暖通畢設(shè)答辯

工程概況及設(shè)計(jì)意義工程概況該建筑位于湖南省長(zhǎng)沙市，地上共七層，地下一層為半地下室。建筑面積4548.6m2，占地面積894.1m2，為框架結(jié)構(gòu)，普通房間的層高為3.5m，一樓層高為4.2m，七層高為3.9m，屬于以辦公為主的大樓。設(shè)計(jì)意義政府辦公建筑作為一個(gè)流動(dòng)人口較多的公共場(chǎng)所，對(duì)室內(nèi)環(huán)境的要求也比較高，由于能源的緊缺，節(jié)能問(wèn)題越來(lái)越引起人們的重視。因此需要為辦公建筑物安裝配置節(jié)能、舒適的中央空調(diào)系統(tǒng)，為辦公人員同來(lái)訪人員提供一個(gè)舒適的室內(nèi)環(huán)境。7/14/20231室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)：夏季冬季辦公樓t=26±2℃

t=18±2℃

φ=60±5%

φ>=35%長(zhǎng)沙地區(qū)基本氣象參數(shù)：夏季室外計(jì)算干球溫度tw

35.8℃夏季室外計(jì)算濕球溫度ts

27.7℃夏季大氣壓力999.4Pa最熱月室外計(jì)算平均濕度75%夏季室外平均風(fēng)速2.70m/s設(shè)計(jì)參數(shù)7/14/20232負(fù)荷計(jì)算外墻冷負(fù)荷計(jì)算外窗瞬變傳導(dǎo)得熱冷負(fù)荷外窗日射得熱冷負(fù)荷人體冷負(fù)荷照明冷負(fù)荷設(shè)備冷負(fù)荷新風(fēng)冷負(fù)荷漏風(fēng)負(fù)荷7/14/20233空調(diào)方案確定

大空間采用全空氣系統(tǒng)。用全空氣系統(tǒng)空氣集中處理可以減少噪音、減少系統(tǒng)部件便于維修、與半集中式系統(tǒng)相比可防止冷凍水的泄漏損壞設(shè)備和商品等特點(diǎn)。且在春、秋不需要空調(diào)的過(guò)渡季節(jié)可單獨(dú)開(kāi)新風(fēng)機(jī)組保持室內(nèi)空氣的新鮮度。辦公樓小空間（人員較少）采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)。便于各個(gè)房間空調(diào)的調(diào)節(jié)控制、可減少機(jī)房面積、易于選擇安裝。對(duì)于高大空間（門(mén)廳超過(guò)7m）采用噴口送風(fēng)。7/14/20234系統(tǒng)處理方式7/14/20235方式A采用一次回風(fēng)方式，新風(fēng)不經(jīng)過(guò)處理就直接與回風(fēng)混合后再經(jīng)過(guò)空調(diào)機(jī)組處理到ε線與φ=90％的交點(diǎn)處即可送到空調(diào)房間。此種方式可以采用最大溫差送風(fēng)，可以減少送風(fēng)量，減少風(fēng)機(jī)能耗。本設(shè)計(jì)的兩個(gè)全空氣系統(tǒng)采用此方式。方式B中新風(fēng)先處理到室內(nèi)焓值再與回風(fēng)混合，再經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)盤(pán)管（或吊頂風(fēng)柜）處理到ε線與φ=90％的交點(diǎn)處再送到空調(diào)房間。因此風(fēng)機(jī)盤(pán)管（或吊頂風(fēng)柜）只承擔(dān)室內(nèi)冷負(fù)荷，新風(fēng)負(fù)荷由新風(fēng)機(jī)組承擔(dān)，但風(fēng)機(jī)盤(pán)管（或吊頂風(fēng)柜）須承擔(dān)部分新風(fēng)濕負(fù)荷。本設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)采用此方式。7/14/20236設(shè)備選型與計(jì)算機(jī)組選型：依據(jù)，建筑計(jì)算冷負(fù)荷（考慮安全系數(shù)，冷損失）本設(shè)計(jì)選水冷式螺桿制冷機(jī)組（一大一?。１P(pán)管選型：根據(jù)室內(nèi)計(jì)算冷負(fù)荷同送風(fēng)焓差，確定送風(fēng)量，G=Q/（ρ△i）。本設(shè)計(jì)屬于舒適性空調(diào)設(shè)計(jì)，選擇風(fēng)機(jī)盤(pán)管的主要依據(jù)是房間的冷負(fù)荷，以換氣次數(shù)為5次所（即由L=5V，V為房間的體積m3，送風(fēng)溫差為10攝氏度）計(jì)算出來(lái)的風(fēng)量作為選擇風(fēng)機(jī)盤(pán)管的第二依據(jù)。新風(fēng)機(jī)組選擇：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分區(qū)，目的是為了使風(fēng)系統(tǒng)管道縮短，有利于系統(tǒng)的阻力平衡，合理地把各個(gè)相臨區(qū)域作為一個(gè)系統(tǒng)。選擇依據(jù)：管路的阻力損失、系統(tǒng)的風(fēng)量、冷負(fù)荷。7/14/20237氣流組織計(jì)算目的：選擇合理氣流分布的形式，確定送風(fēng)口的形式，數(shù)目，尺寸，使工作區(qū)的風(fēng)速和溫差滿足設(shè)計(jì)的要求。對(duì)于舒適性空調(diào)的氣流組織應(yīng)該注意：一是盡可能保證室內(nèi)參數(shù)（溫度）的均勻性，二是防止送、回風(fēng)空氣短路而導(dǎo)致空調(diào)效果不良，三是防止夏季時(shí)直接對(duì)人體吹冷風(fēng)。在本設(shè)計(jì)中的大部分房間都是用風(fēng)機(jī)盤(pán)管吊頂側(cè)送，屬于貼附射流，氣流組織較好，人員基本上處于回流區(qū)，因此在氣流組織計(jì)算中，主要計(jì)算回風(fēng)流場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)的流速即可，而對(duì)于縱深超過(guò)6m的房間采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管加散流器送風(fēng)，采用上送下回方式。對(duì)于高大空間（門(mén)廳），采用噴口送風(fēng)。7/14/20238風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)新風(fēng)要求：滿足衛(wèi)生要求、補(bǔ)充局部排風(fēng)量、保持空調(diào)房間的正壓要求。風(fēng)管的水力計(jì)算目的：確定各管段的管徑和阻力，為設(shè)備選型提供依據(jù)，保證系統(tǒng)內(nèi)達(dá)到要求的通風(fēng)量。為保證風(fēng)量分布合理，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行阻力平衡，使不平衡率控制在15%以內(nèi)。通常采用的計(jì)算方法有：假定流速法，壓損平均法的靜壓復(fù)得法。本設(shè)計(jì)采用假定流速法。阻力損失主要包括沿程損失和局部損失本設(shè)計(jì)中主干管風(fēng)速取5.0-6.0m/s，支管取3.0-4.0m/s7/14/20239水系統(tǒng)設(shè)計(jì)在空調(diào)設(shè)計(jì)當(dāng)中，水系統(tǒng)通常包括：冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)，集中的空調(diào)房對(duì)分散的空調(diào)用戶供應(yīng)冷熱量時(shí)，常以水作為傳遞冷熱量的介質(zhì)。冷凍水循環(huán)流程：水泵—冷水機(jī)組—末端設(shè)備—水泵。根據(jù)回水方式的不同，空調(diào)水系統(tǒng)有重力式和機(jī)械式兩種，本設(shè)計(jì)采用機(jī)械式，為封閉式系統(tǒng)?？照{(diào)水不與大氣相接觸，僅在系統(tǒng)的最高處設(shè)膨脹水箱，管路系統(tǒng)不易產(chǎn)生污垢和腐蝕，無(wú)須克服系統(tǒng)進(jìn)水壓頭（膨脹水箱定壓），水泵能耗相對(duì)較少。7/14/202310本設(shè)計(jì)中，水系統(tǒng)采用雙管制。在水管布置上，采用同程式和異程式相結(jié)合系統(tǒng)，在同一層樓中采用水平同程系統(tǒng)，在層與層的立管上采用異程系統(tǒng)。同程系統(tǒng)的特點(diǎn)在于供回水的水流方向相同，經(jīng)過(guò)每一環(huán)路的管路長(zhǎng)度相等，優(yōu)點(diǎn)在于水量分配和調(diào)節(jié)方便，易于實(shí)現(xiàn)阻力平衡。為了實(shí)現(xiàn)水力平衡，在立管進(jìn)入每層的水平管處設(shè)調(diào)節(jié)閥。本設(shè)計(jì)水力計(jì)算中采用假定流速法。末端水量的確定公式：ω=Q/Cρ（th-tj）7/14/202311冷凝水系統(tǒng)設(shè)計(jì)空調(diào)設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝水，必須及時(shí)予以排走?？照{(diào)冷凝水系統(tǒng)一般為開(kāi)式重力非滿管流。冷凝水盤(pán)瀉水支管沿凝結(jié)水流向坡度不宜小于0.01，干管不宜過(guò)長(zhǎng)，其坡度不宜小于0.003，且不充許有積水部位。當(dāng)冷凝水盤(pán)位于機(jī)組內(nèi)的負(fù)壓區(qū)段時(shí)，為避免倒吸，凝水盤(pán)的出口處必須設(shè)置水封，水封的高度應(yīng)比凝水盤(pán)處的負(fù)壓大50％左右，水封出口與大氣相通。冷凝水管的公稱直徑DN（mm），應(yīng)根據(jù)冷凝水的流量計(jì)算確定。一般情況下，每1kW冷負(fù)荷每1h大約產(chǎn)生0.4-0.8kg左右的冷凝水。7/14/202312膨脹水箱選擇本設(shè)計(jì)采用閉式水系統(tǒng)，為了使系統(tǒng)中的水因溫度變化而引起的體積膨脹給予余地以及有利于系統(tǒng)中的空氣排除，因此在管路系統(tǒng)中應(yīng)該連接膨脹水箱。膨脹管接至循環(huán)水泵入口，起定壓、排氣、補(bǔ)水的作用。當(dāng)水箱距水泵入口較遠(yuǎn)時(shí)，可接接至該建筑物內(nèi)的總回水總管上，但運(yùn)行時(shí)，回水總管和水泵吸入口間不應(yīng)有關(guān)斷的閥門(mén)。膨脹水箱的容積是由系統(tǒng)中水容量和最大的水溫變化幅度決定，可由下式計(jì)算：7/14/202313

Vp=αΔtVsm3[11]式中Vp——膨脹水箱的有效容積(即從信號(hào)管到溢流管之間高差的容積)

α——水的體積膨脹系數(shù)，取0.0006L/oC

Δt——最大的水溫變化值，即35.8-12=23.8oC

Vs——系統(tǒng)內(nèi)的水容量，m3即系統(tǒng)中管道和設(shè)備內(nèi)總?cè)菟俊s=1.6L/m27/14/202314管道保溫為減少冷(熱)損失和防止管件表面結(jié)露，空調(diào)系統(tǒng)須采用保溫措施。保溫材料應(yīng)選擇原則：導(dǎo)熱系數(shù)低、價(jià)格低。多孔性材料，保溫材料不宜采用有機(jī)物和易燃物。宜采用吸濕性小，存水性弱，對(duì)管壁無(wú)腐蝕的材料。保溫材料選用非燃或難燃材料常用的保溫材料有巖棉、玻璃棉、珍珠巖、聚苯乙烯、發(fā)泡橡膠等幾大類。在本設(shè)計(jì)中采用聚乙烯作為保溫材料。7/14/202315系統(tǒng)消聲建筑噪聲的影響包括兩個(gè)方面：其一是對(duì)建筑周?chē)沫h(huán)境影響，其二是對(duì)建筑內(nèi)部房間的影響，因此，為了確保人們的身心健康，防止噪聲污染，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一定的消聲措施：新風(fēng)機(jī)組、吊頂風(fēng)柜出口處選用消聲靜壓箱?？諝馓幚頇C(jī)組采用組合式，噪聲較大，為減少對(duì)其它房間的影響，在設(shè)備間的墻壁應(yīng)貼吸聲材料冷水機(jī)組通過(guò)減振裝置來(lái)降低噪聲對(duì)建筑物的影響。盡量控制氣流在風(fēng)管內(nèi)的均勻流動(dòng)，若出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象比較嚴(yán)重時(shí)，用阻性消聲彎頭來(lái)進(jìn)行消聲。7/14/202316系統(tǒng)減振空調(diào)系統(tǒng)中的設(shè)備振動(dòng)傳至支承結(jié)構(gòu)或管道，這些振動(dòng)有時(shí)會(huì)影響人的身體健康，降低產(chǎn)品使用壽命，危及支承結(jié)構(gòu)的安全。因此，對(duì)振源應(yīng)采取減振措施：機(jī)組、水泵底部同基礎(chǔ)相接處設(shè)計(jì)防振彈簧，減少設(shè)備將振動(dòng)傳給基座。水泵、機(jī)組進(jìn)出口同水管相接處應(yīng)加軟接頭。各辦公室均采用低噪聲的風(fēng)機(jī)盤(pán)管，盤(pán)管在吊裝時(shí)應(yīng)加設(shè)減振彈簧，用于緊固的螺栓下加上橡膠防振墊片。在斷面積較大的風(fēng)管彎頭內(nèi)設(shè)導(dǎo)流片。在風(fēng)管和水管穿墻外應(yīng)做消聲防振處理。7/14/202317系統(tǒng)的防火排煙及通風(fēng)設(shè)計(jì)根據(jù)《高規(guī)》規(guī)：一類高層建筑物和建筑物高度超過(guò)32米的二類建筑物且不具備自然排煙條件時(shí)，應(yīng)設(shè)置機(jī)械防火排煙措施。由于本建筑物屬于二類建筑物，且建筑物高度為25.6米，不超過(guò)32米，所以可以不考慮機(jī)械排煙措施，可利用門(mén)、窗等自然排煙。停車(chē)場(chǎng)（半地下室），沒(méi)有超過(guò)2000m2，因此不專門(mén)設(shè)置防火排煙系統(tǒng)，只設(shè)置通、排風(fēng)系統(tǒng)（排風(fēng)兼排煙），為防止地下車(chē)庫(kù)廢氣外溢，通常排氣量大于送風(fēng)量，使車(chē)7/14/202318庫(kù)保持約50Pa的微負(fù)壓。通風(fēng)量按照換氣次數(shù)6次/h來(lái)計(jì)算，排風(fēng)次數(shù)按換氣次數(shù)7次/h來(lái)計(jì)算，由于汽車(chē)尾氣較空氣密度大，沉降在下部，排風(fēng)采用上排三分之一，下排三分之二。排風(fēng)與排煙合用時(shí)可設(shè)一臺(tái)排煙雙速風(fēng)機(jī)，滿足排風(fēng)兼排煙的不同要求，系統(tǒng)在平時(shí)起用低速排風(fēng)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，起用高速進(jìn)行排煙。衛(wèi)生間的排風(fēng)設(shè)計(jì)衛(wèi)生間的排風(fēng)主要是使其處于負(fù)壓狀態(tài)，使衛(wèi)生間的臭氣不往房間外串而能夠及時(shí)排掉。取其換氣次數(shù)為10次/h。7/14/202319空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能與控制在建筑能耗中暖通空調(diào)的能耗約占50%，城市用電也因此急劇增長(zhǎng)，空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制對(duì)降低空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用、以至降低整個(gè)建筑的能耗至關(guān)重要。對(duì)一樓進(jìn)行負(fù)荷分析。7/14/202320由圖可知，在負(fù)荷構(gòu)成中，新風(fēng)負(fù)荷同人體負(fù)荷占了相當(dāng)大的比例，綜合考慮，本設(shè)計(jì)空調(diào)節(jié)能可由以下幾個(gè)方面著手：一、圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能墻體采用高效保溫絕熱材料以及復(fù)合墻體,降低外墻傳熱系數(shù)。改善門(mén)窗絕熱性能,有效降低室內(nèi)空氣與室外空氣的熱傳導(dǎo)。采用高效保溫材料保溫屋面、架空型保溫屋面。二、變新風(fēng)量變新風(fēng)量所需的供冷量比固定的最小新風(fēng)量所需的供冷量少20%左右。7/14/202321三、獨(dú)立除濕空調(diào)節(jié)電技術(shù)采用除濕獨(dú)立方式,同時(shí)結(jié)合空調(diào)余熱回收,中央空調(diào)電耗可降低30%左右。四、采用節(jié)能產(chǎn)品購(gòu)買(mǎi)和使用符合國(guó)家能效標(biāo)準(zhǔn)要求的高效節(jié)能照明器具風(fēng)機(jī)、水泵等,降低建筑設(shè)備能耗。通過(guò)ASHRAE舒適圖可知人體舒適溫度在250C～270C之間，舒適濕度在50%～65%之間，室內(nèi)空氣溫度對(duì)人的熱舒適感影響很大,相對(duì)濕度對(duì)人的熱舒適感影響很小,但是對(duì)空調(diào)能耗的影響很大,因此在確定室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)時(shí)相對(duì)濕度可以高一些,可以保證較高的熱舒適度,又可以節(jié)省空調(diào)能耗。7/14/202322系統(tǒng)控制和節(jié)能分析冷負(fù)荷最大值出現(xiàn)在16點(diǎn)左右，空調(diào)設(shè)計(jì)中的設(shè)備是按照最不利情況下進(jìn)行選擇的，而空調(diào)房間的冷熱負(fù)荷是動(dòng)態(tài)變化的，定流量系統(tǒng)有大量的能量沒(méi)有得到合理的利用，因此通過(guò)改變水泵的調(diào)節(jié)方式與傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式結(jié)合，可以大幅度地減少系統(tǒng)的能耗。盤(pán)管控制本設(shè)計(jì)屬二管制變流量系統(tǒng)，手動(dòng)三檔開(kāi)關(guān)控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，回水管上設(shè)電動(dòng)二通調(diào)節(jié)閥，風(fēng)機(jī)與電動(dòng)二通閥聯(lián)鎖控制。風(fēng)機(jī)停止工作時(shí)，二通閥關(guān)閉。室內(nèi)溫度控制器根據(jù)室內(nèi)溫度控制電動(dòng)二通閥的啟閉。當(dāng)電動(dòng)閥斷電后，自動(dòng)關(guān)閉水路。7/14/202323新風(fēng)機(jī)組控制管盤(pán)管的供水可以采用電動(dòng)三通閥或電動(dòng)二通閥對(duì)水量進(jìn)行供水量的調(diào)節(jié)，溫度傳感器控制電動(dòng)閥的開(kāi)度，冬夏季的送風(fēng)溫度可以分別進(jìn)行設(shè)定，空氣過(guò)濾器前、后壓差控制器，當(dāng)過(guò)濾器經(jīng)過(guò)一定時(shí)間運(yùn)行后，阻力會(huì)增大，當(dāng)壓差達(dá)到設(shè)定時(shí)，壓差控制器便會(huì)報(bào)警。一次泵變流量控制(控制冷水機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)）當(dāng)末端空調(diào)負(fù)荷變小時(shí)，末端空調(diào)設(shè)備前的二通閥將會(huì)關(guān)閉或減小，負(fù)荷側(cè)回路管路的阻力增大，冷凍水供、回水溫差將出現(xiàn)減小，供回水管的壓差將出現(xiàn)增高的趨勢(shì)。7/14/202324采用恒定供回水壓差的流量旁通控制。此方法是在旁通閥口再增設(shè)流量計(jì)，以旁通流水量來(lái)控制