空调工程与建筑设计.docx
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空调工程与建筑设计
第一部分空气调节
第一节空调系统
一、空调系统组成
1．空气调节概念：
（1）概念：
在历史上空气调节意味着供冷，即在炎热季节中改善室内环境。
随着技术的发展，空气调节的概念有新的拓展，指按室内的人或生产过程的需求对室内环境的温度、含湿量、洁净度、气味和空气流动进行控制，即室内环境的控制。
（2）功能：
a.加热：
利用热媒与空气间的温差将热能传递给空调空间的空气，设备名称为加热器；（图一）
b.加湿：
将水分传递给空调空间的空气，设备
名称为加湿器；
c.冷却：
利用冷媒与空气间的温差将冷能传递给空调空间的空气，设备名称为表冷器；（图一）加热器
d.减湿：
将水蒸汽从空调空间的空气中分离出来，
设备名称为表冷器；
e.净化：
通过过滤将空调空间空气中的粉尘、气
味等除去，设备名称为过滤器；（图二）
f.空气流动：
在人体附近维持合理的气流，以排出人体产生的能量，设备名称为送回风口。
（图二）过滤器
2．
空调系统组成：
（图四）
常用空调系统主要有以下几部分组成：
（1）空气处理机组：
由过滤器、表冷器、加热器、风机等组成，以将空气处理到满足空调空间所需的状态；（图三）
（2）能量输送系统：
由风机、水泵、风管、水
管等组成，以将冷、热量从冷冻站、空（图三）空调箱
调机房等输送到空调空间；
（3）冷热源：
由锅炉、冷冻机等产冷、产热设备组成，以消耗电、煤、
天然气等能源产生建筑物所需的冷量、热量。
（图四）空调系统
二、常用空调系统
1．风机盘管加新风方式：
（1）常见系统形式：
（图五）
风机盘管机组
（图五）风机盘管加新风方式
（2）系统特点：
a.灵活性强，对不同建筑平面的布置形式，均可应用。
b.由于进入房间的风管断面尺寸比全空气单风道系统少，可减少管道所占的建筑空间，对建筑层高有利；
c.由于风机盘管机组分散布置、就地控制，对房间的热舒适有利；且系统控制简单、维护方便、经济；
d.由于新风量固定，无法有效利用室外气候的温度变化特点，系统不利于节能；
e.由于新风机组及风机盘管的过滤器性能差、供入房间的新风量少，易造成房间的空气品质下降，对人体不利；
f.由于冷冻水、凝结水管道进入房间，吊顶上易发生水渍现象；同时，由于滴水盘受苔、菌类污染，同样对空气品质不利；
g.适用范围：
旅馆、高级公寓、办公楼等建筑。
2．全空气单风道定风量方式：
（1）常见系统形式：
（图六）
（2）系统特点：
a.该系统是最标准的空调方式，不论建筑物规模大小、类型如何，其应用广泛；
b.由于空调机组的过滤器性能好、房间的送风量足，室内的空气品质好；
c.当空调机组设置回风机时，系统可有效利用室外气候的温度变化特点，有利于节能；
d.无风机盘管、冷冻水管、凝结水管等进入房间，吊顶无水渍现象发生，且无维修人员进入办公区等；
e.由于空调机组设置于机房内，运转、维修方便；
f.由于风管断面尺寸大，所占的建筑空间大，且需大型的空调机房；与风机盘管加新风系统比较并不节能；
g.适用范围：
办公、剧院、体育馆等建筑。
3．全空气单风道变风量方式：
（1）常见系统形式：
（图七）
（2）系统特点：
与全空气单风道定风量方式相比：
a.系统节能显著；
b.可独立控制各房间温度；
c.空调机组、风管等容量减小，对建筑空间有利；
d.系统造价高，且不适合应用于医院等洁净房间；
e.适用范围：
办公、会议等建筑。
4．其他空调方式：
（1）冷却顶板空调系统：
a.冷却顶板空调系统是指在空调房间的顶板内设置一定数量的冷冻水管，通过顶板将冷量传递给空调房间的空调系统；
b.系统特点：
房间的热舒适度好、节省运行费及建筑空间。
（2）水源热泵空调系统:
a.水源热泵空调系统是指利用浅层地下水源作热源，通过热泵技术，以少量的电能输入，实现低位热能向高位热能转移的空调系统；
b.系统特点：
属可再生能源利用技术，系统高效节能、环境效益显著、应用范围广。
5．空调机房布置：
（1）各层机组方式：
（图八）
每层设一台或几台空调机，其优点送风管短、易布置在走廊处、可每层运行，常用于办公大楼等；
（2）集中方式：
（图九）
在地下室、设备层等处集中设几台空调机，其优点管理、维护方便，常用于体育馆、剧院、展览馆等。
（3）机房要求：
空调机房是用来布置空调箱、自动控制设备等，其布置应以管理方便、占地面积小、不影响周围房间的使用和管道布置经济等为原则。
1．机房位置的选择
空调机房应尽量靠近空调房间，但要防止其设备震动、噪音等对空调房间的影响；设在楼板上的空调机房，还应考虑设备的重量对结构的影响。
2．机房的内部布置
空调机房的面积和层高，应根据空调箱的大小、风管布置等情况，根据满足维修、管理
要求来确定。
（见附表）
3．消声与减震
空调设备在运行时产生噪声和振动，并通过管道及其他结构物传入空调房间，因此，应采取适当的隔声、消声与减震措施，以满足空调房间的设计要求。
消声措施包括两个方面：
一是设法减少噪声的产生；二是必要时在系统中设置消声器应有隔声、吸声措施。
4．机房的外门和窗应向外开启，大型空调机房应有单独的外门及搬运设备的出入口，设备构件过大不能由门出入时，应预留安装孔洞。
第二节空调房间的气流组织
一气流组织
1．气流组织的目的：
合理地组织室内空气的流动，使室内空气的温度、湿度、流速等能满足人们的热舒适要求。
2．室内空气分布的影响因素：
送风口型式和位置，回风口位置，送风射流参数及房间几何形状。
3．室内空气分布的几个问题：
（1）夏季和冬季的冷吹风问题：
夏季在顶棚设噴口送风口；冬季送入房间的热风滞留在顶棚附近，而冷风侵入人的活动区域；
（2）大空间的气流组织：
a.大型喷口送风：
b.送风立柱：
c.大型立式置换型通风口：
二常用气流组织的方式
1．侧送：
（图十）
（1）特点：
工作区常为回流区，能满足区域温差的要求，是最常用的气流组织的方式；
（2）常用风口形式：
格栅式送风口、百叶式送风口、条缝式送风口等。
2．散流器送风：
（图十一）
（1）特点：
工作区为回流区，送风射流的射程和回流程较侧送短，常用于办公、会议等场所；
（2）常用风口形式：
直片式散流器、盘式散流器等。
3．喷口送风：
（图十二）
（1）特点：
工作区为回流区，送风射流的射程远，常用于体育馆、剧院、展览馆等大空间；
（2）风口形式：
圆形喷口、球形转动风口等
第三节空调冷热源与水系统
一空调冷热源
1．冷源：
（1）常用制冷机种类：
a.电动式制冷机：
活塞式、螺杆式、离心式制冷机
b.吸收式制冷机：
单效、双效吸收式制冷机及直然机
（2）制冷机适用范围及性能系数:
制冷机名称
单机制冷量RT（冷吨）
一次能COP
活塞式
20～40
1.12
螺杆式
100～500
1.16
离心式
200～1000
1.26
单效吸收式
100～1000
0.50
双效吸收式
100～1000
1.11
直然机
100～1000
0.83
2．热源：
常用热源种类:
锅炉、热交换器、直然机及热泵。
3．机房设计
（1）机房位置：
a.高层建筑一般设在地下室，或裙房、中间设备层；超高层建筑除设在地下室外，也可分别设在中间设备层或屋顶；底层建筑一般设在底层或另设专用机房。
b.大、中型机房与水泵间宜分开设置，并应设控制室、维修间等。
c.机房内地面应采用易清洗的面层。
（2）机房要求：
a.机房应有隔声、吸声措施。
b.机房应有安装孔洞、运输通道。
c.机房应有良好的通风、给排水设施。
二空调水系统
1．冷热水系统：
（1）空调水系统宜为闭式循环系统，常用的系统又分一次泵系统、二次泵系统；
（2）系统形式：
（图十三）
2．冷却水系统：
（图十四）
（1）常用冷却塔种类：
逆流式、横流式及闭式冷却塔；
（2）
冷却塔布置：
建筑物屋顶，约占总建筑面积的0.5%左右。
（图十三）冷冻水一次泵系统（图十四）冷却水系统
第四节建筑防排烟
一自然排烟
自然排烟部位及开口有效面积
序号
自然排烟部位
限定条件
开口形式
开口有效面积
1
内走道
20m＜长度≤60m
外窗
≥走道面积2%
2
地上房间
面积＞200m2、且经常有人停留或可燃物较多
外窗
≥房间面积2%
3
地下室房间
总面积＞200m2或一个房间面积＞50m2、且经常有人停留或可燃物较多
窗井内的外窗
≥房间面积2%
4
防烟楼梯间前室或消防电梯前室
靠外墙
外窗
≥2.0m2
5
合用前室
靠外墙
外窗
≥3.0m2
6
防烟楼梯间
靠外墙
外窗
每五层总面积≥2.0m2
7
中庭
净高≤12m
天窗及高侧窗
≥中庭地面积5%
二机械加压送风
防烟楼梯间与前室或合用前室，当不具备自然排烟条件和某一部分可采用自然排烟等不同的组合形式：
序号
组合关系
防烟部位
1
不具备自然排烟条件的防烟楼梯间与前室
楼梯间
2
采用自然排烟的前室或合用前室与不具备自然排烟条件的防烟楼梯间
楼梯间
3
不具备自然排烟条件的消防电梯前室
消防电梯前室
4
不具备自然排烟条件的楼梯间与有消防电梯的合用前室
楼梯间及合用前室
5
采用自然排烟的楼梯间与不具备自然排烟条件的前室和合用前室
楼梯间前室或合用前室
第五节空调系统部分资料汇编
一．机房位置
1．位置：
制冷机房：
设在地下室；
空调机房：
地下室及楼层内；
排风机房：
地下室及屋顶机房或室外；
冷却塔：
屋顶或裙房屋顶；
热交换间：
地下室。
2．机房高度：
1）冷冻机房的净高：
建筑面积小于3000M2，h=4.0M；
建筑面积3000～20000M2，h=4.5M；
建筑面积大于20000M2，h=6～7M。
2）分层空调机房高度按标准层的高度。
二机房建筑面积概算指标
1．高层旅馆的制冷机房、锅炉房和空调机房面积：
（1）制冷机房：
f=0.0086FM２
（2）锅炉房:
f=0.01FM２
（3）空调机房:
f=0.0098FM２
式中：
F---建筑物总建筑面积，M2
2．空调占建筑面积的百分比：
空调建筑面积M２
分层单风道
风机盘管加新风（分层）
1000
7.5
4.5
3000
6.5
4.0
5000
6.0
4.0
10000
5.5
3.7
15000
5.0
3.6
20000
4.8
3.5
25000
4.7
3.4
30000
4.7
3.0
注：
（1）制冷机房所需面积约占空调机房面积的1/3～1/4；
（2）高层建筑中，通风空调竖井道约占建筑物总面积的2%～3%。
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