【正文】 ??????????? 49 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(xué)技術(shù)水平的提高，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到建筑環(huán)境的重要性，而供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)正是人與環(huán)境這對(duì)矛盾對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系歷經(jīng)漫長(zhǎng)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(xué)這一新興邊際科學(xué)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(fēng)或空氣調(diào)節(jié)技術(shù)來(lái)消除各種干擾，進(jìn)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(dāng)建筑物的溫度高于室外的溫度時(shí)，為保證補(bǔ)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(fēng)：將室外新鮮空氣導(dǎo)入室內(nèi)，或?qū)⑹覂?nèi)污濁空氣排向室外，從而借助通風(fēng)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(duì)空氣調(diào)節(jié)介質(zhì)按需進(jìn)行加熱、加濕、冷卻、除濕、過(guò)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(jìn)行能量、質(zhì)量的傳遞和交換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(xué)試驗(yàn)活動(dòng)對(duì)環(huán)境品質(zhì)的特定需求。 今天，作為一門應(yīng)用性學(xué)科，供暖通風(fēng)肩負(fù)著：遵循“以人為本”的宗旨，采用科學(xué)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(huì)里人們?cè)谏?、工作及其他活?dòng)中對(duì)室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)日益增長(zhǎng)的需求的宗旨。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 方案設(shè)計(jì) 2 1 方案設(shè)計(jì) 工程概況及主要設(shè)計(jì)參數(shù) 工程概況 本設(shè)計(jì)為武漢市某高層綜合樓的供暖通風(fēng)及空調(diào)工程設(shè)計(jì)，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(lè)等為一體的綜合商業(yè)建筑， 屬一類高層建筑 。 設(shè)計(jì)依據(jù) 1） 本次畢業(yè) 設(shè)計(jì)要求及任務(wù)書(shū)； 2） 《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB500192021 3） 《高層建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（ 2021 年版） GB 5004595 4） 《汽車庫(kù)、修車庫(kù)、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB 5006797 5） 《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 GB 50182021 6） 《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 GB/T503142021 7） 建筑專業(yè)提供的作業(yè)圖 設(shè)計(jì)范圍 1）方案設(shè)計(jì)范圍： 辦公、客房、餐飲、商場(chǎng)空調(diào)設(shè)計(jì)；冷凍機(jī)房及水系統(tǒng)設(shè)計(jì)；地下室、設(shè)備機(jī)房、車庫(kù)通風(fēng)、防排煙設(shè)計(jì)；樓梯間、前室正壓送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 2）施工圖設(shè)計(jì)范圍：冷凍機(jī)房及水系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 415 層辦公層空調(diào)設(shè)計(jì)； 室內(nèi)外設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù) 1）夏季設(shè)計(jì)參數(shù)： 大氣壓： kPa 室外日平均溫度： ℃ 室外計(jì)算日較差： ℃ 室外干球溫度： ℃ 濕球溫度： ℃ 最熱月平均相對(duì)濕度： % 室外平均風(fēng)速： m/s 2） 冬季室外計(jì)算參數(shù) 大氣壓： kPa 空調(diào)計(jì)算溫度： ℃ 空調(diào)相對(duì)濕度： 76% 冬季室外風(fēng)速： m/s 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 方案設(shè)計(jì) 3 3） 室內(nèi)計(jì)算參數(shù) 房間名稱 夏季 冬季 新風(fēng)標(biāo)準(zhǔn) 噪聲標(biāo)準(zhǔn) 溫度 相對(duì)濕度 % 溫度 相對(duì)濕度 m 3/ dB(A) 0C 0C % 辦公室 25 5060 20 40 30 40 會(huì)議室 25 5060 20 40 30 40 商場(chǎng)、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(lè)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(fù)荷估算 根據(jù)當(dāng)?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(jì)手冊(cè)，確定冬夏季冷熱負(fù)荷的單位面積指標(biāo)，對(duì)建筑的空調(diào)進(jìn)行負(fù)荷概算， 概算指標(biāo) 如 表 11所示 ： 房間種類 冷負(fù)荷指標(biāo)（ W/m2) 熱負(fù)荷指標(biāo)（ W/m2) 商場(chǎng) 120 寫(xiě)字間 150 賓館房間 90 會(huì)議室 150 走道 40 表 11 主要區(qū)域負(fù)荷指標(biāo) 概算結(jié)果 為總冷負(fù)荷為 5100kW，熱負(fù)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(duì)冷熱負(fù)荷的需求在同一時(shí)間內(nèi)有很大的差距，為使得制冷機(jī)組在最低負(fù)荷率下也能較高效率的運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)建筑屋個(gè)類型房間的使用時(shí)間進(jìn)行分析，找出此建筑的最低使用負(fù)荷， 其結(jié)果為最低負(fù)荷為 547kW。 冷熱源方案比較 根據(jù)負(fù)荷概算的結(jié)果和 最小冷負(fù)荷的估算結(jié)果，提出三種冷熱源方案： 1）離心式冷水機(jī)組與中央熱水鍋爐相結(jié)合； 2）風(fēng)冷熱泵機(jī)組； 3）直燃型溴化鋰機(jī)組。 三種方案的特點(diǎn)對(duì)比如下： 1） 離心式的水冷機(jī)組運(yùn)動(dòng)部件少，故障效率低，可靠性高，而 且其性能系數(shù) 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 方案設(shè)計(jì) 4 比較高，而且使用的年限比較長(zhǎng)久。離心式水冷機(jī)組的運(yùn)行非常的平穩(wěn)，而且 噪聲相對(duì)其他的冷水機(jī)組來(lái)說(shuō)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(fù)荷差別較大的建筑物。 2） 風(fēng)冷熱泵機(jī)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(yùn)行費(fèi)用，噪聲較小，運(yùn)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(fēng)機(jī)房。 3） 對(duì)于直燃型溴化鋰機(jī)組，不以電為能源，可以大幅度的減少電力投資，運(yùn) 行費(fèi)用比較少， 運(yùn)動(dòng)部件少，噪聲較低，震動(dòng)小，而且直燃機(jī)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(wèn)題，燃?xì)獾男孤?huì)導(dǎo)致非常大的損失。 在進(jìn)行了初步的方案特點(diǎn)比較之后，下面就是技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，我們主要是通過(guò)初步計(jì)算整體的造價(jià)，以及運(yùn)行費(fèi)用上，折舊費(fèi)用上進(jìn)行計(jì)算，隨后我們運(yùn)用了一種新的方法進(jìn)行了，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，就是利用價(jià)值分析的原理進(jìn)行方案的對(duì)比，從而得出一個(gè)優(yōu)勢(shì)較為明顯的方案，最終確定我們此次設(shè)計(jì)的方案。 1）第一種方案：離心式冷水機(jī)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(tái)離心式的冷水機(jī)組。根據(jù)估算的數(shù)據(jù)，按 元 /kW 計(jì)算， 共是 306 萬(wàn)元。 總的熱量為 4120kw，選用一臺(tái)常壓熱水鍋爐，使用燃油的 中央熱水機(jī)組 ， 按 元 /kW， 總的初投資為 165 萬(wàn)元。 設(shè)備合計(jì)為 471 萬(wàn)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(wàn)元。 2）第二種方案：風(fēng)冷熱泵機(jī)組 其價(jià)格為非熱泵水冷單冷機(jī)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(wàn)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(jià)為924 萬(wàn)元。 3）第三種方案：直燃型溴化鋰機(jī)組 總的冷量為 5100kw，擬選定三臺(tái)機(jī)組，每臺(tái)的冷量將大于 1163kw，按照 元 /kcal/h，機(jī)組的總的價(jià)錢 526 萬(wàn)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(jià)為 790 萬(wàn)元。 （包括電費(fèi)，燃?xì)赓M(fèi)用，不包括人工費(fèi)用及水費(fèi)） 武漢 地區(qū)：電價(jià)為 1 元 /kwh 燃?xì)獾膬r(jià)格為 元 /m3。 供冷為 150 天，每天以 15 小時(shí)計(jì)算，總的共冷時(shí)間為 2250h 供熱 為 120 天，每天以 15 小時(shí)計(jì)算，總的供熱時(shí)間為 1800 小時(shí) 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(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 方案設(shè)計(jì) 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(jī)組與燃?xì)獬簾崴仩t相結(jié)合 制冷季節(jié)只需要消耗電能，運(yùn)行費(fèi)用中只包括用電費(fèi)用。而供暖季節(jié)包含由電費(fèi)以及燃料費(fèi)用。 供冷： cop 值取為 ，電價(jià)按照前面所提出的計(jì)算，由于考慮到季節(jié)中并非全部滿負(fù)荷運(yùn)行，所以要加乘一個(gè)綜合的效率系數(shù) ，后計(jì)算結(jié)果如下： 全年電費(fèi)： 5100/ 2250 1＝ 310 萬(wàn)元 /年 供熱：取 常壓熱水鍋爐，熱水機(jī)組的重油消耗量為 441 ㎏ /h， 重油 價(jià)格為 元 /㎏ 。 燃料費(fèi)用為： 441 1800＝ 270 萬(wàn)元 /年 所以全年總的運(yùn)行費(fèi)用為 580 萬(wàn)元。 2）風(fēng)冷熱泵機(jī)組 (夏季的 cop 值為 3，冬季的 cop 值為 ) 其全年的運(yùn)行均式消耗電量的，所以運(yùn)行費(fèi)用只有電費(fèi) 電費(fèi)為：冷 5100/3 2250 1＝ 325 萬(wàn)元 熱 4120/ 1800 1＝ 252 萬(wàn)元 所以全年的總的運(yùn)行費(fèi)用為 577 萬(wàn)元。 3）直燃溴化鋰機(jī)組 電的消耗非常的小，只是維持機(jī)組能夠正常的啟動(dòng)運(yùn)行，主要是消耗燃?xì)膺M(jìn)行供冷供熱。 電費(fèi)：冬季： 250 1800 1＝ 38 萬(wàn)元 夏季： 235 1800 1＝ 36 萬(wàn)元 燃?xì)赓M(fèi)用：冬季： 1716 2250/8800 ＝ 107 萬(wàn)元 夏季： 4207 2250/8800 ＝ 163 萬(wàn)元 總的全年運(yùn)行費(fèi)用為 270 萬(wàn)元。 冷熱源初投資及運(yùn)行 費(fèi)用如 表 12： 方案 初投資（萬(wàn)元 /年） 年運(yùn)行費(fèi)用（萬(wàn)元 /年） 離心式冷水機(jī)組 +中央熱水 機(jī)組 580 風(fēng)冷熱泵 924 577 直燃式機(jī)組 790 270 表 12 總投資費(fèi)用 由計(jì)算結(jié)果可以看出，風(fēng)冷熱泵的總投資較高，而且風(fēng)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(jī)組，所以不采用這種方案；直燃機(jī)組的總投資最低，年運(yùn)行費(fèi)用也較低，但是由于此建筑的設(shè)備機(jī)房在負(fù)四層， 無(wú)法滿足 高規(guī)對(duì)直燃式機(jī)組機(jī)房的要求，所以也不能采用；離心式冷水機(jī)組 +中央熱水鍋爐的初投資最低，但其運(yùn)行費(fèi)用較高。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 方案設(shè)計(jì) 6 綜合考慮各種因素，決定選用離心式冷水機(jī)組 +中央熱水機(jī)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(duì)冷熱負(fù)荷的需求在同一時(shí)間內(nèi)有很大的差距，而離心式冷水機(jī)組的調(diào)節(jié)范圍較差，為彌補(bǔ)這一不足，使得制冷機(jī)組在最低負(fù)荷率下也能較高效率的運(yùn)轉(zhuǎn)，空調(diào)冷源選用兩臺(tái)離心式冷水機(jī)組和一臺(tái)螺桿式冷水機(jī)組，螺桿式冷水機(jī)組的制冷量為總制冷量的 20%。 方案設(shè)計(jì) 制冷設(shè)計(jì) 空調(diào)冷負(fù)荷為 5100 kW，選用 2 臺(tái) 19XR550 離心式冷水機(jī)組，每臺(tái)制冷量為1934kW， 一臺(tái) 30HXC350A 型螺桿式冷水機(jī)組，單臺(tái)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(jī)組一對(duì)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(jìn)水溫度為 7/12℃，出水溫度為 9/14℃，采用兩臺(tái)水泵變頻控制。 冷卻塔選用三臺(tái) BNC500YB冷卻塔，流量為 500m3/s,進(jìn)出水溫度為 32/37℃，與冷水機(jī)組一一對(duì)應(yīng)，冷卻水泵為三臺(tái)，與 冷卻塔一一對(duì)應(yīng)。 制熱設(shè)計(jì) 空調(diào)熱負(fù)荷為 4709 kW，選用 CLZR5J 承壓式中央熱水機(jī)組，其制熱量為 2100 kW，進(jìn)出口水溫為 55/65℃，循環(huán)熱水水泵共 3 臺(tái)，兩備一用，熱水管路和冷凍水管路共用，在過(guò)渡季節(jié)轉(zhuǎn)換。 空調(diào)設(shè)計(jì) 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)空調(diào)設(shè)計(jì)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(shí)根據(jù)建筑使用功能， 對(duì)空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)采用不同的形式，具體如下： 1）負(fù)一層商場(chǎng)設(shè)置兩個(gè)一次回風(fēng)系統(tǒng)（ XB11， 2），；設(shè)兩個(gè)全空氣空調(diào)系統(tǒng)（ KB11， 2）處理室內(nèi)循環(huán)空氣，同時(shí)設(shè)置一個(gè)排風(fēng)系統(tǒng)（ K[B