第一章暖通空调工程设计概要 《暖通空调工程设计方法与系统分析》

暖通空调工程设计仲恺农业工程学院机电工程学院栗艳第一章暖通空调工程设计概要1.1室内环境质量与暖通空调设计1.2暖通空调工程的设计程序1.3暖通空调设计文件及其编制深度1.4暖通空调工程设计的常用法规1.1室内环境质量与暖通空调设计室内空气质量标准《室内空气质量标准》《室内空气质量标准》GB/T18883-2002国家质量监督检验检疫总局、国家卫生部、国家环境保护总局发布2002年11月19日批准发布，自2003年3月1日起实施《室内空气质量标准》

（GB/T18883—2002）本标准规定了室内空气质量参数及检验方法。本标准适用于住宅和办公建筑，其它室内环境可参照本标准执行。案例举例一沈阳市大型超市室内环境污染物监测（2007年）内容：对沈阳市5家大型超市检测，结果显示在9项共48个标本中有41个集中在二氧化碳、温度、苯并(a)和总挥发性有机物等4项指标中。其中二氧化碳超标最为普遍，超标率为64．o％；温度超标率为40．o％；萃并(a)芘超率为36．o％；总挥发性有机物超标率为24．o％；苯、甲笨和二甲苯超标率分别为4．o％、8．O％和4．o％；氨超标率为8．甲醛超标率为4．2％。案例举例二某地区高校教室内空气污染状况的研究（2004年）内容：3所高校90个教室进行采样，分别检测SO2，NO2,CO2和细菌总数等4个指标.结果显示教室内CO2浓度和细菌总数与室外相比有显著超标。高校教室内主要污染物是CO2和细菌总数普遍存在超标。案例举例三健身房运动环境的研究与分析《室内空气监测技术》中的规定对健身房室内环境采样．进行6个指标的检测：温度、相对湿度、风速、二氧化碳浓度、可吸人颗粒物、空气细菌总数。最后结论：室内健身房环境指标二氧化碳浓度在运动过程中超标．有氧健身房使用前后CO2浓度低于标准值，表明室内健身房存在问题，长期在这样的环境中运动对人体健康会造成影响。CO2的危害，人体：污染源100m2的教师，满员120人部分检测仪器风速：美国TSI9515热线风速仪CO2：GXH--3010Ec()2红外线分析仪可吸入颗粒物：仪器：P一5L2微电脑粉尘仪空气细菌总数：用自然沉降法采样。SO2：测定用盐酸副玫瑰苯胺比色法NO2：测定用盐酸萘乙二胺比色法环境空气质量标准（GB3095—2012）

1996年第一次修订，2000年第二次修订，2012本次为第三次修订。本标准将根据国家经济社会发展状况和环境保护要求适时修订。自本标准实施之日起，《环境空气质量标准》（GB

3095—1996）、《〈环境空气质量标准〉（GB

3095—1996）修改单》（环发〔2000〕1号）和《保护农作物的大气污染物最高允许浓度》（GB

9137—88）废止。室内空气品质标准中国：规定了室内污染物浓度的上限。除污染物浓度外，均考虑了温湿度、风速、噪声、照明等影响，相当于反映了部分IEQ水平公共场所卫生标准，GB16153－1996室内空气质量标准，国标号GB/T18883－2002民用建筑室内污染环境控制规范，GB50325-2001室内装饰装修材料有害物质限量国家标准，GB18580－2001室内空气中甲醛卫生标准GB/T16127住房内氡浓度控制标准，GB/T16146室内空气中细菌总数卫生标准，GB/T17093室内空气中二氧化碳卫生标准，GB/T17094室内空气中可吸入颗粒物卫生标准，GB/T17095室内空气中氮氧化物卫生标准，GB/T17096室内空气中二氧化硫卫生标准，GB/T17097国外：给出了感知空气品质不满意率与新风量的关系欧洲：CENCR1752美国：ASHRAE623.室内空气品质的评价方法与指标民用建筑工程室内环境污染控制规范(2001)民用建筑工程室内环境指标Ⅰ类民用建筑工程：住宅、宿舍、医院病房、老年建筑、幼儿园、学校教室等建筑工程；II类民用建筑工程：旅店、办公楼、文化娱乐场所、书店、图书馆、展览馆、体育馆、商场(店)、公共交通工具等候室、医院候诊室、饭馆、理发店等公共建筑工程。3.室内空气品质的评价方法与指标1.1室内环境质量与暖通空调设计1、室内空气质量标准2、热湿环境3、噪声水平1.1室内环境质量与暖通空调设计热湿环境：PMV--?PPD--?WBGT--?有效温度--?当量温度--?一、影响人体与环境之间热湿交换过程的因素人体与环境之间的相互作用过程实际上就是人体与环境之间的热湿交换过程，影响这一过程的因素有空气的温度、相对湿度、流速以及环境的平均辐射温度构成了影响我们人体的热湿环境。人体的新陈代谢率和着衣热阻。热、湿环境的构成及对人体的作用二、人体与环境之间热湿交换对流换热(C)辐射放热(R)皮肤表面蒸发放热(Esk)呼吸对流换热(Cres)呼吸蒸发放热(Eres)W为人体对外所做功，S表示人体储热量。三、各影响因素对人体的作用密切相关在一定的气温下，相对湿度越大，人体通过蒸发的散热量就越少，越容易感到闷热，反之会感到凉爽。在一定的相对湿度下，气温越高通过对流和辐射的散热量越少，人体感觉热，反之人体感觉冷。而当气温高一点湿度低一点的热环境和气温低一点湿度高一点的热环境可能对人体有相同的热作用效果。组成热环境的各影响因素的不同组合，热环境对人体可以有不同的作用效果，但也可以有相同的作用效果。从暖通空调的角度来看，不同的组合，暖通空调系统的能耗是不同的。因此，采用怎样的暖通空调方式、参数组合才能使人体更舒适、暖通空调系统更易于实现、更节能是热湿环境在暖通空调领域的应用研究主要的课题之一。评价热湿环境就是将影响热湿环境的各要素和人体生理学结合人的主观感觉构造一个评价指标，这个指标反映人体对热湿环境的真实感受。§1-2热、湿环境的评价方法与评价指标预测平均冷热感新标准有效温度作用温度一、预测平均冷热感PMV(Fanger教授)PMV与人体的代谢量M和人体的蓄热量S的关系PPD：对温冷感的不满足率Fanger教授通过实验得到被实验者的PPD与PMV的关系从上式可以看出，即使PMV为0，平均也会有5％的人不满足，这说明了人体对冷热感觉存在个体差异。在ISO7730中，PMV作为标准的热环境指标被采用，并将PMV=±0.5(PPD=10％)作为舒适域。(新有效温度ET*(Gagge)ASHRAE标准55-74，ASHREA手册1977版参考空气环境：身着0.6clo服装静坐，空气流速0.15m/s，相对湿度50％，干球温度T0如果同样服装和活动的人在某环境中的冷热感与上述参考空气环境中的冷热感相同，则此环境的ET*＝T0该指标只适用于着装轻薄、活动量小、风速低的环境。ASHRAE舒适区对于穿轻薄服装，坐着工作，空气流速较低的情况，SET*就等于ET*。坎萨斯州立大学实验条件：0.6~0.8clo坐着55-74条件：0.8~1clo坐着但活动稍大当量温度Dufton于1932年提出概念：一个均匀封闭体的温度，在该封闭体内，一个高550mm直径190mm的黑色圆柱体的散热量与其在实际环境中的散热量相等。综合空气温度、平均辐射温度和空气流速的影响Bedford的实验回归公式主观温度目的：寻求既考虑了更全面的影响因素，又要有简单的表现形式，同时希望把活动量和衣着条件的影响与物理环境因素分开McIntyre等1975年总结的回归公式：

v<0.1m/s时：Tsub=0.56Ta+0.44Tr

v>0.1m/s时：主观温度已知衣着和活动量条件下，舒适的主观温度是：适用范围：50<M<150W/m2，0<Icl<1.5湿黑球温度WBGT

Wet-Bulb-GlobeTemperature适用于室外炎热环境，考虑了室外炎热条件下太阳辐射的影响，广泛用于评价户外作业热环境与空气温度、空气湿度、平均辐射温度及空气运动有关表达式标准定义回归公式自然湿球温度黑球温度1.2室内环境质量与暖通空调设计暖通空调的设计程序暖通空调的设计程序

工程项目建设程序1、项目建议书2、可行性研究报告3、初步设计4、施工图设计暖通空调工程设计程序0、项目建议策划书（建设前期）1、方案设计（可行性研究阶段）2、初步设计（）3、施工图设计（施工设计阶段）暖通空调工程设计程序1、方案设计（可行性研究阶段）是建筑和设备的整体计划建筑师在方案阶段就吸收设备工程师参加设计。暖通空调工程设计程序2、初步设计初步设计就是在可研的基础上进一步细化各分部工程，是施工图设计和施工组织设计的基础，根据各分部工程确定工程量进行项目预算，是投资的主要依据之一。预算量大于施工设计暖通空调工程设计程序3、施工图设计（施工设计阶段）具有图纸齐全、表达准确、要求具体的特点，是进行工程施工、编制施工图预算和施工组织设计的依据，也是进行技术管理的重要技术文件。暖通空调工程设计程序3、施工图设计（施工设计阶段）一套完整的施工图一般包括建筑施工图、结构施工图、给排水、采暖通风施工图及电气施工图等专业图纸，也可将给排水、采暖通风和电气施工图合在一起统称设备施工图。室内环境质量与暖通空调设计暖通空调设计文件及其编制深度民用建筑工程一般应分为方案设计、初步设计和施工图设计三个阶段，对于技术要求简单的民用建筑工程，经有关主管部门同意，并且在合同中有不做初步设计的约定，可以方案设计审批后直接进入施工图设计。方案设计文件，应满足编制初步设计文件的需要；初步设计文件，应满足编制施工图设计文件的要求；施工图设计文件，应满足设备材料订货，非标准设备制作和施工要求。暖通空调设计文件及其编制深度设计文件编制深度

建筑工程设计文件编制深度规定一、方案设计包括工程设备列表，估算，无图纸。1、设计基础资料和依据。2、设计所采用的规范和标准。3、设计说明。一、方案设计设计基础资料和依据设计所采用的规范和标准设计说明暖通空调设计方案要点空调房间室内设计参数冷、热负荷暖通空调冷、热源选择及其他参数暖通空调的系统形式、简述控制方式防排烟系统简述新技术、新工艺的采用情况，节能、环保及安全措施方案的经济、技术分析其他设计文件编制深度设计文件编制深度二、初步设计1、说明书2、初步设计图纸3、设备表4、设计计算书5、（概算）二、初步设计初步设计应包括说明书、设计图纸(小型、简单工程除外)、设备表及计算书(供内部使用)说明书设计依据设计范围设计计算参数与本专业有关的批文和建设方要求；本工程采用的主要规范和标准；其他专业提供的本工程设计资料。根据设计任务书和有关设计资料，说明本专业设计的内容和分工。室外空气计算参数；室内空气计算参数。暖通空调设计文件及其编制深度初步设计要解决的问题采暖通风空调防排烟提请在设计审批时，需要确定的主要问题采暖热负荷；叙述热源状况、热媒参数、室外管线及补水与定压；采暖系统形式及管道敷设方式；采暖分户热计量及控制；采暖设备、散热器类型、管道材料及保温材料的选择。需要通风的房间或部位；通风系统的形式、换气次数和风量平衡；通风设备的选择；通风系统的防火技术措施。空调冷热负荷；冷热源选择，冷热水和冷却水参数；空调水系统、风系统简述；主要设备的选择；空调系统的防火技术措施；管道材料和保温材料的选择；监测与控制简述。防烟和排烟简述；防烟设施及设备选型；排烟设施及设备选型；防烟、排烟系统风量及控制方式。暖通空调设计文件及其编制深度初步设计图纸暖通空调初步设计图纸一般包括图例、系统流程图、主要平面图。系统流程图采暖平面图通风、空调和冷热源机房平面图初步设计需列的设备表：列出主要设备名称、型号、数量及技术性能。

初步设计计算书：暖通空调的冷、热负荷、空调循环水量、管径，应进行计算，主要设备进行选择。表示热力系统、制冷系统、空调水系统、必要的空调风系统、防排烟系统、送排风系统等系统的流程及控制方式。

绘出散热器位置、干管入口、走向及系统编号。绘出设备位置、管道走向、风口位置、设备编号及连接设备机房的主要管道等。暖通空调设计文件及其编制深度设计文件编制深度三、施工图设计（施工图设计阶段）1、设计说明与施工说明（1）设计说明应介绍设计概况和暖通空调室内外设计参数、热源、冷源情况；热媒、冷媒参数；采暖热负荷、耗热量指标及系统总阻力；空调冷热负荷、冷热量指标，系统形式和控制方法，必要时，需说明系统的使用操作要点，例如空调系统季节转换,防排烟系统的风路转换等设计文件编制深度三、施工图设计施工图设计阶段1、设计说明与施工说明（2）施工说明应说明设计中所要求使用的材料和附件；系统工作压力和试压技术要求；施工安装要求及施工注意事项。采暖系统还应说明散热器型号。设计文件编制深度三、施工图设计施工图设计阶段1、设计说明与施工说明图例一般使用通用图例，并将图例放置在设计说明页或首页中，也可单独成图。设计文件编制深度三、施工图设计施工图设计阶段2、设备表。设备表施工图阶段，型号、规格栏应注明详细的技术数据。设计文件编制深度三、施工图设计施工图设计阶段3、设计图纸首页图—图例，图纸目录通风、空调、制冷机房剖面图，剖面图系统图，立管图设备平面图，剖面图详图三、施工图设计施工图设计应包括设计与施工说明、设备表、设计图纸和计算书。设计说明和施工说明设备表设计图纸设计计算书设计说明施工说明交接配合的设计分工范围

首页图平面图通风、空调剖面图通风、空调、制冷机房平面图通风、空调、制冷机房剖面图系统图、立管图详图采暖工程计算应包括以下内容：a.建筑围护结构耗热量计算b.散热器和采暖设备的选择计算c.采暖系统的管径及水力计算d.采暖系统构件或装置选择计算，如系统补水与定压装置、伸缩器、疏水器等。通风与防烟、排烟计算：a.通风量、局部排风量计算及排风装置的选择计算b.空气量平衡及热量平衡计算c.通风系统的设备选型计算d.风系统阻力计算e.排烟量计算f.防烟楼梯间及前室正压送风量计算g.防排烟风机、风口的选择计算空调、制冷工程计算：a.空调房间围护结构夏季、冬季的冷、热负荷计算（冷负荷按逐时计算）b.空调房间人体、照明、设备的散热量、散湿量及新风负荷计算c.空调、制冷系统的冷水机组、冷热水泵、冷却塔、水箱、水池、空调机组、消声器等设备的选型计算d.必要的气流组织设计与计算e.风系统水力计算f.空调冷热水、冷却水系统的水力计算

暖通空调设计文件及其编制深度设计文件编制深度概算与预算的区别1）所起的作用不同，概算编制在初步设计阶段，并作为向国家和地区报批投资的文件，经审批后用以编制固定资产计划，是控制建设项目投资的依据；预算编制在施工图设计阶段，它起着建筑产品价格的作用，是工程价款的标底。设计文件编制深度概算与预算的区别（2）编制依据不同，概算依据概算定额或概算指标进行编制，其内容项目经扩大而简化，概括性大，预算则依据预算定额和综合预算定额进行编制，其项目较详细，较重要。设计文件编制深度概算与预算的区别（3）编制内容不同，概算应包括工程建设的全部内容，如总概算要考虑从筹建开始到竣工验收交付使用前所需的一切费用；预算一般不编制总预算，只编制单位工程预算和综合预算书，它不包括准备阶段的费用（如勘察、征地、生产职工培训费用等）。设计规范和设计依据一、设计规范二、基础资料和设计依据设计规范和设计依据一、设计规范1、暖通空调一般规范2、防火类规范3、环境保护、劳动卫生与安全类4、基础类5、施工验收类设计规范和设计依据二、基础资料和设计依据1、工程设计依据中与本专业有关部分2、暖通空调室外空气设计计算参数3、负荷计算基础资料4、主要暖通空调设备产品质量，市场使用情况及产品价格。设计规范暖通空调的一般规范防火类环境保护、劳动卫生与安全类基础类施工验收类设计规范和设计依据暖通空调设计常用法规基础资料和设计依据工程设计依据中与本专业有关部分。环保、消防、卫生、人防等方面的安全条款水、电、汽、燃料等能源的供应情况建设单位提出的有关基本建议和使用方面的要求、建设标准其他专业提出的工程设计资料暖通空调室外空气设计计算参数。基础资料和设计依据负荷计算基础资料。建筑围护结构的构造尺寸，建筑材料及热工特性照明负荷及使用情况空调房间人员数量及活动情况设备散热量同时使用情况主要暖通空调设备产品质量、市场使用情况及产品价格。水冷冷水机空调系统主要设备有（1）螺杆机组（2）冷却塔（3）冷冻水泵（4）冷却水泵（5）补水泵（6）电子水处理仪或全自动软化水处理装置（7）水过滤器（8）膨胀水箱（9）末端装置（空气处理机组、风机盘管等）水冷螺杆机组水系统流程图（一）水冷螺杆机组水系统流程图（二）

水冷冷水机空调系统一、制冷主机的选择1.根据建筑的空调面积和房间功能进行空调冷负荷计算2.统计建筑空调总冷负荷3.大部分建筑需要考虑房间的同时使用率，一般建筑的同时使用率为70~80%，特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定。