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大空間建築暖通空調設計與節能

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大空間建築暖通空調設計與節能

發布日期:2016-12-13 00:00 來源:http://www.cm-punk.org 點擊:

随着我國經濟的不斷發展,大空間建築不斷加,使得大空間空調的設計範圍曰趨擴大化。而我國建築能源消耗占社會總能耗的比例較大,建築節能是建築發展的基本趨勢,也是當代建築科學技術的一個新的生長點現代建築的必要組成部分暖通空調領域也已經受到這種趨勢的影響,暖通空調系統中的節能正引起暖通空調設計者的注意,并且針對不同國家、地區的能源特點和不同建築的采暖、通風、空調要求發展着相關的節能技術。研究大空間暖通空調系統的設計與節能,具有很強的現實意義。【重慶通風管道

  1大空間暖通空調設計的難點大空間暖通空調設計的難點主要體現在以下四個方面:大空間建築設計往往需要有單獨的熱源,以滿足空調、采暖、制冷、熱水供應等方面的需求。由于用地緊張和其他一些原因,很多大空間建築需要在地下室或屋頂上設置鍋爐房,這使得大空間建築的熱源設計變得更為複雜。

  大空間建築往往高度較高,這也加重了采暖系統的垂向失調,同時由于系統水靜壓力較大,直接影響到室外管網的水力工況,其系統的形式及與室外管網的連接與多層建築有較大差異。

  大空間建築的空調設計氣流組織因溫度梯度較大,需采用合理的送風方式上送下回方式為從頂棚送風下部回風,現工程多采用可調節風量和射程的風口,提高冬季的送風風速;側送下回方式送風口高度大多在3m左右,需要結合建築裝修設計布置風口位置以達到室内美觀,同時需要精确的空調氣流組織計算。

  2大空間建築暖通空調系統設計實例工程概況某體育館是一座單體建築,該建築主體在地上隻有一層,建築面積19795m2.體育館平面呈半徑約為56m的圓形,比賽大廳平面呈半徑約為43m的圓形,可舉辦體操、籃球、排球、羽毛球、乒乓球等國際性單項比賽。

  比賽大廳設2層看台,1層看台下空間主要用于布置運動員、管理人員、責賓、後勤服勞人員用房,2層主要用于布置觀衆休息廳、小賣部、衛生間等。

  空調室内設計參數室内空調設計參數見表1.表1室内主要空調設計參數夏季冬季新風量/室内溫度/C相對濕度/%室内溫度/C注:乒乓球、羽毛球比賽時風速控制在0. 2m/s以内,其餘比賽控制在0.5m/s以内。

  冷熱源及空調水系統2.3.1熱源體育館冬季采用市政熱網供熱,供水溫度為110°C,回水溫度為70C,市政熱源一次水供回水管道采用直埋敷設,直接接至冷熱源機房空調和供暖系統與市政熱網均采用間接連接,分别經換熱機組換熱後提供空調和供暖系統用熱水;空調系統熱水供水溫度為60C,回水溫度為50C;散熱器供暖系統熱水供水溫度為85C,回水溫度為60C;低溫地闆輻射供暖系統熱水供水溫度為55C,回水溫度為45C.有比賽時的設計計算總熱負荷為4146kW(包括新風負荷),熱負荷指标為203W/m2;無比賽時和滿足值班供暖的設計計算總熱負荷為761kW,熱負荷指标為37W/m2.空調及供暖系統補水為市政自來水經全自動軟水器處理後的軟化水,由低位閉式膨脹定壓罐自動補給。

  冷源夏季集中空調系統設計計算冷負荷為4202kW(包括新風負荷),冷負荷指标為206W/m2.選用3台1410kW水冷螺杆式冷水機組,冷水供回水溫度為7°C /12C,冷卻水供回水溫度為32°C /37C,制冷機房獨立設置于體育館西北側。

  空調水系統由于體育館使用的間歇性,在比賽與非比賽期間房間使用負荷差異較大,故選用3台水冷螺杆式冷水機組,空調水系統設計采用一次泵變流量系統,在系統供回水總管處設壓差旁通閥進行負荷側流量調節。空調水系統分為兩部分:一部分為風機盤管水系統;另一部分為空調機組水系統。系統定壓補水采用低位閉式膨脹定壓罐,定壓點壓力為0.25MPa,位于系統回水總管處。

  其他在各類設備控制機房和布置電子顯示屏等散熱量較大的設備的地方,設計獨立的分體空調系統,在設備運行使用期間制冷降溫,滿足分區空調要求。

  空調自動控制系統及比賽大廳氣流組織2.4.1制冷機房控制自動檢測冷卻水供回水溫度:自動檢測制冷機、冷卻塔的運行狀态、故障報警并根據測量值計算系統冷負荷,以實現制冷機運行台數的最優控制。根據冷水供回水壓力,自動調節冷水供回水管間旁通閥的開度,以保證管網的壓差和流量平衡。

  空氣調節系統自動檢測各機組回風口(新風)溫度,各機組盤管回水管上的回水溫度,實現防凍保護;各機組防火閥的狀态,并實現與送風機連鎖;各機組送風機前後壓差狀态,實現風機故障報警。根據送風溫度及設定值,自動調節各機組管回水閥開度,以保證房間溫度達到設定值。

  觀衆區送、回風方式綜合考慮建築使用功能和節能要求,将比賽大廳觀衆區劃分為8個空調風系統,設計了座椅下送風、屋架頂部回風、排風,空調機組設置在空調機房内的空調送風方式,這樣既能使觀衆得到充足的新風,又能避免把燈光負荷和屋頂吸熱産生的空調負荷帶入觀衆區,使空調負荷大為減小,節能效果明顯。

  2.4.4比賽區送回風方式将比賽場地及活動座位觀衆區劃分為4個空調風系統,設計了噴口上送風、看台下側回風的空調送風方式,這樣既可保證比賽場地及活動座位觀衆區平時的空調送風,又可在比賽區有小球比賽時關掉噴口側送風,保證比賽區的風速不大于0.2m/s,滿足比賽要求;尤其是在冬季使用場館時,可提前運行此系統使場地内溫度迅速提高。滿足使用要求。

  2.5供暖系統供暖方式對于位于建築出入口的2層觀衆休息大廳,考慮到建築空間高度和使用功能及落地玻璃窗的裝修要求,采用散熱器供暖系統難以滿足使用要求,筆者設計了獨立的低溫地闆輻射供暖系統,以滿足大空間的供暖效果和建築美觀要求;訓練廳及其他輔助用房考慮比賽使用時的空調運行和平時的值班溫度供暖,設計了雙管散熱器供暖系統,并配置了溫控閥,這樣既滿足了使用功能要求,又節約了能源。

  2.5.2供暖系統本工程供暖系統為一次泵變流量系統,供暖系統以下供下回雙管同程式系統為主散熱器供暖系統和低溫地闆輻射供暖系統分别設計換熱機組,換熱機組和系統定壓補水裝置集中設置在冷熱源機房内,系統采用低位閉式膨脹定壓罐自動補水定壓,定壓點壓力均為25MPa,系統定壓點位于循環水泵吸入口處。散熱器均采用裝飾型内防腐鋼制散熱器,承壓1.0MPa.在連接散熱器的供水支管上設溫控調節閥管道系統采用鍍鋅鋼管,管徑小于等于32mm的,采用螺紋連接;管徑大于32mm的,采用焊接或法蘭連接低溫地闆輻射供暖管道采用PB聚丁烯管材,埋地管道不允許有接頭。

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  穿過非采暖房間的供暖管道及其他需保溫的供暖管道,其保溫材料采用外包钼箔保護層的離心玻璃棉。供暖系統設備及附件未特别注明的,要求承壓不小于2.5.3供暖系統運行調節為提高環境的舒适性和節能,在冬季比賽時采用空調系統和散熱器供暖系統聯合供暖的運行模式;在冬季非比賽時段,僅利用散熱器供暖系統進行供暖,滿足值班供暖溫度,換熱機組的一次水進口處設有電動調節閥,根據二次水出水溫度調節一次水的水量,以達到環保、節能的目的。

  3節能設計合理選取設計參數是基礎空調室内計算溫、濕度的确定應取合理值,不能過低(夏季)或過高(冬季)。新風量的計算與取值,在保證衛生要求、生産工藝要求、符合規範要求的前提下盡量節省。

  室内溫、濕度從節能的角度來确定其标準是節能的重要因素。空調系統能耗大小除與當地室外氣象參數、建築物的外圍護結構及室内發熱散濕量有關外,室内設計溫、濕度标準也是直接影響負荷大小的重要因素在保證生産工藝和人體健康的條件下,夏季将室内空氣的設計溫度每提高1C,約可減少熱負荷11.2%,節省量是極為可觀的。同樣,在夏季如将室内空氣濕度由60%提高到70%,則可節約能量17%左右。據資料測算,僅僅将夏季室内空氣的設計溫度提高1C,就可使空調初按資總額減低約6%,運行費用減少8%左右。

  新風量新風負荷占空調總負荷的20% ~40%,對其标準值高低的取舍,與節能關系重大,不可忽視。

  引進新風主要是為了滿足人員的衛生需求及部分工藝空調所需維持的室内外壓差。而新風量的多少直接影響空調的負載,從而影響空調系統的主機、冷卻培、水泵、風機盤管等的耗電。

  3.2應盡量使用配有能量回收裝置的空調器工程設計中,經常由于空調房間某些工藝要求将空調系統設計成直流系統(如制藥廠此類房間很多),其排風和室外新風之間的溫差在冬夏季很大,而這部分排風又帶有一些污染物,所以不能直接進入空調系統,此時應對排風進行顯熱回收。

  室内回風在排至室外以前,先和室外進入的新風經顯熱回收器進行顯熱交換,經能量回收後再排到室外。

  而室外進入的新風則經過顯熱回收器後夏季溫度降低,冬季溫度升高,而達到能量回收目的使用顯熱回收器在北方寒冷地區應注意防凍問題。新風應有二個入口,并在空調器排風出口處設一溫度傳感器,調節二新風入口處的電動閥開度,以保證排風出口處的溫度高于5C.否則顯熱回收器排風側有結冰的危險,影響系統正常工作。帶能量回收裝置的空調器在其他排風量較大的空調系統也适用,如果排風無交叉污染問題,則可以用轉輪式的全熱回收器代替顯熱回收器,這樣能量回收效率則更高。一般來講,顯熱回收器最大能回收50%左右的能量,而全熱回收器則最大能回收80%左右的能量。

  3.3從節能角度總體審核設計方案考慮逐時系數和同時使用系數。采用全空氣系統時,空調機組應按負擔房間的情況考慮各朝向房間的逐時系數(定風量系統為各房間逐時最大值之和,變風量系統為各房間逐時之和的最大值),對水系統而言還應考慮各風系統的同時使用系數。

  根據建築物的功能劃分,對空調區域采取不同的空調方案在設計時将功能相近的各功能區采用一套空調系統,這樣可以在提高系統的同時使用系數和空調負載率,有利于空調設備的高效運行。【重慶廚房排煙

  4結束語随着社會的進步,人民對生活質量的追求使得大空間建築越來越多,對于這些大空間建築的環境設備也要求在健康、舒适,以及能源有效利用等方面更趨合理,并不斷芫善因此,暖通空調設備如何适應這種需要也是現代大空間建築暖通空調設計中值得注意和探讨的問題。此外,由于暖通空調系統的節能占建築節能的主要部分,所以進行暖通空調的節能設計對于降低建築物的能耗有着重要的作用。此外這還關系到國家能源安全、資源消耗和環境污染是關系國計民生和國家可持續發展的重要行業,因此,暖通空調設計的從業人員應給予足夠的重視。


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