《暖通设计教程》课件.ppt
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1、目 录,单元一 设计程序单元二 设计课题单元三 施工图设计单元四 技术交底与图纸变更,1,t课件,目 录单元一 设计程序1ppt课件,单元一 设计程序一.空调工程设计前的准备,(一)熟悉国家标准和规范 1. 通用设计类规范 (1)采暖通风与空气调节制图标准(CBJll488); (2)采暖通风与空气调节设计规范(GBl987); (3)民用建筑热工设计规范(GB5017693); (4)建筑设计防火规范(GBJl687); (5)高层民用建筑设计防火规范(GB5004595); (6)民用建筑设计通则(JGJ3787); (7)民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)(JGJ2695)。 2.
2、施工类规范 (1)通风与空调工程施工及验收规范(GB5024397); (2)制冷设备安装工程施工及验收规范(GBJ6684); (3)采暖与卫生工程施工验收规范(GBJ24282)。,2,t课件,单元一 设计程序一.空调工程设计前的准备,(二)原始资料的准备1明确该空调建筑物的性质、规模和功能划分,这是确定空调设计参数标准和要求 以及恰当选择空调系统和分区的依据,也是选择空调设备级别类型的依据之一。2了解建筑物所在地的区域特性以及自然条件,弄清该建筑物在总图中的位置、四 邻建筑物及其周围管线敷设情况,以便总体考虑对冷冻机房、锅炉房、空调场所的布置。3了解建筑物内的人员数量、使用时间,、室内照
3、明和各类发热设备的容量、发热 特性等,弄清各类功能房间、走廊、厅堂的空调面积和各室的外墙、外窗及屋面的结构材质的热工性能和面积等,作为划分系统的依据,并为计算负荷作准备。4明确建筑物层数、高度及建筑物的总高度,确定其建筑类别,掌握该建筑物消防设计是属于高层民用建筑,还是一般建筑,以便根据相应的消防规范,进行消防设计。5了解各层层高、梁高、梁的布置及吊顶形式、高度和剪力墙的位置,为规划设备和管道布置作准备。6了解防火分区及防烟分区的划分,以及火灾疏散路线,便于防烟排烟系统的设置和防火阀的设置位置。,3,t课件,(二)原始资料的准备3ppt课件,7明确其他工种如电气、给排水、消防、装修等的要求,便
4、于协调,减少施 工中的矛盾。 8. 了解当地的电力、热力、燃油供应能力和方式等,以便考虑能源的利用问题。 9了解业主对空调的具体要求,考虑其合理性,并提出修改性参考意见。,4,t课件,7明确其他工种如电气、给排水、消防、装修等的要求,,1李佐周,吴继红编著:中央空调工程设计与施工,北京,高等教育 出版社,1997。 2赵荣义主编: 简明空调设计手册,北京,中国建筑工业出版社, 1998。 3邢振禧主编:空气调节技术,北京,中国商业出版社,1997。 4中国建筑科学研究院空气调节研究所编:空调冷负荷计算方法专刊, 内部出版物,1983。 5中国建筑标准设计研究所: 采暖通风国家标准图集,内部出版
5、物, 1993。 6王志勇,刘振杰编:暖通空调设计资料便览,北京,中国建筑工业出版社,1993。,(三)参考书籍和技术手册的准备,5,t课件,1李佐周,吴继红编著:中央空调工程设计与施工,7薛殿华主编:空气调节,北京,清华大学出版社,1991。 8)机械工业部冷冻标准化技术委员会编:制冷空调技术标准应用手册, 北京,机械工业出版社,1997 9陆榷庆主编:实用供热空调设计手册,北京,中国建筑工业出版社, 1993。 10电子工业部第十设计院主编:空气调节设计手册第2版,北京,中 国建筑工业出版社,1995。 11北京市设备安装工程公司等编: 全国通用通风管道计算表,北京, 中国建筑工业出版社,
6、1997。 12龚崇实,王福祥主编:通风空调工程安装手册,北京,中国建筑工 业出版社,1989。 13水电站机电设计手册编写组编:水电站机电设计手册(采暖通风与空 调),北京,水利电力出版社,1984。 14强十渤,程协瑞主编: 安装工程分项施工工艺手册(3)通风空调工 程北京,中国计划出版社,1994。 15黄素逸等主编:采暖空调制冷手册,北京,机械工业出版社,1997,6,t课件,7薛殿华主编:空气调节,北京,清华大学出版社,,(一)选择空调系统并合理分区 1空调系统的选择 (1)选择空调系统时,应根据建筑物的用途、规模、使用特点、室外气 象条件、负荷变化情况和参数要求等因素,通过技术经济
7、比较确定。这样就可在满足使用要求的前提下,尽量做到投资省、系统运行经济和能耗小。 (2)对集中式空调系统,要求一般宜采用单风管式的空调系统,当房间负荷 变化较大,采用变风量系统能满足要求时,不宜采用定风量再热式系统,不过普通舒适性空调对空调精度无严格的要求,目前仍较多采用无再热的定风量集中式系统。仅作为夏季降温用的系统,不应采用二次回风系统。 (3)空调面积较小的房间,或建筑物中仅个别房间有空调要求的情况,宜采 用分散式空调系统。对空气调节房间较多,且各房间空调要求不一的建筑物,条件许可时,宜采用四管制或双风道变风量空调系统。面积很大的空调房间,或者室内空气设计状态相同、热湿比和使用时间也大致
8、相同,且不要求单独调节的多个空调房间,通常多采用单风管、低速、一次回风、无再热的定风量集中式空调系统。这种系统现在在我国民用建筑舒适性中央空调中采用最多。,二、空调工程设计内容与设计步骤,7,t课件,(一)选择空调系统并合理分区二、空调工程设计内容与设计步骤,下面对这三种类型的空调系统的特点作简要介绍。 (1)集中式系统 (2)半集中式系统 (3)分散式系统2空调系统的分区 (1)将室内温湿度基数、洁净度和噪声等要求相同或相近的房间划为几个系统。 (2)根据空调控制精度,将室内温、湿度允许波动范围相同或相近划分为一个 系统。 (3)对大型办公楼来说,因此,可将平面分为周边区和内部区。 (4)在
9、高层建筑中,根据设备、管道、配件等承压能力,沿建筑物高度方向上划分,可分为低区、中区和高区。 (5)按建筑物各房间的用途、功能、性质和使用时间分区。,8,t课件,下面对这三种类型的空调系统的特点作简要介绍。8ppt课件,(二)确定室外空气计算参数和室内空气设计参数 1室外计算参数的确定 参见采暖通风与空气调节设计规范(GBJl987)的附录二 室 外气象参数表 2室内空气参数的确定 (1)舒适性空调室内温、湿度标准 根据采暖通风与空气调节设计规范中规定,舒适性空调室内 夏季:温度 应采用2428 相对湿度 应采用40%-65%; 风速 不应大于0.3m/s 冬季:温度 应采用18-22 ; 相
10、对湿度 应采用40-60 风速 不应大于0.2m/s. 采暖通风与空气调节设计规范对民用建筑中的一些特殊房间室 内设计参数规定标准,可见表12所示。,9,t课件,(二)确定室外空气计算参数和室内空气设计参数9ppt课件,10,t课件,10ppt课件,11,t课件,11ppt课件,(2)工艺性空调室内温、湿度标准(三)空调负荷计算 1冷负荷系数法确定空调房间各项冷负荷 (1)围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算方法 外墙和屋顶瞬变传热引起的冷负荷 在日射和室外气温综合作用下,外墙和屋顶瞬变传热形成的逐时冷 负荷可按下式计算: LQl=FK(tl,n-tn) W (1-1) 式中: F墙和屋顶的计算面
11、积,m2 ; K外墙和屋顶的传热系数,W(m2K),查表1-6可得 tn室内设计温度, ; tl,n外墙和屋顶的冷负荷计算温度的逐时值, ,见表1-7 对不同地区和不同情况应按下式修正: tl,n =(tl,n +td )Ka K (1-2),12,t课件,(2)工艺性空调室内温、湿度标准12ppt课件,式中: tl,n外墙和屋顶的逐时冷负荷计算温度的逐时植,见表1-7; td地区修正系数,见表1-8; Ka 不同外表面换热系数修正系数,见表1-9; K不同外表面的颜色修正系数,见表1-10; 各地区的室外表面换热系数,可根据该地的室外平均风速v,按下式计算: aw=3.85v+8.95 kc
12、al/(m2h ) (1-3) 或 aw =4.48v+10.41 W/(m2K) 室内的换热系数,一般可取8.7W/ (m2K),13,t课件,式中: tl,n外墙和屋顶的逐时冷负荷计算温度的逐时植,见,内墙、楼板内内围护结构传热形成的瞬时冷负荷 当空调房间的温度与相邻非空调房间的温度大于3时,需要考虑由内围 护结构的温差传热对空调房间形成的瞬时负荷。这可按如下的稳定传热公式计算: LQ2=FK(tls- tn) W (1-4) 式中: F 内围护结构传热面积,m2 。 K内围护结构的传热系数,w(m2K)。 tn 夏季空调室内设计温度,。 tls相邻非空调房间的平均计算温度,用下式计算:
13、tls= tp +tls 式中: tp 夏季空调室外计算日平均温度,; tls 相邻非空调房间的平均计算温度与夏季空调室外计算日平均温度 的差值。 当邻室散热量很少(如办公室、走廊等)时,tls取23;当邻室散热量23Wm3时,tls取3;当邻室散热量在23116W/m3之间时,tls取5。,14,t课件,内墙、楼板内内围护结构传热形成的瞬时冷负荷14ppt课件,外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 在室内外温差作用下,玻璃窗瞬变传热引起的逐时冷负荷,可按下式计算 LQ3 = F K ( tl - tn) W (1-5)式中:F 外玻璃窗面积,m2; K 玻璃窗的传热系数,W(m2K),可根据室内、外
14、表面换热系 数由表111(a)或表1-11(b)查得,表1-11(a)及表1-11(b) 中的数值,应根据窗框的结构形式,按表1一12加以修正; tn 室内设计温度,; tl 玻璃窗的冷负荷温度逐时值,见表l一13。 对不同的地点对表113应按下式进行修正: tl= tl + td (16)式中:tl 玻璃窗冷负荷温度的逐时值,见表113 , td 地区修正系数,见表114。,15,t课件,外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷15ppt课件,(2)透过玻璃进入室内的日射得热形成的冷负荷 通过玻璃进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷地可按下式计算: LQ3 = F Cz Dj, max CLQ W (1-
15、7) 式中:F 窗玻璃的净面积,m2,是窗口面积乘 以有效面积系数Ca。Ca由表1-15查得。 Cz 窗玻璃的综合遮挡系数,Cz = CsCn ,Cn和 Cn可分别由表116和1-17查得。 Dj,max 日射得热因数的最大值,W/m2,由表l- 18查得。 CLQ 冷负荷系数,由表1一19(a)表1-19(d)查 得。表中是以北纬 27.5划线将全国分成 南北两区的。,16,t课件,(2)透过玻璃进入室内的日射得热形成的冷负荷 16ppt,(3)室内热源散热形成的冷负荷 照明散热形成的冷负荷 照明散热形成的冷负荷,可按下式计算: 白炽灯: LQ5 = 1000 N CLQ W (18) 荧光
16、灯: LQ5 = 1000 n1 n2 N CLQ W (19) 式中:N 照明灯具所需功率,w; n1 镇流器消耗功率系数,当明装荧光灯的镇流器装在空调房内时,取n =1.2, 当暗装荧光灯镇流器装在空调房间内时,取 n1=1O; n2 灯罩隔热系数,当荧光灯罩上部穿有小孔(下部为玻璃板),可利用自然通 风散热于顶棚内时,取n=0.50.6,而荧光灯罩无通风孔者,则视顶棚内 通风情况,取n2 = 0.60.8; CLQ 照明散热冷负荷系数,根据明装和暗装荧灯灯及白炽灯,按照不同的空 调设备运行时间和开灯时间及开灯后的小时数,由表120查得。,17,t课件,(3)室内热源散热形成的冷负荷17p
17、pt课件,人体散热形成的冷负荷 人体散热引起的冷负荷,可按下式计算: LQ6 = qs n n CLQ + qL n n W (1lO) 式中:CLQ 人体显热散热冷负荷系数(见表l一21),对于人员密集的场所可 取CLQ =1.0,对于室温在全天24小时内不能保持恒定的,也可取 人体显热冷负荷系数CLQ =1.0; qs 成年男子显热散热量,W (见表122); n 室内全部人数; qL 成年男子潜热散热量,W(见表l一22); n 群集系数(见表123)。 设备和用具的散热量引起的冷负荷 设备和用具的散热量引起的冷负荷,可按下式计算: LQ7 =Q CLQ + Qq W (1一11) 式中
18、:Q 设备和用具实际的显热散热量,W CLQ 设备和用具显热散热冷负荷系数,根据有罩和无罩的情况由表 124(a)和 124(b)查取; Qq 设备和用具实际的潜热散热量,W 常用家用电器的设备功率,运时时间,散热量和散湿量见表125。,18,t课件,人体散热形成的冷负荷18ppt课件,常用家用电器的设备功率,运时时间,散热量和散湿量见表125。 设备和用具的显热散热量,也可根据其类型按下述公式计算: a)电动设备的显热散热量 当工艺设备及电动机装在室内时: Q = n1 n2 n3 N / W (1-12) 当工艺设备在室内,电动机不在室内时 Q = n1 n2 n3 N W (1-13)
19、当工艺设备不在室内,只有电动机在室内时 Q = n1 n2 n3 N (1 ) / W (114) 式中:N 电动设备的安装功率,W; 电机效率,可由表126查得; n1 安装系数,即电动机的最大实耗功率与安装功率之比,通常 取n1 = 0.7O9; n2 负荷系数,即电动机平均实耗功率与设备设计时最大实耗功率 之比, 通常对精密机床取n2 = 0.150.40;对普通机床取 n2 = 0.5; n3 同时使用系数,即室内电动机同时使用的安装功率与总安装功 率之比,根据工艺过程中设备的使用情况,通常取n3,19,t课件,常用家用电器的设备功率,运时时间,散热量和散湿量见表12,b) 电热设备显
20、热散热量 对于无保温密闭罩的电热设备 Q = n1 n2 n3 n4 N W (115) 式中:n1 ,n2 ,n3的意义同前式; n4 考虑排风带走热量的系数。c)电子设备显热散热量 灯光照明引起的冷负荷计算式(18)与式(19)可以简化为: 白炽灯: LQ5 = (0.9 0.95 ) 1000 N W (116) 荧光灯: LQ5 = (0.9 0.95 ) 1000 n1 n2 N W (117) 人体散热引起的冷负荷计算式(1-10)可简化为: CL6 = (0.9 0.95 ) ( qs + qL ) n n W (118),20,t课件,b) 电热设备显热散热量20ppt课件,2
21、空调房间冷负荷的确定 (1)分项计算各项得热引起的冷负荷的逐时值,计算时间一般取7:00一19:00商业楼、综合楼等计算时间可取至24:00),外墙负荷、窗日射负荷应按南、东、西、北等各朝向分别逐时计算,再按钟点将各朝向的冷负荷逐时相加。各项负荷计算。结果宜参考表格127(a)127(c),列表表示,以便核查。 (2)将同一钟点的各项冷负荷抄列于汇总表中,并逐时相加得出各钟点的各项冷负荷的总和。参考表格127(d)所示。 (3)考虑最不利情况,取上表中逐时累计的各项冷负荷总和中的最大值作为该空调房间的冷负荷。 (4)如果空调系统中新风直接送入房间处理(则新风不承担室内空气负荷时), 则空调房间
22、冷负荷还应包括新风负荷 3新风量的确定与新风冷负荷 (1)新风量的确定 民用建筑的新风量采暖通风与空气调节设计规范规定的民用建筑的最小新风量见表128所示. 生产厂房的新风量,21,t课件,2空调房间冷负荷的确定 21ppt课件,(2)新风负荷的确定 在湿空气的hd图上,根据设计地室外空气的夏季空调计算干球温度tw和湿球温度tw,s确定新风状态点形,得出新风的焓hW;根据室内空气的设计温度tN和相对湿度N,确定回风状态点(也就是室内空气设计状态点),得出回风的焓hN,则夏季空调的新风冷负荷CLW可按下式计算: CLW = 1.2 LW ( hW- hN) W (119) 式中:LW新风量,m3
23、/h; hW新风状态点W的焓值,kJ/kg; hN回风状态点N的焓值,kJ/kg; 1.2空气在20时的密度,kg/m3。4空调系统冷负荷的确定 多个房间共用同一空调系统时,空调系统的冷负荷可按上述方法算出的各个房间的空调逐时综合冷负荷相加,并取逐时累计中最大值为该空调系统的冷负荷,参考表l一29. 若在计算每个房间的空调冷负荷时,没有考虑新风负荷,则应在上述确定的空调系统冷负荷的基础上加上新风负荷,作为该空调系统的冷负荷。,22,t课件,(2)新风负荷的确定22ppt课件,5制冷系统负荷的确定 制冷系统负荷Q。可按下式确定: Q0 = Q Kr Kf K Kb W (120) 式中:Q空调系
24、统冷负荷,W。 Kr 房间同期使用系数,视建筑物的使用性质、功能、规模,等级及经 营管理等因素而定,取Kr =0.61.0之间。 Kf 冷量损失附加系数,与空调系数的规模,设备类型、管道长短 有关,水一风系统,取值Kf =1.101.15;直接蒸发式表冷器系 统,取Kf =1.051.10。 K 效率降低修正系数,采用设备生产厂家提供的数值,如果厂家 提供的设备制冷量已经考虑了出力及传热效率降低的影响,则取 K =1.00;一般可取K。=105110。 Kb 事故备用系数,一般不考虑备用。仅在特殊工程中,亦采用X台 1备的方式,即根据制冷系统冷负荷应选机房机器的台数X为2台 (或3台)时,机房
25、则采用2台1备或3台1备的方式。,23,t课件,5制冷系统负荷的确定23ppt课件,6空调房间的湿负荷 对空调房间须考虑湿度变化时,尚应计算房间的湿负荷。 (1)人体散湿引起的湿负荷 人体散湿量,可按下式计算: Dl = nn10-3 kg/h (121) 式中:成年男子的散湿量,ks(h人),可由表1-22查得; 其他符号见式(110)。 (2)餐厅食物散湿引起的湿负荷 食物散湿量,可按下式计算: D2 = 11.5m10-3 kg/h (122) 式中:m餐厅额定人数。 (3)敞开水面散湿引起的湿负荷 敞开水面的散湿,可按下式计算: D3 = (Pq,b Pq)FB/B1 kg/h (12
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