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1、2014“金牛杯”暖通空调设计大赛夏热冬冷地区某医院建筑空调系统设计 摘要 降低建筑能耗是现今建筑行业发展的趋向。医院建筑的能耗使用在行业中是一类重要代表，其具有功能繁多，要求不一、小空间多的特点。在本次设计过程中，通过对多家三甲医院调研，了解众多医院设计方案；以及参考成功案例，寻求出团队设计特色。利用鸿业软件获得房间负荷，在DeST平台得出全年负荷变化，找出最优系统设计方案，运用eQUEST能耗模拟软件对逐月及全年能耗分析，从而寻求降低建筑能耗方案。本设计旨在满足节能环保要求，改善综合医院建筑室内空气品质，为患者和医务人员等提供健康、适用、安全和高效的使用空间。在此前提下，考虑建筑的功能性、
2、系统性、先进性、文化性、经济性及“四节一保”，从而设计最为适用的空调系统方案。I目录摘要II第一章 建筑概况及设计简介11.1 建筑信息11.2 土建资料21.3 设计规范31.4 本设计要点及创新4第二章 建筑负荷计算62.1 负荷计算依据62.1.1 室外参数62.1.2 围护结构参数62.1.3 室内参数72.1.4人员设备参数72.1.5人员设备作息72.1.6 DeST模型82.2 全年负荷计算结果92.2.1 全年冷热负荷92.3 典型房间负荷计算结果102.3.1空调房间冷负荷计算102.3.2 空调房间热负荷计算152.3.3手算冷负荷举例16第三章 平面分区规划193.1 分
3、区原则193.2 各层分区结果193.3 分区负荷统计233.4 DeST分区全年满意度分析37第四章 焓湿图确定与风量分析394.1 风量确定的依据394.1.1新风量的确定394.1.2送风量的确定394.2 典型房间的风量确定394.2.1 风机盘管加新风空调系统394.2.2 全空气空调系统输液大厅42第五章 气流组织设计与校核445.1 房间气流分布形式445.2 气流组织举例计算445.2.1散流器送风计算445.2.2侧送风计算45第六章 水力计算476.1 风管水力计算476.1.1 风管水力计算方法476.1.2 典型系统风管水力计算476.2 水管水力计算486.2.1冷凝
4、水管估算依据486.2.2 典型系统水管水力计算48第七章 冷热源方案517.1 空调季划分527.2 冷热源选型原则527.3 冷源选取527.3.1 冷源简介527.3.2 电制冷机选型537.4 热源选取547.4.1 热源简介547.4.2 方案选取547.4.3 热源设备选型547.5 全楼方案的确定557.5.1 供冷季供暖季方案557.5.2 过渡季方案56第八章 设备选型568.1 冷热源选型578.1.1 冷水机组选型578.1.2 换热器的选择578.1.3 冷却塔的选型578.1.4 冷热水泵的选择588.1.5 冷却水循环水泵的选择608.1.6 分水器和集水器的选择6
5、18.1.7 膨胀水箱的选取628.2 风机盘管选型628.3 全空气机组选型628.4 VRV机组选型628.5 分体空调选型628.6 恒温恒湿空调选型638.7 全热交换器选型：63第九章 eQUEST软件介绍及模拟649.1 eQUEST简介649.2 建筑模型649.2.1 建筑体型及围护结构参数649.2.2空调房间参数设计659.2.3空调系统方案66第十章 冷热源和空调末端全年运行自动控制策略6910.1 概述6910.2 自控系统主要监控内容6910.2.1冷冻站主要监控内容6910.3 水系统全年运行策略6910.3.1 冷水机组群控调节6910.3.2冷冻泵的控制7010
6、.3.3冷却泵的控制7010.3.4冷却塔控制7010.3.5 空调热水系统控制7010.3.6 过渡季空调水系统控制7010.4 空气处理机组控制策略7110.4.1内区空气处理机组控制7110.4.2新风机组控制策略7210.4.3 风机盘管的控制73第十一章 建筑节能与经济性分析7411.1 本建筑节能方案74I第一章 建筑概况及设计简介1.1 建筑信息本设计目标建筑系医院建筑，位于江西九江地区，地上15层，地下2层,空调面积约29308.78，建筑楼高63m。各楼信息见下表1.1：表 1.1 医院各层层高及功能裙房楼层层高（m）附属功能-2F4.8车库、设备用房、配电房、冷热源机房等-
7、1F4.8停车库、体检中心、放射科等1F4.8门诊大厅等2F4.5内科、妇产科、功能科、儿科、手术室、诊室等3F4.5预防保健、皮肤、五官、口腔等科室科；住院部分4F4.5行政办公、社区医院等；放置冷却塔塔楼层高（m）附属功能513F3.9住院病房14F3.9ICU中心15F3.9手术中心本建筑各方向的视图如图1.11.3所示: 图1.1 建筑主视图图1.2 建筑后视图图1.3 建筑侧视图1.2 土建资料本医院建筑为三级甲等医院，整体结构体系为框架结构。根据本建筑设计要求以及查询民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012、公共建筑节能设计标准，最后确定本建筑的建筑围护结构信息详
8、见下表1.2表1.4，其它围护结构在设计说明中未给出明确要求，我们根据相关的规范自行设定。表 1.2 建筑物围护结构基本信息围护结构材料围护结构夏季传热系数(W/(K)围护结构延迟(h)围护结构衰减系数外墙墙体构造表第3号类型0.569.10.34外窗蓝灰色铝合金中空玻璃窗3.20.41屋面屋面构造表第3号类型0.7310.50.16表 1.3 外窗（含凸窗）热工性能朝向东南西北注：外窗气密性全为6级玻璃透明幕墙气密性均为4级传热系数 （W/（*K）3.203.303.283.27综合遮阳系数Sw0.270.270.270.27可见光透射比0.280.280.280.28可开启面积比0.500
9、.500.520.511.3 设计规范为更好贯彻节能设计理念，在设计过程中，我们严格按照各类国家与地方节能设计规范进行；同时，我们也参考了一些其他规范的意见，相关的标准规范如下表1.5所示：表 1.5 规范设计标准序号标准名称标准号1暖通空调制图标准GB/T 50114-20102民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB 50736-20123通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-20024公共建筑节能设计标准GB50189-20055绿色医院建筑评价标准CSCU/GBC 2-20116建筑设计防火规范GB50016-20067锅炉房设计规范GB50041-20088城镇燃气设计规范GB
10、50028-20069全国民用建筑工程设计技术措施200910实用供热空调设计手册第二版11综合医院建筑设计规范2004发布12综合医院建设标准08年修改版13夏热冬冷地区居住建筑建筑节能设计标准JGJ 134- 200114夏热冬冷地区采暖期/空调期划分对居住建筑能耗限值的影响分析1002- 8528( 2007) 08-0027- 051.4 本设计要点及创新本设计遵循“节能、降耗、减排及提高能源的综合利用效率”的设计理念，具体针对目标建筑的地理位置及功能需求，结合已有的工程实践成果和建筑节能研究成果，在传统方法的基础上进行空调系统的方案设计。具体说来，本设计主要有以下设计特点：1）运用软
11、件科学设计 运用DeST软件进行建筑全年8760小时逐时负荷计算，分析建筑全年负荷特征，使用鸿业负荷计算软件进行负荷计算与统计，在此基础上进行空调设计；运用DeST软件进行建筑全年能耗分析以及系统方案满意度分析，再由eQUEST软件进行建筑详细的能耗分析，并针对各类影响因素进行调整对比，从而确保系统方案是符合可行性、经济性、节能性原则的。2）空调分区以及方案选择首先，依据负荷特性我们进行了内外分区。建筑临近外墙的区域在冬季需要供暖，而进深3-5m的区域由于存在人员设备的产热需要供冷，如果进行此类区域的空调方案设计时没有考虑内区的存在冬季空调时统一送风，可能会出现外冷内热的室内环境，极大地影响舒
12、适性。本设计中，我们考虑到内外区冬季的负荷特性差异，将一楼输液大厅、二楼东侧妇科等作为典型的内区区域，经过分析比较最终选用了全空气系统。其次，参考负荷及建筑结构特点我们进行了空调系统分区。在对本建筑进行分区设计时，按照控制标准（如温湿度、洁净度、噪声要求）、使用时间、负荷特点（如冷/热性质、峰谷值出现时间、显热/潜热得热比例）一致的原则进行分区，如诊室、治疗室和办公室等。而其他一些房间，如心电室和碎石室，尽管功能不相同，但是如果负荷特性差异不大，作息时间基本相同，则可以划入同一分区。在设计方案确定时，对于门诊大厅、输液大厅及周边功能区域采用全空气系统，而在病房、诊室等多数功能房间采用风机盘管加
13、新风的系统。详见“第三章平面分区规划”。对于过渡季节，根据DeST模拟过渡季逐时冷热负荷以及冷机的运行效率分析，如果全部采用冷机承担负荷这是非常不经济、不节能的，而九江市过渡季室外温度较适宜，大部分时间室内冷热负荷较小，所以我们最终决定采用“新风+冷机”承担过渡季负荷的方案。详见“第 7.5.2节过渡季方案”。3）空调冷热源设计及主要设备选型按照经济性、节能性和可行性的原则，我们在电制冷冷机选型时，通过DeST计算出的供冷季逐时冷负荷作出累计频率分布图进行合理分析详见“第七章冷热源方案、第八章冷热源设备选型”。4） 全年控制策略全年控制在不同负荷下冷机运行模式的确定上，从经济性和节能性出发，考
14、虑冷机的高效冷负荷工作区段，基于不同台数冷机的配合，作出理论上可能实现的所有不同冷机台数组合运行模式下对应的理论高效冷负荷区段，根据理论优化后确定实际的冷机运行模式，并采用自控系统根据实际负荷的变化对冷热源进行全年调控，大大减少能耗。同理对空调末端进行优化分析选择全年运行方案。详见“第十章冷热源和空调末端全年控制策略”。5） 设计特色典型房间的方案选择1） 地下一层信息中心、药房及一层门诊药房：采用恒温恒湿空调2） 一楼门诊大厅：采用地板送风3） 输液大厅：大空间内区，采用全空气系统详细过程见4.2.2。4） 多功能厅：采用热回收技术5）地下一层附属房间：采用独立vrv机组6）地下二层管理用房：采用分体空调项目特点及新技术1） 热回收技术：a、 新风热回收（在前面已有叙述）；b、冷水机组热回收：空调房间的冷
