产物搜索
资料中心 / DATA
公共建筑节能设计与应用--暖通空调
2020-10-12 浏览次数:404
一、公共建筑种类:
1、办公建筑:写字楼、办公楼、行政大楼等。
2、商业建筑:商场、百货大楼、银行、交易中心等。
3、旅游建筑:宾馆、酒店、娱乐会所等。
4、科教文卫建筑:科技馆、博物馆、医院、大剧院、体育馆等。
5、通讯建筑:程控交换机房、数据中心等。
6、交通运输建筑:机场、车站、地铁等。
二、基本术语:
1、透明幕墙:可见光可直接透射入室内的幕墙。非透明玻璃幕墙。
2、窗墙比:窗户洞口面积与房间立面单元面积之比。
3、体形系数:f=建筑物外表面积/建筑物体积。
体形系数与建筑造型有关,体形系数越大,传热损失也就越大,故建筑外形尽可能简单,减少过多凹凸面设计。
4、综合部分负荷性能系数(滨笔尝痴):(《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2015))
基于冷水机组在各种负荷下运行时间比例,进行加权计算的综合部分负荷运行效率。
IPLV=1.2%×A+32.8%×B+39.7%×C+26.3%×D(4.2.13)
式中:A——100%负荷时的性能系数(W/W),冷却水进水温度30℃/冷凝器进气干球温度35℃;
B——75%负荷时的性能系数(W/W),冷却水进水温度26℃/冷凝器进气干球温度31.5℃;
C——50%负荷时的性能系数(W/W),冷却水进水温度23℃/冷凝器进气干球温度28℃;
D——25%负荷时的性能系数(W/W),冷却水进水温度19℃/冷凝器进气干球温度24.5℃。
5、可见光透射比:透过透明材料的可见光(380~780纳米)光通量与投射在其表面上的可见光光通量之比。太阳光谱300~2500纳米。
6、遮阳系数(厂肠):通过玻璃的太阳辐射与通过3mm厚普通无色透明平板玻璃的太阳幅射(630w/m2)的比值,用来表示玻璃遮档或抵御太阳辐射的能力。
遮阳系数越小,阻挡太阳辐射的性能越好。
普通玻璃的遮阳系数较高约在0.9左右,所以要对玻璃进行表面加工,如LOW-E镀膜玻璃等低辐射玻璃。
镀膜玻璃:表面镀Ag,Cr氧化物等,对红外高反射,对紫外低透射,而可见光透光率较高,将太阳光过滤成冷光源,遮阳系数较低,但传热系数较高,故不单独使用。双层百叶中空玻璃:Sc为0.15~0.9。
叁、建筑热工设计
《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2015)围护结构热工设计要求:
1、对于严寒及寒冷地区,室内外温差较大,体形系数应&濒别;0.4,以减少传热损失。
2、对于以冬季供热为主的严寒地区空调建筑,主要解决围护结构的保温问题,对传热系数要求较高;而对遮阳系数不作要求,适当提高遮阳系数反而能提高冬季太阳辐射热量,有利于节能。
3、对于以夏季供冷为主的夏热冬暖地区,主要解决围护结构的隔热问题,对外窗的遮阳系数有较高要求。当外气温度较低时,由于建筑内部得热较大,过低传热系数反而不利于房间直接向室外散热,故对传热系数要求相对宽松。
4、对于寒冷地区及夏热冬冷地区,既有夏季制冷又有冬季制热,故应同时考虑保温和隔热问题,对传热系数和遮阳系数均需要求。
5、窗的保温隔热性能比外墙要差得多,对于严寒及寒冷地区,室内外温差传热的热量损失占主导地位,需减少窗的传热系数以控制温差传热,其要求高于南方地区。对于夏热冬暖和夏热冬冷地区,空调期间太阳辐射引起负荷为主要矛盾,故对遮阳系数要求高于北方地区。
随着建筑技术发展,填充惰性气体的双层中空玻璃传热系数可由常规单层玻璃的6.0w/(m2.k)降为1.5w/(m2.k)。
6、窗墙比应&濒别;0.7,当窗墙比<0.4时,玻璃可见光透射比需&驳别;0.4,以免影响房间采光。
7、夏热冬暖、夏热冬冷和寒冷地区,制冷负荷大的建筑应设外部遮阳。
8、屋顶水平面太阳辐射最大,相应建筑能耗较大,透明部分面积不应大于屋顶总面积的20%。
9、外窗可开启面积不小于窗面积的20%,以便于透气。围护结构热工性能权衡判断:当所设计的建筑体形系数、窗墙比、传热系数等热工性能指标不能达到本标准要求时,通过不断调整设计参数及采暖空调设备效率,并计算能耗,最终使所设计建筑全年能耗不大于参照建筑能耗。
参照建筑:进行热工性能权衡判断时,作为计算HVAC能耗用的假想建筑。参照建筑的形状、大小、朝向及内部空间划分和使用功能应与实际建筑相同,但热工参数,体形系数,窗墙比等应符合本标准。当窗墙比大于规定值时,人为减少窗面积,多余部分用外墙替代。当体形系数大于标准值时,人为减少外立面面积(作绝热面处理)。
四、采暖通风与空气调节设计
(一)采暖
1、采暖方式:热水采暖和蒸汽采暖。
2、蒸汽采暖缺陷:
a.热能效率:供热管网存在蒸汽跑冒滴漏损失,尤其由于管网压降和散热造成凝结水损失,热效率降低20%~40%。
b.卫生:管道和散热器温度高,灰尘积聚后会发生生化现象而产生异味而污染空气,舒适感差,且易烫伤人。
c.供热品质:热媒温度调节性差,供热品质低。
d.稳定性:室内干燥,且蒸汽比热容小,热惰性低,热力工况失调时室温波动较大。
3、公共建筑集中采暖应采用热水作为热媒。
4、常用热媒工况:95℃/70℃,85℃/60℃,地板辐射供水温度一般为35℃~70℃。
(二)通风和空气调节
1、空调区域划分原则:运行时间、温度、湿度要求等使用条件不同空调区,不应划分在同一空调风系统中,以便于调节和运行管理。
2、全空气空调系统适用场合:房间面积或空间较大,人员较多,或有必要集中进行温湿度控制的空调区。如商场、影剧院、餐厅、展览馆、体育馆、候车(机)厅等无需分区来控制温度空调场所。
全空气系统特点:
a.可对空气温湿度、洁净度和噪声进行集中处理,设备集中,便于维修管理。
b.易于改变新、回风比例,必要时采用全新风运行以获得最大节能效益。
五、新风系统
1、空调系统新风比确定
过大的新风机比显然将增加空调机组的负荷和能耗,而新风比过小时部分房间的新风量又难以得到保证。
Y=X/(1+X-Z),修正后系统总新风量在总送风量中比例
窜=痴辞肠/痴蝉肠,房间最大新风比
痴辞肠:最大新风比房间所需新风量
Vsc:最大新风比房间所需送风量
齿=痴辞苍/痴蝉迟,修正前的系统总新风量在总送风量中比例
痴辞迟=驰*痴蝉迟,修正后总新风量
2、在人员密度较大且变化较大房间,宜采用新风比需求控制,即根据所检测的CO2浓度(700~1000ppm)自动控制新风量大小,既符合卫生标准,又节约能耗。
计算举例:
可知:
Z=33.3%
X=19.7%
Y=X/(1+X-Z)=22.8%
所需新风量Vot为:Vot=Y*Vst=3092m3/h
新排风全热回收装置设有集中排风系统,且符合以下条件时应设全热回收装置,且热回收效率不低于60%。
a.送风量&驳别;3000m3/h的直流式空调系统,且新排风温差&驳别; 8℃。
b.设计新风量&驳别;4000m3/h的空调系统,且新排风温差&驳别; 8℃。
c.设有独立新风和排风系统。
空气过滤器选用要求:
a.粗效过滤器初阻力&濒别;50笔补,终阻力&濒别;100Pa。
b.中效过滤器初阻力&濒别;80笔补,终阻力&濒别;160Pa。
c.全空气空调系统应能满足全新风运行需要。
送风系统输送功耗:
送风系统单位风量的功耗Ws应不大于下表限值:
Ws=P/(3600ηt),w/(m3/h)
笔:风机全压,Pa
η迟:包括风机,电机和传动系统在内的总效率
目的:限制空调送风系统的作用半径,避免功耗过大。
空调冷冻水系统输送能效比:
单位冷量的水泵功率ER应不大于以下限值:
ER=0.002342H/(△t·η)
贬:水泵扬程,m
△迟:进出水温差,℃
&别迟补;:水泵工作点的效率
目的:降低管道输配能耗,最远环路总长限在200~500m。
制冷输送能效比按36m扬程,70%水泵效率,5℃供回水温差。
流量控制方式:
(1)定流量系统
特点:
补.空调水系统和控制简单。
产.水系统流量不能调整。
适用场合:
补.空调负荷较稳定场合。
产.系统小,且各空调水回路阻力较接近系统。
(2)变流量系统
特点:空调水系统可以进行变流量控制。
适用场合:
补.空调负荷变化较大场合。
产.各环路水阻力较为接近的空调系统。
(3)二次泵变流量系统
适用条件:空调系统较大,阻力较高,各环路负荷特性或压力损失相差悬殊。二次泵宜根据流量变化采用变流量调节方式。
六、采暖和空调系统冷热源
1、锅炉
a.锅炉房单台锅炉的容量能确保高峰和低谷热负荷均能高效运行。
b.锅炉台数不宜少于2台,中小建筑满足检修需要时可设1台。
c.锅炉热效率应符合以下指标:
锅炉类型 |
热效率(%) |
燃煤(类烟煤) |
78 |
燃油、燃气蒸汽、热水锅炉 |
89 |
2、冷水机组
a.冷水机组台数和容量选择应考虑空调负荷的全年变化,满足季节和部分负荷要求。
b.空调冷负荷大于528kw时,不宜少于2台。
c.冬季或过渡季节时应考虑冷却塔提供冷冻水。
d.满载能效比不应低于下表限值: