暖通空调与建筑结构

1、暖通空调与建筑结构暖通空调与建筑结构一、暖通专业简介一、暖通专业简介u暖通是供暖、通风与空气调节的简称。即Heating Ventilation&Air-conditioning (HVAC)u建筑环境与设备工程专业u建筑采暖系统u建筑通风u空气调节u防排烟设计暖通专业内容暖通专业内容u采暖采暖 采暖通过改善围护结构传热性能及设置防寒取暖设施的方法给使建筑物内获得适当的温度u分散式供暖与集中供热分散式供暖与集中供热集中供热是指以热水或蒸汽作为热媒，由热源通过热网向城市、镇或其中某些区域热用户供应热能的方式1.1采暖系统采暖系统u采暖系统分类采暖系统分类按供水温度分为：低温热水供暖系统（

2、按供水温度分为：低温热水供暖系统（ 100），高温热水供暖系统（），高温热水供暖系统（110 150 /70 -80 ）；）；按循环动力分：重力循环（自然循环），机械循环按循环动力分：重力循环（自然循环），机械循环（强迫循环）；（强迫循环）；按每组立管根数分：单管系统（单管顺流、单管跨按每组立管根数分：单管系统（单管顺流、单管跨越式），双管系统越式），双管系统按供水干管布置位置分：上分式（上供、上行式）按供水干管布置位置分：上分式（上供、上行式）、中分式（中供、中行式）、中分式（中供、中行式） 、下分式（下供、下分式（下供、下行式）；下行式）；u重力循环热水供暖系统重力循环热水供暖系统原理：自

3、然循环，靠水的密度差进行循环。在热水原理：自然循环，靠水的密度差进行循环。在热水采暖里，这种推动热水流动的力量叫作用压头。采暖里，这种推动热水流动的力量叫作用压头。影响因素：影响因素： 1。冷热中心高差。冷热中心高差h；2。供回水温差。供回水温差密度差。密度差。优缺点：优缺点：1.结构简单，操作方便，运行时无噪声。结构简单，操作方便，运行时无噪声。2.不消耗电能。不消耗电能。3.作用压力小，作用半径受到作用压力小，作用半径受到限制。限制。4.水流速不大，升温慢，管径大。水流速不大，升温慢，管径大。u机械循环热水供暖系统机械循环热水供暖系统其与自然循环系统的主要区别：其与自然循环系统的主要区别：

4、1 1）循环动力不同：）循环动力不同：循环水泵一般设在锅炉入口前的回水干管上，该循环水泵一般设在锅炉入口前的回水干管上，该处水温最低，可避免水泵出现气蚀现象。处水温最低，可避免水泵出现气蚀现象。2 2）膨胀水箱的位置不同：）膨胀水箱的位置不同：机械循环系统设置在系统的最高处，水箱下部接出的膨胀机械循环系统设置在系统的最高处，水箱下部接出的膨胀管连接在循环水泵入口前的回水干管上。管连接在循环水泵入口前的回水干管上。3 3）排气方式不同：）排气方式不同：机械循环系统中水流速较大，一般都超过水中分离出的机械循环系统中水流速较大，一般都超过水中分离出的空气泡的浮升速度，易将空气泡带入立管引起气塞。供水

5、空气泡的浮升速度，易将空气泡带入立管引起气塞。供水干管：沿水流设上升坡度（抬头走），回水干管：应采用干管：沿水流设上升坡度（抬头走），回水干管：应采用沿水流方向下降的坡度，沿水流方向下降的坡度，机械循环系统的优缺点：机械循环系统的优缺点：1.水流速大、管径小、升温快、作用范围大；水流速大、管径小、升温快、作用范围大；2.因系统中增加了循环水泵，使维修工作量增加，因系统中增加了循环水泵，使维修工作量增加，运行费用增加。运行费用增加。3.由于作用压力大，机械循环系统的型式比重力循由于作用压力大，机械循环系统的型式比重力循环系统类型更多，适应场合更广泛。环系统类型更多，适应场合更广泛。 u制热设备制

6、热设备锅炉、热电厂锅炉、热电厂u散热设备散热设备散热器：主要依靠自然对流散热散热器：主要依靠自然对流散热辐射采暖：热辐射采暖辐射采暖：热辐射采暖热风采暖：主要依靠强制对流散热热风采暖：主要依靠强制对流散热铸铁散热器铸铁散热器新型散热器新型散热器材质、外形、使用功能的多样，给家居装修带来更多便利。广泛应用在普通住宅、别墅、游泳馆、车站、大空间商业、展厅等低温地板辐射采暖低温地板辐射采暖热风采暖热风采暖风幕机，暖风机等1.2建筑通风建筑通风u建筑通风建筑通风是把室内被污染的空气直接或净化处理后排是把室内被污染的空气直接或净化处理后排至室外，把新鲜空气补充进来。以改善室内至室外，把新鲜空气补充进来。

7、以改善室内的空气环境，满足人体舒适需要，保证产品的空气环境，满足人体舒适需要，保证产品质量，促进生产发展，防止大气污染质量，促进生产发展，防止大气污染u建筑通风系统的分类建筑通风系统的分类按照动力不同：按照动力不同：1.自然通风：依靠风压及热压作用下形成的空气流自然通风：依靠风压及热压作用下形成的空气流动动2. 机械通风：有动力的有组织通风机械通风：有动力的有组织通风按照通风范围：按照通风范围：1.全面通风：全面送风和全面排风全面通风：全面送风和全面排风2.局部通风局部通风风压作用的自然通风风压作用的自然通风热压作用的自然通风热压作用的自然通风常见于厂房、仓库、体育馆等大空间建筑自然通风使用，

8、高效节能u全面通风全面通风全面机械排风全面机械排风（自然送风）（自然送风）u局部通风局部通风局部排风系统示意图局部排风系统示意图u工程设计中通风系统的应用工程设计中通风系统的应用1.厨房通风厨房通风2.汽车库通风汽车库通风3.设备用房通风设备用房通风4.卫生间通风卫生间通风5.实验室通风实验室通风厨房通风厨房通风汽车库通风汽车库通风上海财大育英楼地下车库通风上海财大育英楼地下车库通风实验室通风实验室通风工业局部排风工业局部排风房间名称换气次数（次/h）房间名称换气次数（次/h）淋浴间5卫生间10更衣3粗加工6水泵房6汽车库6柴油发电机房6库房3储油间12冷冻机房平时6锅炉房平时12厨房35变电

9、所6事故通风12气体灭火防护区事故后排风5 吸烟室 10常见设备用房通风换气次数常见设备用房通风换气次数轴流式通风机，适用于消防排烟，隧道通风等箱式离心风机，适用于通风、空调、消防排烟离心风机，适用于通风、空调壁式排风机，适用于厂房、展厅通风诱导风机，适用于车库通风排气扇1.3空气调节空气调节u空气调节概念空气调节概念:就是通过采用一定的技术手段，在某就是通过采用一定的技术手段，在某一特定空间内，对空气环境（温度、湿度、洁净度一特定空间内，对空气环境（温度、湿度、洁净度、流动速度）进行调节和控制，使其达到并保持在、流动速度）进行调节和控制，使其达到并保持在一定范围内，以满足工艺过程和人体舒适的

10、要求。一定范围内，以满足工艺过程和人体舒适的要求。u创造合适的室内气候环境创造合适的室内气候环境 u创造舒适的创造舒适的“人工气候人工气候”u空调系统就是完成对空气环境进行调节和控制，也空调系统就是完成对空气环境进行调节和控制，也就是对空气进行加热、冷却、加湿、减湿、过滤、就是对空气进行加热、冷却、加湿、减湿、过滤、输送等各种处理的设备装置。输送等各种处理的设备装置。u空调系统的基本构成，由冷热源系统、空气处理系空调系统的基本构成，由冷热源系统、空气处理系统、能量输送分配系统和自动控制系统等四个子系统、能量输送分配系统和自动控制系统等四个子系统组成。统组成。冷热源系统冷热源系统：1 1锅炉；锅

11、炉；2 2给水泵；给水泵；3 3回水滤器；回水滤器；4 4疏水器；疏水器；5 5制冷机组；制冷机组；7 7冷却塔；冷却塔；8 8冷冷却水循环泵；却水循环泵；9 9冷水管系冷水管系; ;空气处理系统空气处理系统：1010空气加湿器；空气加湿器；1111空气加热器；空气加热器；1212空气冷却器空气冷却器；1313空气过滤器空气过滤器; ;空气能量输送与分配系统空气能量输送与分配系统：6 6冷冻水循环泵；冷冻水循环泵；1414风机；风机；1515送风管道；送风管道；1616蒸气管；蒸气管；1717凝水管；凝水管；1818空气分配器空气分配器; ;自动控制系统自动控制系统：1919温度控制器；温度控

12、制器；2020湿度控制器；湿度控制器；2121冷、热能量自动调节阀冷、热能量自动调节阀; ; 空调系统的基本构成空调系统的基本构成分体空调分体空调1-1-风机风机 2-2-盘管盘管 3-3-箱体箱体 4-4-循环风进口及空气过滤器循环风进口及空气过滤器 5-5-控制器控制器6-6-出风格栅出风格栅 7-7-排水管排水管8-8-冷媒冷媒 9-9-凝水盘凝水盘 10-10-吸声材料吸声材料卧式风机盘管构造图卧式风机盘管构造图离心式水冷机组离心式水冷机组螺杆式水冷机组螺杆式水冷机组风冷热泵机组风冷热泵机组溴化锂吸收式制冷机组溴化锂吸收式制冷机组变频多联式机组变频多联式机组组合式空气处理机组组合式空气

13、处理机组吊装式空气处理机组吊装式空气处理机组空调风口空调风口旋流风口散流器格栅风口单层百叶风口地板送风口球形喷口高效送风口异形风口装饰性风口1.4建筑防排烟建筑防排烟火灾烟气的危害：火灾烟气的危害：毒害性：火灾时会产生大量的有毒烟气，并释放出大量的毒害性：火灾时会产生大量的有毒烟气，并释放出大量的热，并消耗大量的氧气热，并消耗大量的氧气遮光性：能见度下降遮光性：能见度下降防烟、排烟设计的目的：为保障建筑内人员的安全疏散并防烟、排烟设计的目的：为保障建筑内人员的安全疏散并有利于消防扑救工作有利于消防扑救工作u防火分区的目的是：防止火灾的扩大，设置防火墙、防火分区的目的是：防止火灾的扩大，设置防火

14、墙、防火门、防火卷帘等设备。防火门、防火卷帘等设备。防火分区按方向可分为：垂直防火分区及水平防火分防火分区按方向可分为：垂直防火分区及水平防火分区区 u防烟分区是烟气控制的基础手段，防烟分区内不能防防烟分区是烟气控制的基础手段，防烟分区内不能防止火灾的扩大，只能有效地控制火灾产生的烟气流动止火灾的扩大，只能有效地控制火灾产生的烟气流动，是为有利于建筑物内人员安全疏散和有组织排烟而，是为有利于建筑物内人员安全疏散和有组织排烟而采取的技术措施，主要依靠采用挡烟垂壁（帘），挡采取的技术措施，主要依靠采用挡烟垂壁（帘），挡烟梁（墙）等形式来实现。烟梁（墙）等形式来实现。 规范规定：每个防烟分区建筑面积

15、不应超过规范规定：每个防烟分区建筑面积不应超过500m2，且防烟分区不得跨越防火分区。分隔区内的，且防烟分区不得跨越防火分区。分隔区内的排烟量，在人员疏散的短时间内，必须大于或等于该排烟量，在人员疏散的短时间内，必须大于或等于该区内产生烟的数量区内产生烟的数量防、排烟系统方式：防、排烟系统方式：.自然排烟：自然排烟：利用火灾产生的烟气流的浮力和外部风力作用，通过建筑利用火灾产生的烟气流的浮力和外部风力作用，通过建筑物的对外开口，把烟气排至室外的排烟方式实质是热物的对外开口，把烟气排至室外的排烟方式实质是热烟气和冷空气的对流运动。烟气和冷空气的对流运动。机械排烟机械排烟也叫负压机械排烟方式。利用

16、排烟机把着火房间中产生烟也叫负压机械排烟方式。利用排烟机把着火房间中产生烟气通过排烟口排到室外的排烟方式。气通过排烟口排到室外的排烟方式。3.防烟加压送风防烟加压送风对疏散通路的楼梯间进行机械送风，使其压力高于防烟楼对疏散通路的楼梯间进行机械送风，使其压力高于防烟楼梯间前室或消防电梯前室，而这些部位的压力又比走道和梯间前室或消防电梯前室，而这些部位的压力又比走道和火灾区高些。从而可阻止烟气进入楼梯间。火灾区高些。从而可阻止烟气进入楼梯间。自然排烟系统自然排烟系统机械排烟机械排烟使用排烟风机进行强制排烟。由挡烟（活动式或固使用排烟风机进行强制排烟。由挡烟（活动式或固定式挡烟壁，或挡烟隔墙、挡烟梁

17、）、排烟口、防定式挡烟壁，或挡烟隔墙、挡烟梁）、排烟口、防火排烟阀门、排烟道、排烟风机和排烟出口组成。火排烟阀门、排烟道、排烟风机和排烟出口组成。=30=60=30c排烟防火阀280排烟机机械防烟系统的组成机械防烟系统的组成由加压送风机、风道、由加压送风机、风道、送风口以及风机控制柜送风口以及风机控制柜等组成。该系统的风源等组成。该系统的风源必须吸自室外，且不应必须吸自室外，且不应受到烟气的污染。受到烟气的污染。多叶排烟风口排烟阀排烟风机 二、暖通专业与结构专业的相互配合二、暖通专业与结构专业的相互配合2.12.1暖通给结构提资设备荷载暖通给结构提资设备荷载冷却塔性能表设备名称性能参数及设计要

18、求设备编号参考型号设备型式机组噪声 运行重量外形尺寸数量LWHdB(A)kgmmmmm台CT-RF-0103CDW300ASY-X方型横流式-5780407043005230-3*选用超低噪音型冷却塔2.2“浮筑浮筑” 地面的隔振地面的隔振设计设计1。在冷却塔安装部位局部设置。在冷却塔安装部位局部设置“浮筑浮筑”隔振地面隔振地面2。在支撑冷却塔的立柱上设置三层。在支撑冷却塔的立柱上设置三层SD橡胶隔振垫橡胶隔振垫2.3暖通专业给结构提资预留洞暖通专业给结构提资预留洞,预埋管件预埋管件预埋套管；穿墙、穿楼板、人防防护区域预埋套管；穿墙、穿楼板、人防防护区域预留设备吊装孔预留设备吊装孔结构留洞：梁

19、上留洞，剪力墙结构留洞：梁上留洞，剪力墙/砖墙留洞，砖墙留洞，制冷机房等排水沟集水井提资制冷机房等排水沟集水井提资2.4结构梁高及设备管线对建筑净高控制的影响结构梁高及设备管线对建筑净高控制的影响2.5结构梁及剪力墙等对通风、水管管井面积的影结构梁及剪力墙等对通风、水管管井面积的影响响三、几种特殊结构形式与暖通的关系三、几种特殊结构形式与暖通的关系3.13.1钢结构钢结构钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物。，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物。由于钢材质本身的热传导性强，因此钢结构体系

20、保温设计由于钢材质本身的热传导性强，因此钢结构体系保温设计是建筑节能设计的重要环节。除了要求墙体屋面有良好的是建筑节能设计的重要环节。除了要求墙体屋面有良好的保温材料外，构造节点处防止冷热桥处理要求很高。保温材料外，构造节点处防止冷热桥处理要求很高。3.23.2膜结构膜结构是近期发展起来的一种新型建筑结构形式，由高强薄膜材是近期发展起来的一种新型建筑结构形式，由高强薄膜材料及加强构件构成。料及加强构件构成。膜结构造型美观、自重轻，具有卓越的阻燃性和耐高温性膜结构造型美观、自重轻，具有卓越的阻燃性和耐高温性，已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设，已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、

21、交通服务设施等大跨度建筑。施等大跨度建筑。膜结构的热工性能极其优化改良设计还在不断研究中。膜结构的热工性能极其优化改良设计还在不断研究中。上海新国际博览中心膜结构由单层膜至双层膜结构的转换，更重视冷桥的处理。双层充气膜构造双层充气膜构造ETFEETFE双层充气膜屋面结构利用屋面双层膜中的空气层提高双层充气膜屋面结构利用屋面双层膜中的空气层提高屋顶隔热、保温性能，节省了空调能源。同时允许部分光屋顶隔热、保温性能，节省了空调能源。同时允许部分光线透入，减少场馆白天照明线透入，减少场馆白天照明日本馆的膜结构内部嵌入非晶体太阳能电池，世界上首次日本馆的膜结构内部嵌入非晶体太阳能电池，世界上首次的发电膜

22、技术的发电膜技术 世博日本馆世博日本馆3.33.3木结构木结构用木材制成的结构，自古以来就被广泛地用于房屋建筑中，也还用于桥梁和塔架木结构的热工性能优良，围护结构的传热系数小，保温效果良好。世博加拿大馆四、案例四、案例河南省广播电视发射塔河南省广播电视发射塔高度高度388米，其中桅杆高米，其中桅杆高120米，全钢结构，总建筑面积米，全钢结构，总建筑面积约约5.8w平方米平方米。是世界最高的全。是世界最高的全钢结构电视发射塔，在钢结构电视发射塔，在2012年年荣获中国土木工程詹天佑奖。荣获中国土木工程詹天佑奖。塔体计算模型计算模型俯视图塔楼结构布置地下换热孔孔深为120米，孔间距为5米,总孔数7

23、00个。地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量用来做为空调制冷或者采暖。用来做为空调制冷或者采暖。桩基埋管桩基埋管桩基埋管主要有桩基埋管主要有2种形式，一种是将换热管预先放置于桩基种形式，一种是将换热管预先放置于桩基的钢筋框架内，浇注混凝土时一起埋于建筑物地基部。另的钢筋框架内，浇注混凝土时一起埋于建筑物地基部。另一种是将换热管先固定在建筑物地基的预制空心钢筋笼中一种是将换热管先固定在建筑物地基的预制空心钢筋笼中，在随钢筋笼一起下到桩井中，再浇注混凝土。，在随钢筋笼一起下到桩井中，再浇注混凝土。桩基埋管不占用建筑物外的土地面积，节省钻孔和埋管的

24、桩基埋管不占用建筑物外的土地面积，节省钻孔和埋管的额外费用。额外费用。2.钢塔结构的留洞钢塔结构的留洞吊装水箱作为塔吊装水箱作为塔体阻尼器体阻尼器直径4米，高4米，46.5立方的消防水箱地下一层，地上一层，地下一层，地上一层，建筑面积建筑面积26002600平方米。平方米。结构形式：地下室钢结构形式：地下室钢筋混凝土框架结构。筋混凝土框架结构。地上建筑为重木结构。地上建筑为重木结构。吉林市万科滨江河滩公园吉林市万科滨江河滩公园- -售楼处售楼处1.冷热源系统采用地源热泵机组2.全空气低速风道一次回风空调系统,地面百叶风口侧送风，侧墙上部集中回风。3.低温热水地面辐射供暖系统4.装修风格完全呈现

25、全木结构特点BIM在建筑工程中的应用在建筑工程中的应用BIM的英文全称是的英文全称是Building Information Modeling，中文翻译为建筑信息模型。通过仿真，中文翻译为建筑信息模型。通过仿真模拟建筑物所具有的真实信息而得到的所有数字信模拟建筑物所具有的真实信息而得到的所有数字信息的总和。息的总和。特点特点：可视化可视化协调性协调性模拟性模拟性优化行优化行可出图行可出图行五、节能建筑设计五、节能建筑设计上海建科院生态示范楼上海建科院生态示范楼该示范楼是上海市第一幢绿色生态建筑项目，2004年9月正式落成，2005年被评为”全国十大建设科技成就奖、全国绿色建筑创新奖一等奖。年度绿色建筑设计评价标识项目（）示