石家庄市第四医院中央空调工程项目设计方案

1 石家庄市第四医院中央空调工程项目设计方案 第 1 章绪论 国暖通空调的现状及其前景 进入 90 年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用空调，空调技术已成为衡量建筑现代化水平的重要标志之一 。 随着生产和科技的不断发展 ,人类对空调技术也进行了一系列的改进 ,同时也在积极研究环保、节能的空调产品和技术。暖通空调技术的发展，必然会受到能源、环境条件的制约，所以能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境必然是今后发展的主题。 综上所述，空气调节技术的发展，不仅要在能源利用、能量的节约和回收、能量转换和传递设备性能的改进、系统的技术经济分析和优化及计算机控制等方面继续研究和开发，而且要进一步研究创造有利于健康的适于人类工作和生活的内部空间环境。 筑空调系统节能国内外研究现状 筑空调系统节能国外研究现状 能源是整个经济系统的基本组成部份，作为一个能源消耗大国，美国在节能和提高能源利用率方面投入了大量的人力、物力。在美国的整个能源消耗中，有约 1/3 以上消耗在建筑能耗上，这些能耗用来满足人们的热舒适、空气品质、提高人们的生活质量。日本是一个资源贫困的国家，其主要能源来自进口， 同时又是一个能源高消费国家。因此，节能和提高能源的利用率对日本来讲有着重要的意义。长期以来，在建筑节能方面，日本做了大量工作，颁布了许多节能法规，提出了建筑节能的评价方法。 筑空调系统节能国内研究现状 我国是一个人均资源相对贫乏的国家，因此节能降耗有着十分重要的意义。近年 2 来，由于国民经济的快速发展，使我国的能源显得越来越紧张。甚至出现了空调系统与经济建设争抢电力资源的情况。因此，在建筑物节能显得十分迫切。 近年来，我国暖通空调学术界和工程界在空调冷源系统的节能方面做了大量的研究工作。研究工 作主要集中在冷源系统的形式选择上，对压缩式冷水机组和吸收式冷水机组的技术经济比较研究较多，通过对众多方案的分析已经基本达成共 识：吸收式冷水机组节电而不节能，对其在我国的应用应区别对待，对于有余热可以利用的地区，应大力提倡使用吸收式冷水机组，而一般建筑物则应采用蒸汽压缩式制冷。当然，在进行冷热源系统的选择时，还要考虑建筑物所在地的气象条件、电力供应状况、能源情况、空调系统有无采用余热回收的可能性等方面的问题。 医院空调系统与建筑节能 医院空气调节技术的发展，不仅要在能源利用、能量的节约和回收、 能量转换和传递设备性能的改进、系统的技术经济分析和优化及计算机控制等方面继续研究和开发，同时更要进一步研究创造有利于病人更快的康复的内部空间环境。医院空调设计方案的好坏直接影响着建筑环境的质量和节能状况。 据统计，我国建筑能耗约占全国总能能耗的 35%，空调能耗又约占建筑能耗的50% 60%左右。由此可见，暖通空调能耗占总能耗的比例可高达 因此，建筑中的空调系统节能已成为节能领域中的一个重点和热点。于是降低空调能耗也被纳于建筑节能的任务中，如何更好的利用现在的空调技术服务人类同时又能满足建筑能耗的 要求，是现阶段专业技术人员的工作要点。 冬季空调供热的系统，考虑到节能的要求，热水循环泵需要单独设置，不能与冷水泵合用，因为冬季需要的热水流量远小于夏季冷水流量，却能满足热负荷，不需要太大的流量使得热量浪费。 机盘管 新风系统的应用 本医院空调系统设计采用这种空调方式，该方式有单独的新风机将新鲜空气送入房间，风机盘管的回风方式是各房间单独安装风机盘管，各房间的回风经过盘管冷却后送出，回风仅在自身房间内循环，不同房间之间互不流通 ,可以有效避免新风系统混入从建筑排出的污染空气。 各房间单独回风的系 统：首先要保持新风入口清洁，不被污染。其次风机盘管加新风系统的排风系统多数是和厕所排风合用，为保证通风效果，建议将厕所排风系统全天连续运行。此外凝结水盘是污垢存积的地方，也要保持清洁。由于凝水是从房间 3 回风在通过盘管制冷后凝结产生的，目前还难以确认空气中的病毒是否会在凝水中存活，为防患未然，建议运行管理人员对各风机盘管的凝结水盘统一清洁，消灭病毒生存的载体。 计的主要内容 本设计题目为石家庄市某医院综合楼空调工程设计，该空调系统从使用性质上主要为舒适性空调。对舒适性空调主要采用风机盘管加新风机组的半 集中式系统形式。我主要负责地上一层到十二层的防排烟 和地上 一到十一 层的空调、通风及冷热源设计。其中包括房间的冷、热负荷及送风量的计算；空调系统方式的确定及风系统、水系统阻力计算；空调主机房的设计与计算和绘制施工图纸。图纸内容有空调、通风、防排烟平面图和机房平面图，空调冷冻水系统图、机房系统图、通风和防排烟系统图。 通过本次设计可以培养学生综合运用所学的专业基础知识，合理划分系统形式，布置设备，了解空调系统的运行方式，掌握系统选型的原则和方法，同时还要与其它建筑专业合理分工协作，达到资源的优化配置，同时还可以锻 炼学生解决实际工程问题的能力，促使学生翻阅各种中、外文资料，相关文献、手册、规范，锻炼学生动手操作的能力，了解理论与实际工程结合的重要性以及两者之间存在的巨大差异。 4 第 2 章 工程概况及方案论证 筑概要 本设计任务是石家庄市某医院空调系统的设计。该建筑是一栋妇幼医院，属一类高层建筑。地上共十二层，楼高 下两层，共 筑面积为 地上 1 4 层为门诊部， 5 11 层为住院部，顶层为活动区域（包括台球室、乒乓球室和舞厅）。负一层主要为制冷机房、变配电室、换热站等，负二层 主要为车库。 象资料 本次设计的参数资料 1如下 : 表 家庄市室外气象参数表 地理位置（石家庄） 大气压力 (室外平均风速 （ m/s） 北纬 东经 海拔 (m) 季 夏季 冬季 夏季 3803 11441 外计算（干球温度）表 冬季 夏季 夏季空调室外计算湿球温度 空气调节 通风 空气调节 空调日平均 通风 8 29 0 内设计参数表 夏季 冬季 新风量指标 ( 噪声指标 ) 房间 室内温 度 相对湿 度 % 室内温 度 相对湿 度 % 病房 26 50 22 40 50 45 诊室 26 50 22 40 30 50 候诊大厅 26 50 22 40 30 50 实验室 26 50 22 40 30 45 管理室 26 50 22 40 30 50 筑围护结构资料 建筑物名称：石家庄市第四医院 围护类型 名称 传热系数 (w/ . )(夏/冬 ) 传热衰 减 传热延迟 (h) 5 外墙 轻集料混凝土 砌块框架填充墙 0 窗 双层透明中空玻璃 6墙 混凝土隔墙 (004001) 窗 双层透明中空玻璃 6门 双层金属门板 ,中间填充 15 18 厚矿棉板 面 门 节能外门 门 木 (塑料 )框双层玻璃门 墙 砖墙 (002002) 门 木 (塑料 )框单层玻璃门 (玻璃比例 30%60%) 墙 加气混凝土砌块外墙 门 木或塑料夹层门 (空气间层厚度不小于 40 墙 加气混凝土砌块外墙 墙 砖墙 (001001) 门 双层金属门板 ,中间填充 15 18 厚玻璃棉板 人员设备及其他情况 （ 1）本设计室内人员属轻度劳动 ,成年男子散热散湿量 2如下 : 表 2 4 成年男子散热散湿量表 体力活动性质 热量（ W） 室内温度（ ） 23 24 25 26 轻 度 劳 动 百 货 商 店 化 学实验室 电 子 计 算 机 房 显热 潜热 全热 湿量 76 106 182 158 70 112 182 167 64 117 181 175 58 123 181 184 （ 2）室内人员数量是参考面积概算指标来自定的，面积指标可由表 4271 查到。 （ 3）在标准状况下，即室温 26 ，一个大气压下选择新风量 30m3/h人。 （ 4）照明、设备：由建筑电气专业提供，照明设备为暗装荧光灯，镇流器设置在顶棚内，荧光灯罩无通风孔，功率为 40w/m。设备负荷为 40 w/m。 （ 5）计算机台数：每台计算机的功率为 150W。工作间的设备主要由甲方提供。 计方案的论证 院门诊楼空调特点 空 调系统设计应用于医院高层建筑方面时更要结合特殊的医疗气候 , 使一些需要特定气候环境的手术和治疗得以安全进行， 以有利于病员的有效医治、使病人早日康复为原则，充分考虑合理的气流组织、 温湿度及压力控制、高效过滤的设置、节能措施及自控系统，使设计更合理，更符合国家规范，满足业主要求。 6 门诊楼的使用性质与时间，全楼大体一致 ,所以整幢楼可选择用同样的空调系统和设备 ,管理比较方便。过度季节外区可不用冷热源 ,但内区仍需要降温 ,这时应用室外空气直接进入内区降温 ,即节能又简单。 案选择 表 2 5 空调系统的分 类 表 2机盘管 +新风系统的特点表 优点 1)布置灵活，可以和集中处理的新风系统联合使用，也可单独使用 2)各空调房间互不干扰，可以独立地调节室温，并可随时根据需要开、停机组，节省运行费用，灵活性大，节能效果好 3)与集中式空调相比，不需回风管道，节约建筑空间 4)机组部件多为装配式，定型化、规格化程度高，便于用户选择和安装 5)只需新风空调机房，机房面积小 6)使用季节较长 7)各房间之间不会互相污染 缺点 1)对机组制作质量要求高，否则维修工作量很大 2)机组剩余 压头小，室内气流分布受限制 3)分散布置，敷设各中管线较麻烦，维修管理不方便 4)无法实现全年多工况节能运行调节 5)水系统复杂，易漏水 6)过滤性能差 适用性 1)适用于旅馆、公寓、医院、办公楼等高层多室的建筑物中 , 2)需要增设空调的小面积、多房间建筑 3)室温需要进行个别调节的场所 本设计为医院门诊楼的空调系统设计，系统的选定应注意档次和安全的要求，按负担室内空调负荷所用的介质来分类可选择四种系统 1 全空气系统、空气 水系统、全水系统、冷剂系统。全空气系统分一次回风系统和二次回风系统，该系统 是全部由处理过的空气负担室内空调冷负荷和湿负荷；空气 水系统分为再热系统和诱导器系统并用、全新风系统和风机盘管机组系统并用；全水系统即为风机盘管机组系统（无新凤），全部由水负担室内空调负荷，在注重室内空气品质的现代化建筑内一分类 空调系统 系统特征 系统应用 按负担室内空调负荷所用的介质来分 类 全空气系统 全部由处理过的空气负担室内空调负荷 一次回风式系统 一、二次回风式系统 空气水系统 由处理过的空气和水共同负担室内空调负荷 再热系统和诱导器系统并用 全新风系统和风机盘管机组系统并用 全水系统 全部由水负担室内空调负荷，一般不单 独使用 风机盘管机组系统 冷剂系统 制冷系统蒸发器直接放室内吸收余热余 湿 单元式空调器系统窗式空调器系统 分体式空调器系统 7 般不单独采用，而是与新风系统联合运用；冷剂系统分单元式空调器系统、窗式空调器系统、分体式空调器系统，它是由制冷系统蒸发器直接放于室内消除室内的余热和余湿。对于较大型公共建筑，建筑内部的空气品质级别要求较高，全水系统和冷剂系统只能消除室内的余热和余湿，不能起到改善室内空气品质的作用，所以全 水系统和冷剂系统在本次的建筑空调设计时不宜采用。 案的确定 本门诊楼采用风机盘管加新风系统，有独立的新风系统供给室内新风，即把新风处理到室内参数，不承担房间负荷。这种方案既提高了该系统的调节和运转的灵活性，且进入风机盘管的供水温度可适当提高，水管结露现象可以得到改善。各层的新风机组吊顶在各层的楼道里（每层两台新风机组）。空调系统采用水冷冷水机组，放在地下室空调机房里。 风机盘管空调方式 2的风管小，可以降低房间层高，但维修工作量大，如果水管漏水或冷水管保温不好而产生凝结水，对线槽 内的电线或其它接近楼地面的电器设备是一个威胁，因此要求确保管道安装质量。风机盘管加新风系统占空间少，使用也较灵活，但空调设备产生的振动和噪音问题需要采取切实措施予以解决。对于该系统所存在的缺点，可在设计当中根据具体的问题予以解决和弥补。 8 第 3 章 负荷计算 、湿负荷的概念 12 为连续保持空调房间恒温、恒湿，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷；为维持室内相对湿度恒定需从房间去除的湿量成为湿负荷。房间冷、湿负荷也是确定空调系统送风量及各种设备容量的依据。 负荷计算 本设计采用谐波反应 法计算空调冷负荷。按各房间的逐时冷负荷的综合最大值或各房间计算冷负荷的累加值确定，并应记入新风冷负荷以及通风机、风管、水泵、冷水管和水箱温升引起的附加冷负荷。 围护结构的传热冷负荷计算 （ 1）外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷 w)可按下式计算： (3式中 ， 计算时间 (h)； 围护结构表面受到周期为 24 小时谐性温度波作用，温度波传到内表面 的时间延迟 (h)； 温度波的作用时间，即温度波作用于围护结构内表面的时间 (h)； K 围护结构传热系数 (W/ K)； F 围护结构的计算面积 ( 作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差。 由于室内压力少高于室外大气压，故不考虑由室外空气渗透所引起的冷负荷。 由内墙（序号 1）的放热衰减度 板（序号 4）的放热衰减度 =表 52知该房间类型属于中型。 （ 2）通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷 w)可按下式计算： (3式中， K 窗户传热系数，单层窗可取 K； F 外窗的计算面积 ( 计算时刻的负荷温差。 9 (3)透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷 根据不同情况分别计算，本设计按照外窗只有内遮阳设施时计算 (3式中， 计算时刻下，透过有内遮阳设施外窗的太阳总辐射负荷强度 (W/ 内遮阳系数，浅兰尼龙绸取 (4)通过外门温差传热形成的计算时刻冷负荷 w)同外窗，透过外门的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷 围护结构的传热冷负荷计算 (1)室有一定发热量时，通过空调房间内墙、隔墙、楼板或内门等内围护结构的温差传热负荷，可按下式计算： Q=KF( (3式中 ， Q 稳态冷负荷 (W)； 夏季空气调节室外计算日平均温度 ( )； 夏季空气调节室内计算温度 ( )； 邻室温升，可根据邻室散热强度采用 ( )。 (2)渗透空气显冷负荷：一般不考虑空气渗透冷负荷，只有在室内确实维持不了足够正压的情况下，才参考以下方法进行估算。 1)通过外门开启渗入室内空气量 6kg/h） ，可按照下式估算： G1= (3式中， 小时人流量； 外门开启一次的渗入空气量 (m3/h)； W 夏季空调室外干球温度下的空气密度 (kg/取 表 3门开启一次的空气渗入量 每小时通过人数 一扇以上普通门 一扇以上带门斗的门 单扇带门斗的门 100 )通过房间门、窗渗入空气量 kg/h） ，可按照下式估算： (3式中， 每小时换气次数，可按照下表取值 6 房间容积 ( 表 3气次数表 容积（ 换气次数 500 以下 001000 10 3)渗透空气的显冷负荷 Q(W)，可按照下式计算： Q= (3式中， G 单位时间渗入室内的总空气量 (kg/h)； 夏季空调室外干球温度，； 室内计算温度，。 举例计算：一层南外门渗透负荷 本设计外门渗透负荷主要是由人员开启外门渗入室内空气而引起的；渗入空气量可由表 3得 小时人流量 00；计算所得结果见下： Q=n 200=4788W 员设备及其他冷负荷 体散热形成的冷负荷 （ 1）人体显热散热形成的冷负荷 nn (3式中， 人体显热散热形成的冷负荷 (W)； N 室内总人数； n 群集系数，按照银行考虑，取 1； 不同室温和劳动性质时成年男子的显热散热量 (W)； T 人员进入空调房间的时刻 (h)； 人员进入房间时到计算时刻的时间 (h)； 间人体显热散热量的冷负荷系数。 （ 2）人体潜热散热量 q= (3式中， 不同室温和劳动性质时成年男子的潜热散热量 (W)； （ 3）人体总冷负荷 nn (3光 (荧光灯 )照明散热形成的冷负荷 (3式中 ， N 照明灯具所需功率 (W)； 镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯镇流器时取 暗装荧光灯镇流器且设在顶棚内时取 11 灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部有小孔，可利用自然通风散热于顶棚时取 灯罩无通风孔者时取 T 开灯时刻 (h)； 从开灯时刻到计算时刻的时间 (h)； 间照明散热的冷负荷系数。 备散热形成的冷负荷 (3 式中， Q 设备的实际散热量 (W)； T 设备投入使用的时间 (h)； 从设备投入使用的时刻到计算时刻的时间 (h)； 间设备散热的冷负荷系数。 每台计算机的发热量按照 400W/台 考虑。计算机房设备在机房中每平方米的散热量平均在 175W 左右；程控交换机设备在机房中每平方米的散热量平均在 165222W。 负荷计算 湿负荷是指空调房间内湿源（ 人体散湿、敞开水池或槽表面散湿、地面积水等）向室内的散湿量，也就是维持室内含湿量恒定需从房间除去的湿量。本设计空调房间内保持正压，从房间门窗缝隙等不严密处渗透进入室内的空气量很少，再加上地面没有敞开水表面散湿，因此空调湿负荷只考虑人体散湿量。 W=3600g kg/s (3 式中 ， n 室内总人数； N 群集系数，按照银行考虑，取 1； G 成年男子的小时散湿量 (g/h)。 举例计算 :普通值班室人体散湿量 根据室内温度 26 ，房间使用普通值班室，即由表 2查得成年男子散湿量q=167W,由人员密度计算得房间人数 n =2，由表 3得群集系数 n=据公式(3： W=600=672600=s 风负荷计算 12 室外新鲜空气量是保障良好的室内空气品质的关键。由于夏季室外空气焓值和气温比室内焓值和气温要高，空调系统夏季为处理新风势必要消耗冷量。而冬季 室外空气气温比室内空气气温低，室外空气比室内空气含水量少，同样，空调系统冬季为处理新风势必要消耗热量和加湿量。 新风量确定通常应满足四个要求： 稀释人群本身和活动所产生的污染物，满足卫生要求。 补充室内燃烧所耗的空气和局部排气量。 保证房间时刻的正压。 空调系统的新风量不小于总风量的 10%1。 为了防止外界环境空气渗入室内，干扰室内温湿度或破坏室内空气洁净度，需要用一定量的新风来保持室内正压。通常室内正压应保持在 5 10 同窗缝情况下，内外压差为 H 时，经过窗缝的渗透空气量，也可根据围护结构情况 ，用每小时的换气次数 2来确定，见下表： 表 3间换气次数的推荐值 空调房间类型 换气次数 (次/h) 空调房间类型 换气次数 (次/h) 空调房间类型 换气次数 (次/h) 办公室 36 病房 2030 厕所 48 实验室 815 手术室 1520 淋浴室 2030 风冷负荷 由于夏季室外空气焓值和气温比室内空气焓值和气温高，空调系统为处理新风需要消耗冷量。空调新风冷负荷按下式计算： WG( (3式中 ， W夏季空调室外计算干球温度下的空气密度，一般可取 W=kg/ G送入室内的总空气量 (m3/h)，新风量按每人 30m3/h ； 夏季室外计算参数时的焓值 (kJ/ 内计算温度 (kJ/ 举例计算 :普通值班室 1020 新风冷负荷 室外状态点由表 2夏季室外干球温度 ，湿球温度 ，查焓 空 气，同时根据室内温度 26 ，相对湿度 50%，得到 9kJ/间人数为 2 人，新风量 G=302=60m3/h；房间空调新风冷负荷为： WG(0(13 图 3外焓值的计算 其他房间新风冷负荷计算详见附录。 风湿负荷 W=WG(1000 (3式中 ， W夏季空调室外计算干球温度下的空气密度，一般可取 W=kg/ G送入室内的总空气量 (m3/h)，新风量按每人 30m3/h ； 夏季室外计算参数时的含湿量 (g/ 内空气含湿量 (g/ 举例计算：普通值班室 1020 新风湿负荷 室外状态点由表 2夏季室外干球温度 ，湿球温度 ,查焓 到 时根据室内温度 26 ，相对湿度 50%，得到 间 人数为 2 人，新风量 G=302=60 m3/h；房间空调新风湿负荷为： W=0(600 =s 负荷计算 空调热负荷是指空调系统在冬季里，当室外空气温度在设计温度条件时，为保持室内的设计温度，系统向房间提供的热量。对于民用建筑来说，空调冬季的经济性对空调系统的影响要比夏季小 2。因此，空调热负荷一般是按稳定传热理论来计算的，其计算方法与供暖系统的热损失计算方法基本一样。主要包括以下内容 1： 通过围护结构的基本耗热量 ： 14 F(a (1加耗热量 ： 附加耗热量按基本耗热量的百分率计算。考虑了各项附加以后，某面围护物的耗热量 W） ： +f+m)(1+fg)(1+j) (2过门窗缝隙的冷风渗透耗热量 ： (3门开启冲入冷风耗热量 （ ： 单层门的冷风渗透量为基本耗热量的 65N%， N 为外门所在层以上的楼层数。本设计采用面积热指标方法 3计算房间热负荷。 表 3国内部分民用建筑热负荷概算指标 序号 建筑类型及房间名称 热负荷指标 /（ W 序号 建筑类型及房间名称 热负荷指标 /（ W 1 医院、幼儿园 64 81 4 医务室 60 2 男更衣室、女更衣室 65 80 5 走廊、会议室 65 3 食堂、餐厅、备餐 116 140 6 客房、接待室 65 15 第 4 章 送风系统的设计 风量的确定 在已知空调房间冷、湿负荷的基础上，进而确定消除室内余热、余湿及维持室内空气的设计状态参数所需的送风状态和送风量作为选择空调设备的依据。 图 4上的表示 夏季空调系统送风状态和送风量的确定可以在 上进行，具体计算步骤 8如下 : （ 1） 在 上找出室内空气状态点 N,室外状态点 W. （ 2）根据计算出的空调房间冷负荷 Q 和湿负荷 W 计算出热湿比 =Q/W，再通过 N 点作过程线 ,与 =90%线相交得送风点 O. （ 3）根据 焓线 ,由新风处理后的机器露点相对湿度定出 L 点 . （ 4） 连接 点并延长至 M 点 ,使 L=f。连接 。 （ 5） 按下式计算送风量 kg/s）： h/( 000/(风机组的选择 本系统采用变风量超薄卧室吊顶式新风机组，它具有高度小，安装方便的特点，故选用上海飞恒空调设备有限公司生产的变风量超薄卧式吊顶式空调机组，在新风工况下运行 表 4层 型号 风量（ m3/h） 冷量（ 水阻力（ 水量（ t/h） 一层 左侧 500 侧 200 13 16 二层 左侧 000 侧 000 层 左侧 500 侧 500 层 左侧 000 侧 000 十一层 左侧 500 侧 000 风机入口处的防水百叶的选择 新风入口处风速为 2s，风量除以风速即可得风管截面积，因风管上需要安装电动多叶调节阀，需要根据阀门的尺寸选择接近的风管，从而确定出防水百叶规格，已在图上标注 道的水力计算 述 空气的输送与分配是整个空调系统设计的重要组成部分。空调房间的送风量、回风量及排风量 能否达到设计要求，完全取决于风道系统的设计质量及风机的配置是否合理。同时，为克服空气输送及分配过程的流动阻力，空气动力设备需要消耗大量的能量。 系统设计要点 （ 1）科学合理、安全可靠地划分系统，考虑哪些房间可以合为一个系统，哪些房间宜设单独系统。 （ 2）风道断面形状应与建筑结构配合，并争取做到与建筑空间完美统一；风道规格要按国家标准。 （ 3）风道布置要尽可能短，避免复杂的局部管件。弯头、三通等管件要安排得当，与风管的连接要合理，以减少阻力和噪声；同时还要考虑便于风系统的安装、调节、控制与维修。 17 （ 4） 风系统新风入口应选在室外空气较洁净的地点，为避免吸入室外地面灰尘，进风口底部距室外地面不宜低于 2m。当新风入口与排风口同时存在时，应使新风口位于主导风向的上风测，新风入口宜低于排风口 3m 以上，且水平距离不宜小于 10m。 （ 5） 当输送有可能在风道内凝结的气体时，风道应有不小于 坡度，以有利于排除积液，并应在风道或风机的最低点设置水封泄液管 。 （ 6）风系统布置好后，应在适当的部位放置风管阀门，如经常开关的调节阀、电动调节阀和防火阀等，否则风系统的水力计算将不准确。此外，还应预留某些测量装置如观 察孔、压力表、温度计、风量测定孔和采样孔的位置。 道水力计算的基本任务 （ 1）设计计算：在系统设备布置、风量、风道走向、风管材料及各送、回或排风点位置均已确定的基础上，经济合理地确定风道的断面尺寸，以保证实际风量符合设计要求，并计算系统总阻力，最终确定合适的风机型号及选配相应的电机。 （ 2）校核计算：有些改造工程经常遇到下面情况，即在主要设备布置、风量、风道断面尺寸、风道走向、风管材料及各送、回或排风点位置均为已知条件的基础上，核算已有风机及其配用电机是否满足要求，如不合理则重新分配。 道规格、材料的选择 初步确定风道内的合理流速，根据各风道的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸。 （ 1）风道形状：本设计采用矩形风道，矩形风道具有占用的有效空间少、易于布置及管件制作相对简单等优点，广泛用于民用建筑空调系统。为避免矩形风道阻力过大，其宽高之比小于 6，最大不应超过 10，在建筑空间允许的条件下，愈接近于 1愈好。 （ 2）风道材料：本设计采用金属风道，这类风道材料主要包括普通钢板（白铁皮）及不锈钢板。钢板厚度一般为 属风道的优点是易于加工制作、安装方便，具有一定的机械强度 和良好的防火性能，气流阻力较小，因而广泛用于通风空调系统。 （ 3）风道内的空气流速 2：本设计采用低速风道，风道内空气流速 8m/s，由于风速较低，与风机产生的主噪声源相比，风道系统产生的气流噪声可忽略不计，广泛用于民用建筑通风空调系统。 表 4空气管道内推荐风速值 管道部位 推荐风速 (m/s) 最大风速 (m/s) 18 住宅 公共建筑 工厂 住宅 公共建筑 工厂 风机吸入口 5 7 风机出口 58 0 812 1 4 主风道 9 46 1 支风道 3 35 49 支道接出风管 46 58 表 4管风速（ m/s） 低速风道 高速风道 室内允许噪声 ) 主管风速 支管风速 新风入口风速 风量范围（ m3/h） 最大风速 风量范围（ m3/h） 最大风速 252 3 1700550050005 425005 50000080000 为了设计、制作、安装的方便，按照优先数和优先数系的原则，国家制定了统一的通风管道规格。上述规格通常也适用于除土建风道外的非金属风道。要尽可能采用标准规格的风道，有时由于现场实 际情况的限制，也可以进行适当调整。 道阻力计算过程 空气在管道内流动的阻力：空气在风道内流动时，由于其本身具有黏滞性及管道内表面的粗糙性等原因，在空气内 部及空气与管壁之间由于摩擦而产生的沿程能量损失，称之为沿程阻力；而当空气流经风道中的管件和设备时，由于气流的方向和速度发生变化以及产生涡流等原因，造成比较集中的能量损失，称之为局部阻力。沿程阻力与局部阻力之和构成空气流动的总阻力。 形风道的沿程阻力的确定 矩形管道的流速当量直径： ab/a+b （ 6 式中 a 矩形风管的短边； b 矩形风管的长边。 （ 6 式中， 沿程摩擦阻力 ( 单位管长比摩阻 (Pa/m)； L 长 (m)。 部阻力的确定 Z= （ 6 式中 ， Z 局部阻力 ( 局部阻力系数； V 与 对应的风道断面平均速度 (m/s)； 空气的密度 (kg/ 19 道的水力计算 本设计采用假定流速法。其特点是先按技术经济 要求选定风管流速，然后再根据风道内的风量确定风管断面尺寸和系统阻力。假定流速法的计算步骤和方法 2如下： （ 1）绘制空调系统轴侧图，并对各段风道进行编号、标注长度和风量 管段长度一般按两个管件的中心线长度计算 ,不扣除管件本身的长度。 （ 2）确定风道内的合理流速 （ 3）根据各风道的风量和选择的流速确定各管段的断面尺寸，计算沿程阻力和局部阻力。然后按照实际流速计算沿程阻力和局部阻力。 （ 4）与最不利环路并联的管路的阻力平衡计算：为保证各送、排风点达到预期的风量，必须进行阻力平衡计算。一般的空调系统要求并联 管路之间的不平衡率应不超过 15%。若超出上述规定，则应采取下面几种方法使其阻力平衡： 整支管管径。 当调整支管风量。 。 （ 5）计算系统总阻力：系统总阻力为最不利环路阻力加上空气处理设备的阻力。 （ 6）选择风机及其配用电机。 举例说明：标准层新风机组管道最不利环路风管计算 布置了一个新风机组如下图。风道全部用镀锌钢板制作，表面粗糙度 K=确定该系统的风道断面尺寸及所需风机压头 。 图 4五层至十一层右侧新风机组管道布置 主 干管上的风速宜控制在 6s,支管风速宜控制在 3s10。主风管的风量为各房间所需风量以及楼道送风量之和，共 1550m3/h，由鸿业计算器算出各段阻力共181以选用 新风机组，风量 2000m3/h，余压 200声 55A）。 通风管道如处于不平衡状态，在运行时再辅以阀门调节，消除不平衡。 各支管都安装小风门用于调节风量以解决平衡问题 20 内新风口的选择 室内新风口的面积根据室内所需新风量与出风口风速确定，出风口风速选择3m/s，故风口尺寸确定，此风口选择双层 百叶风口，全部安装在靠走道内墙的墙壁上。 21 第 5 章 空调水系统的设计 调水系统的选择 空调水系统形式繁多，但所有空调水系统的环路划分都应遵循满足空调系统的要求、节能、运行管理方便、节省管材的原则， 按照建筑物的不同使用功能、不同的使用时间、不同的负荷特性、不同的平面布置和不同的建筑层数正确的划分空调水系统。 但是，还有一点值得注意，水系统的分区应和空调风系统的划分相结合；在设计中同时考虑空调风系统与水系统才能获得合理的方案。 空调水系统包括冷水系统和冷却水系统两个部分。结合本门诊楼情况，本设计空调水 系统 22选择 闭式、同程、两管制、单式泵系统，这样布置的优点是过渡季节只供给新风，不使用 风机盘管的时候便于系统的调节，节约能源。 表 5空调水系统特征表 类型 特征 优点 缺点 闭式 管路系统不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱 与设备的腐蚀机会少 ;不需克服静水压力，水泵压力、功率均低。系统简单 与蓄热水池连接比较复杂 同程式 供回水干管中的水流方向相同；经过每一管路的长度相等 水量分配，调度方便 ， 便于水力平衡 需设回程管，管道长度增加 ， 初投资稍高 两管制 供热、供冷合用同一管路系统 管 路系统简单 ， 初投资省 无法同时满足供热、供冷 的要求 单式泵 冷（热）源侧与负荷侧合用一组循环水泵 系统简单，初投资省 不能调节水泵流量，难以节省输送能耗，不能适应供水分区压降较悬殊的情况 调水系统的设计原则 空调水系统的设计原则有：空调管路系统应具备足够的输送能力。 合理布置管道 管道的布置要尽可能地选用同程式系统，虽然初投资略有增加。确定系统的管径时，应保持能输送设计流量，并使阻力损失和水流噪声小，以获得经济合理的效果，管径大投资大，但系统运行费用降低，所以，确定一种能使系统投资和运 行费用之和为最低的管径才是管路系统设计的经济原则。设计中，应当进行水力计算，以确保各个环路之间符合水力平衡要求，使空调水系统在实际运行中有良好的水力工况和热力工况。空调管理系统应能满足中央空调部分负荷运行时的调节要求。空 22 调管路系统设计中要尽可能多地采用节能技术措施。管路系统选用的管材、配件要符合有关的规范要求。管路系统设计中要注意便于维修管理，操作、调节方便。 调水系统的设计与计算 空调水系统的管路计算是在已知负荷、流量和推荐流速下，确定水管管径及水流动阻力。 流量的确定 W=Q/CP( （ 8 式中， W 水流量 (kg/s)； Q 提供冷量 ( 水的比热，取 ； 供、回水温度 ( )。 管管径的确定 d=(4v)1/2 （ 8 式中， d 水管管径 ( 水流量 (m3/s)； v 水流速 (m/s)。 水系统中管内水流速按表 5推荐值 23选用，通过试算来确定其管径。 表 5 管内水流速推荐值（ m s） 管径(20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 闭式系统 式系统 水流动阻力的确定 (1)沿程阻力： l/dv 2/2 (8式中 ， 摩擦阻力系数，无因次量； l直管段长度 (m)； d管道内径 (m)； 水的密度 (1000kg/ v水流速 (m/s)。 位长度沿程 阻力，又称比摩阻 (Pa/m)。 23 （ 2） 局部阻力： (8 式中局部阻力可用某一长度、相同管径的直管道阻力来取代，称局部阻力当量长度。 d