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夏热冬冷地区某医院建筑空调系统设计.docx

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    • 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 浙 江 海 洋 学 院 参赛人员:杜泽杭 毛海勇 颜伟 曹卓朝指导老师:刘春花摘要 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、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 618.1.7 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 7010.3.3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 74III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-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5~13F3.9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1.1~1.3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0.500.500.520.511.3 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GB50028-20069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4.2.24) 多功能厅:采。

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