汕头市某母婴会工环境设计
汕头市某母婴会工环境设计
摘
母婴会种提供医疗护理服务机构现越越妈妈选择类建筑物设计时候着特殊求满足特殊功设计广东省汕头市某母婴会工环境设计风机盘加新风系统空气处理方案次设计选择方案 次设计容：收集建筑物设计图纸相关资料二计算房间负荷（新风热水等）工况分析三进行空调系统划分系统方案确定布置系统进行水力计算根计算结果选取合适设备四进行设计图纸绘制
关键字：风机盘新风系统母婴会工环境设计
Shantou city some maternal and child club artificial environment design
Abstract
Motherandchild centers are a kind of medical care service for people and now more and more mothers choose Such buildings are designed with special requirements to meet their special functions This design is the artificial environment design of a maternal and infant club in shantou city guangdong provinceThe design contents are as follows 1 Building design drawings and related information collection 2 Ii Calculation of each load and condition analysis 3 Carry on the air conditioning system division and the system scheme determination 4 Draw the design drawings
Key words fan coil Fresh air system Maternal and infant clubs Artificial environment design
目 录
1前言 1
11空调含义 1
12空调系统发展 1
13 课题研究现状意义 1
2建筑相关资料 2
21气象参数 2
22建筑概况工况设定 2
23初步设计方案 3
3空调系统负荷计算 4
31空调设计室参数 4
32夏季冷负荷计算 4
321 冷负荷计算方法 4
322 冷负荷计算结果 8
323 房间负荷计算结果 13
4空气处理方案 15
41方案较 15
42系统方案确定 15
5空气处理程设备选型 16
51空气处理程 16
511系统夏季工况计算程焓湿图 16
512 新风量确定 17
513 送风量确定 17
52风机盘选型 18
53新风机组选型 18
6空调新风系统 20
61空调风系统设计点 20
62 通风道选择 20
63房间气流组织设计 20
64风径风口尺寸计算 21
65风水力计算 22
7空调水系统 25
71种空调水系统较 25
72确定冷冻水形式 26
73冷冻水水力计算 26
74冷凝水布置注意事项 30
75水泵计算选择 30
8冷源选型 32
81冷水机组选型 32
811常见冷源 32
812机组选型 32
82 冷塔选型计算 33
9设备选型校核计算 34
91 冬天建筑热负荷 34
92 设备校核 35
10热水系统设计 36
11特殊房间设计 38
12施工点说明 39
121消防防排烟设计说明 39
122防腐保温 39
123施工注意点 39
13总结 41
参考文献 42
谢辞 43
附录 44
附录 母婴会空调系统图 44
附录二 外文文献 Influence of building parameters and HVAC systems coupling on building energy performance 46
附录三 外文译文 52
1前言
11空调含义
空调顾名思义种空气调节器进行空气调节样做调节某空间温度湿度等房间里指标达设计求状态空调空气进行特定处理例加热冷通风换气等达想舒适室环境空调日常生活中已处见
12空调系统发展
21世纪空调成生活里重家电空调赖着温室效应断积累导致温度升越越强空调已频繁出现住宅商场公交通设施等着断提高生活水生活理念改变空调普率渐渐升时源变少样背景空调应该仅仅感舒适够节保护绿水青山
13 课题研究现状意义
母婴会工作员会里进行专业系统活动准妈妈提供需服务
母婴会准妈妈提供护理服务目机构次设计建筑特殊途空调系统设计普通建筑样求知道暖通空调耗较应该重视起满足设计里空气质量求减少源消耗防止交叉感染
会里妈妈宝宝易感群防止宝宝受病原体侵害引起种感染设计中特注意点相家空调次设计中室环境控制求更加严格需合理利气流技术气流组织带走室细菌灰尘通设置合理温湿度减少细菌数量达舒适性求时达符合需求节设计标准保证室流动空气质量
2建筑相关资料
次设计建筑体位广东省汕头市总建筑面积116226方米两层建筑高度66m
21气象参数
项目参汕头区室外气象参数表
表21汕头市气象参数
22建筑概况工况设定
次设计研究象母婴会两层楼首层部分房间层高33m二层房间层高33m整栋建筑面积116226m2空调设计面积436m2
次设计建筑设计图：
图21 层面设计图
图22 二层面设计图
23初步设计方案
考虑设计建筑途假设设计建筑采风机盘加新风系统空调时间24时然会房间全天开放房间客户需般说房间入住四六
设计里机组新风机组负责送入该层新风卫生间设置排气扇室压力＜气压气压力作新鲜空气持续进入房间里面排风扇连接道中排出室外空气形成流环境时异味建筑里排出
3空调系统负荷计算
科学技术进步设计员常采冷负荷系数法计算室负荷电脑计算快准想数
冷负荷指定时间室提供冷量房间够保持空调房间湿热环境需房间里温度室湿量室够保持恒定相湿度负荷湿负荷
次设计里需先算出会建筑类负荷天正暖通中数基础进行设计
31空调设计室参数
进行空调系统设计时舒适感重参考素暖通设计基求时设计时候考虑济性等方面素
次设计场属特殊场母婴会里新生刚出生宝宝体温调节样较弱温度宝宝说十分关键宝宝言适合温度25℃～28℃夏天环境温度较高合理降低建筑温度冬天环境温度较低进行保暖设计湿度60°65°左右
根房间途选取参数保证舒适节楼中房间例具体设计参数表31参数
表31母婴会设计参数
房间
温度(℃)
湿度()
数
明标准（Wm2）
设备功耗（Wm2）
房间
26
60
4
15
20
中房间
26
60
5
15
20
房间
26
60
6
15
20
32夏季冷负荷计算
321 冷负荷计算方法
（1） 围护结构逐时传热产生冷负荷计算方法
（式31）
式（32）
（2） 围护结构冷负荷
（3） 外玻璃窗瞬变传热冷负荷
外窗产生冷负荷计算方法：
式（33）
（4） 透玻璃窗日射热引起冷负荷计算式
式（34）
（5） 设备散热形成冷负荷计算
式（35）
电子设备：
式（36）
（6）明散热形成冷负荷计算
式（37）
（7） 体散热形成冷负荷计算
式（38）
（8）夏季空调新风冷负荷
式（39）
次设计中天正2014软件里选取设计点需复杂输入数方便时根暖通专业全明设备功率密度宾馆建筑客房求分选取 15 wm220wm2新风设计建筑洁净度求设计时候公建筑房间设计规范里面4星级客房选取新风量40m3(hp)较设计新风量保持室洁净度洁净度母婴会十分重设计求
322 冷负荷计算结果
里二楼中房间例进行计算：该房间面积2174m2高三点三米室设计温度二十六摄氏度相湿度百分六十数五明100W设备430W房间需新风量200m3h
表32 中房间项逐时相加冷负荷（单位：W）
负荷源
逐时负荷值
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
0
房间参数
面积
2025m2
高度
330m
室温度
240℃
相湿度
60
体
5
明
304W
设备
410W
新风
20000m3h
东墙
基信息
长
360m
高(宽)
330m
面积
1188m2
传热系数
186(W㎡·K)
负荷值
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
南墙
基信息
长
480m
高(宽)
330m
面积
158419m2
传热系数
186(W㎡·K)
负荷值
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
南门_嵌
基信息
长
090m
高(宽)
210m
面积
189m2
传热系数
650(W㎡·K)
负荷值
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
西墙
基信息
长
360m
高(宽)
330m
面积
1188m2
传热系数
186(W㎡·K)
负荷值
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
北墙
基信息
长
150m
高(宽)
330m
面积
49513m2
传热系数
186(W㎡·K)
负荷值
604
604
604
604
604
604
604
604
604
604
604
604
604
604
604
604
604
北门_嵌
基信息
长
060m
高(宽)
210m
面积
126m2
传热系数
650(W㎡·K)
负荷值
721
721
721
721
721
721
721
721
721
721
721
721
721
721
721
721
721
西墙
基信息
长
180m
高(宽)
330m
面积
594m2
传热系数
186(W㎡·K)
负荷值
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
北外墙
基信息
长
330m
高(宽)
330m
面积
108918m2
传热系数
054(W㎡·K)
负荷值
414
41
41
405
396
391
386
382
377
377
377
377
377
382
386
391
40
北外窗_嵌
基信息
长
120m
高(宽)
150m
面积
180m2
传热系数
260(W㎡·K)
负荷值
1155
155
1509
1726
1853
1913
1835
2086
1727
1679
986
365
323
285
253
225
197
东墙
基信息
长
180m
高(宽)
330m
面积
594m2
传热系数
186(W㎡·K)
负荷值
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
新风
显热
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
全热
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
湿负荷
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
体
显热
363
2802
2934
300
3033
3066
3099
3132
3165
3165
3198
3198
3198
3231
3231
3231
3231
全热
2092
4532
4664
473
4763
4796
4829
4862
4895
4895
4928
4928
4928
4961
4961
4961
4961
湿负荷
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
明
负荷值
671
1954
207
2158
2216
2304
2362
242
2449
2508
2537
2595
2624
2683
2712
277
2799
设备
负荷值
394
426
517
574
615
648
672
689
705
722
73
746
754
763
771
779
779
冷负荷(W)
15249
19394
19692
20115
20365
20574
20608
20961
20676
20702
2008
19534
19529
19596
19605
19648
19659
新风冷负荷(W)
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
总冷负荷(W)
37697
41842
4214
42562
42813
43022
43055
43409
43123
4315
42527
41981
41977
42043
42053
42096
42106
湿负荷(kgh)
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
新风湿负荷(kgh)
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
总湿负荷(kgh)
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
冷指标(Wm2)
753
958
972
993
1006
1016
1018
1035
1021
1022
992
965
964
968
968
97
971
新风冷指标(Wm2)
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
总冷指标(Wm2)
1862
2066
2081
2102
2114
2125
2126
2144
213
2131
210
2073
2073
2076
2077
2079
2079
总湿指标(kghm2)
013
013
013
013
013
013
013
013
013
013
013
013
013
013
013
013
013
323 房间负荷计算结果
建筑两层布局致层例设计参数值表
表33 母婴会夏季负荷汇总
图31 母婴会逐时负荷图
面示意图片够清楚直接会冷负荷出现15时808202W
4空气处理方案
41方案较
设计母婴会中央空调系统设计空气调节器系统通常种 ：
第种Allair system种系统房间提供显热潜热冷负荷空气承担空气调节器机房处理机组集中处理占机房时具较厉害湿空气滤空气功该系统适冷负需求较空间通常高档酒店房间体育馆影剧院等场
第二种allwater system指水作冷系统热量传递制冷剂中间冷介质水冷源输送房间空调系统消残留热湿气实现交换新鲜空气
第三种The air water system种系统指房间冷热负荷空气水承担水介质房间空气进行降温冷末端装置装配室根客户需求空调机组进行调节室空气会交叉污染机组分散房间里面较难进行检修理 [3]
第四种All fresh air system该系统处理空气室外新鲜空气处理送入时排出房间里污浊空气种系统送入空气质量
42系统方案确定
次设计母婴会空调系统客户入住时候需满足房间单独互干扰时应保证房间空气质量设计中母婴会中央空调系统冷源选螺杆式式冷水机组采风机盘加独立新风系统优点种系统运行时候噪音较会影响需充分休息妈妈宝宝
设计夏季供回水温度分5℃7℃根涉需新风量选出符合求机器妥安装输送新鲜空气风连接房间里面盘送风口样设计处房间冷负荷需新风承担采样系统会占空间显简约气时没露出零部件定程度保护事物保持奇新生宝宝
建筑系统采双制层楼水方水采程式整栋建筑间楼层立采异程式
综次母婴会采风机盘加独立新风系统冷源选择水冷机组
5空气处理程设备选型
51空气处理程
511系统夏季工况计算程焓湿图
图51 焓湿图
(1) 首先需确定点N根天正暖通软件里面提供房间里状态参数容易找点N
(2) 表示房间外状态点W处理达空气相应盘表面均温度饱状态点LN点等焓线相湿度90线相交确定点L
(4) 确定点MM点已计算L点O点次进行计算找[4]
512 新风量确定
新风量顾名思义室外引进房间新鲜空气降低室污染物浓度提高洁净度带新鲜氧气营造种舒适感觉
确定需新鲜空气少满足：
（1） 应符合母婴会洁净度求
（2） 维持室正压
（3） 满足局部排风补偿
中房间例房间入住5参考相关设计规范规定需新风量40m3(hp)中房间新风量200 m3(hp)
513 送风量确定
送风量计算式：
（式51）
设计时充足送风量样做稀释排建筑物里面污浊空气加换气次数保持房间里面洁净度达次设计洁净度求适增加换气次数加送入室新鲜空气量果送风量足话会设备里细菌等带入房间严重影响洁净度加送风量保证送入房间里空气质量
里计算出送风量时计算出计算结果汇总表51
表51类型房间送风量
房间
面积（m2)
冷负荷（w)
湿负荷（Kgh）
送风量(m³h)
房间
1566
18052
208
119661
中房间
2025
20952
26
119661
房间
4185
25523
312
119661
52风机盘选型
设计空调系统里面送房间风通新风末端装置实现根面公式计算出风机盘送风量：
（式52）
计算结果：
房间送风量GF1 119661 m³h 冷负荷Q13314W
通计算房间冷负荷送风量机组够更发挥运行作应根机器中档运行时参数选择里选标准FP136型号1台单台设备中档制冷量72风量1360该型号设备时满足三种类型房间需求统选择该型号风机盘便采购安装等事宜
设备参数汇总表52
表52 风机盘详细参数表
设备型号
风 量
冷 量
电机功率
水流量
数量（台）
总冷量（kw）
FP136
1360
72
12
19
18
1368
53新风机组选型
进行送入新鲜空气种调节设备选型需计算出新风量新风冷负荷根数知道楼层需新风量新风冷负荷考虑房间实际母婴客户数目占整建筑例90二层例新风冷负荷Q2404101×093636909W需新风量G21840×091656m³h
通计算新风量新风冷负荷选择合适设备根选机组列入表53中
表53新风机组参数表
6空调新风系统
设计选系统属半集中式系统选择样系统拥空调器时房间里面专门安置风机盘处理送房间空气末端装置分两作作进步处理集中处理设备空气作房间里面空气进行处理空间房间较求房间独立调节温湿度母婴会说种系统十分适合时优势解决前空调系统占较方问题独立调节房间系统空调覆盖区域里面空气质量保障妈妈宝宝提供舒适体感时系统非常简约美观理起较容易
61空调风系统设计点
风设计应保证优先效果考虑济性美观性等问题建筑方面应放置天花板通剪力墙避免建筑相关问题例横梁设计中应注意设计原：
（1） 条件保证计算需参数温度湿度风量等
（2） 楼层划分独立新风系统
（3） 保证效果前提投资成量低
62 通风道选择
通风道圆形长方形两种选择空间里圆形通风路质量重美观难布置相矩形风阻力消耗原材料会布置方便
综合较采矩形风进行布置设计程中宽高13道般布置吊顶风布置太高应根房间情况合理选择布置高度
设计风材料表面热浸镀焊接钢板连接时候应采铆接方法
63房间气流组织设计
气流组织指设计母婴会里布置合适送风排风方处理空气送入房间室扩散混合冷空气室相均匀稳定环境入住妈妈孩子感受舒适气流组织母婴会里房间空调效果影响非常气流组织合理布置话更发挥出空调性合理气流组织够效排出热量提供冷量排害物保持室空气洁净
气流组织形式五种：送回送回中送回中送回侧送侧回
母婴会说房间设吊顶选择送风方式：气流组织均采散流器放送风方回收够达分层空气调节求采双侧送空气定角度散流器出口喷出吸收周围空气情况先膨胀然旋转方式流回进气道送风气流附天花板工作区域处回流区送入房间新鲜空气房间里空气充分混合温湿度稳定均匀适合设计中房间
设计建筑洁净度求风口选择采高效滤风口
根相关设计规范规定空气滤器分种：粗效中效滤器等次设计建筑定洁净度求进入房间新鲜空气进行必滤防止设备露出部分沾灰尘影响机组效率性进入末端装置空气需进行滤操作
前出验知道设置粗级效果滤器时空调覆盖区域空气清洁度达需求次设计中选择高效滤风口保证洁净度达需求
图 61 散流器送回
64风径风口尺寸计算
通风道设计里风速会影响设备噪声首先考虑风速果风速太高噪音会噪音会影响妈妈孩子等休息送风说风速风道成反然非风速越效果越定数量空气风速风道成反风道越风速越成越高设计母婴会应量保持安静环境设计时应更加注意控制噪音时新风机组放置房间里员影响低方
表61 风风速噪音参考值
根会房间途应空调系统噪音控制25~35dB(A)间允许范围进行设计工作
65风水力计算
风水力计算设计求选定流体流动速度根里面流体流量测定断截面尺寸计算道阻力空气道流动时会流体样产生压力损失程阻力局部阻力
（式63）
（式62）
（式61）
实通风空调风道计算方法[5]附录1查局部阻力系数表：
表62 风局部阻力系数
图62 风利支路
母婴会风水力计算楼例计算值汇总表63
表63 利环路阻力计算
表知次设计空调系统利支路1234567891011图表计算出总阻力37Pa计算结果进行校核验需考虑01富余量次设计风水力计算压力37×（1+01）407Pa校核符合规范
7空调水系统
71种空调水系统较
表71 常见空调水系统较
72确定冷冻水形式
根种系统划分优缺点较结合母婴会功济实性情况开式系统中路设备易腐蚀相反闭式系统水泵扬程低耗低设计冷冻水系统采闭式供回水系统
布置水时采程式系统利风机盘环路水力衡立干采异程系统程异程相结合调节阀存实现水力衡立楼层间路连接处布置
73冷冻水水力计算
空调水系统阻力三种组成分设备附件道阻力
式（71）
程阻力：
式（72）
式（73）
局部阻力：
表72 水局部阻力系数
计算步骤：
式（74）
根段冷负荷确定段供回水流量计算式：
式（77）
式（75）
式（76）
（3）计算摩阻计算段程阻力
式（79）
式（78）
（4）局部阻力系数法求段局部阻力
式（710）
局部阻力计算式：
（5）计算总阻力计算式：
式（711）
表73 径闭式系统流速推荐值
径（mm）
<32
32～70
70～100
125～250
250～400
>400
冷冻水（ms）
05～08
06～09
08～12
10～15
14～20
18～25
冷水(ms)
07～08
07～09
10～12
12～16
15～20
18～25
图71 母婴会水布置图
表74 七层系统利环路阻力计算
次设计母婴会二楼房间布局样路布置致省略计算
表75 水立计算
74冷凝水布置注意事项
设备运行程时会产生冷凝水水时排走布置冷凝水路时应该注意点：
（1）形成高低差水利排走道坡度3避免冷凝水聚集起
（2）设计供水回水路采聚乙烯塑料冷凝水重复利加保温层
（3）设计冷凝水路时定期洗情况合理考虑安排合理设施
次设计里水采聚乙烯塑料新风机组风机盘凝水径接径皆DN32排放附远处室外水口
75水泵计算选择
（1）冷冻水泵水流量计算公式
式（712）
L808(41868×5÷36)1389m³h
（2）冷冻水泵扬程H 确定
水泵扬程H 计算公式：
（式713）
根天正软件计算出水系统水力计算结果知水环路利环路总阻力冷冻水泵扬程
1mm H2O980665Pa
Hmax 53 mH2O
水泵扬程H 12 Hmax 12×53636mH2O
根计算选择水泵IS10065250
技术参数见表：
表76 水泵参数表
8冷源选型
81冷水机组选型
811常见冷源
常见冷源天然冷源工冷源见表
表81 常冷源特点较表
812机组选型
根计算房间负荷出结果选风机盘新风机组总冷负荷808KW设计建筑母婴会房间直需设备运行考虑09系数 808×097272KW
根计算结果满足负荷前提考虑建筑特点初期投资成选择台螺杆式冷水机组型号LS200
表82 冷水机组参数
制冷量（KW）
215
额定功率（KW）
58
蒸发器
冷凝器
进出水温度（℃）
127
3035
水流量（m3h）
40
65
进出水径DN（mm）
32
32
82 冷塔选型计算
冷塔水流量计算公式：
式（81）
计算W808×13(41868×5)5kgs18m3h
根计算选择冷塔1台型号BNC 30循环水量30m3h风扇直径1800mm功率40kW
9设备选型校核计算
91 冬天建筑热负荷
设计母婴会般建筑新生外界温差变化较敏感波动太温度会宝宝皮肤器官造成影响房间合适温度保持二十五摄氏度二十八摄氏度间夏天适降温冬天需保暖
计算中采稳态算法计算冬天供暖负荷夏天冷负荷动态算法进行计算稳态算法根房间外均温差计算供热负荷冬天房间里面外面均温差波动稳态算法计算出误差较夏季稳态算法话会导致结果出现偏差计算夏天负荷应该采动态算法
前风机盘选型中根夏天冷负荷选择次设计建筑冬天需风机盘供热需校核选择设备否够满足夏天需冷负荷前提时满足冬天需热负荷建筑热负荷见表
表91 母婴会热负荷汇总表
楼号
楼层
房间
房间面积
热负荷
m2
W
母婴会
1层
1001[中房间]
2025
8341
1002[厨房]
4185
8975
1003[中房间]
2025
8341
1004[中房间]
2025
8341
1005[办公室]
4185
9849
1006[中房间]
2025
8341
1007[房间]
1566
7581
1008[房间]
1566
7581
1009[房间]
351
9363
2层
2001[中房间]
2025
8372
2002[功室]
4185
8999
2003[中房间]
2025
8372
2004[中房间]
2025
8372
2005[育婴室]
4185
9873
2006[中房间]
2025
8372
2007[房间]
1566
7612
2008[房间]
1566
7612
2009[房间]
351
9394
计
4622
15369
工程合计
4622
15369
92 设备校核
风机盘仅仅夏季进行冬夏季需应该先夏季工况进行计算选择然冬季工况进行相校核果存冬季供热量足情况应该重新选择设备前风机盘选标准FP136型号1台单台设备中档制冷量72风量1360该设备中档制热量108kw检核该设备满足夏天冬天需求符合次设计需
10热水系统设计
次设计母婴会需布置热水系统该建筑房间18房间少热水需求需时时热水
计算结果表
表101 楼层计算结果
图 101 母婴会热水系统图
11特殊房间设计
次设计中普通房间房间例二楼功室里面包括瑜伽游泳池玩具设备供妈妈婴房间正常房间条件进行符合计算时需考虑婴游泳情境负荷计算时需添加水面部分里泳池10方米出水水温40℃进行计算根计算出结果需重新选择合适风机盘房间选择FP238型号设备台
楼厨房设计需注意方首先空调风新风机组送出通风送入补风调节室温度根厨房情况合理安排出风口位置防止厨房气味飞出影响厨房处负压状态排掉气味般情况负压值等5Pa时厨房良通风条件够减少清理工作
排气道长度长烟气排放速度会受影响变慢然影响排气效果水排气长距离通常15m排风样采镀锌钢板焊接排风速度控制10～12ms间样排风速度防止油烟附着通风道布置排风口方设置阀门保证排风效果
育婴室专门婴睡觉方般护士帮助刚刚生完孩子妈妈解决需新生导致睡眠足问题考虑婴健康方面素育婴室位置应该选择阳光充足方位孩子进行阳光浴育婴室里面方会进行消毒防止交叉感染护士穿专防护服装进入接受消毒接触宝宝
12施工点说明
121消防防排烟设计说明
（1） 栋楼五层封闭楼梯间窗口面积必须200方米楼梯顶梁开100方米窗口
（2） 通隔火通道楼层设备室风均设70℃消防阀
（3） 设计系统风材料受火焰时会着火烟材料制作
（4） 空调系统采保温材料粘贴结剂均难燃B级材料[10]
（5） 避免刺激宝宝视力房间明应该设计柔光带
122防腐保温
（1） 需保温风铝箔贴面超细离心玻璃棉容重32kgm3热阻081m3w材料保温
（2） 需保温水采达难燃B级橡塑复合隔热材料外加燃铝箔（复合燃铝箔）保温通说明
（3） 道强度试验风水气密试验合格方进行防腐工程施工防腐保温应严格施工指导书设计图纸相关国家标准进行
123施工注意点
（1） 面积通风道应采取合适加固措施采方法冷加固加筋加固支撑等
（2） 压力较高系统连接喷嘴路接口连接处应密封胶带防止泄漏
（3） 风设备间连接采角钢法兰时法兰间厚度40mm应燃塑料密封条作垫片
（4） 风道通防止火灾爆炸需封闭墙壁时应提前埋设道防护套穿面套应距面5cm墙面两侧防火阀排烟防火阀间风道外墙应采燃材料绝缘厚度少5cm设备基础施工前检查设备尺寸订购
（5） 考虑妈妈宝宝身心健康母婴会装修材料谨慎选择做没甲醛等污染等装修完成专业机构进行测试
（6） 洁净区非洁净区阻隔保证会房间空气循环量气流组织静压差屏障应保持围护结构气密性
13总结
进行毕业设计程中首先母婴会设计面图天正暖通软件母婴会进行负荷计算分析选择相应空气处理方案然计算设计风系统水系统热水系统设备选型校核计算整工程造价绘制设计图纸
次母婴会工环境设计四年专业学检验通计算程知道空调系统设计简单画图计算完成前次算出结果定需反复修改设计出合理系统时书理知识实际设计样重两者结合完成科学严谨毕业设计
次毕业设计通精细计算校核达设计标准
参考文献
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[7] 刘兵．暖通空调技术发展现状策分析［Ｊ］．中国新技术新品2012(15)168
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[9] 住房城乡建设部工程质量安全监司中国建筑标准研究院暖通空调动力中国计划出版社2009
[10] 中华民国公安部建筑防排烟系统技术标准中国计划出版社2018
[11] Influence of building parameters and HVAC systems coupling on building energy performance ［Ｊ］Energy and Buildings 43 (2011) 1247–1253
附录
附录 母婴会空调系统图
图11 母婴会水路图
图12 母婴会风路图
附录二 外文文献 Influence of building parameters and HVAC systems coupling on building energy performance
1 Introduction
Office and retail are the most energy intensive typologies within nondomestic building sector typically accounting for over 50 of the total energy consumption for nondomestic buildings [1] Especiallyimportanthasbeentheintensificationofenergyconsumption inHVACsystemswhichhavenowbecomealmostessentialinparallel to the spread in the demand for thermal comfort It is the largest energy end use both in the residential and nonresidential sector with a weight close to 50 in nondomestic buildings
Modern buildings and their HVAC systems are nowadays required not only to be more energy efficient while adhering to an everincreasing demand for better performance in terms of comfort but equally in respect to financial and environmental issues [2] The choice of HVAC systems impacts the lifecycle cost of the building a building with an ineffective HVAC system or high running cost is also unlikely to be leased or sold easily [3] It is not surprising that the design of comfortable energy efficient buildings is receiving a lot of attention Research in this field tends to focus on computer software applications aimed at reducing energy consumption Historically the emphasis was on building energy
The energy performance of an HVAC system depends not only on its configuration and operational parameters but also on the characteristics of the heating and cooling demand of the building Researchers and engineers have been searching for an optimal system that can deliver best performance in any buildings In theory such a system (configuration) does exist [5] if it meets the following criteria
(1) The system has the ability to minimize outside air load while maintaining minimum fresh air supply to each zone as required by standards
(2) The system has the ability to eliminate simultaneous operation of cooling and heating sources eg cooling at the main deck while reheating at the terminals and to eliminate the occurrence of heating in the presence of cooling demand and vice versa
(3) The system can take the full advantage of free cooling when it is available
(4) The system can minimize occurrence of simultaneous heating and cooling demand between different zones by the means of interzonal airflow or heat exchange
Psychrometric analysis showed that some typical multizone HVAC systems eg the centralized variable air volume (VAV) or constant air volume (CAV) systems are highly inefficient in many cases The conceptually optimal system should be based on fancoil units a dedicated outside air system and interzonal air flow paths The question remains however whether such a system can be realized in real buildings
The above conclusion was drawn from a study that had significant limitations Firstly the models were based on idealized psychrometric processes Secondly the auxiliary energy consumption associated with the operation of the system and the temperature rise caused by pumps and fans were not considered Idealized system operation was also assumed eg the temperature and airflow rate set points are continuously variable within a wide range and without any control dead band Finally the simulation was carried out on selected design conditions rather than annual dynamic simulation
In nondomestic buildings the type of use and activities make a huge impact on the quality and quantity of energy services needed Whentryingtoaddressaspecificnondomestictypologylikeoffice buildings for example the usual approach is to define a typical or exemplar office building That approach has been used in [67] to investigate the refurbishment options aiming at 50 reduction in CO2 emission inside UK office building stock The sensitivity of future UK office buildings energy demand and subsequent consumption to future climate changes and improvements in HVAC and appliance and lighting efficiency are investigated based on four levels open plan building with high thermal mass using ESPr dynamic simulation software Office building energy consumption was determined for a generic HVAC system described by its boiler and chiller efficiencies for both design and part load conditions Dascalaki and Santamouris [8] have reported the results from the OFFICE project in which European office buildings were classified into five typical types in order to investigate passive and active measures to CO2 emission in five different climatic zones The software used for energy analysis was based on actual building monitoring One of the reported findings is that the type of the HVAC system significantly influences total energy consumption Ourghi et al [9] present a simplified method for office building annual cooling and total energy use in Kuwait and Tunis Exemplar office buildings of various shapes were modelled using DOE2 with typical office occupancy patterns and schedules with HVAC system the same in all cases VAV with electric reheat for both heating and cooling The research found a strong correlation between annual total energy use and building relative compactness (cubelikeness) window to wall ratio and the glazing solar heat gain coefficient for cooling dominated climates
Using dynamic simulation software Korolija et al [10] show that the energy efficiency of HVAC systems is largely dependent on the thermal characteristics of the building including the zonal heating and cooling demand profiles and fresh air demands The authors investigatedatypicalnarrowplanofficebuildingwithvariousinsulation levels coupled with VAV and CAV airconditioning systems This paper takes the step further introducing an airconditioning system with fan coil with dedicated outside air unit In addition to providing guidance on choosing HVAC systems for office buildings in the UK climate this paper also aims to demonstrate the impact of realistic design parameters such as sizing operational strategy and control set points on system performance in office buildings
2 Methodology
Models of the building and the systems were created in EnergyPlus v40 and simulated by using a LondonGatwick weather file
Fig 1 Office building models
21 Building model and thermal loads
The building model developed for this study is a narrow plan office building with a 32m×16m footprint and floortoceiling height of 35m The building is three stories high and each story is composed of office areas and common spaces (Fig 1)
Two types of office space layout have been considered open plan and cellular offices The open plan arrangement consists of one large open space Zone 1 while in the cellular office layout the office space is divided by a corridor into Zone 1 and Zone 3 In both floor arrangements Zone 2 represents common areas such as corridors toilets reception areas etc (Fig 1) Each facade has the same level of glazing 50 of external wall area which is a typical value for medium glazed office buildings The building fabrics are set to comply with the latest UK national standard [11] and representthecurrentbestpracticeconstructionswith Uvaluessignificantly lower when compared with the standard requirements The building elements Uvalues are presented in Table 1 Solar heat gain coefficient for selected glazing is 0637 while the visible transmittance is 0761
Officebuildingsbelongtothebuildingtypeswithclearlydefined occupancy pattern The building is in use only during weekdays between 7am and 7pm and the indoor thermal condition and air quality has to be strictly controlled in that period Zone air temperatures are controlled by dual setpoint thermostats which keep offices at 22◦C during heating period and at 24◦C during cooling periodCommonareashaveslightlydifferenttemperatureregimes they are heated up to 20◦C and cooled to 26◦C During unoccupied hours the thermostat calls for heating if temperature drops below 12◦C in any of zones while overheating is prevented by turning the cooling on if the temperature exceeds 28◦C in offices or 30◦C in common areas These values are recommended by CIBSE [12]
Table 1 Building fabrics Uvalues
Building elements UValue [W(m2 K)]
External wall 025
Flat roof 015
Ground floor 015
Glazing 178
Fig 2 Daylight reference points
and they are compatible with indoor air temperatures cited in the ASHRAE Handbook [13]
Internal heat gains in UK office buildings are the dominant reason why cooling systems in offices exist [14] The levels of different gains in office zones depend on whether it is an open plan or cellular arrangement For the open plan office the occupant density is set to 9m2person with a total heat gain of 125Wperson [12] while the equipment heat gain is limited to 15Wm2 [15] On the other hand cellular offices are usually shared by two or three people or sometimes are designed for single occupancy which lowers the occupant density to 14m2person and decreases equipment heat gain to 10Wm2 Artificial lighting heat gains are selected to comply with the benchmark value of 12Wm2 [16] In addition to internal heat gains two more parameters have to be defined to complete all necessary data for building demands simulation The first parameter is the volume of outdoor air supplied to meet the fresh air requirement which amounts to 10ls per person [17] The second parameter determines building air tightness through the infiltration rate The value for the infiltration rate has been set to 03 air changes per hour as recommended by CIBSE A413 [12] for airconditioned buildings constructed to comply with the latest standards
As already mentioned the internal heat gains in office buildings have a significant effect on their thermal behaviour and energy consumption Therefore special attention has to be paid to try to decrease level of internal gains One of the methods to achieve this is to implement daylight control in office zones In this study we decided to compare building energy needs in both cases with daylight control and without For that purpose the DElight simulation engine integrated into EnergyPlus was used to calculate artificial lighting reduction This particular model has been selected because it is according to Carroll and Hitchcock [18] robust usable and capable of providing sufficiently accurate quantitative information about performance of daylighting and lighting control system in buildings In addition Maamari et al [19] validated several daylight simulation tools and came to the conclusion that DElight results correlates very well with the measurements
The DElight model calculates the interior daylighting luminance level at user specified reference points and then compares it with luminance target value which is set to 500lx for the office type activity Artificial lighting is reduced whenever possible to benefit from daylighting while still achieving the desired target Fig 2 shows how the office zones are divided into several daylighting zonescontrolledbycorrespondingreferencepointOpenplanoffice has five reference points four perimeters and one in the core of the zone Cellular offices have only two daylighting zones one close to the glazing area and another deep in the space
Having defined previous parameters annual simulation can be run to determine building demands Fig 3 shows building energy demands for open plan and cellular office arrangements with and without daylight control categorised into following enduse categories equipment lighting cooling and heating
The most noticeable difference is between cellular and open plan office equipment electricity consumption which is due to the initial model settings The results clearly support the benefit of daylighting control on artificial lighting electricity consumption In both cases cellular and open plan office arrangements the elec
Fig 3 Building demands
tricity consumption is reduced for more than 65 by implementing daylight control As equipment and lighting contribute towards the internal heat gains it is important to analyse how the inequality in internal heat gain levels affects coolingheating demand A lower level of internal gains in cellular office arrangement results in more than 10 lower cooling demand in comparison with an open plan office On the other hand heating demand is around 5 higher When comparing buildings which have daylighting control with buildings where daylighting control is not implemented the difference in coolingheating demand is even more significant Buildings which benefit from daylighting control have nearly 25 lower cooling demand and over 20 higher heating demand This is around 105kWhm2yr reduction in cooling demand and about 55kWhm2yr heating demand rise
3 Conclusion
The results presented in this paper clearly indicate that it is not possible to form a judgment about building energy performance based only on building heating and cooling loads For the two systems investigated variable air volume system and fan coil with dedicated outside air system the difference between system demand and building demand varied from over −40 to almost +30 for cooling and between −20 and +15 for heating If the heat recovery unit is used the difference in heating performance is even higher up to −70
In a mild climate such as UK the overall energy consumption is strongly influenced by building internal gains This study showed that even for the same activity (office) the difference in internal gains for open plan office arrangement and cellular office arrangement has significant implications for cooling and heating energy Lower level of internal gains in cellular office arrangement has revealed that the cooling demand is more than 10 lower and the heating demand is around 5 higher Daylighting control which decreases artificial lighting heat gains for more than 65 has even bigger impact on coolingheating demand Buildings which benefit from daylighting control have nearly 25 lower cooling demand and over 20 higher heating demand
In terms of auxiliary energy consumption this paper clearly shows that fan and pump electricity consumption cannot be overlooked Almost 15 of all energy consumption is used by auxiliary equipment if the building is equipped with a VAV system In the case of the fan coil system it amounts to between 6 and 9 of the total In other words the auxiliary energy consumption is around 15kWhm2yr for VAV systems and between 9 and 11kWhm2yr for fan coil systems
附录三 外文译文
办公零售非住宅建筑领域中源消耗严重类型通常占非住宅建筑总耗50尤重空调系统源消耗强度已热舒适需求蔓延步住宅非住宅领域中源终端占非住宅建筑重接50
现代建筑HVAC系统现仅求更高源效率时满足断增长舒适性求求财务环境问题保持衡暖通空调系统选择影响建筑物生命周期成果栋建筑暖通系统佳运行成高太轻易出租出售舒适节建筑设计受广泛关注奇怪领域研究集中降低源消耗目计算机软件应历史重点建筑源暖通空调系统节性仅取决暖通空调系统结构运行参数取决建筑物供热制冷需求特性研究员工程师直寻找种优系统种系统建筑物中提供佳性理果满足条件样系统(配置)确实存
(1)系统够外部空气负荷降低时标准求保持区域新鲜空气供应低限度
(2)系统具消冷热源时运行力甲板冷端子处加热消加热时出现冷需求反然
(3)系统时充分利冷
(4)系统通分区间气流换热方式量减少区域间加热冷时发生需求
干湿分析表明典型区域暖通空调系统集中式变风量(VAV)定风量(CAV)系统情况非常低效概念优系统应该基风机盘单元专外部空气系统区间空气流动路径然问题样系统否实际建筑中实现
述结项明显局限性研究中出首先模型基理想化湿度程次没考虑系统运行相关辅助耗泵风机引起温升假定理想系统运行例温度气流速度设定值范围连续变化没控制死区选定设计条件进行仿真进行年度动态仿真
非住宅建筑中活动类型需源服务质量数量产生巨影响例办公建筑通常方法定义典型范例办公建筑该方法已[67]中研究旨英国办公楼二氧化碳排放减少50翻新方案利ESPr动态模拟软件高热质量四层开敞式建筑例研究未英国办公建筑源需求续消耗未气候变化暖通空调明效率改善敏感性办公楼耗通HVAC系统确定该系统描述锅炉冷水机设计部分负荷条件效率DascalakiSantamouris[8]报告欧洲办公建筑划分5种典型类型办公项目结果研究5气候区二氧化碳排放动动措施源分析软件基实际建筑监测研究结果暖通空调系统类型显著影响总耗Ourghi等提出科威特突尼斯办公楼年度冷总源简化方法形状办公建筑DOE2进行建模典型办公占模式HVAC系统时间表情况相VAV具加热冷电热研究发现气候条件年总耗建筑相密实度(立方度)窗墙玻璃太阳热增益系数间存强相关性
利动态模拟软件Korolija等[10]表明HVAC系统源效率程度取决建筑热特性包括分区供暖制冷需求概况新鲜空气需求作者研究种带绝缘水结合VAVCAV空调系统窄式办公室建筑文进步介绍种带风机盘专外送风空调系统办公建筑英国气候选择HVAC系统提供指导外文旨展示现实设计参数规模操作策略控制设置点办公建筑系统性影响
2 方法
建筑系统模型EnergyPlus v40中创建通LondonGatwick天气文件进行模拟
图1示办公楼模型
21建筑模型热负荷
研究开发建筑模型座占32m×16m层高35m窄面办公建筑该建筑三层楼高层办公区公空间组成(图1)
考虑两种类型办公空间布局开放式办公室单元式办公室开放式面布局包括开放空间区域1单元办公室布局中办公空间走廊划分区域1区域3两种楼层布局中第2区代表公区域走廊厕接区等(图1)立面相水玻璃占外墙面积50中等釉面办公建筑典型值该建筑面料符合英国新国家标准[11]代表着目前实结构标准求相u值明显降低构建元素u 值表1示选玻璃太阳吸热系数0637见光透率0761
Officebuildingsbelongtothebuildingtypeswithclearlydefined占模式该建筑工作日早7点晚7点间期间室温度空气质量必须严格控制区域空气温度双定温控器控制加热期间保持22◦24◦冷期间加热20◦冷26◦空闲时间温控器求加热果温度降低12◦区域热通开降温果温度超28◦办公室30◦普通区值CIBSE[12]推荐
表1建筑面料u值
建筑元素u值[W(m2 K)]
外墙025
屋顶015
楼015
玻璃178
图2示日光参考点
ASHRAE手册[13]中提室空气温度致
英国办公楼热量增加办公室存[14]冷系统原办公区域收益水取决开放式规划蜂窝布局开放式办公室居住者密度设置9m2总热增益125W[12]设备热增益限制15Wm2[15]方面蜂窝办公室通常两三享者时设计单占者密度降低14方米设备热增益降低10W方米工明热增益选择符合基准值12Wm2[16]热增益外必须定义外两参数完成建筑需求模拟需数第参数满足新鲜空气需求室外供气量达[17]10ls第二参数通入渗率确定建筑气密性根CIBSE a4 13[12]符合新标准空调建筑物建议入渗率数值已设定时03换气量
前述办公建筑热增益热行耗显著影响必须特注意设法减少部收益水实现目标方法办公区域实施日光控制项研究中决定较两种情况建筑源需求日光控制没日光控制DElight模拟引擎集成EnergyPlus中计算工明减少根CarrollHitchcock[18]特定模型选择健壮够提供足够准确关采光建筑明控制系统性定量信息外Maamari等种日光模拟工具进行验证出结DElight结果测量值相关性
DElight模型计算出户指定参考点室采光亮度水办公室类型活动设置亮度目标值500lx进行较减少工明采光中获益时达预期目标图2展示办公区域划分采光区域Openplanoffice5参考点4周边1园区核心单元办公室两采光区玻璃区域空间深处
定义前参数运行年度仿真确定建筑需求图3显示开放式规划蜂窝办公室布局建筑源需求包括日光控制包括日光控制分终途类设备明冷加热
明显区蜂窝开放式办公室设备电力消耗初始模型设置结果清楚支持采光控制工明耗电量益处两种情况蜂窝开放计划办公室安排电子图3示建筑求
通实施日光控制减少超65tricity消耗设备明助部热量增加分析部热量增加水等影响冷加热需求重开放式办公室相蜂窝办公室布局部增益水较低导致制冷需求降低10方面供暖需求增加5左右较采光控制建筑物没实施采光控制建筑物时冷气暖气需求差异更显著受益采光控制建筑物制冷需求降低25供暖需求增加20降温需求减少约105kWhm2yr供暖需求增加约55kWhm2yr
3 结
文研究结果清楚表明仅建筑物冷热负荷判断建筑物节性研究两系统变风量系统带专外部空气系统风机盘系统需求建筑需求间差异冷时超 40接+30加热时 20+15间果热回收装置加热性差异更高达 70
英国样气候温国家总体源消耗受部收益强烈影响研究表明相活动(办公室)中开放式办公室布置单元式办公室布置部增益差异冷加热量重影响蜂窝办公室布置部增益较低表明冷需求降低10加热需求增加5左右采光控制减少工明65热收益制冷供暖需求影响更受益采光控制建筑物制冷需求降低25供暖需求增加20
辅助耗方面文明确指出风机泵耗电量容忽视果建筑物装变风量空调系统辅助设备消耗源约占总源消耗15风机盘系统情况相总数69换句话说VAV系统辅助耗约15kWhm2yr风机盘系统辅助耗9 11kWhm2yr间
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汕头市某母婴会工环境设计
汕头市某母婴会工环境设计
摘
母婴会种提供医疗护理服务机构现越越妈妈选择类建筑物设计时候着特殊求满足特殊功设计广东省汕头市某母婴会工环境设计风机盘加新风系统空气处理方案次设计选择方案 次设计容：收集建筑物设计图纸相关资料二计算房间负荷（新风热水等）工况分析三进行空调系统划分系统方案确定布置系统进行水力计算根计算结果选取合适设备四进行设计图纸绘制
关键字：风机盘新风系统母婴会工环境设计
Shantou city some maternal and child club artificial environment design
Abstract
Motherandchild centers are a kind of medical care service for people and now more and more mothers choose Such buildings are designed with special requirements to meet their special functions This design is the artificial environment design of a maternal and infant club in shantou city guangdong provinceThe design contents are as follows 1 Building design drawings and related information collection 2 Ii Calculation of each load and condition analysis 3 Carry on the air conditioning system division and the system scheme determination 4 Draw the design drawings
Key words fan coil Fresh air system Maternal and infant clubs Artificial environment design
目 录
1前言 1
11空调含义 1
12空调系统发展 1
13 课题研究现状意义 1
2建筑相关资料 2
21气象参数 2
22建筑概况工况设定 2
23初步设计方案 3
3空调系统负荷计算 4
31空调设计室参数 4
32夏季冷负荷计算 4
321 冷负荷计算方法 4
322 冷负荷计算结果 8
323 房间负荷计算结果 13
4空气处理方案 15
41方案较 15
42系统方案确定 15
5空气处理程设备选型 16
51空气处理程 16
511系统夏季工况计算程焓湿图 16
512 新风量确定 17
513 送风量确定 17
52风机盘选型 18
53新风机组选型 18
6空调新风系统 20
61空调风系统设计点 20
62 通风道选择 20
63房间气流组织设计 20
64风径风口尺寸计算 21
65风水力计算 22
7空调水系统 25
71种空调水系统较 25
72确定冷冻水形式 26
73冷冻水水力计算 26
74冷凝水布置注意事项 30
75水泵计算选择 30
8冷源选型 32
81冷水机组选型 32
811常见冷源 32
812机组选型 32
82 冷塔选型计算 33
9设备选型校核计算 34
91 冬天建筑热负荷 34
92 设备校核 35
10热水系统设计 36
11特殊房间设计 38
12施工点说明 39
121消防防排烟设计说明 39
122防腐保温 39
123施工注意点 39
13总结 41
参考文献 42
谢辞 43
附录 44
附录 母婴会空调系统图 44
附录二 外文文献 Influence of building parameters and HVAC systems coupling on building energy performance 46
附录三 外文译文 52
1前言
11空调含义
空调顾名思义种空气调节器进行空气调节样做调节某空间温度湿度等房间里指标达设计求状态空调空气进行特定处理例加热冷通风换气等达想舒适室环境空调日常生活中已处见
12空调系统发展
21世纪空调成生活里重家电空调赖着温室效应断积累导致温度升越越强空调已频繁出现住宅商场公交通设施等着断提高生活水生活理念改变空调普率渐渐升时源变少样背景空调应该仅仅感舒适够节保护绿水青山
13 课题研究现状意义
母婴会工作员会里进行专业系统活动准妈妈提供需服务
母婴会准妈妈提供护理服务目机构次设计建筑特殊途空调系统设计普通建筑样求知道暖通空调耗较应该重视起满足设计里空气质量求减少源消耗防止交叉感染
会里妈妈宝宝易感群防止宝宝受病原体侵害引起种感染设计中特注意点相家空调次设计中室环境控制求更加严格需合理利气流技术气流组织带走室细菌灰尘通设置合理温湿度减少细菌数量达舒适性求时达符合需求节设计标准保证室流动空气质量
2建筑相关资料
次设计建筑体位广东省汕头市总建筑面积116226方米两层建筑高度66m
21气象参数
项目参汕头区室外气象参数表
表21汕头市气象参数
22建筑概况工况设定
次设计研究象母婴会两层楼首层部分房间层高33m二层房间层高33m整栋建筑面积116226m2空调设计面积436m2
次设计建筑设计图：
图21 层面设计图
图22 二层面设计图
23初步设计方案
考虑设计建筑途假设设计建筑采风机盘加新风系统空调时间24时然会房间全天开放房间客户需般说房间入住四六
设计里机组新风机组负责送入该层新风卫生间设置排气扇室压力＜气压气压力作新鲜空气持续进入房间里面排风扇连接道中排出室外空气形成流环境时异味建筑里排出
3空调系统负荷计算
科学技术进步设计员常采冷负荷系数法计算室负荷电脑计算快准想数
冷负荷指定时间室提供冷量房间够保持空调房间湿热环境需房间里温度室湿量室够保持恒定相湿度负荷湿负荷
次设计里需先算出会建筑类负荷天正暖通中数基础进行设计
31空调设计室参数
进行空调系统设计时舒适感重参考素暖通设计基求时设计时候考虑济性等方面素
次设计场属特殊场母婴会里新生刚出生宝宝体温调节样较弱温度宝宝说十分关键宝宝言适合温度25℃～28℃夏天环境温度较高合理降低建筑温度冬天环境温度较低进行保暖设计湿度60°65°左右
根房间途选取参数保证舒适节楼中房间例具体设计参数表31参数
表31母婴会设计参数
房间
温度(℃)
湿度()
数
明标准（Wm2）
设备功耗（Wm2）
房间
26
60
4
15
20
中房间
26
60
5
15
20
房间
26
60
6
15
20
32夏季冷负荷计算
321 冷负荷计算方法
（1） 围护结构逐时传热产生冷负荷计算方法
（式31）
式（32）
（2） 围护结构冷负荷
（3） 外玻璃窗瞬变传热冷负荷
外窗产生冷负荷计算方法：
式（33）
（4） 透玻璃窗日射热引起冷负荷计算式
式（34）
（5） 设备散热形成冷负荷计算
式（35）
电子设备：
式（36）
（6）明散热形成冷负荷计算
式（37）
（7） 体散热形成冷负荷计算
式（38）
（8）夏季空调新风冷负荷
式（39）
次设计中天正2014软件里选取设计点需复杂输入数方便时根暖通专业全明设备功率密度宾馆建筑客房求分选取 15 wm220wm2新风设计建筑洁净度求设计时候公建筑房间设计规范里面4星级客房选取新风量40m3(hp)较设计新风量保持室洁净度洁净度母婴会十分重设计求
322 冷负荷计算结果
里二楼中房间例进行计算：该房间面积2174m2高三点三米室设计温度二十六摄氏度相湿度百分六十数五明100W设备430W房间需新风量200m3h
表32 中房间项逐时相加冷负荷（单位：W）
负荷源
逐时负荷值
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
0
房间参数
面积
2025m2
高度
330m
室温度
240℃
相湿度
60
体
5
明
304W
设备
410W
新风
20000m3h
东墙
基信息
长
360m
高(宽)
330m
面积
1188m2
传热系数
186(W㎡·K)
负荷值
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
南墙
基信息
长
480m
高(宽)
330m
面积
158419m2
传热系数
186(W㎡·K)
负荷值
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
2283
南门_嵌
基信息
长
090m
高(宽)
210m
面积
189m2
传热系数
650(W㎡·K)
负荷值
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
1081
西墙
基信息
长
360m
高(宽)
330m
面积
1188m2
传热系数
186(W㎡·K)
负荷值
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
1945
北墙
基信息
长
150m
高(宽)
330m
面积
49513m2
传热系数
186(W㎡·K)
负荷值
604
604
604
604
604
604
604
604
604
604
604
604
604
604
604
604
604
北门_嵌
基信息
长
060m
高(宽)
210m
面积
126m2
传热系数
650(W㎡·K)
负荷值
721
721
721
721
721
721
721
721
721
721
721
721
721
721
721
721
721
西墙
基信息
长
180m
高(宽)
330m
面积
594m2
传热系数
186(W㎡·K)
负荷值
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
北外墙
基信息
长
330m
高(宽)
330m
面积
108918m2
传热系数
054(W㎡·K)
负荷值
414
41
41
405
396
391
386
382
377
377
377
377
377
382
386
391
40
北外窗_嵌
基信息
长
120m
高(宽)
150m
面积
180m2
传热系数
260(W㎡·K)
负荷值
1155
155
1509
1726
1853
1913
1835
2086
1727
1679
986
365
323
285
253
225
197
东墙
基信息
长
180m
高(宽)
330m
面积
594m2
传热系数
186(W㎡·K)
负荷值
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
972
新风
显热
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
5507
全热
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
湿负荷
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
体
显热
363
2802
2934
300
3033
3066
3099
3132
3165
3165
3198
3198
3198
3231
3231
3231
3231
全热
2092
4532
4664
473
4763
4796
4829
4862
4895
4895
4928
4928
4928
4961
4961
4961
4961
湿负荷
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
明
负荷值
671
1954
207
2158
2216
2304
2362
242
2449
2508
2537
2595
2624
2683
2712
277
2799
设备
负荷值
394
426
517
574
615
648
672
689
705
722
73
746
754
763
771
779
779
冷负荷(W)
15249
19394
19692
20115
20365
20574
20608
20961
20676
20702
2008
19534
19529
19596
19605
19648
19659
新风冷负荷(W)
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
22447
总冷负荷(W)
37697
41842
4214
42562
42813
43022
43055
43409
43123
4315
42527
41981
41977
42043
42053
42096
42106
湿负荷(kgh)
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
026
新风湿负荷(kgh)
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
234
总湿负荷(kgh)
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
26
冷指标(Wm2)
753
958
972
993
1006
1016
1018
1035
1021
1022
992
965
964
968
968
97
971
新风冷指标(Wm2)
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
1109
总冷指标(Wm2)
1862
2066
2081
2102
2114
2125
2126
2144
213
2131
210
2073
2073
2076
2077
2079
2079
总湿指标(kghm2)
013
013
013
013
013
013
013
013
013
013
013
013
013
013
013
013
013
323 房间负荷计算结果
建筑两层布局致层例设计参数值表
表33 母婴会夏季负荷汇总
图31 母婴会逐时负荷图
面示意图片够清楚直接会冷负荷出现15时808202W
4空气处理方案
41方案较
设计母婴会中央空调系统设计空气调节器系统通常种 ：
第种Allair system种系统房间提供显热潜热冷负荷空气承担空气调节器机房处理机组集中处理占机房时具较厉害湿空气滤空气功该系统适冷负需求较空间通常高档酒店房间体育馆影剧院等场
第二种allwater system指水作冷系统热量传递制冷剂中间冷介质水冷源输送房间空调系统消残留热湿气实现交换新鲜空气
第三种The air water system种系统指房间冷热负荷空气水承担水介质房间空气进行降温冷末端装置装配室根客户需求空调机组进行调节室空气会交叉污染机组分散房间里面较难进行检修理 [3]
第四种All fresh air system该系统处理空气室外新鲜空气处理送入时排出房间里污浊空气种系统送入空气质量
42系统方案确定
次设计母婴会空调系统客户入住时候需满足房间单独互干扰时应保证房间空气质量设计中母婴会中央空调系统冷源选螺杆式式冷水机组采风机盘加独立新风系统优点种系统运行时候噪音较会影响需充分休息妈妈宝宝
设计夏季供回水温度分5℃7℃根涉需新风量选出符合求机器妥安装输送新鲜空气风连接房间里面盘送风口样设计处房间冷负荷需新风承担采样系统会占空间显简约气时没露出零部件定程度保护事物保持奇新生宝宝
建筑系统采双制层楼水方水采程式整栋建筑间楼层立采异程式
综次母婴会采风机盘加独立新风系统冷源选择水冷机组
5空气处理程设备选型
51空气处理程
511系统夏季工况计算程焓湿图
图51 焓湿图
(1) 首先需确定点N根天正暖通软件里面提供房间里状态参数容易找点N
(2) 表示房间外状态点W处理达空气相应盘表面均温度饱状态点LN点等焓线相湿度90线相交确定点L
(4) 确定点MM点已计算L点O点次进行计算找[4]
512 新风量确定
新风量顾名思义室外引进房间新鲜空气降低室污染物浓度提高洁净度带新鲜氧气营造种舒适感觉
确定需新鲜空气少满足：
（1） 应符合母婴会洁净度求
（2） 维持室正压
（3） 满足局部排风补偿
中房间例房间入住5参考相关设计规范规定需新风量40m3(hp)中房间新风量200 m3(hp)
513 送风量确定
送风量计算式：
（式51）
设计时充足送风量样做稀释排建筑物里面污浊空气加换气次数保持房间里面洁净度达次设计洁净度求适增加换气次数加送入室新鲜空气量果送风量足话会设备里细菌等带入房间严重影响洁净度加送风量保证送入房间里空气质量
里计算出送风量时计算出计算结果汇总表51
表51类型房间送风量
房间
面积（m2)
冷负荷（w)
湿负荷（Kgh）
送风量(m³h)
房间
1566
18052
208
119661
中房间
2025
20952
26
119661
房间
4185
25523
312
119661
52风机盘选型
设计空调系统里面送房间风通新风末端装置实现根面公式计算出风机盘送风量：
（式52）
计算结果：
房间送风量GF1 119661 m³h 冷负荷Q13314W
通计算房间冷负荷送风量机组够更发挥运行作应根机器中档运行时参数选择里选标准FP136型号1台单台设备中档制冷量72风量1360该型号设备时满足三种类型房间需求统选择该型号风机盘便采购安装等事宜
设备参数汇总表52
表52 风机盘详细参数表
设备型号
风 量
冷 量
电机功率
水流量
数量（台）
总冷量（kw）
FP136
1360
72
12
19
18
1368
53新风机组选型
进行送入新鲜空气种调节设备选型需计算出新风量新风冷负荷根数知道楼层需新风量新风冷负荷考虑房间实际母婴客户数目占整建筑例90二层例新风冷负荷Q2404101×093636909W需新风量G21840×091656m³h
通计算新风量新风冷负荷选择合适设备根选机组列入表53中
表53新风机组参数表
6空调新风系统
设计选系统属半集中式系统选择样系统拥空调器时房间里面专门安置风机盘处理送房间空气末端装置分两作作进步处理集中处理设备空气作房间里面空气进行处理空间房间较求房间独立调节温湿度母婴会说种系统十分适合时优势解决前空调系统占较方问题独立调节房间系统空调覆盖区域里面空气质量保障妈妈宝宝提供舒适体感时系统非常简约美观理起较容易
61空调风系统设计点
风设计应保证优先效果考虑济性美观性等问题建筑方面应放置天花板通剪力墙避免建筑相关问题例横梁设计中应注意设计原：
（1） 条件保证计算需参数温度湿度风量等
（2） 楼层划分独立新风系统
（3） 保证效果前提投资成量低
62 通风道选择
通风道圆形长方形两种选择空间里圆形通风路质量重美观难布置相矩形风阻力消耗原材料会布置方便
综合较采矩形风进行布置设计程中宽高13道般布置吊顶风布置太高应根房间情况合理选择布置高度
设计风材料表面热浸镀焊接钢板连接时候应采铆接方法
63房间气流组织设计
气流组织指设计母婴会里布置合适送风排风方处理空气送入房间室扩散混合冷空气室相均匀稳定环境入住妈妈孩子感受舒适气流组织母婴会里房间空调效果影响非常气流组织合理布置话更发挥出空调性合理气流组织够效排出热量提供冷量排害物保持室空气洁净
气流组织形式五种：送回送回中送回中送回侧送侧回
母婴会说房间设吊顶选择送风方式：气流组织均采散流器放送风方回收够达分层空气调节求采双侧送空气定角度散流器出口喷出吸收周围空气情况先膨胀然旋转方式流回进气道送风气流附天花板工作区域处回流区送入房间新鲜空气房间里空气充分混合温湿度稳定均匀适合设计中房间
设计建筑洁净度求风口选择采高效滤风口
根相关设计规范规定空气滤器分种：粗效中效滤器等次设计建筑定洁净度求进入房间新鲜空气进行必滤防止设备露出部分沾灰尘影响机组效率性进入末端装置空气需进行滤操作
前出验知道设置粗级效果滤器时空调覆盖区域空气清洁度达需求次设计中选择高效滤风口保证洁净度达需求
图 61 散流器送回
64风径风口尺寸计算
通风道设计里风速会影响设备噪声首先考虑风速果风速太高噪音会噪音会影响妈妈孩子等休息送风说风速风道成反然非风速越效果越定数量空气风速风道成反风道越风速越成越高设计母婴会应量保持安静环境设计时应更加注意控制噪音时新风机组放置房间里员影响低方
表61 风风速噪音参考值
根会房间途应空调系统噪音控制25~35dB(A)间允许范围进行设计工作
65风水力计算
风水力计算设计求选定流体流动速度根里面流体流量测定断截面尺寸计算道阻力空气道流动时会流体样产生压力损失程阻力局部阻力
（式63）
（式62）
（式61）
实通风空调风道计算方法[5]附录1查局部阻力系数表：
表62 风局部阻力系数
图62 风利支路
母婴会风水力计算楼例计算值汇总表63
表63 利环路阻力计算
表知次设计空调系统利支路1234567891011图表计算出总阻力37Pa计算结果进行校核验需考虑01富余量次设计风水力计算压力37×（1+01）407Pa校核符合规范
7空调水系统
71种空调水系统较
表71 常见空调水系统较
72确定冷冻水形式
根种系统划分优缺点较结合母婴会功济实性情况开式系统中路设备易腐蚀相反闭式系统水泵扬程低耗低设计冷冻水系统采闭式供回水系统
布置水时采程式系统利风机盘环路水力衡立干采异程系统程异程相结合调节阀存实现水力衡立楼层间路连接处布置
73冷冻水水力计算
空调水系统阻力三种组成分设备附件道阻力
式（71）
程阻力：
式（72）
式（73）
局部阻力：
表72 水局部阻力系数
计算步骤：
式（74）
根段冷负荷确定段供回水流量计算式：
式（77）
式（75）
式（76）
（3）计算摩阻计算段程阻力
式（79）
式（78）
（4）局部阻力系数法求段局部阻力
式（710）
局部阻力计算式：
（5）计算总阻力计算式：
式（711）
表73 径闭式系统流速推荐值
径（mm）
<32
32～70
70～100
125～250
250～400
>400
冷冻水（ms）
05～08
06～09
08～12
10～15
14～20
18～25
冷水(ms)
07～08
07～09
10～12
12～16
15～20
18～25
图71 母婴会水布置图
表74 七层系统利环路阻力计算
次设计母婴会二楼房间布局样路布置致省略计算
表75 水立计算
74冷凝水布置注意事项
设备运行程时会产生冷凝水水时排走布置冷凝水路时应该注意点：
（1）形成高低差水利排走道坡度3避免冷凝水聚集起
（2）设计供水回水路采聚乙烯塑料冷凝水重复利加保温层
（3）设计冷凝水路时定期洗情况合理考虑安排合理设施
次设计里水采聚乙烯塑料新风机组风机盘凝水径接径皆DN32排放附远处室外水口
75水泵计算选择
（1）冷冻水泵水流量计算公式
式（712）
L808(41868×5÷36)1389m³h
（2）冷冻水泵扬程H 确定
水泵扬程H 计算公式：
（式713）
根天正软件计算出水系统水力计算结果知水环路利环路总阻力冷冻水泵扬程
1mm H2O980665Pa
Hmax 53 mH2O
水泵扬程H 12 Hmax 12×53636mH2O
根计算选择水泵IS10065250
技术参数见表：
表76 水泵参数表
8冷源选型
81冷水机组选型
811常见冷源
常见冷源天然冷源工冷源见表
表81 常冷源特点较表
812机组选型
根计算房间负荷出结果选风机盘新风机组总冷负荷808KW设计建筑母婴会房间直需设备运行考虑09系数 808×097272KW
根计算结果满足负荷前提考虑建筑特点初期投资成选择台螺杆式冷水机组型号LS200
表82 冷水机组参数
制冷量（KW）
215
额定功率（KW）
58
蒸发器
冷凝器
进出水温度（℃）
127
3035
水流量（m3h）
40
65
进出水径DN（mm）
32
32
82 冷塔选型计算
冷塔水流量计算公式：
式（81）
计算W808×13(41868×5)5kgs18m3h
根计算选择冷塔1台型号BNC 30循环水量30m3h风扇直径1800mm功率40kW
9设备选型校核计算
91 冬天建筑热负荷
设计母婴会般建筑新生外界温差变化较敏感波动太温度会宝宝皮肤器官造成影响房间合适温度保持二十五摄氏度二十八摄氏度间夏天适降温冬天需保暖
计算中采稳态算法计算冬天供暖负荷夏天冷负荷动态算法进行计算稳态算法根房间外均温差计算供热负荷冬天房间里面外面均温差波动稳态算法计算出误差较夏季稳态算法话会导致结果出现偏差计算夏天负荷应该采动态算法
前风机盘选型中根夏天冷负荷选择次设计建筑冬天需风机盘供热需校核选择设备否够满足夏天需冷负荷前提时满足冬天需热负荷建筑热负荷见表
表91 母婴会热负荷汇总表
楼号
楼层
房间
房间面积
热负荷
m2
W
母婴会
1层
1001[中房间]
2025
8341
1002[厨房]
4185
8975
1003[中房间]
2025
8341
1004[中房间]
2025
8341
1005[办公室]
4185
9849
1006[中房间]
2025
8341
1007[房间]
1566
7581
1008[房间]
1566
7581
1009[房间]
351
9363
2层
2001[中房间]
2025
8372
2002[功室]
4185
8999
2003[中房间]
2025
8372
2004[中房间]
2025
8372
2005[育婴室]
4185
9873
2006[中房间]
2025
8372
2007[房间]
1566
7612
2008[房间]
1566
7612
2009[房间]
351
9394
计
4622
15369
工程合计
4622
15369
92 设备校核
风机盘仅仅夏季进行冬夏季需应该先夏季工况进行计算选择然冬季工况进行相校核果存冬季供热量足情况应该重新选择设备前风机盘选标准FP136型号1台单台设备中档制冷量72风量1360该设备中档制热量108kw检核该设备满足夏天冬天需求符合次设计需
10热水系统设计
次设计母婴会需布置热水系统该建筑房间18房间少热水需求需时时热水
计算结果表
表101 楼层计算结果
图 101 母婴会热水系统图
11特殊房间设计
次设计中普通房间房间例二楼功室里面包括瑜伽游泳池玩具设备供妈妈婴房间正常房间条件进行符合计算时需考虑婴游泳情境负荷计算时需添加水面部分里泳池10方米出水水温40℃进行计算根计算出结果需重新选择合适风机盘房间选择FP238型号设备台
楼厨房设计需注意方首先空调风新风机组送出通风送入补风调节室温度根厨房情况合理安排出风口位置防止厨房气味飞出影响厨房处负压状态排掉气味般情况负压值等5Pa时厨房良通风条件够减少清理工作
排气道长度长烟气排放速度会受影响变慢然影响排气效果水排气长距离通常15m排风样采镀锌钢板焊接排风速度控制10～12ms间样排风速度防止油烟附着通风道布置排风口方设置阀门保证排风效果
育婴室专门婴睡觉方般护士帮助刚刚生完孩子妈妈解决需新生导致睡眠足问题考虑婴健康方面素育婴室位置应该选择阳光充足方位孩子进行阳光浴育婴室里面方会进行消毒防止交叉感染护士穿专防护服装进入接受消毒接触宝宝
12施工点说明
121消防防排烟设计说明
（1） 栋楼五层封闭楼梯间窗口面积必须200方米楼梯顶梁开100方米窗口
（2） 通隔火通道楼层设备室风均设70℃消防阀
（3） 设计系统风材料受火焰时会着火烟材料制作
（4） 空调系统采保温材料粘贴结剂均难燃B级材料[10]
（5） 避免刺激宝宝视力房间明应该设计柔光带
122防腐保温
（1） 需保温风铝箔贴面超细离心玻璃棉容重32kgm3热阻081m3w材料保温
（2） 需保温水采达难燃B级橡塑复合隔热材料外加燃铝箔（复合燃铝箔）保温通说明
（3） 道强度试验风水气密试验合格方进行防腐工程施工防腐保温应严格施工指导书设计图纸相关国家标准进行
123施工注意点
（1） 面积通风道应采取合适加固措施采方法冷加固加筋加固支撑等
（2） 压力较高系统连接喷嘴路接口连接处应密封胶带防止泄漏
（3） 风设备间连接采角钢法兰时法兰间厚度40mm应燃塑料密封条作垫片
（4） 风道通防止火灾爆炸需封闭墙壁时应提前埋设道防护套穿面套应距面5cm墙面两侧防火阀排烟防火阀间风道外墙应采燃材料绝缘厚度少5cm设备基础施工前检查设备尺寸订购
（5） 考虑妈妈宝宝身心健康母婴会装修材料谨慎选择做没甲醛等污染等装修完成专业机构进行测试
（6） 洁净区非洁净区阻隔保证会房间空气循环量气流组织静压差屏障应保持围护结构气密性
13总结
进行毕业设计程中首先母婴会设计面图天正暖通软件母婴会进行负荷计算分析选择相应空气处理方案然计算设计风系统水系统热水系统设备选型校核计算整工程造价绘制设计图纸
次母婴会工环境设计四年专业学检验通计算程知道空调系统设计简单画图计算完成前次算出结果定需反复修改设计出合理系统时书理知识实际设计样重两者结合完成科学严谨毕业设计
次毕业设计通精细计算校核达设计标准
参考文献
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[10] 中华民国公安部建筑防排烟系统技术标准中国计划出版社2018
[11] Influence of building parameters and HVAC systems coupling on building energy performance ［Ｊ］Energy and Buildings 43 (2011) 1247–1253
附录
附录 母婴会空调系统图
图11 母婴会水路图
图12 母婴会风路图
附录二 外文文献 Influence of building parameters and HVAC systems coupling on building energy performance
1 Introduction
Office and retail are the most energy intensive typologies within nondomestic building sector typically accounting for over 50 of the total energy consumption for nondomestic buildings [1] Especiallyimportanthasbeentheintensificationofenergyconsumption inHVACsystemswhichhavenowbecomealmostessentialinparallel to the spread in the demand for thermal comfort It is the largest energy end use both in the residential and nonresidential sector with a weight close to 50 in nondomestic buildings
Modern buildings and their HVAC systems are nowadays required not only to be more energy efficient while adhering to an everincreasing demand for better performance in terms of comfort but equally in respect to financial and environmental issues [2] The choice of HVAC systems impacts the lifecycle cost of the building a building with an ineffective HVAC system or high running cost is also unlikely to be leased or sold easily [3] It is not surprising that the design of comfortable energy efficient buildings is receiving a lot of attention Research in this field tends to focus on computer software applications aimed at reducing energy consumption Historically the emphasis was on building energy
The energy performance of an HVAC system depends not only on its configuration and operational parameters but also on the characteristics of the heating and cooling demand of the building Researchers and engineers have been searching for an optimal system that can deliver best performance in any buildings In theory such a system (configuration) does exist [5] if it meets the following criteria
(1) The system has the ability to minimize outside air load while maintaining minimum fresh air supply to each zone as required by standards
(2) The system has the ability to eliminate simultaneous operation of cooling and heating sources eg cooling at the main deck while reheating at the terminals and to eliminate the occurrence of heating in the presence of cooling demand and vice versa
(3) The system can take the full advantage of free cooling when it is available
(4) The system can minimize occurrence of simultaneous heating and cooling demand between different zones by the means of interzonal airflow or heat exchange
Psychrometric analysis showed that some typical multizone HVAC systems eg the centralized variable air volume (VAV) or constant air volume (CAV) systems are highly inefficient in many cases The conceptually optimal system should be based on fancoil units a dedicated outside air system and interzonal air flow paths The question remains however whether such a system can be realized in real buildings
The above conclusion was drawn from a study that had significant limitations Firstly the models were based on idealized psychrometric processes Secondly the auxiliary energy consumption associated with the operation of the system and the temperature rise caused by pumps and fans were not considered Idealized system operation was also assumed eg the temperature and airflow rate set points are continuously variable within a wide range and without any control dead band Finally the simulation was carried out on selected design conditions rather than annual dynamic simulation
In nondomestic buildings the type of use and activities make a huge impact on the quality and quantity of energy services needed Whentryingtoaddressaspecificnondomestictypologylikeoffice buildings for example the usual approach is to define a typical or exemplar office building That approach has been used in [67] to investigate the refurbishment options aiming at 50 reduction in CO2 emission inside UK office building stock The sensitivity of future UK office buildings energy demand and subsequent consumption to future climate changes and improvements in HVAC and appliance and lighting efficiency are investigated based on four levels open plan building with high thermal mass using ESPr dynamic simulation software Office building energy consumption was determined for a generic HVAC system described by its boiler and chiller efficiencies for both design and part load conditions Dascalaki and Santamouris [8] have reported the results from the OFFICE project in which European office buildings were classified into five typical types in order to investigate passive and active measures to CO2 emission in five different climatic zones The software used for energy analysis was based on actual building monitoring One of the reported findings is that the type of the HVAC system significantly influences total energy consumption Ourghi et al [9] present a simplified method for office building annual cooling and total energy use in Kuwait and Tunis Exemplar office buildings of various shapes were modelled using DOE2 with typical office occupancy patterns and schedules with HVAC system the same in all cases VAV with electric reheat for both heating and cooling The research found a strong correlation between annual total energy use and building relative compactness (cubelikeness) window to wall ratio and the glazing solar heat gain coefficient for cooling dominated climates
Using dynamic simulation software Korolija et al [10] show that the energy efficiency of HVAC systems is largely dependent on the thermal characteristics of the building including the zonal heating and cooling demand profiles and fresh air demands The authors investigatedatypicalnarrowplanofficebuildingwithvariousinsulation levels coupled with VAV and CAV airconditioning systems This paper takes the step further introducing an airconditioning system with fan coil with dedicated outside air unit In addition to providing guidance on choosing HVAC systems for office buildings in the UK climate this paper also aims to demonstrate the impact of realistic design parameters such as sizing operational strategy and control set points on system performance in office buildings
2 Methodology
Models of the building and the systems were created in EnergyPlus v40 and simulated by using a LondonGatwick weather file
Fig 1 Office building models
21 Building model and thermal loads
The building model developed for this study is a narrow plan office building with a 32m×16m footprint and floortoceiling height of 35m The building is three stories high and each story is composed of office areas and common spaces (Fig 1)
Two types of office space layout have been considered open plan and cellular offices The open plan arrangement consists of one large open space Zone 1 while in the cellular office layout the office space is divided by a corridor into Zone 1 and Zone 3 In both floor arrangements Zone 2 represents common areas such as corridors toilets reception areas etc (Fig 1) Each facade has the same level of glazing 50 of external wall area which is a typical value for medium glazed office buildings The building fabrics are set to comply with the latest UK national standard [11] and representthecurrentbestpracticeconstructionswith Uvaluessignificantly lower when compared with the standard requirements The building elements Uvalues are presented in Table 1 Solar heat gain coefficient for selected glazing is 0637 while the visible transmittance is 0761
Officebuildingsbelongtothebuildingtypeswithclearlydefined occupancy pattern The building is in use only during weekdays between 7am and 7pm and the indoor thermal condition and air quality has to be strictly controlled in that period Zone air temperatures are controlled by dual setpoint thermostats which keep offices at 22◦C during heating period and at 24◦C during cooling periodCommonareashaveslightlydifferenttemperatureregimes they are heated up to 20◦C and cooled to 26◦C During unoccupied hours the thermostat calls for heating if temperature drops below 12◦C in any of zones while overheating is prevented by turning the cooling on if the temperature exceeds 28◦C in offices or 30◦C in common areas These values are recommended by CIBSE [12]
Table 1 Building fabrics Uvalues
Building elements UValue [W(m2 K)]
External wall 025
Flat roof 015
Ground floor 015
Glazing 178
Fig 2 Daylight reference points
and they are compatible with indoor air temperatures cited in the ASHRAE Handbook [13]
Internal heat gains in UK office buildings are the dominant reason why cooling systems in offices exist [14] The levels of different gains in office zones depend on whether it is an open plan or cellular arrangement For the open plan office the occupant density is set to 9m2person with a total heat gain of 125Wperson [12] while the equipment heat gain is limited to 15Wm2 [15] On the other hand cellular offices are usually shared by two or three people or sometimes are designed for single occupancy which lowers the occupant density to 14m2person and decreases equipment heat gain to 10Wm2 Artificial lighting heat gains are selected to comply with the benchmark value of 12Wm2 [16] In addition to internal heat gains two more parameters have to be defined to complete all necessary data for building demands simulation The first parameter is the volume of outdoor air supplied to meet the fresh air requirement which amounts to 10ls per person [17] The second parameter determines building air tightness through the infiltration rate The value for the infiltration rate has been set to 03 air changes per hour as recommended by CIBSE A413 [12] for airconditioned buildings constructed to comply with the latest standards
As already mentioned the internal heat gains in office buildings have a significant effect on their thermal behaviour and energy consumption Therefore special attention has to be paid to try to decrease level of internal gains One of the methods to achieve this is to implement daylight control in office zones In this study we decided to compare building energy needs in both cases with daylight control and without For that purpose the DElight simulation engine integrated into EnergyPlus was used to calculate artificial lighting reduction This particular model has been selected because it is according to Carroll and Hitchcock [18] robust usable and capable of providing sufficiently accurate quantitative information about performance of daylighting and lighting control system in buildings In addition Maamari et al [19] validated several daylight simulation tools and came to the conclusion that DElight results correlates very well with the measurements
The DElight model calculates the interior daylighting luminance level at user specified reference points and then compares it with luminance target value which is set to 500lx for the office type activity Artificial lighting is reduced whenever possible to benefit from daylighting while still achieving the desired target Fig 2 shows how the office zones are divided into several daylighting zonescontrolledbycorrespondingreferencepointOpenplanoffice has five reference points four perimeters and one in the core of the zone Cellular offices have only two daylighting zones one close to the glazing area and another deep in the space
Having defined previous parameters annual simulation can be run to determine building demands Fig 3 shows building energy demands for open plan and cellular office arrangements with and without daylight control categorised into following enduse categories equipment lighting cooling and heating
The most noticeable difference is between cellular and open plan office equipment electricity consumption which is due to the initial model settings The results clearly support the benefit of daylighting control on artificial lighting electricity consumption In both cases cellular and open plan office arrangements the elec
Fig 3 Building demands
tricity consumption is reduced for more than 65 by implementing daylight control As equipment and lighting contribute towards the internal heat gains it is important to analyse how the inequality in internal heat gain levels affects coolingheating demand A lower level of internal gains in cellular office arrangement results in more than 10 lower cooling demand in comparison with an open plan office On the other hand heating demand is around 5 higher When comparing buildings which have daylighting control with buildings where daylighting control is not implemented the difference in coolingheating demand is even more significant Buildings which benefit from daylighting control have nearly 25 lower cooling demand and over 20 higher heating demand This is around 105kWhm2yr reduction in cooling demand and about 55kWhm2yr heating demand rise
3 Conclusion
The results presented in this paper clearly indicate that it is not possible to form a judgment about building energy performance based only on building heating and cooling loads For the two systems investigated variable air volume system and fan coil with dedicated outside air system the difference between system demand and building demand varied from over −40 to almost +30 for cooling and between −20 and +15 for heating If the heat recovery unit is used the difference in heating performance is even higher up to −70
In a mild climate such as UK the overall energy consumption is strongly influenced by building internal gains This study showed that even for the same activity (office) the difference in internal gains for open plan office arrangement and cellular office arrangement has significant implications for cooling and heating energy Lower level of internal gains in cellular office arrangement has revealed that the cooling demand is more than 10 lower and the heating demand is around 5 higher Daylighting control which decreases artificial lighting heat gains for more than 65 has even bigger impact on coolingheating demand Buildings which benefit from daylighting control have nearly 25 lower cooling demand and over 20 higher heating demand
In terms of auxiliary energy consumption this paper clearly shows that fan and pump electricity consumption cannot be overlooked Almost 15 of all energy consumption is used by auxiliary equipment if the building is equipped with a VAV system In the case of the fan coil system it amounts to between 6 and 9 of the total In other words the auxiliary energy consumption is around 15kWhm2yr for VAV systems and between 9 and 11kWhm2yr for fan coil systems
附录三 外文译文
办公零售非住宅建筑领域中源消耗严重类型通常占非住宅建筑总耗50尤重空调系统源消耗强度已热舒适需求蔓延步住宅非住宅领域中源终端占非住宅建筑重接50
现代建筑HVAC系统现仅求更高源效率时满足断增长舒适性求求财务环境问题保持衡暖通空调系统选择影响建筑物生命周期成果栋建筑暖通系统佳运行成高太轻易出租出售舒适节建筑设计受广泛关注奇怪领域研究集中降低源消耗目计算机软件应历史重点建筑源暖通空调系统节性仅取决暖通空调系统结构运行参数取决建筑物供热制冷需求特性研究员工程师直寻找种优系统种系统建筑物中提供佳性理果满足条件样系统(配置)确实存
(1)系统够外部空气负荷降低时标准求保持区域新鲜空气供应低限度
(2)系统具消冷热源时运行力甲板冷端子处加热消加热时出现冷需求反然
(3)系统时充分利冷
(4)系统通分区间气流换热方式量减少区域间加热冷时发生需求
干湿分析表明典型区域暖通空调系统集中式变风量(VAV)定风量(CAV)系统情况非常低效概念优系统应该基风机盘单元专外部空气系统区间空气流动路径然问题样系统否实际建筑中实现
述结项明显局限性研究中出首先模型基理想化湿度程次没考虑系统运行相关辅助耗泵风机引起温升假定理想系统运行例温度气流速度设定值范围连续变化没控制死区选定设计条件进行仿真进行年度动态仿真
非住宅建筑中活动类型需源服务质量数量产生巨影响例办公建筑通常方法定义典型范例办公建筑该方法已[67]中研究旨英国办公楼二氧化碳排放减少50翻新方案利ESPr动态模拟软件高热质量四层开敞式建筑例研究未英国办公建筑源需求续消耗未气候变化暖通空调明效率改善敏感性办公楼耗通HVAC系统确定该系统描述锅炉冷水机设计部分负荷条件效率DascalakiSantamouris[8]报告欧洲办公建筑划分5种典型类型办公项目结果研究5气候区二氧化碳排放动动措施源分析软件基实际建筑监测研究结果暖通空调系统类型显著影响总耗Ourghi等提出科威特突尼斯办公楼年度冷总源简化方法形状办公建筑DOE2进行建模典型办公占模式HVAC系统时间表情况相VAV具加热冷电热研究发现气候条件年总耗建筑相密实度(立方度)窗墙玻璃太阳热增益系数间存强相关性
利动态模拟软件Korolija等[10]表明HVAC系统源效率程度取决建筑热特性包括分区供暖制冷需求概况新鲜空气需求作者研究种带绝缘水结合VAVCAV空调系统窄式办公室建筑文进步介绍种带风机盘专外送风空调系统办公建筑英国气候选择HVAC系统提供指导外文旨展示现实设计参数规模操作策略控制设置点办公建筑系统性影响
2 方法
建筑系统模型EnergyPlus v40中创建通LondonGatwick天气文件进行模拟
图1示办公楼模型
21建筑模型热负荷
研究开发建筑模型座占32m×16m层高35m窄面办公建筑该建筑三层楼高层办公区公空间组成(图1)
考虑两种类型办公空间布局开放式办公室单元式办公室开放式面布局包括开放空间区域1单元办公室布局中办公空间走廊划分区域1区域3两种楼层布局中第2区代表公区域走廊厕接区等(图1)立面相水玻璃占外墙面积50中等釉面办公建筑典型值该建筑面料符合英国新国家标准[11]代表着目前实结构标准求相u值明显降低构建元素u 值表1示选玻璃太阳吸热系数0637见光透率0761
Officebuildingsbelongtothebuildingtypeswithclearlydefined占模式该建筑工作日早7点晚7点间期间室温度空气质量必须严格控制区域空气温度双定温控器控制加热期间保持22◦24◦冷期间加热20◦冷26◦空闲时间温控器求加热果温度降低12◦区域热通开降温果温度超28◦办公室30◦普通区值CIBSE[12]推荐
表1建筑面料u值
建筑元素u值[W(m2 K)]
外墙025
屋顶015
楼015
玻璃178
图2示日光参考点
ASHRAE手册[13]中提室空气温度致
英国办公楼热量增加办公室存[14]冷系统原办公区域收益水取决开放式规划蜂窝布局开放式办公室居住者密度设置9m2总热增益125W[12]设备热增益限制15Wm2[15]方面蜂窝办公室通常两三享者时设计单占者密度降低14方米设备热增益降低10W方米工明热增益选择符合基准值12Wm2[16]热增益外必须定义外两参数完成建筑需求模拟需数第参数满足新鲜空气需求室外供气量达[17]10ls第二参数通入渗率确定建筑气密性根CIBSE a4 13[12]符合新标准空调建筑物建议入渗率数值已设定时03换气量
前述办公建筑热增益热行耗显著影响必须特注意设法减少部收益水实现目标方法办公区域实施日光控制项研究中决定较两种情况建筑源需求日光控制没日光控制DElight模拟引擎集成EnergyPlus中计算工明减少根CarrollHitchcock[18]特定模型选择健壮够提供足够准确关采光建筑明控制系统性定量信息外Maamari等种日光模拟工具进行验证出结DElight结果测量值相关性
DElight模型计算出户指定参考点室采光亮度水办公室类型活动设置亮度目标值500lx进行较减少工明采光中获益时达预期目标图2展示办公区域划分采光区域Openplanoffice5参考点4周边1园区核心单元办公室两采光区玻璃区域空间深处
定义前参数运行年度仿真确定建筑需求图3显示开放式规划蜂窝办公室布局建筑源需求包括日光控制包括日光控制分终途类设备明冷加热
明显区蜂窝开放式办公室设备电力消耗初始模型设置结果清楚支持采光控制工明耗电量益处两种情况蜂窝开放计划办公室安排电子图3示建筑求
通实施日光控制减少超65tricity消耗设备明助部热量增加分析部热量增加水等影响冷加热需求重开放式办公室相蜂窝办公室布局部增益水较低导致制冷需求降低10方面供暖需求增加5左右较采光控制建筑物没实施采光控制建筑物时冷气暖气需求差异更显著受益采光控制建筑物制冷需求降低25供暖需求增加20降温需求减少约105kWhm2yr供暖需求增加约55kWhm2yr
3 结
文研究结果清楚表明仅建筑物冷热负荷判断建筑物节性研究两系统变风量系统带专外部空气系统风机盘系统需求建筑需求间差异冷时超 40接+30加热时 20+15间果热回收装置加热性差异更高达 70
英国样气候温国家总体源消耗受部收益强烈影响研究表明相活动(办公室)中开放式办公室布置单元式办公室布置部增益差异冷加热量重影响蜂窝办公室布置部增益较低表明冷需求降低10加热需求增加5左右采光控制减少工明65热收益制冷供暖需求影响更受益采光控制建筑物制冷需求降低25供暖需求增加20
辅助耗方面文明确指出风机泵耗电量容忽视果建筑物装变风量空调系统辅助设备消耗源约占总源消耗15风机盘系统情况相总数69换句话说VAV系统辅助耗约15kWhm2yr风机盘系统辅助耗9 11kWhm2yr间
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