首都博物馆的空调设计是根据建筑功能和对室内温湿度的要求进行的。 文物图书馆、文物展厅采用恒温恒湿空调，其他区域采用舒适空调。 空调机房集中安装，排风排至地下车库，可充分利用排风余热。 项目配备楼宇自控系统楼宇自控送风湿度高，空调风水系统全部自控。
一、项目概况
首都博物馆新馆于2005年12月正式落成。博物馆位于北京市西城区，北邻长安街，东临白云路。 占地面积24133平方米，建筑面积63897平方米，建筑高度36.4米。 地上5层，地下2层。 馆内设有展厅、文物库房、文物修复室、多功能厅、贵宾厅、礼仪厅、餐厅、厨房、车库、机电房、库房等，共六层。地下二层人防（战时物资库）。 地下二层下有2.2m高的设备夹层，主要用于铺设设备管线。
2、空调冷热源
该项目空调设计冷负荷为8440千瓦，空调设计热负荷为7500千瓦。 空调冷源为3台电制冷冷水机，其中离心机组2台，制冷量3 165 kW（900 rt），1台，制冷量1 759 kW。 kW（500 rt）变频离心机组。 冷水泵和冷却水泵三用一备（备用泵为小泵）。 3个冷却塔。 市政热力管网提供的110℃/70℃一次市政热水，经过换热器后转换为60℃/50℃二次空调热水。 项目还配备2台蒸发量为1t/h的燃气蒸汽锅炉，作为空调加湿和市政热力管道检修季节的生活热水热源。 蒸气压为0.8MPa。
三、室内设计参数
根据室内温湿度要求，工程空调分为恒温恒湿空调和舒适型空调。 文物库房、文物展厅采用恒温恒湿空调，其他房型采用舒适空调。 文物库房、文物展厅不仅对温度、湿度有要求，对空气粉尘浓度、SOx浓度、NOx浓度也有要求。 不同类型的文物对环境温湿度、空气含尘浓度、SOx浓度、NOx浓度等都有不同的要求。 恒温恒湿空调室内设计参数见表1，舒适型空调室内设计参数见表2，室内新风及噪音标准见表3。
四、周边环境
笔者对项目所在地周边环境室外有害物质浓度进行了实测，结果如表4所示。
5.空调系统设计
5. 1 空调水系统
本项目空调水系统分为两种形式，舒适型空调水系统为双管路，冷水温度7℃/12℃，热水温度60℃/50摄氏度； 恒温恒湿空调水系统为四管路），冷水温度7℃/12℃，热水温度60℃/50℃； 空调冷热水系统为一次泵恒流和二次泵变流量系统。 风机盘管调节水阀采用电动二通阀，新风机组和空调机组的冷热水调节阀为电动调节阀。 压差旁路调节阀安装在冷热水总管处。
5. 2 空调系统
为满足不同功能房间对空气质量的要求，大空间（如礼仪厅、多功能厅等）采用单回风双管空调系统，全风双风机低-速冷空调系统为舒适，小房间（如办公室等）采用风机盘管增加新风系统； 恒温恒湿空调采用四控低速空调系统，水电两级，再热回风，全风双风机。 由于丝织品、字画等文物展柜内有灯，会产生照明冷负荷，所以也有展柜空调，即大空调环境中的小空调。 展柜空调采用四管制，电极加湿。
5. 2. 1 恒温恒湿空调
为满足设计要求，恒温恒湿空调机组设有以下处理功能段：混合粗效过滤段、加热段、表冷段、加湿段、再热段、活性炭过滤段、静电除尘中效过滤段、风机段。
见图 1：
5. 2. 1. 1 除尘过滤处理
粗效过滤段的效率一般可达95%，电除尘段的过滤效率一般在80%左右。 - 95 % ×80 %) = 0. 094 mg/ m3 , 其中 0. 391 6 mg/ m3 为室外空气中粉尘的质量浓度。
空调送风粉尘质量浓度（0. 094 mg/m3）小于表1要求的0. 15 mg/m3粉尘质量浓度值。
5. 2. 1. 2 夏季空气处理工艺
新风与回风混合后，在表冷段处理至露点温度，在再热段再加热，达到送风口ε上的送风状态点参数后送入室内线。 为准确控制室内相对湿度，精度不超过5%，弥补再热段热水盘管热惯性的不足，在送风管上安装空气电再热器微调室内相对湿度。 夏季空气处理流程见图2。
从图2可以看出，在室内设计温湿度精度范围内，高相对湿度线与低温线交点处的再加热温差最大，但不大于2℃，因此空气电再热器的再加热温差确定为2℃。
5. 2. 1. 3 冬季空气处理工艺
恒温恒湿的空调房基本上是一个内区，冬季的热湿处理过程以降温加湿为特点。 新风与回风混合后，通过表冷段送至室内进行等湿降温和等温蒸汽加湿。 恒温恒湿空调冬季空气处理流程见图3。
5. 2. 2 气流组织形式
天花板高度低于4.6m的空间，采用百叶或散流器向上送风，回风方式； 吊顶高度大于4.6m的空间采用旋流出风送风，回风方式。
由于展馆内的温湿度受参观人数的影响较大，展品布置在展馆送风区，以保证展馆内温湿度的稳定。
礼堂建筑面积1865平方米。 由于建筑物的特殊性，其送风方式成为一大难题。 经过专家和业主的反复论证，报请北京市领导批准，最终采用送风角度可调的中央喷头。 下部单层百叶与集中侧送风相结合。 馆内空调机组2台，风量3.5万立方米/小时，大门两侧各1个系统，各系统北侧各4个喷头。 喷头最大射程为35 m，每个喷头的送风量为5 000 m3/h。 南侧设单层百叶出风口，送风量13 000 m3/h。 各喷头送风参数见表5。馆内采用集中下回风方式。 图4为礼堂送回风示意图。
5.2.3 自动控制
项目配备一套楼宇自控系统，空调自动化是楼宇自控系统的一部分，冷水机、冷水泵、冷却水泵、冷却塔、空调机组、新风机组、蒸汽锅炉和给水水泵、风机、系统电控阀等都包含在DDC空调自动控制系统中。
冷水机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔由冷水机供应商进行群控，外部接口连接DDC控制主机。 根据负荷控制单机制冷量和运行台数。
新风机组通过送风温度和湿度控制电动水阀和蒸汽阀的开度； 舒适型空调机组通过室内温湿度控制来控制电动水阀和蒸汽阀的开度； 恒温恒湿空调机组夏季通过室内相对湿度控制冷水阀来控制机器的露点温度，室内温度控制再热阀控制送风温度，回风温度控制回风温度。电热器微调室内相对湿度； 冬季室内温度控制冷水阀和热水阀，室内相对湿度控制蒸汽阀。
六、工程设计特点
6.1集中设置空调机房，充分利用排风余热
由于建筑平面和立面的特殊性，全空气系统空调机房很难找到合适的位置。 考虑到建筑北立面外有下沉式水景庭院，水景庭院外有地下车库，在水景庭院下地下二层设置了长条中央空调机房，16个空调机房。空调机组（占总机组的45%），新风取自水景庭院，排风排至车库。 既避免了排气、进气管路过长的问题，又充分利用了空调排风的余冷余热，使车库拥有冬暖夏凉的舒适环境在夏天。 其缺点是沿风道阻力损失大，冷热损失大。
本项目共有3个全空调机房，空调机组总数为35台。
6.2配备(500rt)变频冷水机组，可在较大的冷负荷范围内实现冷水机的变频调节，降低部分冷负荷时的电耗。
6.3 配备蒸汽锅炉排污节能装置，可降低出水温度，回收余热。
蒸发量小于4t/h的国内一般蒸汽锅炉不设连续排污。 本项目选用2台蒸发量为1t/h的国外蒸汽锅炉，需要连续排污。 连续式污水冷却池的传统方式是加入自来水降温，既浪费水又浪费热量。 本项目在软水箱内安装一组换热盘管，换热后锅炉排污水温度降至30℃，回收余热。
七、设计经验
7.1 本工程冷热湿负荷计算较为准确，空调系统方式选择较为合理。 经过冬季运行试验，各房间温度、湿度等参数基本满足设计要求。
7.2 30台空调集中布置在3个大型空调机房，其中2个机房设置在地下2层，1个机房设置在展馆入口走廊的夹层。 节约了建筑的寸土寸金，又能有效利用排风。
7.3选用制冷量为1 759 kW（500 rt）的变频冷水机组，制冷量调节范围广，耗电量小。
7.4蒸汽锅炉排污节能装置很好地解决了排污问题。
7.5 展柜空调方式合理，效果好。