【正文】 ??????????? 49 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計 緒論 1 緒論 “建筑環(huán)境”指的是特定建筑空間內(nèi)部圍繞人的生存與發(fā)展所必需的全部物質(zhì)世界，隨著人們物質(zhì)生活水平的提高、科學技術(shù)水平的提高，人們越來越認識到建筑環(huán)境的重要性，而供暖通風與空氣調(diào)節(jié)正是人與環(huán)境這對矛盾對立統(tǒng)一關(guān)系歷經(jīng)漫長歲月發(fā)展凝練而成的一種重要的環(huán)境控制與保障技術(shù) 。它既是建筑環(huán)境控制建筑環(huán)境 控制技術(shù)的核心內(nèi)容，也是環(huán)境科學這一新興邊際科學的重要組成部分。 建筑環(huán)境的基本控制方法就是根據(jù)室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的不同要求，分別應(yīng)用 供暖、通風或空氣調(diào)節(jié)技術(shù)來消除各種干擾，進而在建筑物內(nèi)建立并維持一種具有特定使用功能且能虛調(diào)控的人造環(huán)境。 供暖：當建筑物的溫度高于室外的溫度時，為保證補償建筑物的熱損失、維持室內(nèi)溫度參數(shù)在要求的范圍內(nèi)，將熱源生產(chǎn)的較高溫度的熱媒經(jīng)輸 熱管道送至用戶； 通風：將室外新鮮空氣導入室內(nèi)，或?qū)⑹覂?nèi)污濁空氣排向室外，從而借助通風換氣保持室內(nèi)環(huán)境空氣的清潔、衛(wèi)生，并 在一定程度上改善其溫濕度和氣流速度等環(huán)境參數(shù)； 空氣調(diào)節(jié)；在分析待定建筑空間環(huán)境質(zhì)量影響因素的基礎(chǔ)上，采用各種設(shè)備對空氣調(diào)節(jié)介質(zhì)按需進行加熱、加濕、冷卻、除濕、過濾及消聲等處理，使之適宜的參數(shù)和品質(zhì)，再借助介質(zhì) 傳輸系統(tǒng)和末端裝置向受控環(huán)境空間進行能量、質(zhì)量的傳遞和交換，從而實現(xiàn)對該空間空氣溫濕度及其他環(huán)境參數(shù)加以調(diào)控，以滿足人們生活、工作、生產(chǎn)與科學試驗活動對環(huán)境品質(zhì)的特定需求。 今天，作為一門應(yīng)用性學科，供暖通風肩負著：遵循“以人為本”的宗旨，采用科學的環(huán)境控制技術(shù)，為人類創(chuàng)建一種健康、舒適而又富有效率的 建筑環(huán)境，從而滿足 現(xiàn)代社會里人們在生活、工作及其他活動中對室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)日益增長的需求的宗旨。 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計 1 方案設(shè)計 2 1 方案設(shè)計 工程概況及主要設(shè)計參數(shù) 工程概況 本設(shè)計為武漢市某高層綜合樓的供暖通風及空調(diào)工程設(shè)計，該建筑位于武漢市市區(qū)某繁華商業(yè)街，地下 4 層，地上 29 層，建筑面積為 50000 ㎡，集商業(yè)、辦公、酒店及餐飲娛樂等為一體的綜合商業(yè)建筑， 屬一類高層建筑 。 設(shè)計依據(jù) 1） 本次畢業(yè) 設(shè)計要求及任務(wù)書； 2） 《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》 GB500192021 3） 《高層建筑設(shè)計防火規(guī)范》（ 2021 年版） GB 5004595 4） 《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》 GB 5006797 5） 《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》 GB 50182021 6） 《智能建筑設(shè)計標準》 GB/T503142021 7） 建筑專業(yè)提供的作業(yè)圖 設(shè)計范圍 1）方案設(shè)計范圍： 辦公、客房、餐飲、商場空調(diào)設(shè)計；冷凍機房及水系統(tǒng)設(shè)計；地下室、設(shè)備機房、車庫通風、防排煙設(shè)計；樓梯間、前室正壓送風系統(tǒng)設(shè)計； 2）施工圖設(shè)計范圍：冷凍機房及水系統(tǒng)設(shè)計； 415 層辦公層空調(diào)設(shè)計； 室內(nèi)外設(shè)計計算參數(shù) 1）夏季設(shè)計參數(shù)： 大氣壓： kPa 室外日平均溫度： ℃ 室外計算日較差： ℃ 室外干球溫度： ℃ 濕球溫度： ℃ 最熱月平均相對濕度： % 室外平均風速： m/s 2） 冬季室外計算參數(shù) 大氣壓： kPa 空調(diào)計算溫度： ℃ 空調(diào)相對濕度： 76% 冬季室外風速： m/s 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計 1 方案設(shè)計 3 3） 室內(nèi)計算參數(shù) 房間名稱 夏季 冬季 新風標準 噪聲標準 溫度 相對濕度 % 溫度 相對濕度 m 3/ dB(A) 0C 0C % 辦公室 25 5060 20 40 30 40 會議室 25 5060 20 40 30 40 商場、超市 25 5060 20 40 20 4555 餐廳 25 5060 20 40 25 4555 美發(fā)室 25 5060 20 40 30 4555 娛樂包房 25 5060 20 40 30 4555 桑拿房 25 5060 20 40 30 45 大堂 25 5060 20 40 10 50 賓館房間 25 5060 20 40 40 40 方案比較 空調(diào)冷熱 負荷估算 根據(jù)當?shù)貧庀髤?shù)、建筑物的朝向及形狀，查閱相關(guān)空調(diào)設(shè)計手冊，確定冬夏季冷熱負荷的單位面積指標，對建筑的空調(diào)進行負荷概算， 概算指標 如 表 11所示 ： 房間種類 冷負荷指標（ W/m2) 熱負荷指標（ W/m2) 商場 120 寫字間 150 賓館房間 90 會議室 150 走道 40 表 11 主要區(qū)域負荷指標 概算結(jié)果 為總冷負荷為 5100kW，熱負荷為 4120kW。 考慮到建筑物的使用功能種類較多，而各種功能房間對冷熱負荷的需求在同一時間內(nèi)有很大的差距，為使得制冷機組在最低負荷率下也能較高效率的運轉(zhuǎn)，對建筑屋個類型房間的使用時間進行分析，找出此建筑的最低使用負荷， 其結(jié)果為最低負荷為 547kW。 冷熱源方案比較 根據(jù)負荷概算的結(jié)果和 最小冷負荷的估算結(jié)果，提出三種冷熱源方案： 1）離心式冷水機組與中央熱水鍋爐相結(jié)合； 2）風冷熱泵機組； 3）直燃型溴化鋰機組。 三種方案的特點對比如下： 1） 離心式的水冷機組運動部件少，故障效率低，可靠性高，而 且其性能系數(shù) 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計 1 方案設(shè)計 4 比較高，而且使用的年限比較長久。離心式水冷機組的運行非常的平穩(wěn)，而且 噪聲相對其他的冷水機組來說都是比較低的，適用于冷量比較大的建筑，但其調(diào)節(jié)能力較差，不適合部分負荷差別較大的建筑物。 2） 風冷熱泵機組可安裝在屋頂，不占有有效建筑面積，省去了冷卻水系統(tǒng)和 冷卻塔，冷卻水泵，管網(wǎng)及其水處理設(shè)備，節(jié)省了這部分投資和運行費用，噪聲較小，運行可靠，管理方便。但是其 初 投資比較的高 ，而需要較大的 屋面或者較大空間的通風機房。 3） 對于直燃型溴化鋰機組，不以電為能源，可以大幅度的減少電力投資，運 行費用比較少， 運動部件少，噪聲較低，震動小，而且直燃機組于鍋爐結(jié)合為一體，減少了許多中間的環(huán)節(jié)，熱效率較高，但是其成本 較高，而且其安全性是最大的問題，燃氣的泄漏將會導致非常大的損失。 在進行了初步的方案特點比較之后，下面就是技術(shù)經(jīng)濟分析，我們主要是通過初步計算整體的造價，以及運行費用上，折舊費用上進行計算，隨后我們運用了一種新的方法進行了，技術(shù)經(jīng)濟比較，就是利用價值分析的原理進行方案的對比，從而得出一個優(yōu)勢較為明顯的方案，最終確定我們此次設(shè)計的方案。 1）第一種方案：離心式冷水機組與常壓熱水鍋爐的相結(jié)合 總共的冷量為 5100kw，確定使用三臺離心式的冷水機組。根據(jù)估算的數(shù)據(jù)，按 元 /kW 計算， 共是 306 萬元。 總的熱量為 4120kw，選用一臺常壓熱水鍋爐，使用燃油的 中央熱水機組 ， 按 元 /kW， 總的初投資為 165 萬元。 設(shè)備合計為 471 萬元。 根據(jù) Csys＝ k Cequ， k 為系數(shù)，取為 ，所以該方案下的冷熱源方案的總的投資為 萬元。 2）第二種方案：風冷熱泵機組 其價格為非熱泵水冷單冷機組的 67％～ 150％，此次的系數(shù)取為 140％，所以該方案下的設(shè)備投資為 660 萬元。 根據(jù) Csys＝ k Cequ， k 為 系數(shù)，取為 ，所以該冷熱源方案的總的造價為924 萬元。 3）第三種方案：直燃型溴化鋰機組 總的冷量為 5100kw，擬選定三臺機組，每臺的冷量將大于 1163kw，按照 元 /kcal/h，機組的總的價錢 526 萬元。 根據(jù)根據(jù) Csys＝ k Cequ， k 為系數(shù)，取為 ，所以該方案下的系統(tǒng)的總的造價為 790 萬元。 （包括電費，燃氣費用，不包括人工費用及水費） 武漢 地區(qū)：電價為 1 元 /kwh 燃氣的價格為 元 /m3。 供冷為 150 天，每天以 15 小時計算，總的共冷時間為 2250h 供熱 為 120 天，每天以 15 小時計算，總的供熱時間為 1800 小時 總的冷量為 5100kw，總的熱量為 5120kw。用公式：總的冷（熱量） /cop 季節(jié) ， 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計 1 方案設(shè)計 5 將冷熱量轉(zhuǎn)化為用電量。 Cop 為系統(tǒng)的季節(jié)性 cop。 1）離心式水冷機組與燃氣常壓熱水鍋爐相結(jié)合 制冷季節(jié)只需要消耗電能，運行費用中只包括用電費用。而供暖季節(jié)包含由電費以及燃料費用。 供冷： cop 值取為 ，電價按照前面所提出的計算，由于考慮到季節(jié)中并非全部滿負荷運行，所以要加乘一個綜合的效率系數(shù) ，后計算結(jié)果如下： 全年電費： 5100/ 2250 1＝ 310 萬元 /年 供熱：取 常壓熱水鍋爐，熱水機組的重油消耗量為 441 ㎏ /h， 重油 價格為 元 /㎏ 。 燃料費用為： 441 1800＝ 270 萬元 /年 所以全年總的運行費用為 580 萬元。 2）風冷熱泵機組 (夏季的 cop 值為 3，冬季的 cop 值為 ) 其全年的運行均式消耗電量的，所以運行費用只有電費 電費為：冷 5100/3 2250 1＝ 325 萬元 熱 4120/ 1800 1＝ 252 萬元 所以全年的總的運行費用為 577 萬元。 3）直燃溴化鋰機組 電的消耗非常的小，只是維持機組能夠正常的啟動運行，主要是消耗燃氣進行供冷供熱。 電費：冬季： 250 1800 1＝ 38 萬元 夏季： 235 1800 1＝ 36 萬元 燃氣費用：冬季： 1716 2250/8800 ＝ 107 萬元 夏季： 4207 2250/8800 ＝ 163 萬元 總的全年運行費用為 270 萬元。 冷熱源初投資及運行 費用如 表 12： 方案 初投資（萬元 /年） 年運行費用（萬元 /年） 離心式冷水機組 +中央熱水 機組 580 風冷熱泵 924 577 直燃式機組 790 270 表 12 總投資費用 由計算結(jié)果可以看出，風冷熱泵的總投資較高，而且風冷熱泵需要占用很大的室外空間，在本工程中很難找到較合適的區(qū)域放置機組，所以不采用這種方案；直燃機組的總投資最低，年運行費用也較低，但是由于此建筑的設(shè)備機房在負四層， 無法滿足 高規(guī)對直燃式機組機房的要求，所以也不能采用；離心式冷水機組 +中央熱水鍋爐的初投資最低，但其運行費用較高。 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計 1 方案設(shè)計 6 綜合考慮各種因素，決定選用離心式冷水機組 +中央熱水機組，但考慮到建筑物的使用功能種類較多，而各種功能房間對冷熱負荷的需求在同一時間內(nèi)有很大的差距，而離心式冷水機組的調(diào)節(jié)范圍較差，為彌補這一不足，使得制冷機組在最低負荷率下也能較高效率的運轉(zhuǎn)，空調(diào)冷源選用兩臺離心式冷水機組和一臺螺桿式冷水機組，螺桿式冷水機組的制冷量為總制冷量的 20%。 方案設(shè)計 制冷設(shè)計 空調(diào)冷負荷為 5100 kW，選用 2 臺 19XR550 離心式冷水機組，每臺制冷量為1934kW， 一臺 30HXC350A 型螺桿式冷水機組，單臺制冷量為 1200kW， 總制冷量為 5068kW， 380V低壓配電變頻控制，冷水溫度為 7/12℃，冷卻水溫度為32/37℃ 。 冷凍水采用一次泵變水量系統(tǒng)，與冷水機組一對一匹配設(shè)置，三用一備；在16 層設(shè)轉(zhuǎn)換層，采用板式換熱器，進水溫度為 7/12℃，出水溫度為 9/14℃，采用兩臺水泵變頻控制。 冷卻塔選用三臺 BNC500YB冷卻塔，流量為 500m3/s,進出水溫度為 32/37℃，與冷水機組一一對應(yīng)，冷卻水泵為三臺，與 冷卻塔一一對應(yīng)。 制熱設(shè)計 空調(diào)熱負荷為 4709 kW，選用 CLZR5J 承壓式中央熱水機組，其制熱量為 2100 kW，進出口水溫為 55/65℃，循環(huán)熱水水泵共 3 臺，兩備一用，熱水管路和冷凍水管路共用，在過渡季節(jié)轉(zhuǎn)換。 空調(diào)設(shè)計 空調(diào)風系統(tǒng)設(shè)計空調(diào)設(shè)計以豎向分層、橫向按防火分區(qū)設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)為原則，同時根據(jù)建筑使用功能， 對空調(diào)風系統(tǒng)采用不同的形式，具體如下： 1）負一層商場設(shè)置兩個一次回風系統(tǒng)（ XB11， 2），；設(shè)兩個全空氣空調(diào)系統(tǒng)（ KB11， 2）處理室內(nèi)循環(huán)空氣，同時設(shè)置一個排風系統(tǒng)（ K[B