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建筑暖通设计培训课件暖通设计基础理论概述暖通空调定义与组成室内环境参数与热舒适性暖通空调(供暖、通风与空室内环境参数包括温度、湿度、气流HVAC-气调节)是控制建筑内部环境的综合速度、辐射温度、空气品质等热舒系统,主要由制冷制热源、输配系统、适性是人体对环境热状况的主观感受,/末端设备和控制系统四大部分组成受新陈代谢率、着装、环境因素等多系统协同工作,为建筑创造舒适、健方面影响,通常采用指标PMV-PPD康的室内环境评价气候特征对设计的影响中国气候区划分为严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖、温和五大区不同气候区采用不同设计策略,如北方以供暖为主,南方以制冷为主地区气候直接影响设备选型、系统配置和能耗估算暖通系统的功能与目标温度与湿度控制暖通系统的核心功能是维持室内温湿度在舒适范围内一般来说,夏季室内设计温度为24-°,冬季为°;相对湿度宜维持在之间不同建筑类型有不同要求,如26C18-22C40%-60%医院手术室需更精确的温湿度控制,数据中心则需特殊的环境参数空气流通与污染控制通过合理的新风量设计和空气过滤系统,暖通设计确保室内空气洁净度,防止二氧化碳积累及各类污染物超标有效控制室内空气流通,避免死角和污染物聚集,同时防止气流直吹造成人体不适近年来,随着疫情影响,病毒和细菌的过滤与消除功能也受到更多关注节能与环境保护要求现代暖通系统必须考虑能源效率,符合节能减排政策《民用建筑节能设计标准》规定新建建筑暖通系统能耗应比基准建筑降低至少优秀的暖通设计应采用高效设备、智能控制策略,平65%衡使用环境友好型制冷剂,实现碳减排目标建筑热工性能与传热分析建筑围护结构热传递原理三种基本传热方式建筑围护结构(墙体、屋顶、门窗等)是传导热量在固体物质内部的传递,如墙室内外热量交换的主要媒介热工性能通体内部热量从高温面向低温面移动常用传热系数值表示,单位为K W/m²·K对流热量通过流体(空气或水)运动传值越小,保温性能越好根据《民用建筑K递,如室内空气与墙面的热交换热工设计规范》,不同气候区GB50176辐射热量以电磁波形式传递,无需介质,的围护结构应满足相应的热工性能要求如太阳辐射、暖气片热辐射热桥与空气渗透热桥是指建筑围护结构中局部热阻显著低于其他部位的区域,如钢筋混凝土梁柱、窗框等,容易造成热量损失和局部冷凝空气渗透则是指通过建筑门窗缝隙、墙体接缝等发生的非受控空气交换,会带来额外的热量损失或增加这两个因素在实际热负荷计算中须加以考虑空调负荷计算基础冷负荷与热负荷定义负荷计算影响因素冷负荷是指在夏季条件下,为维持室内设计参数所需去除的热量,通常以千瓦或制冷吨表示热负荷则是冬外部热源太阳辐射、室外空气温度、渗透风等kW RT•季为保持室内温度所需提供的热量,单位通常为千瓦负荷计算是暖通设计的基础和前提,准确的负荷计算直接kW内部热源人体散热(约人)、照明设备()、办公设备()•75-100W/15-20W/m²20-30W/m²关系到系统选型和设备容量的合理性建筑特性朝向、遮阳设计、围护结构材料、窗墙比等•使用特性建筑功能、人员密度、设备使用率、运行时间表等•65%30%负荷计算方法及软件工具围护结构内部热源目前主流的负荷计算方法包括恒态计算法和动态模拟法常用软件工具有典型住宅建筑冬季热负荷中围护结构传热所占比例办公建筑夏季冷负荷中人员、设备、照明等内部热源贡献空调负荷和能耗分析•Hourly AnalysisProgram HAP系列软件国产负荷计算与管路设计软件•E20美国能源部开发的动态模拟工具•EnergyPlus40%太阳辐射玻璃幕墙建筑夏季冷负荷中太阳辐射热贡献空调系统分类与特点全空气系统全水系统通过处理后的空气来调节室内环境,包括定风通过冷热水在末端设备中与室内空气进行热/量系统和变风量系统交换CAV VAV优点卫生性好,便于集中控制优点占用空间小,输送能耗低••缺点需要较大的机房和风道空间缺点新风需另设系统,控制精度较低••适用医院、大型公共建筑、洁净厂房适用住宅、酒店客房、小型办公••直接膨胀系统风水混合系统制冷剂直接在室内机中蒸发冷凝,如多联机结合新风系统和水系统末端,如风机盘管新/+系统风系统VRV/VRF优点安装灵活,能效较高优点灵活性好,可分区控制••缺点制冷剂泄漏风险,调试复杂缺点初投资和运行成本居中••适用改造项目、分散空间适用办公楼、商场、学校等••典型空调系统组成压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器空气处理机组()结构与功能AHU这四个部件构成了制冷循环的核心压缩机将低压制冷剂蒸气压缩为高压高温气体;冷凝器使高温气是全空气系统的核心设备,由风机段、冷热盘管、过滤器、加湿器、混合段等组成其主要功能AHU体放热冷凝为高压液体;膨胀阀使高压液体节流膨胀为低压低温混合物;蒸发器中低温制冷剂吸收热是处理空气的温度、湿度、洁净度,并将处理后的空气送入空间大型多采用双风机结构,设置AHU量蒸发,完成制冷循环回风和排风系统,并配备热回收装置常见压缩机类型包括活塞式、涡旋式、螺杆式和离心式,从小到大适用于不同规模系统冷凝器根据风机盘管机组()介绍FCU冷却方式分为风冷、水冷和蒸发冷却三类,选择需考虑场地条件和水资源状况是风水系统和全水系统的主要末端设备,由风机、盘管、过滤器和控制系统组成常见类型包括FCU卧式暗装、立式明装和吊顶式通过水侧调节(三通阀或电动二通阀)或风量调节(风机转速)FCU来控制房间温度通风设计原理与要求123新风量计算与换气次数通风方式选择室内空气品质控制新风量是指为保证室内空气质量而需引入的室外新鲜空气自然通风利用风压和热压效应,通过合理布置开口实现设计目标是控制室内₂浓度低于,满足CO1000ppm量计算依据包括空气流动优点是节能环保,缺点是受外部条件限制大《室内空气质量标准》的要求主要控制GB/T18883指标包括人均新风量法根据人数确定,如办公室•人机械通风通过风机强制实现空气流动,包括温湿度冬季°,夏季°,相对30m³/h·•16-24C22-28C湿度•单位面积新风量法如商场3-5m³/h·m²•机械送风系统适用于需保持正压的场所40-80%₂浓度不超过•换气次数法如厨房6-8次/小时,地下车库6次/小时•机械排风系统适用于卫生间、厨房等污染区域•CO1000ppm可吸入颗粒物,实际设计中应取三种方法计算结果的最大值,并考虑《民机械送排风系统提供全面控制的通风解决方案•PM10≤
0.15mg/m³•PM
2.5≤
0.075mg/m³用建筑供暖通风与空气调节设计规范》的最GB50736低要求•甲醛、苯、TVOC等有害气体含量防排烟系统设计要点防排烟规范与设计原则防排烟系统设计主要依据《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251和《建筑设计防火规范》GB50016等规范设计原则包括•安全可靠原则确保火灾时系统正常运行•分区控制原则按防火分区和功能分区设置•分级响应原则根据火灾探测信号启动相应区域系统排烟风机与防火阀配置排烟风机应满足250°C环境下持续工作30分钟的要求,风压选取应考虑系统阻力和热膨胀影响防火阀类型包括•70°C温控排烟防火阀用于排烟系统•280°C高温排烟防火阀用于高温烟气通道•常开防火阀用于穿越防火分区的管道典型建筑防排烟案例不同建筑类型防排烟要求差异显著•高层建筑必须设置机械排烟,每个防火分区独立系统•地下建筑排烟量按6次/h计算,设置机械补风采暖系统设计基础采暖负荷计算方法采暖负荷计算基于热平衡原理,考虑建筑围护结构传热损失和渗透风损失Q=ΣK·A·Δt+
0.28·L·ρ·c·Δt其中为传热系数,为面积,为温差,为渗透风量K[W/m²·K]A m²Δt KL m³/h计算结果应乘以朝向修正系数和间歇运行修正系数负荷密度指标住宅,办公40-60W/m²30-50W/m²采暖设备类型及选型常见采暖末端设备包括散热器传统铸铁、钢制、铝制,供水温度°•60-80C地板辐射采暖低温热水系统,供水温度°•35-45C风机盘管适用于空调与采暖合用系统•辐射吊顶适用于大空间、高大空间建筑•选型考虑因素建筑特性、热源类型、舒适性要求、初投资和运行成本采暖管路设计与热平衡采暖系统水力平衡是关键,常用管路形式单管系统造价低但调节性差•双管系统调节性好但造价高•分集水器系统适合地板采暖,控制精确•热平衡措施设置恒流阀、自力式平衡阀、温控阀、变频循环泵等大系统应分区设置,每区设置独立循环泵和平衡装置冷热源系统设计冷水机组与锅炉房设计冷却塔与热交换器选型冷水机组是制冷系统的核心,主要类型包括冷却塔类型包括开式和闭式,按气流组织分为逆流式和横流式选型考虑因素离心式冷水机组大型中央空调系统首选,容量大()冷却能力满足冷水机组全负荷运行需求•500-10000kW•螺杆式冷水机组中型系统应用广泛,容量适中()噪声控制符合环境噪声标准•200-1500kW•涡旋式冷水机组小型系统常用,容量小()节水性能考虑蒸发、飘逸和排污损失•50-500kW•吸收式冷水机组利用余热或燃气直燃,节能但体积大安装条件屋顶荷载、风压和维护空间••锅炉房设计应考虑燃料类型(燃气、电、生物质等)、供热需求和排放标准大型锅炉房须设置软化水装置、热交换器主要用于一次侧与二次侧系统隔离,或不同温度系统之间的热量传递常用板式换热器,设计要点除氧设备、定压补水系统等包括选择适当的温差、确保足够的换热面积和合理的流速系统能效与节能技术应用冷热源系统能效指标主要包括(性能系数)制冷量输入功率,水冷机组,风冷机组•COP/
4.5-
6.
52.5-
4.0(综合性能系数)考虑部分负荷性能的综合评价•IPLV节能技术应用变频控制对水泵、风机等设备进行变频调节•自由冷却冬季利用冷却塔直接制冷•蓄冷蓄热利用峰谷电价差,平衡系统负荷•热回收回收冷凝器热量用于生活热水•空调末端设备选型风口与散流器类型风机盘管性能参数风柜与空气处理设备送风末端直接影响气流组织和舒适感常见类型风机盘管是最常用的空调末端设备,主要参数大型末端设备适用于集中处理区域方形散流器适用于高度以下空间,送风均匀冷热量标准工况下的处理能力,单位组合式空调机组模块化设计,灵活配置•
3.5m•/kW•条形送风口适用于周边区域,可调节送风角度风量不同风速下的送风量,单位风柜处理能力较风机盘管大,噪声控制好••m³/h•旋流风口送风距离远,适合大空间水阻水侧压力损失,单位新风处理机组专门处理新风,配备热回收装置••kPa•置换通风风口低速大风量,用于厂房、剧院等噪声不同风速下噪声值,单位变风量终端盒系统中调节风量的装置••dBA•VAV选型要点风量、送风距离、噪声控制、装饰效果典型规格卧式暗装,立式明装选型依据处理风量、静压要求、安装空间限制100-700m³/h200-,吊顶式1000m³/h300-1500m³/h末端设备与系统匹配原则末端设备选择必须与空调系统类型相匹配例如,全空气系统选用风口和盒;风水系统选用风机盘管加独立新风;全水系统需考虑另设新风装置末端设备的参数(如风量、冷热量、压损)应与系统整体VAV设计协调,确保能够在设计工况下正常工作,并兼顾部分负荷运行性能末端设备布置应遵循气流组织合理、避免回风短路、噪声控制满足要求等原则在实际工程中,末端设备的选择还需考虑建筑装饰风格、业主偏好和预算限制等非技术因素风管设计与施工要点风管材料与规格选择风管尺寸计算与风速控制常用风管材料包括风管截面形式包括矩形和圆形,尺寸计算基于镀锌钢板风管最常用,强度好,适用于大多数场合流量连续性方程••Q=v·A玻璃钢风管防腐性好,适用于有腐蚀性气体环境压力损失计算••ΔP=λ·L/D·ρv²/2酚醛复合风管轻质高效,保温隔热性能好•常用设计风速()m/s无机玻璃钢风管防火性能好,适用于防火要求高场所•主风管(高速),(普通)•6-84-6风管厚度应根据《通风与空调工程施工质量验收规范》支风管•3-5选取,一般随着风管尺寸增大而增加GB50243末端风管•
2.5-
3.5风管设计方法等摩阻法、静压恢复法、等速法等风管保温与防火要求风管保温材料常用橡塑保温、玻璃棉、岩棉等,厚度一般冷风管,防止冷凝•25-50mm热风管,减少热损失•20-40mm防火要求穿越防火分区处设置防火阀•排烟风管耐火极限不低于小时•
1.0厨房排油烟风管采用不燃材料,并设置防火止回阀•风管施工常见问题包括加工精度不足导致漏风、吊装不牢固导致振动、保温不严导致冷凝等设计时应注意风管交叉处理、设备连接柔性处理、检修口设置等细节问题风管系统调试应进行全面的风量测试和平衡,确保各支管风量符合设计要求风管设计与施工是暖通工程的重要组成部分,直接影响系统性能和使用寿命设计师应充分考虑建筑结构限制,与其他专业管线协调,确保风管系统布局合理、经济可行管道系统设计冷冻水、热水管道布置水系统管道布置应遵循以下原则•管道走向力求简短直接,减少阻力损失•管道宜平行或垂直于建筑轴线布置•竖向分区合理,控制静水压力在
1.0MPa以内•考虑膨胀补偿,一般每30米设置补偿装置•设备周围预留足够维修空间•管道最高点设排气装置,最低点设排污装置管径计算与流量控制管径计算基于流量和经济流速D=√4Q/πv其中D为管径m,Q为流量m³/s,v为流速m/s经济流速参考值•DN15-50mm
0.5-
1.0m/s•DN65-150mm
1.0-
1.5m/s•DN200mm以上
1.5-
2.5m/s压力损失计算基于达西公式,管网水力计算常用方法有等摩阻法、比例法、修正法等阀门及附件配置管道系统常用阀门及附件•截止阀/闸阀用于系统隔断•止回阀防止水流倒流•平衡阀调节系统水力平衡•电动调节阀控制流量或温度•安全阀防止系统超压•过滤器去除水中杂质•减压阀降低系统压力•自动排气阀排除系统中空气•柔性接头减少振动传递暖通系统控制技术传感与检测各类传感器采集环境参数•温度传感器(PT
100、NTC)•湿度传感器(电容式、电阻式)•压力传感器(压力开关、变送器)•CO₂传感器(红外检测)•气流检测(风速、风压)控制器处理控制器根据设定值与实测值比较,执行控制算法•PID控制比例、积分、微分控制•模糊控制基于模糊规则的控制•自适应控制根据系统响应自动调整参数控制方式开关控制、比例控制、顺序控制执行与调节执行机构调节系统运行状态•电动阀门(二通阀、三通阀)•电动风阀(调节风量)•变频器(调节风机、水泵转速)•电磁阀(开关控制)监测与优化系统运行状态监测与优化•能耗监测与分析•故障诊断与报警•运行参数优化•远程监控与管理温度、湿度自动控制原理变风量()系统控制VAV温湿度控制是暖通系统最基本的控制功能,常见控制方式VAV系统通过改变送风量来调节室内温度,主要控制点•温度控制通过调节水流量、风量或热源输出实现•风机控制变频器调节风机转速,维持管网静压•湿度控制加湿器开关控制或比例控制,除湿通过调节冷冻水温度或流量实现•VAV箱控制根据室温调节风量调节阀开度控制精度要求舒适性空调±1°C,精密空调±
0.5°C,相对湿度±5%•新风控制CO₂浓度或最小新风量控制•送风温度控制根据负荷调节冷热水阀智能楼宇暖通控制系统节能设计与绿色建筑节能设计原则建筑节能措施暖通系统节能设计应遵循被动优先,主动优化,可再生能源利用的原则,首先通过建筑本体设计减少通过优化建筑朝向、围护结构保温、窗墙比例、遮阳设计等减少冷热负荷例如,北方地区外墙传热系能源需求,其次优化系统效率,最后考虑可再生能源应用数不大于
0.4W/m²·K,外窗传热系数不大于
2.0W/m²·K可再生能源应用系统优化措施太阳能、地热能、空气能等可再生能源在暖通系统中的应用,如太阳能辅助加热、地源热泵系统、空气系统层面节能包括高效设备选用、变频技术应用、全热回收、智能控制策略等例如,采用高COP的冷源热泵等技术,可显著降低常规能源消耗水机组,水泵和风机变频控制,热回收新风机组等可再生能源在暖通中的应用绿色建筑认证相关标准可再生能源技术在暖通系统中应用日益广泛暖通系统在绿色建筑认证中占有重要权重•《绿色建筑评价标准》GB/T50378对暖通系统能效、室内环境质量、材料选择等方面提出要求25%40%•LEED认证能源与大气EA、室内环境质量EQ两大类别与暖通系统直接相关•《近零能耗建筑技术标准》GB/T51350对暖通系统提出更高能效要求节能率热水需求绿色建筑暖通设计需注重全生命周期能耗分析,考虑运行能耗与碳排放,选择环保型制冷剂,减少噪声污染等同时,还应关注室内空气品质、热舒适性和系统可地源热泵系统相比传统空调系统的节能比例太阳能热水系统可满足的建筑生活热水比例靠性等多方面因素,实现环境效益与人体健康的双重目标
3.5值COP暖通设计规范与标准国家强制性标准行业推荐标准必须严格执行的技术法规行业内通用的技术规范•《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736•《采暖通风与空气调节设计手册》《建筑设计防火规范》《暖通空调设计规范》•GB50016•JGJ19《公共建筑节能设计标准》《住宅设计规范》•GB50189•GB50096《建筑防烟排烟系统技术标准》《供暖通风与空气调节术语标准》•GB51251•GB/T50155《通风与空调工程施工质量验收规范》《洁净室施工及验收规范》•GB50243•GB50591这些标准中标注强制性条文的部分必须严格执行,违反可能导致法律责这些标准作为设计参考依据,在无强制性规定时应优先采用任地方性规范各地区根据气候特点制定的标准《北京市建筑节能设计标准》•DB11/891《上海市供暖通风与空调设计规范》•DG/TJ08-602《广东省绿色建筑设计规范》•DBJ15-83《新疆维吾尔自治区建筑节能设计标准》•DBJ65/T-025地方标准不得低于国家标准要求,当存在差异时应执行更严格的规定设计文件编制要求施工图设计注意事项暖通设计文件应包含以下内容施工图设计是暖通设计的最终成果,应特别注意设计说明包括设计依据、设计范围、设计参数、系统描述等图纸比例准确,尺寸标注完整
1.•负荷计算书详细的冷热负荷计算过程和结果系统平面图与建筑、结构图纸协调
2.•水力计算书管网压力损失和平衡计算各专业管线综合,避免碰撞
3.•设备选型表主要设备的技术参数和数量设备安装与维修空间预留
4.•图纸目录系统原理图、平面图、大样图等图例、图号、索引完整清晰
5.•详图表达到位,便于施工理解文件编制应符合《建筑工程设计文件编制深度规定》的要求,不同阶段(方案•设计、初步设计、施工图设计)有不同深度要求•设计说明内容具体,避免模糊表述暖通设计软件应用AutoCAD MEPAutoCADMEP是专为机电设计人员开发的AutoCAD版本,提供专业的暖通绘图工具和符号库其优势在于•丰富的HVAC构件库,包括风管、管道、设备等•管线碰撞检测功能,减少施工阶段冲突•三维设计能力,可生成等轴测图和剖面图•与其他专业协同工作能力在国内设计院广泛应用,是暖通施工图设计的主力工具负荷计算软件负荷计算是暖通设计的前提,常用软件•HAPHourly AnalysisProgram由开利公司开发,精确计算建筑冷热负荷•E20系列国产软件,包括空调负荷计算、水力计算、风管计算等模块•TRNSYS动态模拟软件,可进行复杂系统全年模拟•DeST清华大学开发的建筑环境模拟工具这些软件可以根据建筑特性、气象参数、使用工况等计算冷热负荷设计工具BIM建筑信息模型BIM技术在暖通设计中应用日益广泛•Revit MEP功能全面的暖通BIM设计平台•MagiCAD基于AutoCAD/Revit的MEP设计软件•鲁班暖通国产BIM软件,针对中国设计规范优化BIM技术优势在于三维可视化设计、参数化建模、信息集成管理和多专业协同系统模拟与分析工具软件操作流程与注意事项除了基础的负荷计算外,暖通设计还需借助各类专业模拟工具暖通设计软件使用一般遵循以下流程•CFD(计算流体动力学)软件如Fluent、Phoenics,用于分析室内气流组织、温度分
1.建筑模型搭建输入建筑几何信息、围护结构参数布等
2.设计参数设定气象数据、室内设计参数、使用工况等•管网水力计算软件如Pipe FlowExpert,用于复杂管网的压力平衡计算
3.负荷计算计算冷热负荷,分析负荷构成•能耗分析软件如eQuest、Energy Plus,用于预测建筑全年能耗表现
4.系统选型根据负荷特性选择合适的系统形式•噪声分析软件用于预测设备噪声和振动传播
5.设备选型主机、末端设备的参数确定这些专业工具帮助设计师验证设计方案,解决复杂技术问题,提高设计质量
6.管道/风管设计绘制系统图、计算管径和压力损失
7.出图与文档生成施工图纸和设计文件住宅暖通设计特点与实践住宅采暖系统住宅空调系统新风系统设计住宅采暖系统设计特点住宅空调系统主要形式住宅新风系统日益受到重视•北方集中供暖区散热器或地暖系统,设计供回水温度60/50°C或45/35°C•分体式空调适用于小户型,投资少,安装简便•新风量标准每人30m³/h或每平米
0.5次/h换气次数南方无集中供暖分体空调、多联机、电采暖或空气源热泵多联机系统适用于大户型,一拖多,节省室外机空间系统形式独立排风、独立送风、双向流新风系统•••独立住宅可考虑燃气壁挂炉、地源热泵等独立系统中央空调高端住宅采用,舒适性好,美观性高热回收新风机冬季回收排风热量,节约能源•••住宅采暖负荷密度一般为40-60W/m²,系统设计应重点考虑使用灵活性和个性化需求•风机盘管+新风系统改善室内空气品质•新风净化功能过滤PM
2.
5、杀菌消毒等住宅空调冷负荷密度一般为,设计时应重视噪声控制和装修协调性设计时应注意送风口位置避开卧室床头,考虑防冷凝和噪声控制100-150W/m²典型住宅项目案例分析某高端住宅小区暖通系统设计案例住宅暖通设计关键要点户型特点三居室和四居室,层高•120-180m²
3.0m注重隐蔽性和美观性•采暖系统低温地暖系统,分户计量,每户设置独立混水系统•重视噪声控制•空调系统多联机系统,客厅采用嵌入式室内机,卧室采用壁挂式室内机•系统独立性和灵活控制•新风系统吊顶式热回收新风机,配过滤模块,送风口设置在走廊,排风口设置在卫生间•PM
2.5考虑维护便利性•智能控制采用智能家居系统集成控制,支持远程操作和定时设置•节能与舒适平衡•设计重点考虑了噪声控制、装修协调性和个性化需求,针对不同朝向的房间进行了差异化设计,南向房间加强了夏季遮阳和冷负荷控制,北向房间强化了保温性能和采暖效果办公楼暖通设计方法办公环境舒适性需求办公建筑暖通设计的首要目标是满足人员舒适性和工作效率温度标准夏季°,冬季°•24-26C20-22C湿度要求相对湿度•40-60%新风量每人,确保₂浓度低于•30m³/h CO1000ppm气流速度工作区域不超过,避免飘感•
0.25m/s噪声控制开放办公区,独立办公室•≤45dBA≤40dBA此外,办公环境需要考虑热湿负荷波动大、分区使用灵活等特点空调系统选型与布局办公建筑常用空调系统类型全空气系统大型开放办公区首选,灵活性好•VAV风机盘管新风系统中小型办公楼常用,分区控制方便•+多联机系统改造工程或小型办公常用•VRV/VRF辐射冷梁系统高档办公楼使用,舒适性好,节能效果佳•系统布局考虑因素内外区划分按照朝向和热负荷特性分区•使用时间差异考虑会议室、公共区域等不同使用模式•平面布置灵活性适应未来空间重组需求•管线走向竖井位置合理,水平管线结合吊顶设计•通风与新风系统设计办公建筑新风系统设计重点新风量确定按照人均或建筑面积计算•30m³/h
1.5-2m³/h·m²新风处理方式•集中式屋顶或机房设置大型新风机组•分散式楼层设置新风机或利用室外新风接口•VRV新风品质控制过滤等级不低于,考虑增加活性炭、光触媒等净化装置•F7排风系统卫生间、茶水间负压设计,防止异味扩散•120W/m²50W/m²35%30m³/h商业建筑暖通设计实践商业负荷特性功能分区设计商业建筑负荷特点按功能不同分区处理人流密度大且波动性强零售区大空间、高顶棚、高新风量•••照明负荷高(15-25W/m²)•餐饮区独立排风系统,防止油烟扩散冷热负荷季节性差异大娱乐区噪声控制、冷负荷密集••冷负荷密度大型商场公共区域小时运行,注重节能•150-200W/m²•24空气品质控制系统形式选择商业环境空气处理常见系统类型高效过滤系统(级以上)大型商场全空气系统或冷冻水系统•F8•VAV大流量新风设计()中小商场风机盘管新风系统•3-5m³/h·m²•+负压区域设置(餐饮、卫生间)专卖店多联机或局部处理系统••空气消毒净化技术地下商业增加除湿和排烟能力••节能技术应用智能控制策略商业建筑节能措施商业建筑控制特点热回收技术(排风、冷凝热)人流监测与负荷预测••高效冷水机组(变频离心机)分时段运行策略••蓄冷蓄热技术冷却塔自由冷却模式•••冷热源多元化•CO₂浓度控制新风量商业综合体特点与挑战商业建筑节能与舒适性平衡现代商业综合体通常集购物、餐饮、娱乐、办公、酒店等功能于一体,暖通设计面临多重挑战商业建筑暖通设计需要平衡舒适度与能源消耗功能多样化不同功能区域有不同的温湿度要求和运行时间过渡季节策略利用自然通风,减少机械系统运行•••负荷密集度高人流密集区域冷负荷可达250W/m²以上•部分负荷控制根据人流和室外气象条件调整系统运行参数•竖向分区复杂高层建筑需进行水力分区和风管分区•智能化控制BMS系统实现设备优化运行和能源管理•能源消耗大商业综合体暖通能耗占总能耗40-50%•冷热源优化采用高效冷水机组和热回收技术防排烟系统复杂大空间、高大空间与普通区域混合末端分区控制按照朝向、功能、人流密度进行细分区控制••实践表明,精细化设计和智能控制可在保证舒适度的同时降低的能耗15-25%酒店暖通设计方案酒店功能区暖通需求差异酒店是典型的多功能复合建筑,不同区域对暖通系统有差异化需求客房区特点负荷变化大,使用间歇性强,需要个性化控制要求安静性好(≤35dBA),温度控制精确(±1°C),空气品质高系统风机盘管+新风系统,四管制优于二管制,考虑能量回收公共区域特点大空间,人流波动大,负荷密度高要求温湿度稳定,气流组织良好,无冷风感系统全空气系统或风机盘管+新风系统,大堂宜采用下送风餐饮区域特点热湿负荷集中,排风需求大要求气流合理引导,防止异味扩散,空气清新度高系统独立排烟系统,负压设计,设置隔离措施康体娱乐区特点湿负荷大(泳池、SPA),特殊温湿度要求要求除湿性能好,防止结露,水质处理系统专用泳池除湿机组,考虑能量回收热水供应与排风系统酒店热水系统设计要点•热水负荷计算按同时率确定,一般为总需求的60-70%•供水温度55-60°C,防止细菌滋生但避免烫伤风险•循环系统确保任何用水点30秒内出热水•能源利用利用空调冷凝热回收或太阳能辅助加热酒店排风系统特点•客房卫生间排风独立系统,每间10-15m³/h•厨房排风专用防火排油烟系统,风速≥10m/s•地下车库排风CO浓度监测控制,按6次/h设计暖通设备安装与调试123安装前准备工作设备安装规范与流程系统调试与性能测试设备安装前的关键准备主要设备安装要点系统调试的主要内容•图纸会审与建筑、结构、电气等专业协调•冷水机组基础减振、水平度≤
0.5/1000,连接管采用柔性接头•单机调试设备单独运行检查,确认转向、参数•设备材料验收核对型号、参数、质量证明文件•水泵同心度误差≤
0.1mm,联轴器间隙2-4mm•系统联合试运行检查各设备协调性,排除干扰•施工方案编制明确施工顺序、方法、质量控制点•风机盘管吊装牢固,倾斜度≤5‰,确保冷凝水排出•风量调试测量各风口风量,调整风阀开度•现场条件确认基础、预留洞口、设备吊装通道•风管安装支架间距合理,保温完整,严禁漏风•水力平衡调节水力平衡阀,确保各环路流量符合设计•技术交底向施工人员说明关键技术要求•管道安装坡度正确,膨胀补偿到位,水压试验
1.5倍工作压力•温控系统调试校准温度传感器,调整PID参数施工过程应严格按照《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243执行•噪声测试检测设备和系统运行噪声是否符合标准•功能测试模拟各种工况,验证系统功能完整性常见问题及解决方案设备安装调试中的常见问题问题现象可能原因解决方案系统噪声大设备减振不良,风管振动加装减振装置,加固支架,检查平衡制冷量不足系统漏风,冷媒不足检查系统密封性,补充制冷剂温度不均匀风量失调,末端分布不合理调整风量平衡,优化送风口布置冷凝水溢流排水坡度不足,管道堵塞重新安装排水管,清洗疏通控制失灵接线错误,传感器故障检查控制线路,更换传感器安装与调试质量直接影响系统的性能和使用寿命为确保质量,应注意以下几点•严格控制施工过程,关键工序实行旁站监督暖通系统维护与管理定期维护保养故障诊断与处理系统运行优化暖通系统日常维护项目常见故障处理方法提高系统运行效率的措施•过滤器清洗/更换风机盘管月检,空气处理机组季检•冷水机组不启动检查电源、控制回路、安全保护装置•冷冻水温度优化根据负荷调整供水温度•冷凝水盘清洁防止积水滋生细菌,每季度一次•制冷量不足检查冷媒充注量、冷凝器污垢、膨胀阀调节•冷却水温度优化根据湿球温度调整设定值•传动部件检查皮带张力、轴承润滑状态季度检查•水泵振动噪声检查轴承、叶轮平衡、气蚀现象•变频控制策略优化泵、风机变频控制参数•控制系统校准温度传感器、压力传感器年度校准•风机异常噪声检查皮带松紧、轴承磨损、叶轮平衡•运行时间优化根据实际使用需求调整启停时间•水质处理冷却水系统水质月检,定期加药处理•控制失灵检查传感器、执行器、控制器参数•自由冷却利用过渡季节利用冷却塔直接制冷•冷媒系统检漏每年检查制冷剂泄漏情况•热回收措施回收排风热量、冷凝热等运行管理体系建设有效的暖通系统管理需要建立完善的运行管理体系•建立设备台账详细记录设备参数、维修历史•制定维护计划明确各级维护周期和内容•培训运行人员提高操作和维护技能•实施能源管理监测分析能耗数据,发现节能潜力•应急预案制定针对突发故障制定应急处理流程•技术资料管理妥善保管设计图纸、说明书、调试报告大型建筑宜采用楼宇自动化系统BAS进行集中监控,实现设备运行状态实时监测、能耗分析、故障报警等功能,提高管理效率预防性维护策略预防性维护是避免系统故障的关键措施40%能效提升良好维护可提高系统能效比例70%暖通设计案例分析
(一)项目概况系统方案选择某15层办公楼空调系统设计案例考虑到建筑特点和使用需求,最终选择•建筑面积30,000平方米冷热源系统•地理位置华北地区•使用特点标准办公功能为主,底层商业,顶层会议中心采用水冷式离心式冷水机组,总容量4,000kW(考虑10%富余),分2台安装;采用市政热力入口,设置板式换热器冷却塔选用闭式冷却塔,减少水处理•设计目标舒适性好,节能环保,分区控制灵活需求空调系统形式主要办公区域采用风机盘管+新风系统,水系统为四管制;大堂区域采用全空气系统,变风量控制;会议中心独立空气处理机组,设置热回收装置空调冷热水系统采用变流量设计,安装变频水泵系统分区与控制按朝向和使用功能进行分区南北向分开控制,内外区分开设置;水系统按照高度分为两个区,防止静压过高;每个空调区域设置独立控温设施,采用DDC控制系统,接入建筑管理系统BMS设计难点与解决方案该项目设计过程中遇到以下难点及解决方案•空间限制机房空间有限,采用高效紧凑型设备,精心布置管道路由•能耗控制采用高效设备,水泵和风机变频控制,冷却塔自由冷却模式•噪声控制设备采用减振基础,管道柔性连接,风管消声措施•防排烟设计利用中庭设计自然排烟系统,减少机械排烟设备投入•施工配合提前预留管井和洞口,协调各专业施工顺序负荷计算过程负荷计算采用Hourly AnalysisProgram HAP软件•气象参数夏季计算温度33°C,冬季计算温度-9°C•室内设计参数夏季24±1°C,冬季20±1°C,相对湿度50±10%•新风量按人均30m³/h计算,总风量15,000m³/h•计算结果总冷负荷3,600kW(120W/m²),总热负荷1,500kW(50W/m²)方案设计阶段1确定系统形式、冷热源选型、负荷初步估算,比较多种方案的技术经济指标,最终确定风机盘管+新风系统为主的混合方案暖通设计案例分析
(二)商业综合体通风与防排烟设计防排烟系统设计某大型商业综合体通风与防排烟系统设计案例根据《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251的要求,设计了多级防排烟系统•项目概况总建筑面积12万平方米,包含地下3层、地上5层•功能分布地下为停车场和设备用房,1-2层为商业零售,3-5层为影院、餐饮和娱乐•设计重点人员密集场所的空气品质保障和火灾安全防护地下车库通风系统设计要点•换气次数按6次/小时设计,总风量380,000m³/h•控制方式CO浓度监测自动控制,浓度≥30ppm启动•系统形式分区诱导式排风,确保无死角•节能措施变频风机,根据车流量调节风量餐饮区排油烟系统设计要点•排风量按2000m³/h·m²(烹饪设备面积)计算•管道材质采用12#镀锌钢板,耐火极限2小时•净化装置高效油烟净化器,去除效率≥90%•防火措施设置自动灭火装置和防火阀影院通风系统设计要点•新风量按每人30m³/h计算,座位数1500•噪声控制风机消声≤35dBA•气流组织低速下送风,避免干扰放映机械排烟系统•CO₂监测设置浓度监测,自动调节新风量适用于地下空间和无自然排烟条件的区域•排烟量商场按60m³/h·m²计算,影院按120m³/h·m²计算•排烟分区每个防火分区设置独立系统,单个排烟分区面积≤500m²•排烟风机选用高温消防排烟风机,280°C下运行30分钟•排烟口布置合理布置,避免烟气短路自然排烟系统适用于大堂和中庭等高大空间•排烟面积有效开口面积不小于地面面积的2%暖通设计案例分析
(三)住宅项目暖通系统设计最终方案设计某高端住宅小区暖通系统设计案例经过比选和业主沟通,最终确定采用•项目概况位于华东地区,总建筑面积8万平方米,12栋多层住宅1采暖系统•气候特点夏热冬冷地区,夏季炎热潮湿,冬季寒冷采用低温地面辐射采暖系统•设计目标高舒适度、高能效、低噪声、个性化控制•热源集中式空气源热泵热水机组,COP
3.2•系统参数供/回水温度35/30°C,管材选用PE-RT地暖管•控制方式每户设温控器,分室控制,温度调节范围18-24°C•特殊设计入户设换热计量装置,实现分户计量收费2空调系统选用变频多联机系统•户型匹配根据户型面积配置不同规格室外机•室内机选择客厅采用风管机隐藏安装,卧室采用壁挂机•特殊设计设置排水集中立管,减少穿墙开孔•噪声控制室外机设减振底座,风管机设消声措施3新风系统全热回收新风系统•设备选型每户独立的吊顶式热回收新风机,热回收效率≥75%•风量设计按每人30m³/h计算,三口之家90m³/h•过滤等级初效+中效+HEPA过滤,PM
2.5去除率≥95%•控制方式CO₂浓度和定时控制相结合系统集成与智能控制为提升使用体验,项目采用智能家居系统整合各子系统系统方案比选•手机APP远程控制空调、地暖和新风系统设计初期对多种方案进行了比较•根据天气预报数据预调节采暖启停时间•离家模式自动降低设定温度,节约能源方案类型优势劣势•室内环境参数实时监测与显示分体空调+燃气壁挂炉初投资低,独立控制外观影响,舒适性一般•能耗数据统计与分析,提供节能建议多联机系统一体化解决方案,节省空间冬季效率较低,安装复杂地源热泵+地暖/风机盘管高效节能,舒适性好初投资高,地质条件要求高空气源热泵+地暖/风机盘管节能环保,适应性强低温性能受限,噪声控制要求高暖通设计实操总结前期调研与需求分析项目启动阶段的关键工作•建筑功能定位与使用特点分析•业主需求与预算限制了解•当地气候条件与能源可获得性调研•相关规范标准查阅与掌握负荷计算与参数确定设计基础工作的核心环节•室内外设计参数确定•冷热负荷精确计算•新风量与排风量计算•水力计算与管网平衡分析系统选型与方案设计技术方案形成的关键环节•冷热源类型与容量确定•空调系统形式选择•末端设备类型与参数确定•控制策略与节能措施规划施工图设计与设备选型设计落地实施的具体工作•平面布置与管线综合协调•详图设计与节点处理•设备规格选型与性能参数确认•设计说明与施工要求编写施工配合与调试验收确保设计意图实现的跟踪工作•施工技术交底与难点解答•关键节点现场检查•系统调试与参数优化•竣工验收与资料整理关键技术点总结暖通设计未来趋势智能暖通系统发展随着人工智能、物联网技术的快速发展,暖通系统正向更智能化方向发展绿色节能技术创新未来暖通设计将更加注重绿色低碳发展零碳建筑技术结合可再生能源,实现建筑能源自给自足被动式设计强调建筑自身热工性能,减少机械系统依赖相变储能利用相变材料蓄冷蓄热,平衡负荷波动新型制冷剂低GWP值制冷剂应用,减少温室效应影响热泵技术创新高温热泵、跨临界CO₂热泵等新技术应用分布式能源区域能源站、微网系统、多能互补技术发展物联网应用50%基于IoT技术的传感器网络实现全方位监测能效提升•多参数传感器实时监测温湿度、CO₂、PM
2.5等预计2030年暖通系统能效比现在提高•设备运行状态实时监控与故障预警•无线传感网络减少布线工程量80%人工智能控制可再生能源课程总结与答疑课程重点回顾学员常见问题本培训课程系统介绍了建筑暖通设计的全流程,主要包括以下几个方面课程中学员经常提出的问题及解答负荷计算的精确性问题如何确保负荷计算的准确性,避免过大或过小估计?解答负荷计算应采用标准方法,使用可靠的气象参数和建筑参数对于复杂项目,建议采用动态模拟软件,考虑全年不同时段的负荷变化同时,应根据建筑类型和使用特点合理确定同时使用系数,避免简单累加导致过大估计节能与舒适的平衡基础理论问题如何在保证舒适性的同时实现节能目标?暖通空调基本原理、热湿环境舒适性、建筑热工性能、负荷计算方法等理论基础,为设计实践奠定科学依据解答应从被动式设计入手,优化建筑围护结构,减少能源需求;选用高效设备和系统形式;采用智能控制策略,根据实际需求调节系统运行;考虑系统设计可再生能源应用,如太阳能、地热能等舒适性和节能并非对立关系,通过精细化设计和智能控制可以实现两者的平衡各类暖通系统的特点、选型原则、设计方法与计算流程,包括空调、采暖、通风、防排烟等系统的设计要点多专业协调配合实践应用问题如何处理暖通与其他专业的接口配合问题?不同建筑类型的暖通设计案例分析,包括住宅、办公楼、商业、酒店等典型建筑的设计特点与解决方案解答应在设计早期阶段就与建筑、结构、电气等专业进行沟通,明确各自需求和限制条件;利用BIM技术进行三维协调,发现并解决碰撞问题;建技术前沿立有效的沟通机制,及时处理设计变更;设置合理的设备和管道预留空间,为后期调整留有余地暖通行业的发展趋势与新技术应用,包括智能控制、绿色节能、BIM应用等方面的最新进展后续学习资源推荐为帮助学员继续深化学习,推荐以下资源专业书籍《暖通空调设计手册》、《绿色建筑与节能技术》、《建筑环境学》等技术规范定期关注国家和地方暖通相关规范的更新行业期刊《暖通空调》、《制冷学报》、《建筑科学》等在线课程ASHRAE在线教育课程、中国建筑科学研究院培训课程软件工具Revit MEP、HAP、EnergyPlus等设计与模拟软件的深入学习行业展会中国制冷展、国际建筑节能展等行业展会。
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