克拉瑪依康復中心暖通空調設計.doc

克拉瑪依康復中心暖通空調設計1工程概要康復中心位于職工總醫(yī)院北側，比鄰天山路，交通便利。該康復中心占地6300 m2，總建筑面積11000.50m2，地下1層，地上9層，建筑高度35.70m。地下1層為設備間和庫房，地上1層和2層為醫(yī)療康復及教學用房，包括體療、水療、蠟療、光療、磁療、離子導入、高頻、針灸、推拿、語言康復等，3-6層為康復病房，7層為手術室及教學用房，8層為設備用房，9層為水箱間?？祻椭行牟捎萌昙锌照{?？祻椭行牟煌穆毮軑徫粚Νh(huán)境的溫度、濕度的要求是不同的，本工程空調設計的目的是滿足康復中心不同的職能崗位對環(huán)境的溫度、濕度的不同要求，排除有害氣體，防止交叉感染，使患者入院后有安全、舒適感，為患者創(chuàng)造一個良好的治療環(huán)境，提高患者對疾病的抵抗能力，使患者早日康復。2設計參數(shù)2.1病房部分空調設計參數(shù)見表-1。病房部分空調設計參數(shù) 表-1房間名稱夏季冬季新風量換氣次數(shù)溫度（0c）濕度（%）溫度（0c）濕度（%）m3/人.hm/h次/h病房274555224555402辦公室2845552045552001值班室2845552045551001治療室2645552045551002換藥室2645552245551203活動室2645552045552002走廊2820衛(wèi)生間203污物間183淋浴間273庫房18更衣間20開水間18樓梯間182.2治療部分空調設計參數(shù)見表-2。治療部分空調設計參數(shù)表-2間 房名 稱夏季冬季新風量換氣次數(shù)溫度（0c）濕度（%）溫度（0c）濕度（%）m3/人.hm/h次/h體療室26455520455520004水療室27455525455530004作業(yè)訓練室264555224555302假肢修理室2845551845557002中心控制室2745552045554802蠟療室27455522455515004光療室27455522455510004磁療室2745552045555002離子導入室2745552045555002高頻室27455520455520002推拿室2745552245554001針灸室2745552245552501社會康復2745552045555002心理治療2745552045555002語言治療2745552045557503教室274555204555100013冷熱源3.1冷源為康復中心和外科樓(擬改造)配套的動力站位于康復中心的東側,為該工程提供冷、熱源及電力供應。康復中心冷負荷880kw，外科樓冷負荷381kw，總冷負荷1261kw。該動力站內設有3臺開利30hr-161型冷水機組，供給70c -120c冷水，總冷負荷1392kw。冷水循環(huán)泵為is125-100-315型，流量100m3/h，揚程32m，功率15kw，共4臺，備用1臺。冷卻水泵為is125-100-315型，流量100m3/h，揚程32m，功率15kw，共4臺，備用1臺。冷卻水系統(tǒng)配3臺cdbnl3-125超低噪音冷卻塔，設于動力站屋面。軟化水系統(tǒng)由2臺ldzn-6連續(xù)式鈉離子交換器和軟化水箱構成。用于冬、夏季用冷、暖系統(tǒng)的膨脹水箱設于康復中心頂層水箱間內。3.2熱源康復中心及外科樓冬季總供熱負荷2323kw，冬季供熱熱源由城市供熱管網(wǎng)提供，城市熱網(wǎng)一次熱水溫度為95-700c，由動力站內的2臺bb0.3-1.6/130-25型板式換熱器換熱成60-500c的二次熱水。熱水循環(huán)泵利用夏季的4臺冷水泵，補水系統(tǒng)利用夏季空調補水系統(tǒng)，以節(jié)約投資。康復中心手術室空調熱源及水療室采暖熱源由醫(yī)院蒸汽鍋爐房供給。4空調系統(tǒng)康復中心采用的空調方式為：四季廳及體能訓練室采用分區(qū)集中送風系統(tǒng)，氣流組織形式為上側送上回式，新風量為35%；水療室為崗位空調，采用集中送風系統(tǒng)，頂送、頂排；病房及作業(yè)訓練等治療部分采用頂送風、自然排風方式；四季廳只采用單一送風系統(tǒng)，其余部分均采用風機盤管+新風系統(tǒng)。4.1空調水系統(tǒng)空調風機盤管水系統(tǒng)為二管制閉式系統(tǒng)，冬、夏季切換使用。根據(jù)康復中心建筑高度及建筑布局的不同，將空調水系統(tǒng)分為兩個區(qū)域，1-3層為低區(qū)，4-7層為高區(qū)，各區(qū)采用同程式上供下回方式，在回水管上設有平衡閥以調節(jié)流量的分配。4.2空調風系統(tǒng)根據(jù)各場所的使用功能及建筑條件要求，康復中心采用了不同的空調方式，共設有7個全空氣系統(tǒng)和新風系統(tǒng)。4.2.1四季廳采用集中送風系統(tǒng)，氣流組織形式為上側送上回式，新風量為35%；采用3臺bfp-15型變風量空氣處理機組，并增加了預熱、加濕兩種功能。機房設于地下室。4.2.2一層的體療訓練廳采用集中送風系統(tǒng)，氣流組織形式為上側送上回式，新風量為35%；采用1臺bfp-10型變風量空氣處理機組，并增加了預熱、加濕兩種功能。另設有風機盤管。機房設于體療訓練廳旁。4.2.3一層的水療室為崗位空調，設有獨立的全新風系統(tǒng)，采用1臺bfp-10型變風量空氣處理機組，并增加了預熱功能，另設有采暖系統(tǒng)。獨立熱源為蒸汽，滿足長期用熱要求。機房設于水療室旁。4.2.4設于二層各類治療崗位（如光療、針灸、蠟療、低中高頻、離子導入等）采用2個風機盤管加新風系統(tǒng)，新風采用頂送風、自然排風或機械排風方式。每個系統(tǒng)各設1臺bfp-12型變風量空氣處理機組，并增加了預熱、加濕兩種功能。風機盤管為立式明裝。機房設于二層。4.2.5三層至七層的病房、治療、值班等采用風機盤管加新風系統(tǒng)，采用頂送風、自然排風方式。采用1臺bfp-12型變風量空氣處理機組，并增加了預熱、加濕兩種功能。風機盤管為立式明裝。機房設于八層水箱間一側。4.2.6設于頂層的兩個手術室分別為1000級和10000級，手術室空調為全年性空調。氣流組織形式為：1000級手術室采用水平層流；10000級手術室采用垂直層流。采用2臺bfp-10型變風量空氣處理機組，并增加了預熱、加濕兩種功能，熱源為蒸汽，滿足長期用熱要求。同時設有1級中效過濾、2級高效過濾、加壓送風、消音及排風設備。機房設于地下室。4.2.7除手術室專用風道采用鍍鋅鋼板外，其余各類風道均采用玻璃鋼制做，風道采用外保溫。風機盤管采用立式明裝，一般設于窗臺下，供回水管及凝結水管布置在其下層的吊頂內。5通風系統(tǒng)51水療室及其淋浴間采用機械通風方式。52蠟療室采用獨立機械通風方式。53廁所、浴室采用自然通風方式。54地下室用獨立機械通風方式。6防排煙系統(tǒng)6.1病房區(qū)走廊設有機械排煙系統(tǒng)，排煙系統(tǒng)按防火分區(qū)設置，排煙口距防煙分區(qū)最遠點的距離不超過30m，排煙風量按最大防煙分區(qū)每平米不小于120 m3/h計算。排煙機房設于頂層，風機為t47-2-no14，排煙風道采用1.5mm鍍鋅鋼板。6.2防煙樓梯間及合用前室采用自然排煙方式。6.3治療區(qū)采用自然排煙方式。6.4四季廳采用自然排煙與機械排煙相結合方式，四季廳頂部設6臺型號為hft-8軸流排煙風機。6.5地下室采用機械排煙方式。7采暖系統(tǒng)病房區(qū)內的廁所、浴室、水房、庫房、污物間、樓梯間只設冬季采暖，采暖熱水（95-700c）由外部城市供熱管網(wǎng)接入。采暖系統(tǒng)采用上供下回單管垂直串聯(lián)方式。8自控系統(tǒng)設空調集中控制室，采用手動、自控和事故報警，并與就地自動調節(jié)相結合的控制系統(tǒng)?？諝馓幚頇C組設有風量、溫度、濕度自控設施，其風量依設定值采用無級變速調節(jié)，溫度、濕度由設在不同部位的溫、濕度傳感器探測溫、濕度，從而調節(jié)空氣處理機組冷、熱盤管進口流量調節(jié)閥及加濕量，以達到控制室內溫、濕度的目的。風機盤管設三速調節(jié)開關，各類房間可根據(jù)不同要求自行調節(jié)。9小結本工程規(guī)模較大，功能多，暖通、空調工藝系統(tǒng)復雜。該工程于2000年冬投入使用，運行效果良好，達到了設計要求，很好地滿足了康復中心不同崗位的工作人員及患者對室內環(huán)境的要求，為患者創(chuàng)造了一個良好的、舒適的治療環(huán)境。住宅小區(qū)集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)及其基于網(wǎng)絡的實現(xiàn)1 引言建筑能耗在全球能源的消耗中占有相當大的比例，在一些發(fā)達國家，其比例有的已達到40%。我國作為一個發(fā)展中國家，近年來建筑能耗所占的比重也越來越大，業(yè)已占到全國總能耗的20%左右，這其中更有85%的是用于建筑的采暖和空調1。由于我國用于發(fā)電的一次能源在多為原煤（原煤發(fā)電約占總量的75%左右），而原煤屬于不清潔能源，其在開采、運輸、使用過程中都會對環(huán)境造成極大的污染。因此，做好建筑能耗的優(yōu)化管理就可達到節(jié)約能源和保護環(huán)境的雙重目的。住宅小區(qū)集中供冷是指通過小區(qū)內的管網(wǎng)向用戶輸配供應冷源機房生產(chǎn)的冷水，以滿足用戶空氣調節(jié)的需要。由于集中供冷的規(guī)模效應，使得它在防止大氣污染、提高能源利用率、有效利用空間、全國各地和資金、美化城市形象等方面具有十分突出的優(yōu)點，非常符合綠色建筑、健康住宅的健康、舒適、節(jié)能、環(huán)保的要求，因而有著重大的經(jīng)濟效益和社會效益，是現(xiàn)代化住宅小區(qū)建筑空調發(fā)展的必然趨勢。由于住宅小區(qū)的集中供冷系統(tǒng)非常復雜，因此對其進行優(yōu)化管理必須引進系統(tǒng)工程的概念，不能僅僅只從技術或經(jīng)濟的角度對其進行考慮，而應該全面考慮技術、經(jīng)濟、環(huán)境、人文等多方面因素?；谝陨线@種理念，我們經(jīng)過大量的工作后，提出了基于網(wǎng)絡技術的集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)框架及其實現(xiàn)途徑。該系統(tǒng)充分利用控制、計量、廢熱利用等多種手段，對住宅小區(qū)集中供冷系統(tǒng)的設計、建造、使用等過程進行全程優(yōu)化管理。 2 集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)本文提出的住宅小區(qū)集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)包括以下幾個部分：住宅小區(qū)集中供冷冷源決策系統(tǒng)、住宅小區(qū)集中供冷最優(yōu)設計系統(tǒng)、集中供冷系統(tǒng)與人工景觀相結合的技術、住宅小區(qū)集中供冷協(xié)調控制系統(tǒng)和住宅小區(qū)集中供冷自動計費系統(tǒng)。21 住宅小區(qū)集中供冷冷源決策系統(tǒng)2傳統(tǒng)的集中供冷冷源決策往往只注重某個方面因素的分析，而不涉及復雜因素的相互影響。由于住宅小區(qū)集中供冷是一個非常復雜的系統(tǒng)，其最優(yōu)性受到技術、經(jīng)濟、環(huán)境、文化等多個方面的制約，因此，僅僅只從某個方面進行分析，肯定不能得出一個滿意的結果。本文提出的住宅小區(qū)集中供冷冷源決策系統(tǒng)采用美國數(shù)學家t.l.sady教授在20世紀70年代提出的層次分析法（analytical hierarchy process，簡稱ahp）對住宅不區(qū)的集中供冷冷源進行決策。層次分析法是一種把數(shù)據(jù)、專家意見和分析人員的判斷有效結合的方法，是一種定性分析和定量分析相結合的系統(tǒng)分析方法。它把一個復雜的問題分解成各組成因素，然后用兩兩比較的方法確定決策方案中各因素的相對重要性。由于住宅小區(qū)集中供冷冷源決策中具有諸多因素不能明確化的特點，如系統(tǒng)對環(huán)境的影響以及系統(tǒng)的可靠性等，因此，層次分析法能很好地應用于集中供冷系統(tǒng)的冷源決策過程。22 住宅小區(qū)集中供冷最優(yōu)設計系統(tǒng)3冷源形式確定后，利用住宅小區(qū)集中供冷最優(yōu)設計系統(tǒng)可以對系統(tǒng)進行設計。該系統(tǒng)采用計算機模擬分析的方法，以整個集中供冷為其優(yōu)化對象。它首先對住宅小區(qū)集中供冷的全年能耗按變基準溫度度日法進行預測，然后采用壽命周期費用（life cycle cost，簡稱lcc）分析法對整個集中供冷系統(tǒng)進行經(jīng)濟分析，從而得出冷源以及冷水輸配系統(tǒng)的最佳配置、冷水的最優(yōu)供回水溫差等。23 集中供冷系統(tǒng)與人工景觀相結合的技術3隨著人們生活水平的提高，人們對環(huán)境的要求也越來越高，在一些住宅小區(qū)中，噴泉和人造瀑布等人工景觀隨處可見。集中供冷系統(tǒng)的冷卻塔通常會發(fā)出較大的噪聲，且其形象與周圍環(huán)境也極不協(xié)調。因此，我們特提出了一種利用噴泉或人造瀑布來代替冷卻塔對循環(huán)冷卻水進行冷卻的方案（圖1和圖2）。采用這種方案后，可以達到美化環(huán)境、改善小區(qū)微氣候，減少冷卻塔的投資和消除冷卻塔的運行噪聲等目的，從而使得集中供冷系統(tǒng)對小區(qū)環(huán)境的影響降到最小。圖1噴泉冷卻方式 圖2 人工瀑布冷卻方式通過對該方案的熱力分析和其它相關技術的研究表明，經(jīng)過精心的設計、完善的運行管理、巧妙的布局，將循環(huán)冷卻水應用于小區(qū)水景工程中是完全可行的。24 住宅小區(qū)集中供冷協(xié)調控制系統(tǒng)4集中供冷系統(tǒng)可以分為四個部分：冷源、冷卻水系統(tǒng)、冷水系統(tǒng)和末端用戶。由于受計算機技術、通信技術、電子技術等科學的限制，傳統(tǒng)的集中供冷系統(tǒng)一般采用和設備單體控制的方法，即系統(tǒng)中每個部分的控制都是各自為政，沒有考慮集中集中供冷中各個部分之間的相互影響，每個部分都有著自己獨立的控制方案，而不是從系統(tǒng)的整體出發(fā)，沒有一個統(tǒng)一的最優(yōu)控制方案。另外，其每個部分的控制方案都是一成不變的，都是建立在一些憑經(jīng)驗建立的數(shù)學模型上，而沒有考慮到具體系統(tǒng)的不同。與傳統(tǒng)的控制方案不同，集中供冷協(xié)調控制系統(tǒng)把整個集中供冷系統(tǒng)（除開末端用戶部分）作為自己的優(yōu)化控制目標，不再只是孤立地對各個部分進行控制，而是充分考慮到各個部分之間的相互影響。在集中供冷協(xié)調控制系統(tǒng)中，它不僅利用最新的計算機通信技術把整個系統(tǒng)有機的聯(lián)合起來，而且還利用人工智能新技術對整個系統(tǒng)的控制過程進行最優(yōu)化的處理，最后，它利用節(jié)能效果極佳的變頻技術使整個系統(tǒng)真正在最節(jié)能最高效的狀況下運行。25 住宅小區(qū)集中供冷自動計費系統(tǒng)5在我國，由于各方面的原因，現(xiàn)有的對集中供冷的收費仍采用傳統(tǒng)的按面積收費的方法，該方法存在著許多的弊端，造成了能源的大量浪費。由于集中供冷計費能夠將用戶的自身利益與其能量的消耗結合起來，這勢必會增加用戶的節(jié)能意識，推動節(jié)能工作的良性向前發(fā)展，并使得用戶的生活水平環(huán)境不斷地提高和改善。因此，在集中供冷的住宅小區(qū)中必須進行分戶計費。通過對現(xiàn)有集中供冷收費方法進行詳細地分析后，我們提出了一個基于公平的集中供冷計費方法，該方法充分考慮到各用戶圍護結構的不同和用戶之間熱傳遞所帶來的影響，因此可以大幅減少在計費中出現(xiàn)的一些糾紛，增加計費的公平性。在此基礎上開發(fā)集中供冷計費系統(tǒng)可以自動對各用戶消耗的冷量進行計量，并可根據(jù)積壓用戶的圍護結構對其消耗的冷量進行自動調節(jié)。采用住宅小區(qū)集中供冷自動計費系統(tǒng)后，可以促進用戶更加主動地節(jié)約能源，從根本上杜絕集中供冷能源的人為浪費。3 集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡實現(xiàn)通過對住宅小區(qū)集中供冷系統(tǒng)和各種通信技術的綜合分析，集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)采用lontalk作為自己的通信協(xié)議來集成集中供冷系統(tǒng)內的各類子系統(tǒng)：集中供冷協(xié)調控制系統(tǒng)、集中供冷自動計費系統(tǒng)以及其他控制或管理子系統(tǒng)。lonworks現(xiàn)場總線拓撲結構靈活多變，可根據(jù)建筑物的結構特點采用不同的網(wǎng)絡連接方式，具有高度的可靠性、較好的可維護性和擴充性。在lonworks現(xiàn)場總線中，由于采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結構-網(wǎng)絡變量，各類設備采集的數(shù)據(jù)可以共享，因此能節(jié)約大量的設備費用。建立在lonworks現(xiàn)場上的lontalk是一種開放性通信協(xié)議，遵守協(xié)議的設備和系統(tǒng)可以直接互連，組成無主站點對點的分布式網(wǎng)絡。由于lontalk通信協(xié)議已被子世界上3000多家著名企業(yè)采用，使得其已成為事實上的行業(yè)標準。集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)可能通過internet與外界聯(lián)系，這使得決策人員、操作人員和管理人員可以集中供冷系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，維修人員可在千里之外對其進行處理，因而能節(jié)省大量的人力和物力。（圖3）圖3 集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)在集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)中，我們采用密套接字協(xié)議層（security socket layer，簡稱ssl）技術來保證系統(tǒng)的安全性，允許客戶/服務器應用程序之間的通信不會被偷聽、篡改和偽造。協(xié)作管理環(huán)境（cooperation management enviroment,簡稱cme）軟件功能模塊包括電子白板、基于web的訪問工具、多媒體數(shù)據(jù)存儲、文本信息交流工具和傳輸工具，通過這些工具，監(jiān)控人員即使在千里之外，也會覺得自己跟被管理的設備近在咫尺。4 應用實例應深圳市某單位的要求，我們利用本文提出的住宅小區(qū)集中供冷優(yōu)化管理系統(tǒng)對深圳市某住宅小區(qū)的集中供冷系統(tǒng)進行了方案設計。該住宅小區(qū)位于深圳市區(qū)，預計住戶總數(shù)將達到31240戶。根據(jù)該小區(qū)的規(guī)劃，我們擬設立三個集中供冷系統(tǒng)對小區(qū)進行供冷，其中，系統(tǒng)a共有住戶13337戶，系統(tǒng)b共有住戶8691戶，系統(tǒng)c共有住戶9212戶。 以下是我們?yōu)樵撔^(qū)設計的集中供冷系統(tǒng)部分方案：（1）集中供冷冷源使用的能源，可以分為電力方式、熱力方式和混合方式。其中熱力方式包括燃氣、燃油、燃煤、外部供汽四種情況，混合方式指電力與熱力兼有的方式。與以上三種能耗方式對應，集中供冷系統(tǒng)常用的冷源設備主要是離心式（或螺桿式）制冷機和吸收式制冷機（包括直燃吸收式制冷機和蒸汽型吸收式制冷機）。根據(jù)本文提出的集中供冷冷源決策系統(tǒng)和深圳當?shù)氐哪茉凑?，考慮到設備的初投資（包括增容費）、運行費用（與當?shù)氐碾妰r、燃油價、天然氣價等密切相關）、工作可靠性、對環(huán)境的影響等幾個方面的因素后認為：在該小區(qū)的集中供冷系統(tǒng)中采用燃油價、天然氣價等密切相關）、工作可靠性、對環(huán)境影響等幾個方面的因素后認為：在該小區(qū)的集中供冷系統(tǒng)中采用燃氣型直燃機具有最佳的經(jīng)濟和環(huán)境效益。（2）由地該住宅小區(qū)集中供冷系統(tǒng)的供冷范圍比較大，這就使得冷水輸送系統(tǒng)的消耗的能量非常大，而且室外管網(wǎng)的初投資和管網(wǎng)的冷損失也隨著增大。通過對整個系統(tǒng)的優(yōu)化分析，發(fā)現(xiàn)當維持冷水機組的供水溫度不變而提高回水溫度時，可以提高整個集中供冷系統(tǒng)的經(jīng)濟性。經(jīng)過詳細計算確定，該小區(qū)集中供冷系統(tǒng)的最佳供回水溫差為t=89。（3）為了進一步美化該住宅小區(qū)的環(huán)境，我們設計了利用人工瀑布或噴泉代替冷卻塔對循環(huán)冷卻水進行冷卻的方案。具體方案為：在噴泉、瀑布跌落的水池中堆放一定的淋水填料，在填料的下部安裝有風機，這樣就形成一個降低水溫用的冷卻構筑物。其中，風機用來加大通風量，而淋水填料可以將水滴變成更小的水滴或很薄的水膜，以增大水與空氣的接觸面積和延長兩者的接觸時間，從而加強水與空氣的熱濕交換。水的冷卻過程主要是在淋水填料中進行。（4）小區(qū)集中供冷協(xié)調控制系統(tǒng)分別采集集中供冷系統(tǒng)中的冷卻水流量、冷凍水流量、冷卻水入口溫度、