節(jié)能應是我國建筑節(jié)能的重點發(fā)展方向。
7）加強對工程設計問題的研究、實現(xiàn)科研與設計相結合是提高暖通空調(diào)工程設計水平、促進設計創(chuàng)新、實現(xiàn)從粗放型設計向精細化設計轉(zhuǎn)變、大幅度提高工程建設的經(jīng)濟效益和節(jié)能效益的一個重要途徑。科研工作對于特種工程設計更為重要，但需要重視對設計創(chuàng)新的風險控制。培養(yǎng)研究性設計人才是大幅度提高工程設計科研創(chuàng)新能力的一個重要基礎。
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