暖通空調(diào)工程設(shè)計

吳祥生2014.09.16電話通空調(diào)工程設(shè)計目次一、緒論二、設(shè)計講座內(nèi)容簡介三、基本概念四、人體熱反應(yīng)五、空調(diào)冷負(fù)荷六、制冷循環(huán)七、BIM簡介八、暖通空調(diào)設(shè)計內(nèi)容九、施工圖內(nèi)容簡介居住環(huán)境的現(xiàn)狀：夏熱冬冷對居住環(huán)境要求：冬暖夏涼實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段：暖通空調(diào)所需條件：供暖－熱源；空調(diào)－冷源一、緒論空氣調(diào)節(jié)的定義：1.優(yōu)化小環(huán)境、破壞大環(huán)境吳元煒(全國空調(diào)學(xué)會主席)2.與老天爺作對的一門工程技術(shù)無名氏(大多數(shù)人的觀點(diǎn))3.像重慶人吃火鍋一樣重慶人(CCTV介紹重慶的節(jié)目)原因：夏天吃火鍋－－酣暢淋漓冬天吃火鍋－－全身暖和人類的生存與能源的關(guān)系：人類與環(huán)境的關(guān)系：密不可分魚和水？杞人憂天?當(dāng)代杞人不憂天?杞人后代必須憂天!理解：醫(yī)生的工作是“人命關(guān)天”的大事

我們的工作是“空調(diào)關(guān)天”的大事

在創(chuàng)造“春天”的同時如何保護(hù)“藍(lán)天”產(chǎn)品元器件材料配件系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)能耗監(jiān)測高校研究院設(shè)計院技能培訓(xùn)監(jiān)理工程公司咨詢機(jī)構(gòu)經(jīng)銷商產(chǎn)品生產(chǎn)商能源投資能源規(guī)劃設(shè)計招投標(biāo)施工監(jiān)理運(yùn)行管理節(jié)能改造廢棄處理全生命周期（X）全產(chǎn)業(yè)鏈（Y）全行業(yè)（Z）建環(huán)三維空間對策：提高工程公司從業(yè)人員的專業(yè)水平從設(shè)計入手：設(shè)計方面的培訓(xùn)（打基礎(chǔ)）。從施工入手：提高施工水平、確保工程質(zhì)量。從運(yùn)行入手：實(shí)現(xiàn)空調(diào)工程的節(jié)能運(yùn)行。二、設(shè)計講座內(nèi)容簡介邀請重慶市各設(shè)計院、重慶大學(xué)有工程經(jīng)驗(yàn)的專家教授講課。

工程公司業(yè)務(wù)人員在工程中遇到的普遍專業(yè)問題。付祥釗教授：《暖通專業(yè)文化》沒有文化的軍隊是愚蠢的軍隊；沒有文化的專業(yè)是愚蠢的專業(yè)。周強(qiáng)高工：《公共建筑通風(fēng)與防排煙系統(tǒng)設(shè)計》通風(fēng)無小事；防排煙是人命關(guān)天的大事。陳澤嘉高工：《凈化空調(diào)設(shè)計》霧霾給我們的機(jī)會；尋找沒有細(xì)菌的世界。王衛(wèi)民高工：《空調(diào)系統(tǒng)冷熱源》能耗大戶；大有大的難處、大有大的作為。艾民高工：《空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計》看不見、摸的著；不但影響能耗的高低，也決定著空調(diào)效果的好壞。盧軍教授：《地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計》可再生能源應(yīng)用；長短自有評說。吳敏高工：《暖通施工圖設(shè)計中的常見問題》無圖無問題；小事不?。粚こ叹媲缶?。李全高工：《空調(diào)設(shè)計中的規(guī)范應(yīng)用》沒有規(guī)矩就沒有方圓；技術(shù)工作的最低要求；做守法的技術(shù)工作者。余慶利高工：《空調(diào)系統(tǒng)方案分析》空調(diào)系統(tǒng)的先天情況；可以做不到，不能想不到。閆興旺高工：《空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計》水系統(tǒng)輸送能耗可觀；變頻是熱門話題；工程上和理論上爭議較多。吳蔚蘭高工：《工藝空調(diào)設(shè)計》隨著建筑市場的變化，新的利潤增長點(diǎn)；空調(diào)技術(shù)與工藝特點(diǎn)的結(jié)合。王勇教授：《水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計》重慶地區(qū)水資源豐富，水源熱泵大有可為；并不是所有水源熱泵工程的運(yùn)行能耗是最低的；收益與代價的比較。陳金華教授：《空調(diào)系統(tǒng)檢測與調(diào)試》用數(shù)據(jù)說話；設(shè)計施工質(zhì)量評判；故障診斷、指導(dǎo)運(yùn)行；自控的基礎(chǔ)。吳恬教授：《熱水系統(tǒng)設(shè)計、建筑給排水概述》生命之源；節(jié)約資源、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境；滿足不同需要。張曉清高工：《電氣概論》不可一瞬無電；智慧供冷的基礎(chǔ)、物聯(lián)網(wǎng)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用。趙宏偉教授：《建筑供配電概述》電老虎；水暖電不分家。一次能源：煤炭、原油、天然氣、煤層氣、水能、核能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能等。二次能源：電力、熱力、成品油等。常規(guī)能源（化石能源）、新能源、可再生能源。三、基本概念焓：指能源量的多少。熵：指能源質(zhì)的高低。舉例：一杯水與一桶水標(biāo)準(zhǔn)煤：發(fā)熱值7000kcal(29306kJ)節(jié)能：在滿足需求的前提下，提高能源利用率，降低能源消耗。綠色：綠色建筑（四節(jié)一環(huán)保一控制）。節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材兩個定律（平衡定律）⒈能量守恒：進(jìn)入的能量－離開的能量＝系統(tǒng)內(nèi)能量的變化；⒉質(zhì)量守恒：進(jìn)入的質(zhì)量－離開的質(zhì)量＝系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量的變化。溫度溫度是物體冷熱程度的標(biāo)志。溫度的量度為溫標(biāo)，常用有熱力學(xué)溫標(biāo)T(K)和攝氏溫標(biāo)t(℃)。溫度測量用溫度計。

t＝T－273.15≈T－273℃

在一定的空氣狀態(tài)下，干濕球溫度的差值反映了空氣相對濕度的大小。工程應(yīng)用：確定冷卻塔的出水溫度、快速測相對濕度。

濕球溫度

濕球溫度計測得的溫度就稱為空氣的濕球溫度，其裝置如圖。

露點(diǎn)溫度

濕空氣的露點(diǎn)溫度t1定義為在含濕量不變的條件下，濕空氣達(dá)到飽和時的溫度。=100%=60%t=30℃tB=20℃t1=12℃ABCh=42.51

由空氣狀態(tài)確定濕球溫度、露點(diǎn)溫度在相對濕度低于100%情況下，干球溫度大于濕球溫度大于露點(diǎn)溫度。工程應(yīng)用：保溫層厚度計算。熱泵的定義水往低處流，熱向低溫傳。空調(diào)器就是一臺熱泵。水源熱泵地源（土壤源）熱泵空氣源熱泵熱泵的應(yīng)用水地源熱泵的增量投資5%~20%，節(jié)能率15%~30%，增量投資的回收年限7~9年。夏季的空調(diào)冬季的供暖全年生活熱水余熱回收高溫?zé)岜脵C(jī)組（有取代熱水鍋爐的趨勢）；充分利用熱泵機(jī)組的兩端，提高綜合能效比。食物分解氧化熱量人體的基本生理要求：維持體溫基本恒定！代謝率：人體新陳代謝反應(yīng)過程中能量釋放的速率。人體對熱濕環(huán)境反應(yīng)的生理學(xué)

和心理學(xué)基礎(chǔ)四、人體熱反應(yīng)身高1.78m體重65kgAD為1.8m2人體的熱平衡身高1.78m體重65kgAD為1.8m2肝臟：最高，38℃

皮膚：與外界環(huán)境有關(guān)各部分溫差不會太大日夜有1℃以內(nèi)的波動代表溫度：核心溫度人體體溫范圍人體外層溫度皮膚溫度 狀態(tài)

45

℃以上 皮膚組織迅速損傷 43~41

℃ 被燙傷的疼痛感 41~39

℃ 疼感閾39~37

℃ 熱的感覺 37~35

℃ 開始有熱的感覺 34~33

℃ 休息時處于熱中性狀態(tài),熱舒適 33~32

℃ 2-4met的(中等)運(yùn)動量時感覺舒適32~30

℃ 3-6met的(較大)運(yùn)動量時感覺舒適31~29℃ 坐著時有不愉快的冷感 25℃

(局部) 皮膚喪失感覺 20

℃(手) 非常不快的冷感覺 15

℃(手) 極端不快的冷感覺 5

℃(手) 伴隨疼感的冷感覺

人體與外界的熱交換顯熱交換對流散熱輻射散熱潛熱交換皮膚散濕出汗蒸發(fā)皮膚濕擴(kuò)散呼吸散濕人體與外界的熱交換影響人體與外界

熱交換的因素

環(huán)境空氣溫度：對流換熱環(huán)境表面溫度：輻射換熱水蒸汽分壓力（空氣濕度）：對流質(zhì)交換高溫環(huán)境：增加熱感低溫環(huán)境：增加冷感！風(fēng)速：對流熱交換和對流質(zhì)交換吹風(fēng)感：冷感和對皮膚的壓力沖擊服裝熱阻：影響所有換熱形式人體散熱、散濕量

的影響因素

全熱：主要決定于肌肉活動強(qiáng)度，受其它因素影響在應(yīng)用上可以忽略。顯熱：決定于溫度，隨溫度上升而減少。潛熱(散濕)：決定于溫度，隨溫度上升而增加。

定義：人對周圍環(huán)境“冷”“熱”的主觀描述。特點(diǎn)：盡管人描述環(huán)境的冷熱，實(shí)際上只能感覺到自己皮膚下神經(jīng)末梢的溫度。所以“冷”“熱”與感受者的身體狀態(tài)有關(guān)，不是完全客觀的?！爸行浴钡亩x：不冷不熱，人用于體溫調(diào)節(jié)消耗的能量最小。熱感覺PMV指標(biāo)只代表了同一環(huán)境下絕大多數(shù)人的感覺，不能代表所有個人的感覺。PMV指標(biāo)的7級分度

PPD是通過概率分析確定某環(huán)境條件下人群不滿意的百分?jǐn)?shù)

即便達(dá)到PMV＝0，仍然有5％的人不滿意。預(yù)測不滿意百分比PPD

(PredictedPercentDissatisfied)

大量現(xiàn)場調(diào)查證實(shí)高溫會降低勞動的效率寒冷影響肢體的靈活性溫度偏離最佳值會增加事故發(fā)生率

機(jī)理：激發(fā)的概念，工作本身＋物理環(huán)境中等激發(fā)時效率最高低激發(fā)導(dǎo)致人不清醒高激發(fā)導(dǎo)致不能全神貫注熱環(huán)境與工作效率體力勞動與熱環(huán)境

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)手的皮膚溫度低于15℃時，關(guān)節(jié)變得僵硬靈巧性明顯下降。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)手的皮膚溫度低于6℃時出現(xiàn)麻木感覺。冷風(fēng)有渙散精神作用，分散工作注意力。體溫過低導(dǎo)致人過于激奮，降低需要持續(xù)集中注意力的工作的效能。 冷應(yīng)力和手工操作效能五、空調(diào)冷負(fù)荷空調(diào)通風(fēng)通風(fēng)供暖供暖6月10日9月2日4月12日10月19日供暖供暖供暖通風(fēng)冬季通風(fēng)空調(diào)空調(diào)夏季空調(diào)冷負(fù)荷的構(gòu)成圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷照明與設(shè)備冷負(fù)荷人員冷負(fù)荷新風(fēng)冷負(fù)荷冷負(fù)荷的構(gòu)成圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷、照明與設(shè)備冷負(fù)荷、人員冷負(fù)荷、新風(fēng)冷負(fù)荷均占有一定的比例。因建筑用途的多樣性，空調(diào)冷負(fù)荷構(gòu)成的個體差異比較大。對于既定的建筑，可以考慮通過改進(jìn)空調(diào)用戶側(cè)管理、加強(qiáng)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)等方法降低空調(diào)冷負(fù)荷。辦公式空調(diào)項目最大負(fù)荷日夏季空調(diào)時間全年空調(diào)時間冷負(fù)荷（W/m2）百分比（%）冷負(fù)荷（W/m2）百分比（%）冷負(fù)荷（W/m2）百分比（%）圍護(hù)結(jié)構(gòu)44.030.236.628.827.827.5照明與設(shè)備37.625.837.629.637.637.2人員16.611.416.613.016.616.4新風(fēng)47.732.736.428.619.118.9總負(fù)荷145.9100.0127.1100.0101.0100.0酒店式空調(diào)項目最大負(fù)荷日夏季空調(diào)時間全年空調(diào)時間冷負(fù)荷（W/m2）百分比（%）冷負(fù)荷（W/m2）百分比（%）冷負(fù)荷（W/m2）百分比（%）圍護(hù)結(jié)構(gòu)39.628.231.826.122.823.8照明與設(shè)備35.425.235.429.235.437.0人員21.315.221.317.621.322.3新風(fēng)44.231.532.927.116.116.8總負(fù)荷140.6100.0121.4100.095.6100.0冷負(fù)荷的構(gòu)成空調(diào)冷負(fù)荷的大小，影響系統(tǒng)容量的大小、運(yùn)行能耗的高低、調(diào)節(jié)性能的好壞。

蒸汽壓縮式制冷循環(huán)圖六、制冷循環(huán)能效比＝收益/代價＝制冷量/耗功率＝制熱量/耗功率是否能效比高的機(jī)組就是好機(jī)組？影響空調(diào)能效的因素：室外側(cè)：盡可能降低室外高（低）溫的影響；室內(nèi)側(cè)：盡可能調(diào)高（調(diào)低）室內(nèi)溫度；氣流：暢通，到達(dá)工作區(qū)。

蒸發(fā)溫度對冷水機(jī)組性能的影響蒸發(fā)溫度對冷水機(jī)組性能的影響蒸發(fā)溫度對冷水機(jī)組性能的影響

綜上所述，實(shí)際運(yùn)行的冷水機(jī)組的蒸發(fā)溫度每提高1℃，機(jī)組單位制冷量的功耗約降低2％。表4冷凝溫度對理論制冷循環(huán)制冷系數(shù)的影響

表5

某型單螺桿冷水機(jī)組性能表6

某型水冷螺桿冷水機(jī)組性能

綜上所述，實(shí)際運(yùn)行的水冷式冷水機(jī)組的冷凝溫度每增加1℃，機(jī)組單位制冷量的功耗約增加3％~4％。BIM是什么?BIM—建筑信息模型(BuildingInformationModeling)以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。Building:圍繞工程的整個生命周期（規(guī)劃、設(shè)計、建造、運(yùn)營、退役）Information:建筑物及生命周期內(nèi)的所有信息（材料、圖紙、預(yù)算、流程運(yùn)行管理、系統(tǒng)能耗等）Modeling:建模與模擬分析(三維建模、工程進(jìn)度模擬、日照分析、能耗分析等）

七、BIM簡介BIM是什么？全生命周期管理建筑全生命周期BIM是什么？信息集成化管理以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的數(shù)據(jù)模型。各階段各工種搭載各種信息，信息之間相互關(guān)聯(lián)。信息集成化管理BIM是什么？建筑業(yè)技術(shù)革新BIM是什么？建筑業(yè)技術(shù)革新BIM傳統(tǒng)模式BIM模式BIM的特點(diǎn)可視化三維立體圖形可視;項目的設(shè)計、建造、運(yùn)營等整個過程可視。方便項目在實(shí)施過程中更好的溝通、討論與決策。建筑主體BIM的特點(diǎn)可視化機(jī)電設(shè)計BIM的特點(diǎn)協(xié)調(diào)性協(xié)調(diào)各專業(yè)信息的不“兼容性”,如風(fēng)管與風(fēng)管、風(fēng)管與橋架、風(fēng)管與結(jié)構(gòu)梁等之間的碰撞。消除不合理的管線布置協(xié)調(diào)優(yōu)化設(shè)計管線碰撞BIM的特點(diǎn)模擬性3D、4D(+發(fā)展時間)、5D(++造價控制)的模擬;能效、通風(fēng)、日照、采光、熱傳導(dǎo)等模擬;逃生、消防疏散等日常緊急情況處理方式的模擬等等。日照模擬采光分析室外風(fēng)環(huán)境BIM的特點(diǎn)優(yōu)化性可利用各種配套的優(yōu)化工具對項目進(jìn)行優(yōu)化，一般針對復(fù)雜度及能耗較高的建筑進(jìn)行優(yōu)化?？沙鰣D性建筑設(shè)計圖+碰撞檢查及設(shè)計修改=施工圖出圖?？蓪?dǎo)出各類平面圖、立面圖、剖面圖及詳圖等?？蓪?dǎo)出各類三維效果圖、綜合管線布置圖及各類分析報表等。包括建筑的幾何形狀、位置、機(jī)電系統(tǒng)等。BIM軟件碰撞檢查NavisWorksSolibri4D模擬P3MSProjectNavisWorks質(zhì)量控制激光掃描數(shù)據(jù)NavisWorks結(jié)構(gòu)分析PKPMETABSRobotSTAAD深化設(shè)計Xsteel結(jié)構(gòu)建模RevitStructureBentleyStrcture措施管理ArchibusFMDesktop方案造型SketchupRhinoFormZ可視化3DSMAXNavisWorksArtlantis建筑建模RevitArchitectureBentleyArchitectureArchiCAD綠色設(shè)計EcotectIES,PKPM規(guī)范檢查Solibri造價管理InnovayaSolibri能量分析EcotechIES,GBS照明分析EcotechIES設(shè)備建模RevitMEPBentleyBMSMagiCADBIM軟件及信息的相互應(yīng)用PDM對BIM的誤區(qū)一個或幾個軟件？可視化？替代2D？三維建模？重點(diǎn)不是建模，而是模型的運(yùn)用。不是應(yīng)用軟件的問題，而是一個信息系統(tǒng)。不僅僅是可視化，而是與業(yè)務(wù)緊密結(jié)合的。不是替代2D圖形，而是豐富了項目形式。BIM在施工中的應(yīng)用基本應(yīng)用流程項目前期施工階段運(yùn)行管理BIM模型的維護(hù)與更新設(shè)計問題創(chuàng)建模型月進(jìn)度工程量確認(rèn)虛擬施工指導(dǎo)材料控制過程提交竣工BIM模型BIM的應(yīng)用流程竣工結(jié)算？BIM在施工中的應(yīng)用基本解決方案三維可視化模型綜合管線；4D施工模擬；碰撞檢查實(shí)現(xiàn)IPD（集成項目交付）管理快速精確計算工程量施工項目管理

進(jìn)度管理；設(shè)備材料管理；圖紙管理等施工模擬國家項目名稱建筑高度設(shè)計單位建造單位應(yīng)用內(nèi)容美國自由塔541.3mSOMTCCIPD(集成項目交付)迪拜哈利法塔828mSOM韓國三星等4D施工模擬等中國上海中心632mGensle上海建工可視化、機(jī)電綜合管線、施工模擬等應(yīng)用實(shí)例施工圖的深化設(shè)計BIM在施工中的應(yīng)用在施工行業(yè)中的應(yīng)用四控制：質(zhì)量，進(jìn)度，成本，安全五管理：資源管理（人，材，機(jī)）技術(shù)管理（設(shè)計，工程變更）

現(xiàn)場管理

合同管理

信息管理（風(fēng)險，分包控制）工程招投標(biāo)現(xiàn)場數(shù)字化施工與監(jiān)測施工圖深化設(shè)計分包管理與協(xié)調(diào)可視化與決策支持預(yù)制件加工與模塊化施工基于模型的施工預(yù)算與結(jié)算施工方案的模擬與優(yōu)化4D施工模擬三維綜合管線5D項目成本與現(xiàn)金流分析施工安全規(guī)劃與預(yù)算項目數(shù)據(jù)與文檔管理預(yù)制件加工與模塊化施工基于模型的施工預(yù)算與結(jié)算BIM在施工中的應(yīng)用BIM的投資與回報消除40%的未預(yù)料工程變更成本估算工作時間降低了80%造價成本誤差控制在3%以內(nèi)碰撞檢查節(jié)省10%的合同造價縮短7%的項目進(jìn)度時間斯坦福大學(xué)集成設(shè)施工程中心（CIFE）基于32個應(yīng)用BIM的大型項目數(shù)據(jù)正在實(shí)施BIM的業(yè)主和記黃埔蘇州工業(yè)園區(qū)上海城投國家電網(wǎng)SOHO萬科龍湖萬達(dá)平安集團(tuán)上海中心蘇寧恒大……國內(nèi)BIM存在的問題政府層面工程建設(shè)行業(yè)缺乏統(tǒng)一的BIM標(biāo)準(zhǔn)。對BIM的推動還不夠積極。行業(yè)層面行業(yè)協(xié)會缺乏引導(dǎo)，設(shè)計單位缺乏分享機(jī)制。版權(quán)問題。利益沖突，項目各方難于協(xié)調(diào)。相關(guān)法律法規(guī)不健全。管理問題，由誰來管理？企業(yè)層面成本投入大，缺乏相應(yīng)的技術(shù)人員。應(yīng)用軟件目前應(yīng)用軟件基本都是國外的，在國內(nèi)缺乏實(shí)踐?！督ㄖこ淘O(shè)計信息模型交付標(biāo)準(zhǔn)》在編《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》在編人員層面需要花大量的時間去學(xué)習(xí)相應(yīng)的知識技能。……BIM的未來?用移動技術(shù)來獲取數(shù)據(jù)

設(shè)計師們可以在任何地點(diǎn)和任何時間來獲取信息。云端技術(shù)

利用強(qiáng)大的云計算能力對信息進(jìn)行處理和分析。數(shù)字化現(xiàn)實(shí)捕捉

通過激光對于橋梁、道路、鐵路等進(jìn)行掃描，以獲得早期的數(shù)據(jù)。協(xié)作式項目交付

它是設(shè)計師、承包商和業(yè)主之間合作的過程，每個人都可以有自

己有價值的觀點(diǎn)和想法?！?.

八、暖通空調(diào)設(shè)計內(nèi)容

設(shè)計順序

方案設(shè)計

設(shè)計基礎(chǔ)資料和依據(jù)。采用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。