暖通空调工程设计

吴祥生2014.09.16电话通空调工程设计目次一、绪论二、设计讲座内容简介三、基本概念四、人体热反应五、空调冷负荷六、制冷循环七、BIM简介八、暖通空调设计内容九、施工图内容简介居住环境的现状：夏热冬冷对居住环境要求：冬暖夏凉实现的技术手段：暖通空调所需条件：供暖－热源；空调－冷源一、绪论空气调节的定义：1.优化小环境、破坏大环境吴元炜(全国空调学会主席)2.与老天爷作对的一门工程技术无名氏(大多数人的观点)3.像重庆人吃火锅一样重庆人(CCTV介绍重庆的节目)原因：夏天吃火锅－－酣畅淋漓冬天吃火锅－－全身暖和人类的生存与能源的关系：人类与环境的关系：密不可分鱼和水？杞人忧天?当代杞人不忧天?杞人后代必须忧天!理解：医生的工作是“人命关天”的大事

我们的工作是“空调关天”的大事

在创造“春天”的同时如何保护“蓝天”产品元器件材料配件系统控制调节能耗监测高校研究院设计院技能培训监理工程公司咨询机构经销商产品生产商能源投资能源规划设计招投标施工监理运行管理节能改造废弃处理全生命周期（X）全产业链（Y）全行业（Z）建环三维空间对策：提高工程公司从业人员的专业水平从设计入手：设计方面的培训（打基础）。从施工入手：提高施工水平、确保工程质量。从运行入手：实现空调工程的节能运行。二、设计讲座内容简介邀请重庆市各设计院、重庆大学有工程经验的专家教授讲课。

工程公司业务人员在工程中遇到的普遍专业问题。付祥钊教授：《暖通专业文化》没有文化的军队是愚蠢的军队；没有文化的专业是愚蠢的专业。周强高工：《公共建筑通风与防排烟系统设计》通风无小事；防排烟是人命关天的大事。陈泽嘉高工：《净化空调设计》雾霾给我们的机会；寻找没有细菌的世界。王卫民高工：《空调系统冷热源》能耗大户；大有大的难处、大有大的作为。艾民高工：《空调风系统设计》看不见、摸的着；不但影响能耗的高低，也决定着空调效果的好坏。卢军教授：《地源热泵系统设计》可再生能源应用；长短自有评说。吴敏高工：《暖通施工图设计中的常见问题》无图无问题；小事不小；对工程精益求精。李全高工：《空调设计中的规范应用》没有规矩就没有方圆；技术工作的最低要求；做守法的技术工作者。余庆利高工：《空调系统方案分析》空调系统的先天情况；可以做不到，不能想不到。闫兴旺高工：《空调水系统设计》水系统输送能耗可观；变频是热门话题；工程上和理论上争议较多。吴蔚兰高工：《工艺空调设计》随着建筑市场的变化，新的利润增长点；空调技术与工艺特点的结合。王勇教授：《水源热泵系统设计》重庆地区水资源丰富，水源热泵大有可为；并不是所有水源热泵工程的运行能耗是最低的；收益与代价的比较。陈金华教授：《空调系统检测与调试》用数据说话；设计施工质量评判；故障诊断、指导运行；自控的基础。吴恬教授：《热水系统设计、建筑给排水概述》生命之源；节约资源、节约能源、保护环境；满足不同需要。张晓清高工：《电气概论》不可一瞬无电；智慧供冷的基础、物联网在暖通空调中的应用。赵宏伟教授：《建筑供配电概述》电老虎；水暖电不分家。一次能源：煤炭、原油、天然气、煤层气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、生物质能等。二次能源：电力、热力、成品油等。常规能源（化石能源）、新能源、可再生能源。三、基本概念焓：指能源量的多少。熵：指能源质的高低。举例：一杯水与一桶水标准煤：发热值7000kcal(29306kJ)节能：在满足需求的前提下，提高能源利用率，降低能源消耗。绿色：绿色建筑（四节一环保一控制）。节能、节地、节水、节材两个定律（平衡定律）⒈能量守恒：进入的能量－离开的能量＝系统内能量的变化；⒉质量守恒：进入的质量－离开的质量＝系统内质量的变化。温度温度是物体冷热程度的标志。温度的量度为温标，常用有热力学温标T(K)和摄氏温标t(℃)。温度测量用温度计。

t＝T－273.15≈T－273℃

在一定的空气状态下，干湿球温度的差值反映了空气相对湿度的大小。工程应用：确定冷却塔的出水温度、快速测相对湿度。

湿球温度

湿球温度计测得的温度就称为空气的湿球温度，其装置如图。

露点温度

湿空气的露点温度t1定义为在含湿量不变的条件下，湿空气达到饱和时的温度。=100%=60%t=30℃tB=20℃t1=12℃ABCh=42.51

由空气状态确定湿球温度、露点温度在相对湿度低于100%情况下，干球温度大于湿球温度大于露点温度。工程应用：保温层厚度计算。热泵的定义水往低处流，热向低温传。空调器就是一台热泵。水源热泵地源（土壤源）热泵空气源热泵热泵的应用水地源热泵的增量投资5%~20%，节能率15%~30%，增量投资的回收年限7~9年。夏季的空调冬季的供暖全年生活热水余热回收高温热泵机组（有取代热水锅炉的趋势）；充分利用热泵机组的两端，提高综合能效比。食物分解氧化热量人体的基本生理要求：维持体温基本恒定！代谢率：人体新陈代谢反应过程中能量释放的速率。人体对热湿环境反应的生理学

和心理学基础四、人体热反应身高1.78m体重65kgAD为1.8m2人体的热平衡身高1.78m体重65kgAD为1.8m2肝脏：最高，38℃

皮肤：与外界环境有关各部分温差不会太大日夜有1℃以内的波动代表温度：核心温度人体体温范围人体外层温度皮肤温度 状态

45

℃以上 皮肤组织迅速损伤 43~41

℃ 被烫伤的疼痛感 41~39

℃ 疼感阈39~37

℃ 热的感觉 37~35

℃ 开始有热的感觉 34~33

℃ 休息时处于热中性状态,热舒适 33~32

℃ 2-4met的(中等)运动量时感觉舒适32~30

℃ 3-6met的(较大)运动量时感觉舒适31~29℃ 坐着时有不愉快的冷感 25℃

(局部) 皮肤丧失感觉 20

℃(手) 非常不快的冷感觉 15

℃(手) 极端不快的冷感觉 5

℃(手) 伴随疼感的冷感觉

人体与外界的热交换显热交换对流散热辐射散热潜热交换皮肤散湿出汗蒸发皮肤湿扩散呼吸散湿人体与外界的热交换影响人体与外界

热交换的因素

环境空气温度：对流换热环境表面温度：辐射换热水蒸汽分压力（空气湿度）：对流质交换高温环境：增加热感低温环境：增加冷感！风速：对流热交换和对流质交换吹风感：冷感和对皮肤的压力冲击服装热阻：影响所有换热形式人体散热、散湿量

的影响因素

全热：主要决定于肌肉活动强度，受其它因素影响在应用上可以忽略。显热：决定于温度，随温度上升而减少。潜热(散湿)：决定于温度，随温度上升而增加。

定义：人对周围环境“冷”“热”的主观描述。特点：尽管人描述环境的冷热，实际上只能感觉到自己皮肤下神经末梢的温度。所以“冷”“热”与感受者的身体状态有关，不是完全客观的。“中性”的定义：不冷不热，人用于体温调节消耗的能量最小。热感觉PMV指标只代表了同一环境下绝大多数人的感觉，不能代表所有个人的感觉。PMV指标的7级分度

PPD是通过概率分析确定某环境条件下人群不满意的百分数

即便达到PMV＝0，仍然有5％的人不满意。预测不满意百分比PPD

(PredictedPercentDissatisfied)

大量现场调查证实高温会降低劳动的效率寒冷影响肢体的灵活性温度偏离最佳值会增加事故发生率

机理：激发的概念，工作本身＋物理环境中等激发时效率最高低激发导致人不清醒高激发导致不能全神贯注热环境与工作效率体力劳动与热环境

实验发现手的皮肤温度低于15℃时，关节变得僵硬灵巧性明显下降。实验发现手的皮肤温度低于6℃时出现麻木感觉。冷风有涣散精神作用，分散工作注意力。体温过低导致人过于激奋，降低需要持续集中注意力的工作的效能。 冷应力和手工操作效能五、空调冷负荷空调通风通风供暖供暖6月10日9月2日4月12日10月19日供暖供暖供暖通风冬季通风空调空调夏季空调冷负荷的构成围护结构冷负荷照明与设备冷负荷人员冷负荷新风冷负荷冷负荷的构成围护结构冷负荷、照明与设备冷负荷、人员冷负荷、新风冷负荷均占有一定的比例。因建筑用途的多样性，空调冷负荷构成的个体差异比较大。对于既定的建筑，可以考虑通过改进空调用户侧管理、加强建筑围护结构等方法降低空调冷负荷。办公式空调项目最大负荷日夏季空调时间全年空调时间冷负荷（W/m2）百分比（%）冷负荷（W/m2）百分比（%）冷负荷（W/m2）百分比（%）围护结构44.030.236.628.827.827.5照明与设备37.625.837.629.637.637.2人员16.611.416.613.016.616.4新风47.732.736.428.619.118.9总负荷145.9100.0127.1100.0101.0100.0酒店式空调项目最大负荷日夏季空调时间全年空调时间冷负荷（W/m2）百分比（%）冷负荷（W/m2）百分比（%）冷负荷（W/m2）百分比（%）围护结构39.628.231.826.122.823.8照明与设备35.425.235.429.235.437.0人员21.315.221.317.621.322.3新风44.231.532.927.116.116.8总负荷140.6100.0121.4100.095.6100.0冷负荷的构成空调冷负荷的大小，影响系统容量的大小、运行能耗的高低、调节性能的好坏。

蒸汽压缩式制冷循环图六、制冷循环能效比＝收益/代价＝制冷量/耗功率＝制热量/耗功率是否能效比高的机组就是好机组？影响空调能效的因素：室外侧：尽可能降低室外高（低）温的影响；室内侧：尽可能调高（调低）室内温度；气流：畅通，到达工作区。

蒸发温度对冷水机组性能的影响蒸发温度对冷水机组性能的影响蒸发温度对冷水机组性能的影响

综上所述，实际运行的冷水机组的蒸发温度每提高1℃，机组单位制冷量的功耗约降低2％。表4冷凝温度对理论制冷循环制冷系数的影响

表5

某型单螺杆冷水机组性能表6

某型水冷螺杆冷水机组性能

综上所述，实际运行的水冷式冷水机组的冷凝温度每增加1℃，机组单位制冷量的功耗约增加3％~4％。BIM是什么?BIM—建筑信息模型(BuildingInformationModeling)以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。Building:围绕工程的整个生命周期（规划、设计、建造、运营、退役）Information:建筑物及生命周期内的所有信息（材料、图纸、预算、流程运行管理、系统能耗等）Modeling:建模与模拟分析(三维建模、工程进度模拟、日照分析、能耗分析等）

七、BIM简介BIM是什么？全生命周期管理建筑全生命周期BIM是什么？信息集成化管理以三维数字技术为基础集成了建筑工程项目各种相关信息的数据模型。各阶段各工种搭载各种信息，信息之间相互关联。信息集成化管理BIM是什么？建筑业技术革新BIM是什么？建筑业技术革新BIM传统模式BIM模式BIM的特点可视化三维立体图形可视;项目的设计、建造、运营等整个过程可视。方便项目在实施过程中更好的沟通、讨论与决策。建筑主体BIM的特点可视化机电设计BIM的特点协调性协调各专业信息的不“兼容性”,如风管与风管、风管与桥架、风管与结构梁等之间的碰撞。消除不合理的管线布置协调优化设计管线碰撞BIM的特点模拟性3D、4D(+发展时间)、5D(++造价控制)的模拟;能效、通风、日照、采光、热传导等模拟;逃生、消防疏散等日常紧急情况处理方式的模拟等等。日照模拟采光分析室外风环境BIM的特点优化性可利用各种配套的优化工具对项目进行优化，一般针对复杂度及能耗较高的建筑进行优化。可出图性建筑设计图+碰撞检查及设计修改=施工图出图。可导出各类平面图、立面图、剖面图及详图等。可导出各类三维效果图、综合管线布置图及各类分析报表等。包括建筑的几何形状、位置、机电系统等。BIM软件碰撞检查NavisWorksSolibri4D模拟P3MSProjectNavisWorks质量控制激光扫描数据NavisWorks结构分析PKPMETABSRobotSTAAD深化设计Xsteel结构建模RevitStructureBentleyStrcture措施管理ArchibusFMDesktop方案造型SketchupRhinoFormZ可视化3DSMAXNavisWorksArtlantis建筑建模RevitArchitectureBentleyArchitectureArchiCAD绿色设计EcotectIES,PKPM规范检查Solibri造价管理InnovayaSolibri能量分析EcotechIES,GBS照明分析EcotechIES设备建模RevitMEPBentleyBMSMagiCADBIM软件及信息的相互应用PDM对BIM的误区一个或几个软件？可视化？替代2D？三维建模？重点不是建模，而是模型的运用。不是应用软件的问题，而是一个信息系统。不仅仅是可视化，而是与业务紧密结合的。不是替代2D图形，而是丰富了项目形式。BIM在施工中的应用基本应用流程项目前期施工阶段运行管理BIM模型的维护与更新设计问题创建模型月进度工程量确认虚拟施工指导材料控制过程提交竣工BIM模型BIM的应用流程竣工结算？BIM在施工中的应用基本解决方案三维可视化模型综合管线；4D施工模拟；碰撞检查实现IPD（集成项目交付）管理快速精确计算工程量施工项目管理

进度管理；设备材料管理；图纸管理等施工模拟国家项目名称建筑高度设计单位建造单位应用内容美国自由塔541.3mSOMTCCIPD(集成项目交付)迪拜哈利法塔828mSOM韩国三星等4D施工模拟等中国上海中心632mGensle上海建工可视化、机电综合管线、施工模拟等应用实例施工图的深化设计BIM在施工中的应用在施工行业中的应用四控制：质量，进度，成本，安全五管理：资源管理（人，材，机）技术管理（设计，工程变更）

现场管理

合同管理

信息管理（风险，分包控制）工程招投标现场数字化施工与监测施工图深化设计分包管理与协调可视化与决策支持预制件加工与模块化施工基于模型的施工预算与结算施工方案的模拟与优化4D施工模拟三维综合管线5D项目成本与现金流分析施工安全规划与预算项目数据与文档管理预制件加工与模块化施工基于模型的施工预算与结算BIM在施工中的应用BIM的投资与回报消除40%的未预料工程变更成本估算工作时间降低了80%造价成本误差控制在3%以内碰撞检查节省10%的合同造价缩短7%的项目进度时间斯坦福大学集成设施工程中心（CIFE）基于32个应用BIM的大型项目数据正在实施BIM的业主和记黄埔苏州工业园区上海城投国家电网SOHO万科龙湖万达平安集团上海中心苏宁恒大……国内BIM存在的问题政府层面工程建设行业缺乏统一的BIM标准。对BIM的推动还不够积极。行业层面行业协会缺乏引导，设计单位缺乏分享机制。版权问题。利益冲突，项目各方难于协调。相关法律法规不健全。管理问题，由谁来管理？企业层面成本投入大，缺乏相应的技术人员。应用软件目前应用软件基本都是国外的，在国内缺乏实践。《建筑工程设计信息模型交付标准》在编《建筑工程信息模型应用统一标准》在编人员层面需要花大量的时间去学习相应的知识技能。……BIM的未来?用移动技术来获取数据

设计师们可以在任何地点和任何时间来获取信息。云端技术

利用强大的云计算能力对信息进行处理和分析。数字化现实捕捉

通过激光对于桥梁、道路、铁路等进行扫描，以获得早期的数据。协作式项目交付

它是设计师、承包商和业主之间合作的过程，每个人都可以有自

己有价值的观点和想法。…..

八、暖通空调设计内容

设计顺序

方案设计

设计基础资料和依据。采用的规范和标准。