公共建筑节能设计与应用-暖通空调部分

1、公共建筑节能设计与应用-暖通空调部分公共建筑种类：a.办公建筑：写字楼、办公楼、行政大楼等。b.商业建筑：商场、百货大楼、银行，交易中心等。c.旅游建筑：宾馆、酒店、娱乐会所等。d.科教文卫建筑：科技馆、博物馆、医院、大剧院、体育馆等。e.通讯建筑：程控交换机房、数据中心等。f.交通运输建筑：机场、车站、地铁等。基本术语1.透明幕墙：可见光可直接透射入室内的幕墙。非透明玻璃幕墙。2.窗墙比：窗户洞口面积与房间立面单元面积之比。3.体形系数：f=建筑物外表面积/建筑物体积体形系数与建筑造型有关，体形系数越大，传热损失也就越大，故建筑外形尽可能简单，减少过多凹凸面设计。4.综合部分负荷性能系数(I

2、PLV)：（公共建筑节能设计标准（GB50189-2015）基于冷水机组在各种负荷下运行时间比例，进行加权计算的综合部分负荷运行效率。IPLV=1.2%A+32.8%B+39.7%C+26.3%D（4.2.13）式中：A100负荷时的性能系数(W/W)，冷却水进水温度30/冷凝器进气干球温度35；B75负荷时的性能系数(W/W)，冷却水进水温度26/冷凝器进气干球温度31.5；C50负荷时的性能系数(W/W)，冷却水进水温度23/冷凝器进气干球温度28；D25负荷时的性能系数(W/W)，冷却水进水温度19/冷凝器进气干球温度24.5。5.可见光透射比：透过透明材料的可见光(380780纳米)光

3、通量与投射在其表面上的可见光光通量之比。太阳光谱3002500纳米6.遮阳系数(Sc)：通过玻璃的太阳辐射与通过3mm厚普通无色透明平板玻璃的太阳幅射(630w/m2)的比值，用来表示玻璃遮档或抵御太阳辐射的能力。遮阳系数越小，阻挡太阳辐射的性能越好。普通玻璃的遮阳系数较高约在0.9左右，所以要对玻璃进行表面加工，如LOW-E镀膜玻璃等低辐射玻璃。镀膜玻璃：表面镀Ag,Cr氧化物等，对红外高反射，对紫外低透射，而可见光透光率较高，将太阳光过滤成冷光源，遮阳系数较低,但传热系数较高，故不单独使用。双层百叶中空玻璃：Sc为0.150.9。室内环境设计计算参数GB50736-2012民用建筑供暖通风

4、与空气调节设计规范公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)（最新标准2015版已发，但可供设计参考）公共建筑主要空间新风量建筑热工设计2.各气候区域代表城市公共建筑节能设计标准（GB50189-2015）3.公共建筑节能设计标准（GB50189-2015）围护结构热工设计要求：(1)对于严寒及寒冷地区，室内外温差较大，体形系数应0.4，以减少传热损失。(2)对于以冬季供热为主的严寒地区空调建筑，主要解决围护结构的保温问题，对传热系数要求较高; 而对遮阳系数不作要求，适当提高遮阳系数反而能提高冬季太阳辐射热量，有利于节能。(3)对于以夏季供冷为主的夏热冬暖地区，主要解决围护结构的隔热问题

5、，对外窗的遮阳系数有较高要求。当外气温度较低时，由于建筑内部得热较大，过低传热系数反而不利于房间直接向室外散热，故对传热系数要求相对宽松。(4)对于寒冷地区及夏热冬冷地区，既有夏季制冷又有冬季制热，故应同时考虑保温和隔热问题，对传热系数和遮阳系数均需要求。(5)窗的保温隔热性能比外墙要差得多，对于严寒及寒冷地区，室内外温差传热的热量损失占主导地位，需减少窗的传热系数以控制温差传热，其要求高于南方地区。对于夏热冬暖和夏热冬冷地区，空调期间太阳辐射引起负荷为主要矛盾，故对遮阳系数要求高于北方地区。随着建筑技术发展，填充惰性气体的双层中空玻璃传热系数可由常规单层玻璃的6.0w/(m2.k）降为1.5

6、w/(m2.k）。(6)窗墙比应0.7,当窗墙比0.4时，玻璃可见光透射比需0.4,以免影响房间采光。(7)夏热冬暖、夏热冬冷和寒冷地区，制冷负荷大的建筑应设外部遮阳。(8)屋顶水平面太阳辐射最大，相应建筑能耗较大，透明部分面积不应大于屋顶总面积的20%。(9)外窗可开启面积不小于窗面积的20%，以便于透气。围护结构热工性能权衡判断：当所设计的建筑体形系数、窗墙比、传热系数等热工性能指标不能达到本标准要求时，通过不断调整设计参数及采暖空调设备效率，并计算能耗，最终使所设计建筑全年能耗不大于参照建筑能耗。参照建筑：进行热工性能权衡判断时，作为计算HVAC能耗用的假想建筑。参照建筑的形状、大小、朝

7、向及内部空间划分和使用功能应与实际建筑相同，但热工参数，体形系数，窗墙比等应符合本标准。当窗墙比大于规定值时，人为减少窗面积，多余部分用外墙替代。当体形系数大于标准值时，人为减少外立面面积(作绝热面处理)。采暖通风和空气调节设计(一)采暖1.采暖方式：热水采暖和蒸汽采暖。2.蒸汽采暖缺陷：a.热能效率：供热管网存在蒸汽跑冒滴漏损失，尤其由于管网压降和散热造成凝结水损失，热效率降低20%40%。b.卫生：管道和散热器温度高，灰尘积聚后会发生生化现象而产生异味而污染空气，舒适感差，且易烫伤人。c.供热品质：热媒温度调节性差，供热品质低。d.稳定性：室内干燥，且蒸汽比热容小，热惰性低，热力工况失调时

8、室温波动较大。3.公共建筑集中采暖应采用热水作为热媒。4.常用热媒工况：95/70，85/60，地板辐射供水温度一般为3570。(二)通风和空气调节1.空调区域划分原则：运行时间、温度、湿度要求等使用条件不同空调区，不应划分在同一空调风系统中，以便于调节和运行管理。2.全空气空调系统适用场合：房间面积或空间较大，人员较多，或有必要集中进行温湿度控制的空调区。如商场、影剧院、餐厅、展览馆、体育馆、候车(机)厅等无需分区来控制温度空调场所。全空气系统特点：a.可对空气温湿度、洁净度和噪声进行集中处理，设备集中，便于维修管理。b.易于改变新、回风比例，必要时采用全新风运行以获得最大节能效益。新风系统

9、(1)空调系统新风比确定过大的新风机比显然将增加空调机组的负荷和能耗，而新风比过小时部分房间的新风量又难以得到保证。Y=X/(1+X-Z)，修正后系统总新风量在总送风量中比例。Z=Voc/Vsc, 房间最大新风比。Voc: 最大新风比房间所需新风量。Vsc：最大新风比房间所需送风量。X=Von/Vst, 修正前的系统总新风量在总送风量中比例。Vot=Y*Vst, 修正后总新风量。(2)在人员密度较大且变化较大房间，宜采用新风比需求控制，即根据所检测的CO2浓度（7001000ppm）自动控制新风量大小，既符合卫生标准，又节约能耗。计算举例：可知：Z=33.3%X=19.7%Y=X/(1+X-Z

10、)=22.8%所需新风量Vot为： Vot=Y*Vst=3092m3/h。新排风全热回收装置设有集中排风系统，且符合以下条件时应设全热回收装置，且热回收效率不低于60%。a.送风量3000m3/h的直流式空调系统，且新排风温差 8。b.设计新风量4000m3/h的空调系统，且新排风温差 8。c.设有独立新风和排风系统。空气过滤气选用要求a.粗效过滤器初阻力50Pa,终阻力100Pa。b.中效过滤器初阻力80Pa,终阻力160Pa。c.全空气空调系统应能满足全新风运行需要。送风系统输送功耗：送风系统单位风量的功耗Ws应不大于下表限值：Ws=P/(3600t)，w/(m3/h)P: 风机全压，Pa。t:包括风机，电机和传动系统在内的总效率。目的：限制空调送风系统的作用半径，避免功耗过大。空调冷冻水系统输送能效比：单位冷量的水泵功率ER应不大于下表限值：ER=0.002342H/(t)H: 水泵扬程，mt: 进出水温差，:水泵工作点的效率。目的：降低管道输配能耗，最远环路总长限在200500m。制冷输送能效比按36m扬程，70%水泵效率，5供回水温差。流量控制方式：适用条件：空调系统较大，阻力较高，各环路负荷特性或压力损失相差悬殊。二次泵宜根据流量变化采用变流量调节方式。采暖和空调系统冷热源1.锅炉a.锅炉房单台锅炉的容量能确保高峰和低谷热负荷均能