夏热冬冷地区某医院建筑空调系统设计(编辑修改稿)

夏热冬冷地区某医院建筑空调系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

501142020 2 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB 507362020 3 通风与空调工程施工质量验收规范 GB502432020 4 公共建筑节能设计标准 GB501892020 5 绿色医院建筑评价标准 CSCU/GBC 22020 6 建筑设计防火规范 GB500162020 7 锅炉房设计规范 GB500412020 8 城镇燃气设计规范 GB500282020 9 全国民用建筑工程设计技术措施 2020 10 实用供热空调设计手册 第二版 11 综合医院建筑设计规范 2020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 2020 14 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( 2020) 080027 05 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 35m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 4 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 ”。 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） 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：空调房间的冷负荷 (即热量 )通过蒸发器进入制冷剂循环，变成冷凝排热的一部分，再通过冷却水循环排到大气中去。 因此，对于常规空调制冷机，其主要作用是空气调节，空调系统的冷凝热直接排放到大气中未加以利用。 制冷机组在空调工况下运行 时向大气环境排放大量的冷凝热，通常冷凝热可达制冷量的 ～。 大量的冷凝热直接排入大气，白白散失掉，造成较大的能源浪费，这些热量的散发又使周围环境温度升高，造成严重的环境热污染。 由此可见，主机上产生的热量很大，于是我们在该设计中予以考虑。 我们选用板式换热器进行热量交换，然后将该热量接至生活热水系统低温水箱。 其示意图如下。 5 2） 软件模拟与分析： a、 鸿业软件：鸿业软件可以输出每个房间负荷量，以及各个房间负荷量的组成，可以确定各房间供风方式，以及对于系统的确立。 b、 Dest软件： dest软件可以输出该项目全 年逐时冷热负荷，并可对房间满意度，主机及其他设备满意度提供数据支撑，便于我们对该空调系统设计的初步检查。 c、 Equest软件： equest软件可以输出逐月能耗使用量，以及各设备在能耗使用中所占比例，从而对我们在能源使用与控制方面提供了数据，对后期运行控制提供了方便； equest还可以通过调整项目各项参数，从而检验该建筑设计是否合理，在一定程度上给与我们设计者更好的建议与方向。 6 第二章 建筑负荷计算 负荷计算依据 设计中使用鸿业暖通空调负荷 计算软件计算各房间具体负荷。 鸿业软件计算负荷是计算一年中典型日的逐时冷负荷，不可能对全年建筑的负荷情况进行计算，一方面由于全年逐时室外气象参数的缺少，另一方面由于计算量的巨大。 在此基础上利用 DeST 软件对空调系统进行全年逐时模拟分析，能够更精确的算出建筑或者每个空调系统，甚至是每个房间的逐时冷热负荷。 结合两者的计算结果同时分析，更有利于我们对于系统的设计。 Dest 建模过程中参考的标准规范参见 节，计算前需要依据建筑 CAD 图纸建模，同时需要对模型中的相关的室外、围护结构、室内及人员设备等参数进行设定。 室外参数 使用 DeST软件模拟九江全年各天室外干球温度如下图： 图 九江全年逐时室外干球温度 图 九江各天温度统计 7 图 九江全年温度分布统计图 围护结构参数 DeST 平台提供了各种围护结构的参考构件，计算前需要对模型中的围护结构予以设定。 具体建筑材料及构造做法已经在节 ，这里不再赘述。 室内参数 由《综合医院建筑设计规范》、《 全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调 •动力 》确定房间室内温湿度和新风量，列出典型房间室 内温湿度和新风量，见表 ： 表 季节 夏季 冬季 新风量 人hm3 风速（ m/s） ~ ~ 房间 温度 /℃ 相对湿度 /% 温度 /℃ 相对湿度 /% 办公室 25 55 20 45 30 示教室 26 65 17 50 14 值班室 25 55 20 45 30 注射室 25 55 20 45 30 观察室 25 55 20 45 30 诊室 25 55 20 45 30 双人间 25 55 20 45 30 医生办公室 25 55 20 45 30 视频会议室 25 60 18 50 30 由《综合医院建筑设计规范》、《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB507362020》确定房间室内人员、设备参数，列出典型房间人员设备参数，见表 ： 表 典型房间人员设备参数 在本医院设计中，大部分功能房间的时间指派是按人员办公建筑工作时间 (7:00~19:00)选择的，其他如病房等功能房间是按全天工作选择的，如下图： 房间类型 单位面积设备 功率值 （ W/㎡） 单位面积灯 光功率值 （ W/㎡） 单位面积人数 （人数 /㎡） 劳动强度 诊室 13 11 静坐 病房 5 20 静坐 办公室 13 11 静坐 观察室 5 20 静坐 会议室 5 20 静坐 8 图 人员办公建筑工作时间指派 图 全天工作时间指派 DeST模型 使用 DeST软件进行建筑建模，模型图如图 所示。 图 DeST模型图 全年负荷计算结果 全年冷热负荷 通过 DeST 软件的计算，得到建筑 全年逐时空调负荷、全年逐时单位面积空调负荷如下图，横轴表示全年 8760个小时。 9 图 建筑全年 逐时单位面积空调负荷 图 建筑全年逐时空调负荷 使用 DeST软件模拟建筑全年负荷统计报表，见表 ： 表 建筑全年负荷统计 项目统计 单位 统计值 总建筑空调面积 m2 项目负荷统计 全年最大热负荷 KW 全年最大冷负荷 KW 全年最大加湿量 kg/h 全年累计热负荷 KW h 全年累计冷负荷 KW h 全年累计加湿量 kg 项目负荷面积指标 全年最大热负荷指标 W/m2 全年最大冷负荷指标 W/m2 全年最大加湿量指标 g/h/m2 全年累计热负荷指标 KW h/m2 10 全年累计冷负荷指标 KW h/m2 全年累计加湿量指标 kg/m2 项目分季节 负荷指标 采暖季热负荷指标 W/m2 空调季冷负荷指标 W/m2 结合图与表格，我们可以知道本建筑夏季最大冷负荷为 3865W，冬季 最大热负荷为1806W；夏季单位面积最大冷负荷为 132W，冬季单位面积最大热负荷 62W；热负荷出现在 11月初至第二年的 4月初，并在 1月下旬达到最大值； 冷负荷全年都存在，并在 8月初达到最大值。 而且从图中可以看出，在冬季供暖季，建筑中仍有部分冷负荷，这是由于建筑中存在内区特性的房间需要全年供冷所致。 典型房间负荷计算结果 屋面传热引起的冷负荷 在日射和室外气温综合作用下，屋面传热引起的空调冷负荷，按照公式计算： )( τ nc ttKAQ    （ 21） 式中 cQ —— 屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷， W； A —— 屋面面积， m2； K —— 屋面的传热系数， W/(m2 ℃ )，本工程屋面查得 K =（ m2 ℃）； τt —— 设计地点屋面的冷 负荷计算温度的逐时值，℃； Δ —— 地区温度修正值，这里取 1； nt —— 室内设计温度，℃；查《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB507362020》确定空气调节房间室内设计温度； 外墙传热引起的冷负荷 在日射和室外气温综合作用下，外墙传热引起的空调冷负荷，按照公式计算： )( τ nc ttKAQ    （ 22） 式中： cQ —— 外墙瞬变传热引起的逐时冷负荷， W； A—— 外墙面积， m2 K—— 外墙的传热系数，取 （ m2 ℃）； τt —— 设计地点外墙的冷负荷计算温度的逐时值，℃； Δ —— 地区温度修正值，这里取 +1； nt —— 室内设计温度，℃；查《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB507362020》确定舒适性空气调节对应房间室内设计温度； 查《实用供热空调设计手册》得各作用时 刻的 τt 逐时 值如下表 ： 11 表 外墙各时刻 τt 值 作用时刻 朝向 S WS W WN N EN E ES 零 7:00 33 35 36 35 33 34 35 34 33 8:00 33 35 35 35 33 34 34 34 32 9:00 33 34 35 34 33 34 35 34 32 10:00 33 34 35 34 33 34 35 34 32 11:00 33 34 35 34 33 35 36 35 32 12:00 33 34 35 34 33 36 37 36 32 13:00 34 34 35 34 34 36 38 36 33 14:00 34 35 35 34 34 37 39 37 33 15:00 35 35 35 35 34 37 39 38 34 16:00。