1、建筑设备补 1. 流体力学基本知识补 1.1 流体的重要物理性质补 1.1.1 流体的密度与容重1)密度 单位体积流体的质量。单位是: kg/mVmM流体的质量,kgV流体的体积,m2)容重 单位体积的流体的重量。单位是: N/mGG流体的重量,N根据牛顿第二定律: mg重力加速度 g=9.8 2/s密度和容重的关系为: 33d/kg1/10水m2.空 气 水水 银 36补 1.1.2 流体的粘滞性流体的粘滞性是只有在流体流动过程中才能呈现的特性。当流体在管道中流动时,由于流体与管道壁是紧密接触的,所以离管道壁越近的流体流速趋向于 0,离管道壁越远,则流体所受管道壁的阻力越小。由于管道是圆形,
2、所以管道内流体流速的分布是一个关于管道中心对称的抛物线分布,管道中心的流体流速最大。由于管道内流体的不同流层间有速度差,所以会产生流体的内摩擦力,所以要使流体顺畅的流动,必须给流体施加一定的力。流层间的摩擦力流体的粘滞力流体间由于粘滞力的作用,具有抵抗流体相对流动(或变形)的性质,称为流体的粘滞性。粘滞性是运动流体产生能量损失的内在原因。外在原因是管道的复杂性。有牛顿内摩擦力定律: ,N/ dnu:切应力;:流体的动力粘滞系数,du:流层的速度增量; dn:流层的厚度补 1.1.3 流体的压缩性和热胀性1)流体的压缩性流体由于压力升高,使体积缩小的性质2)流体的热胀性流体由于温度升高,是体积膨
3、胀的性质建筑设备工程中的水、气流体可以认为是易于流动的、具有粘滞性的和不可压缩的流体。补 1.2 流体静压强及其分布规律补 1.2.1 流体静压强及其特点 PpAlim特点 1:某一点的静压强始终指向作用面得内法线方向特点 2:静压强的大小与作用方向无关补 1.2.2 静压强的分布规律 00php,流体静力学基本方程式,表示静压强与液深成线性正比关系。压强计算: 以绝对真空为计算基准绝对压强以大气压力为计算基准相对压强绝对压强相对压强大气压力1 标准大气压(760mmHg)1 工程大气压(735.6mmHg )=10mH 2O=10000mmH2O补 1.3 流体运动的基本知识1、 过流断面、
4、流量、流速1) 过流断面 与流体运动方向垂直的流体横断面。2) 流量单位时间流过过流断面的流体的体积,称为体积流量,m/s,以符号 Q 表示。单位时间内流过某过流断面的流体的重量,称为重量流量,kg/s,以符号 G 表示。3) 流速 v单位时间流体流动的距离,m/s,以符号 v 表示4) Q=v,G=Q2、 有压流、无压流3、 流体的连续性方程,即流出的等于流入的21u4、 流体的能量方程 212211 hgVpZgVpZ补 1.4 流体流动阻力1、 沿程阻力在边壁沿流程不变的管段中流动时的阻力沿程阻力损失为了克服沿程阻力而消耗的能量,也称为沿程水头损失, ;:沿程阻力系数;l :管段长度;
5、d:管道直径;V :管内的平均流速。gVdlhf2OmH22、 局部阻力流体在流动过程中,遇到管径变化、转向、分叉或其他使流动状况改变而受到的阻力。局部阻力损失为了克服局部阻力而消耗的能量,也称为局部水头损失。;:局部阻力系数gVhj23、 管路系统的总阻力: jfhh给排水工程包括以下内容:城镇给水工程:安全可靠、经济合理地供给所有用户用水,并在一定条件下,满足用水户的水量、水质和水压的要求建筑给排水工程:城镇排水工程:第一章城镇给水工程1.1 组成包括水源、取水工程、净水工程、输配水工程1.1.1 水源(解决供水量的问题)1) 类型:地下水:水质较好,硬度高地面水:水量充沛,污染较重一般大
6、中城市适宜优先选用地面水1.1.2 取水工程:取水构筑物:一级泵站:将水源水送至净水构筑物1.1.3 净水工程(解决水质的问题)地面水的处理工艺:1) 沉淀,包括自然沉淀和混凝沉淀。混凝沉淀添加物:铝系列(明矾:三氯化铝) ,铁系列2) 过滤3) 消毒氯气,30 分钟1.1.4 输配水工程二级泵站:将水从净水工程的清水池送至各用水户输水管道:连接清水池与城市供水管网,一般应设二条以上配水管网1) 配水管网的布置形式枝状管网:造价低,安全性差。如果上游出现问题会影响下游用户,末端用户的水质易受影响环状管网:2) 布置要求:供水区域的全覆盖符合总体规划,考虑分期发展管线简短以最短的管线向用水量大的
7、用户供水1.2 管道材料与配件1.2.1 金属管道1、 钢管:焊接钢管:由普通薄钢板焊接而成,没有防腐处理。镀锌钢管:在焊接钢管基础上,经过镀锌处理而成。DN15DN100,管道公称直径。丝接,管件连接。无缝钢管:外径壁厚标注,如 D1084。焊接或法兰连接。2、 铸铁管给水(上水)铸铁管:常用于室外埋地管排水铸铁管:申插连接或法兰连接,只能用膨胀水泥3、 铜管无明显缺点,价格高昂,可杀灭军团菌1.2.2 非金属管道1、 塑料管UPVC,硬聚氯乙烯,分给水、排水PE, PEX,HDPE ,聚乙烯PPR,聚丙烯1.2.3 复合管道:塑铝复合管、钢塑复合管、塑料衬铜管1.2.4 管道系统配件1、
8、连接配件:铸铁连接件、螺纹连接件、法兰片2、 控制配件:各类阀门:DN 50 采用截止阀DN 50 采用闸阀、蝶阀控制流动方向的是止回阀控制水位的是浮球阀3、 配水配件:各类配水龙头4、 计量配件:都有最小灵敏度,分别是水表、流量计第二章建筑给水工程2.1 给水系统、给水方式及管道布置2.1.1 给水系统1、 分类按用途分:生活给水系统、生产给水系统、消防给水系统2、 组成1) 引入管2) 水管节点3) 室内管网(P25 )A、 干管:总水平管B、 立管:从干管垂直引出管C、 支管:从立管引出的管道4) 给水配件各类阀门、龙头、仪器、仪表等5) 升压和储水设备6) 室内消防设备2.1.2 给水
9、方式1、 室内管网所需压力为 H,单位:4321HHOm2:最不利用水点至引入管的垂直距离,单位: H2:室内管网阻力损失(包括沿程阻力和局部阻力) ,单位:2 Om2:水表的阻力损失,单位: ,3HOm2水 表 特 性 系 数水 表 额 定 流 量 , sKQb /323:最不利用水点的流出水头,单位: 。一般为 1.5 至 2.0 ,淋浴为 2.5 至 4.04 H2H2Om2室内管网所需压力估算:一层建筑为 10 ;二层建筑为 12 ;三层及以上为每增加一层Om2 Om2增加 4 米。2、 给水方式假设城镇给水管网提供的压力为 H01) 直接给水最简单、最经济的给水方式当 H0H(任何时
10、间)2) 单设水箱给水当 H0 大部分时间能满足 H 的时候,仅在用水高峰时不能满足3) 设水泵给水当 H0 大部分时间不能满足 H,且室内用水较均匀一般用于生产车间4) 设水箱、水泵给水当 H0 经常性或周期性不能满足 H,且室内用水又不均匀5) 分区给水多层建筑充分利用 H高层建筑避免给水系统承受过高的静水压力2.1.3 管道布置与敷设1、 管道布置形式1) 上行下给式 配水干管在系统最高处2) 下行上给式 配水干管在系统最低处3) 环状式 配水干管环形布置2、 管道敷设敷设方式1) 明装便于安装、维修,价格低廉。不太美观2) 暗装美观,无冷凝水滴漏。价格昂贵A、 干管地沟内或直接埋地、设
11、备层或管道层、屋面、吊顶呢、地下室顶棚下B、 立管管井C、 支管墙槽2.2 升压设备升压设备分为:高位水箱;水泵,包括变频泵;气压罐2.2.1 离心泵(参见 P140)主要性能参数1、 流量 Q:体积流量,单位: hm/32、 扬程 H:单位: Om23、 功率 N:电机输入功率,单位 Kw4、 转速 n:单位:转/分,rpm2.2.2 泵房设计(参见 P148)1、 台数确定。一般 2 至 3 台,其中一台备用。大型泵站,超过 5 台泵,应设 2 台备用2、 布置要求:1) 安全可靠,维修管理方便2) 布置紧凑,减小建筑面积3) 管道简短4) 留有发展余地3、 泵房的土建要求1) 供水量大于
12、 200m/h,应有 10 至 15的修理间,以及大于等于 5的库房2) 一、二级耐火登记,消防泵房须可直通室外3) 一般净高不小于 3.2m4) 应有起重设备,用于检修。5) 应有检修场地。6) 按采光要求,窗面积不小于地面面积的 1/6 至 1/77) 要通风,一般换气次数不小于 2 至 3 次/h8) 冬暖,采暖温度为 169) 地面应设排水沟。地面 1%坡度坡向排水沟,地沟内 1%坡度坡向排水口10)减振消声措施2.3 高层建筑给水1、 给水方式1) 分区串联给水2) 分区并联给水3) 分区减压给水A、 水箱减压B、 减压阀减压第三章消防给水3.1 室外消防系统3.1.1 设置原则3.
13、1.2 消防水源1、 城市给水管网2、 天然水源3、 消防水池1) 独立水池 火 灾 持 续 时 间补 水 量室 内 外 总 消 防 水 量 6.36.3xcfxTQV2) 合用水池 生 活 用 水 量生 产 用 水 量消 防 水 量 zyxf3.1.3 系统类型1、 低压系统2、 高压系统3、 临时交压系统3.1.4 室外消防设备1、 室外消火栓供消防车取水救火2、 水泵结合器供消防车向室内消防管网供水3.2 室内消防给水系统1、 消火栓消防给水系统:最基本的消防系统2、 自动喷水消防给水系统3、 水喷雾消防给水系统4、 水幕消防给水系统5、 雨淋消防给水系统3.2 室内消火栓消防给水系统3
14、.2.1 设置范围(P46)3.2.2 系统类型1、 无加压泵、水箱的给水系统2、 单设水箱的给水系统3、 设水泵、水箱的给水系统消防水箱的容量为 10 分钟消防水量(低层建筑)3.2.3 系统的组成1、 水源1) 城镇给水管网2) 消防水池3) 消防水箱2、 供水设备1) 消防水泵2) 高位消防水箱3) 水泵接合器3、 室内消防管网主要由干管、立管组成4、 室内消火栓1) 水枪 锥形钢管,口径:13、16、19mm2) 水龙带直径:50、65mm长度:15、20 、 25、30m3) 消火栓 带控制阀的连接口,直径:50、65mm3.2.4 系统布置1、 每个楼层均应设置(无可燃物的设备层除
15、外)2、 消防电梯前室须设消火栓3、 消火栓布置在明显、易取、经常有人经过的部位4、 消火栓间距一般按计算确定( P55) 。但对于甲、乙类厂房或高架库房,间距不应大于 30m,其他不应大于 50m。对于高层建筑的主楼不大于 30m,裙房不大于 50m5、 对于高层建筑:消火栓水枪口径不应小于 19mm;水龙带直径 65mm,长度不大于 25m;消火栓直径 65mm6、 消防管网1) 低层建筑:干管环状布置2) 高层建筑:干管、立管均为环状布置7、 充实水柱长度1) 低层建筑:一般不小于 7m。超过 6 层的民用建筑及超过 4 层的厂房、库房不小于 10m2) 高层建筑:一般不小于 10m。建
16、筑高度超过 100m 时,不小于 13m8、 一般应保证室内有两支水枪同时到达室内任何部位(高度24m 且体积5000m的库房除外)9、 消火栓的静水压力大于 80mH2O,应减压,建筑高度超过 50m 时,应分区给水10、高层建筑消防水箱容量高层建筑分类:1) 一类高层建筑A、 一类公共建筑 18mB、 一类民用建筑 12m2) 二类高层建筑A、 二类公共建筑 12mB、 二类民用建筑 6m3.3 自动喷水灭火系统(P55)3.3.1 设置范围(参见有关规范)3.3.2 系统类型1、 闭式系统:控制部件在喷头上。用于一般可燃物场所的灭火A、 湿式自动喷水灭火系统B、 干式自动喷水灭火系统C、
17、 干湿式自动喷水灭火系统D、 预作用式自动喷水灭火系统2、 开式系统:控制部件在官网上。用于瞬间能形成大面积火灾场所的灭火A、 雨淋系统B、 水幕系统3、 湿式自动喷水灭火系统1) 适用场合:4环境温度 702) 系统组成:水池水泵水力报警监控阀水流指示器喷头4、 干式自动喷水灭火系统适用场合:环境温度4或 705、 干湿式系统适用场合:采暖期120 天的不采暖建筑内6、 预作用系统适用场合:不允许误操作的场合7、 雨淋系统(干式)适用场合:需大面积喷水、快速灭火的场合8、 水幕系统作用:阻火、隔火、冷却简易防火隔断3.3.3 湿式系统的喷头设置分类:1) 玻璃球碰头2) 易熔金属元件喷头1、
18、 布置形式1) 正方形布置2) 长方形布置3) 菱形布置火灾危险等级 根据火灾危险等级设置喷水强度:L/min 喷头最大间距(m)正方形布置轻危险级 4 4.4中危险级 6 3.6中危险级 8 3.4严重危险级 12 3.0严重危险级 16 3.0仓库危险级仓库危险级仓库危险级第四章热水供应4.1 热水供应系统4.1.1 系统组成:加热设备;热媒管网;热水储水箱;热水输配管网及循环管网;其他设备及附件;4.1.2 系统分类1、 按服务范围分:1) 局部热水供应系统。用水点少,用水量小,总供热量80KW2) 集中热水供应系统。用水点多且均匀,用水量大3) 区域热水供应系统。2、 按循环方式分:不
19、循环热水供应系统、半循环热水供应系统、全循环热水供应系统4.1.3 热水管道的布置与敷设1、 热水系统管道布置一般同给水系统2、 热水管道穿越围护结构须预埋套管埋地管道须设地沟3、 管道与设备均需保温4、 长直管须设热胀冷缩的补偿措施5、 水平干管应有 0.003 的坡度,系统最高点设排气装置,最低点设泄水装置4.1.4 热水管道的防护1、 防结垢结垢的原因:1) 水的硬度,即碳酸盐的含量;2) 水的温度,一般65防结垢的措施:1) 离子交换对水进行软化,去除水中的钙、镁离子;2) 投药法;3) 磁化法;2、 防腐蚀腐蚀原因:水中的溶解氧防腐蚀措施:采用耐腐蚀管材、水中除氧4.2 加热方法和加
20、热器4.2.1 加热方法:直接加热、间接加热4.2.2 加热设备1、 直接加热设备:锅炉、各类热水器、汽水混合2、 间接加热设备1) 快速加热器。水水,汽水2) 容积式换热器。卧式,立式3) 半即热式换热器第五章建筑排水工程5.1 污水排放标准1、 污废水的温度不应高于 402、 污废水应基本呈中性,PH6 93、 污废水不应含有大量的固体杂质,以免堵塞管道4、 污废水不允许含有大量油脂类的易燃液体,以免产生易燃、易爆及有毒的物质5、 污废水中不允许含有毒物质,以免伤害养护人员6、 污废水中的致病菌必须杀灭,以免病毒传染当不符合以上六项排放标准时,应对污废水进行处理:1 除温池;2 中和池;3
21、 沉淀池;4 隔油池;5 工业处理;6 消毒池5.2 排水系统5.2.1 分类按其所接纳的污废水性质分:1、 生活污水系统1) 生活废水系统2) 粪便污水系统上海实行生活污废水分流2、 生产废水系统3、 雨水排水系统5.2.2 组成1、 卫生器具1) 洗沐器具2) 洗涤器具3) 排污器具2、 器具排水管3、 排水管系1) 横支管2) 立管3) 排出管4) 存水弯作用: 阻止管道内的有害气体或难闻气体进入室内形式: S 形,P 形水封深度:50mm5) 通气管作用: 保护存水弯的水封;形成良好的水力条件,使排水顺畅;防止有害气体产生和积聚,引入新鲜空气,延长管道寿命;减少排水噪音形式: 伸顶通气
22、管:A、 不上人屋面:伸出屋面 300mm,且大于当地最大的积雪厚度;B、 上人屋面:伸出屋面 2000mm专用通气管:在伸顶通气管的建筑内管道并联一通气管道,但高处高于最高横支管,低处高于最低横支管。环形通气管:若横支管上连接有 6 个以上一般器具或 4 个以上大便器时,必须设置。设置时一端连接专用通气管,一端连接在横支管上。器具通气管:一端连接在存水弯的出水口,一端连接环形通气管。4、 清通设备:检查口、清扫口、检查井5、 特殊设备1) 污水提升设备:污水泵2) 局部污水处理设备:化粪池等5.3 室内排水管道的布置与敷设(P96、P101 等)5.4 屋面雨水排放(P108)雨水排水系统分
23、为1、 外排水系统:檐沟外排水(水落管外排水) 、天沟外排水2、 内排水系统5.4.1 檐沟外排水1、 水落管管径:民用建筑为直径 75 至 100;工业建筑为直径 100 至 1502、 水落管间距:民用建筑为 12 至 16 米;工业建筑为 18 至 24 米5.4.2 天沟外排水1、 天沟的设置要求:1) 天沟长度:应为 40 至 50 米,一般不宜超过 50 米2) 天沟宽度:500 至 1000 毫米3) 天沟深度:设计水深 100 至 300 毫米,须有一定的保护高度,一般是 20 至 100 毫米4) 沟底应有不小于 0.003 的坡度,且应以变形缝为分水线5) 天沟应伸出山墙
24、400 毫米,且天沟端上应有下凹 50 至 100 的溢流口5.4.3 内排水系统1、 组成:雨水斗、连接管、悬吊管、立管、排出管、埋地管5.5 局部污水处理(P120、P123)5.5.1 中水系统中水各类排水经适当处理后达到规定水质标准的回用水。中水水源:1、 第一类(优质杂排水):盥洗沐浴排水、洗衣机排水、冷却水等2、 第二类(杂排水):第一类排水+厨房洗涤排水3、 第三类:第二类+ 生活污水中水系统管道不暗装,必须暗装时,应有明显不宜脱落的标志中水管道的色标为浅绿色第六章室外排水工程6.1 室外排水系统1、 排水体制(排水制度)在城市中,对各类污废水采取的排除方式称为排水体制,也叫排水
25、制度。分为合流制和分流制两类。一般新建城市和小区应采用分流制。2、 排水系统组成:城市排水管网、排水泵站、污水处理厂、处理后的排放及回用设施。6.2 室外排水管道的布置形式(P127)1、 排水主干管:正交式、平行式2、 街坊支管:低边式、围坊式、穿坊式第八章采暖系统及其分类为了保持室内温度的稳定,向室内提供热量的工程设施采暖系统采暖系统的组成:热源、输热管道、散热设备热媒传递热量的介质采暖系统的分类:1、 按作用范围分:局部采暖、集中采暖、区域供热2、 按所用热媒分:热水采暖系统、蒸汽采暖系统、热风采暖系统8.1 热水采暖系统低温热水采暖系统(供水温度 tg=95,回水温度 th=70)高温
26、热水采暖系统(供水温度 tg=130或 110,回水温度 th=70)热水采暖系统循环方式:自然循环、机械循环8.1.1 自然循环热水采暖系统1、 循环压力:P gh( h g),h 是热源与散热设备的垂直距离(热源低,散热设备高)要求:作用半径小于 50 米;增大热源与散热设备的垂直距离;膨胀水箱在总立管上,且位于系统最高点。通过一层散热器的作用压力:P 1gh 1( h g)通过二层散热器的作用压力:P 2g(h 1h 2)( h g)垂直失调即上热下冷,只出现在上供下回双管系统,适用于四层以下建筑8.1.2 机械循环热水采暖系统(P156)1、 热水采暖系统的几个问题:1) 排除空气:水
27、平管设坡度;系统最高处设排气装置;下供下回式系统需设空气管;水平式系统需设空气管或在散热器上设手动放气阀。2) 水受热膨胀:设置膨胀水箱膨胀水箱的作用:容纳水受热膨胀的体积;补充系统中的漏水;在自然循环系统中排除空气,在机械循环系统中稳定系统压力在民用建筑中宜采用低温热水采暖系统。8.2 蒸汽采暖系统8.2.1 按供汽压力分:1、 真空蒸汽采暖系统:供汽压力大气压2、 低压蒸汽采暖系统:供汽压力70KPa3、 高压蒸汽采暖系统:供汽压力70KPa8.2.2 蒸汽系统:1、 排除空气:在散热器离地三分之一高度处设排气阀2、 防止“水击”:顺畅地排除沿途凝水3、 阻汽疏水:疏水器8.3 热风采暖系
28、统按形式分:集中送风;暖风机。8.4 辐射采暖系统按辐射板表面温度分为:高温辐射采暖(200) ;中温辐射采暖200,80) ;低温辐射采暖(80 ) 。现常采用低温地板辐射采暖,其优点为:热舒适度高;节能;不占用室内面积和空间。设计水温在 35至 50 之间,设计温差为 10(即供水温度与回水温度差) 。第九章采暖设计负荷负荷计算的目的:确定热源的产热量;确定输热管道传热量;确定散热设备的散热能力。9.1 基本耗热量计算:通过围护结构的传热量,单位 W温 差 修 正 系 数室 外 采 暖 计 算 温 度室 内 温 度传 热 面 积外 墙 传 热 系 数 atKFQwn19.2 加热渗透空气的
29、耗热量 室 外 采 暖 计 算 温 度室 内 温 度室 外 空 气 密 度空 气 定 压 比 热渗 透 空 气 量 tLnC1 33 / mkgkgJmh , 空 气 密 度 单 位, 比 热 单 位渗 透 空 气 量 单 位9.3 高层建筑采暖负荷特点1) 传热系数大2) 冷风渗透量大3) 措施:建筑方面: 提高建筑物的气密性,减少缝隙长度;底层大门设门斗或双层门或旋转门;楼梯间通往走道处设自动开关门或弹簧门采暖系统: 换朝向分区;采用自动控制系统第十章采暖系统的散热设备10.1 散热器的布置1、 布置原则:有利于室内空气对流;避免冷空气直接侵入人的活动区域;少占室内空间;与室内装饰协调2、
30、 布置要求:尽量安装在外窗窗台下,且每扇外窗都应安装;双层门外室或门斗内不宜安装散热器;楼梯间或有回马廊的中厅散热器应尽量分配在底层第十一章热源11.1 热源分类:区域供热(热电厂) ;区域锅炉房;自建锅炉房;换热站。第一、二种为首选,因为其节约燃料;减轻大气污染;节省用地。11.2 锅炉房1、 锅炉分类:1) 按燃料分:燃煤锅炉;燃气锅炉;燃油锅炉;电锅炉。2) 按介质分:蒸汽锅炉;热水锅炉2、 锅炉房的位置:1) 独立设置的锅炉房(P198)2) 附设在建筑内的锅炉房:不得设置在人口密集的房间内及其上下左右贴邻;不得设置在主要出入通道的两侧;3、 锅炉房的建筑要求(P202)燃油锅炉房的油
31、管间、油泵房应采用防火墙与其他房间隔开,日用油箱间应有防油溢的门槛。燃气锅炉房的调压间应采用防火墙与其他房间隔开,不得有直通锅炉间的门窗,地面采用不发火花的地坪。第十二章建筑通风12.1 概述12.1.1 通风的意义和任务1、 意义2、 任务通风就是换气,就是将室内污浊的或被污染的空气直接或经处理后排至室外,把室外空气补充进来,以保持室内空气环境符合卫生标准。12.1.2 通风系统分类1、 按系统特征分:进气式通风(送风系统) ;排气式通风(排风系统)2、 按作用范围分:1) 局部通风:局部送风;局部排风2) 全面通风3、 按所用动力分:1) 自然通风:利用自然的压力(热压或风压)使室内外空气
32、进行交换,只能实现全面通风方式。2) 机械通风:借助通风机产生的动力,迫使室内外空气沿着管道进行交换,既可实现全面通风,亦可实现局部通风。建筑热工分区:严寒地区;寒冷地区;冬冷夏热地区(上海) ;冬暖夏热地区;温和地区12.2 通风量的确定12.2.1 全面通风1、 消除余热所需风量: ,m/ssptCQL2、 消除余湿所需风量: ,m/sspdW3、 消除有害气体所需风量: ,m/s,当室外空气中无有害物时,则 Ys=0;当室内有害spyZL物虽无法确定时,用换气次数(n)法计算房间的同风量, ,次/ 时房 间 容 积通 风 量VLn12.2.2 空气量平衡和热量平衡1、 空气量平衡:总进气
33、量等于总排出量当进风量排风量时,是室内负压;当进风量排风量时,是室内正压。2、 热量平衡:总得热量等于总失热量12.3 自然通风12.3.1 自然通风原理, ,2VPPPFVL21、 热压作用下的自然通风空气温度上升,密度下降;温度下降;密度上升。,h 是进排窗口垂直距离,单位 mnwg是排风窗余压(窗孔两侧的压力差) , 是进风窗余压。bPaP2、 风压作用下的自然通风,K 为空气动力系数,K=01wfV23、 热压、风压同时作用下的自然通风(P216)12.3.2 建筑设计与自然通风的配合由于风影的存在,建筑的间距应为建筑高度的四倍单层工业厂房自然通风设计要点:1、 总平面布置:1) 纵轴
34、线宜东西向,避免大面积外墙外窗西晒2) 主要进风面与夏季主导风向成 60至 90夹角,不得小于 45,并与防止西晒一同考虑3) 炎热地区的冷加工车间以避免西晒为主2、 建筑形式:1) 尽量采用“L ”、 “山” 、 “门”等敞开的形式,避免“日” 、 “口”等围合形式2) 采用双层结构3) 多跨车间应冷热跨相间布置第十三章空气调节13.1 概述13.1.1 空气调节的任务与作用1、 空气调节采用人工的技术手段,排除室内外一切扰量,创造并保持室内空气一定的温度、相对湿度、气流速度和洁净度,以满足人们的生活、生产、学习、科研等方面的要求。2、 作用:1) 为人们提供舒适的室内空气环境舒适性空调,以
35、人的热舒适性为重;2) 为保证和提高产品质量提供必要的空气环境工艺性空调,注重具体要求,兼顾人的热舒适性;3) 为科学实验创造必需的空气环境科研性空调;13.1.2 空调参数的控制指标1、 舒适性空调:控制参数的波动范围,如温度 t 在 24至 28,相对湿度 在 55%至 65%2、 工艺性、科学性空调:参数按照基数精度表示,控制精度。如 t=200.5 ,=50%5%13.2 空调系统的分类与组成13.2.1 空调系统的组成由四个部分组成:被调房间(空调房间) ;空气处理设备;能量输配系统(风管、水管系统) ;冷、热源空 调房 间 空 调 处 理设 备 热 源 冷 源 风 冷水 冷地 源
36、热 泵 海 水 源 等 冷 却塔 送 风 管回 风 管 供 冷 水供 热 水 ( 蒸 汽 )热 水 回 水 ( 凝 水 )供 冷 水 回 水 冷 却 供 水冷 却 水 回 水排风 新风13.2.2 空调系统的分类1、 按设备设置情况分:1) 集中式空调系统2) 半集中式空调系统(风机盘管+新分系统)补充: 比热:C 水=4.18 KJ/Kg;C 空气=1.01 KJ/Kg比容:V 水= 水 -1 m/kg=1/1000;V 空气= 空气 -1 m/kg =1/1.2可以看出水在同体积下携带热量较大。3) 分散式空调系统。室内机吸收室内空气,通过制冷剂的相变,产生热量交换。相变所交换的热量称为潜
37、热,远大于由于温度而产生的显热。4) VRV 系统,全称是 Varied Refrigerant Volume,是一种冷剂式空调系统,它以制冷剂为输送介质,室外主机由室外侧换热器、压缩机和其他制冷附件组成,末端装置是由直接蒸发式换热器和风机组成的室内机。一台室外机通过管路能够向若干个室内机输送制冷剂液体。通过控制压缩机的制冷剂循环量和进入室内各换热器的制冷剂流量,可以适时地满足室内冷、热负荷要求 VRV系统具有节能、舒适、运转平稳等诸多优点,而且各房间可独立调节,能满足不同房间不同空调负荷的需求。但该系统控制复杂,对管材材质、制造工艺、现场焊接等方面要求非常高,且其初投资比较高。2、 按承担负
38、荷的介质分:1) 全空气系统2) 水空气系统3) 制冷剂系统过 道 房 间走道 盘 管13.3 空调负荷和房间气流分布13.3.1 空调房间的布置及围护结构的热工要求1、 空调房间的布置1) 空调房间应集中布置,上下对齐,温、湿度相近的房间相邻布置,便于控制2) 空调房间应避免布置在有两面外墙的拐角处及变形缝的两侧,避免室外气候对室内的影响3) 空调房间应尽量避免在顶层,否则屋顶应有良好的隔热措施4) 精度要求高的空调房间应尽量被非空调房间或精度要求低的房间包围,并应尽量设在底层朝北向5) 空调房间应远离灰尘、振动、噪音大及散发有害气体的场所6) 空调房间在满足使用要求和设别安装的前提下,层高
39、应尽量降低2、 围护结构的热要求(P236)13.3.2 空调房间的得热量(P237)1、 得热量:围护结构传热;太阳辐射热;渗透空气带入热量;设备散热;人体散热。其中前三项与建筑设计有关。得热量空调系统的热负荷,但其成正比。2、 减少房间得热量的建筑措施:1) 良好的热工性能(K 值小) ;2) 良好的建筑体型和平面形式,力求方正,避免狭长、细高及过多的凹凸3) 控制窗墙比(相同面积的窗比墙传热强 3 到 5 倍,且太阳辐射也增加) ,合理的建筑遮阳4) 良好的气密性5) 外饰面采用白色或浅色处理13.3.3 气流分布方式(气流组织)1、 影响气流分布的因素最主要的影响因素:送风口的形式和送
40、风口的位置及送风参数。2、 气流分布方式1) 侧向送风(P242) ,采用百叶送风口,分为:A、 单层百叶风口,调节上下出风方向B、 双层百叶风口,调节上下、左右出风方向C、 三层百叶风口,即调节出风方向,又调节出风风量,较少使用适用于一般空调系统2) 孔板送风,采用小孔出风,分为:A、 全面孔板,整个吊顶布满出风孔B、 局部孔板,根据送风面积、房间尺寸等要求,局部、均匀、规律地布置孔板适用于高精度、高净度空调系统3) 散流器送风,分为A、 散流器平送风,适用于一般空调系统B、 散流器下送风,适用系统同孔板送风4) 喷口送风,即集中送风,适用于高大空间的空调系统5) 条缝送风,采用条缝型风口,
41、适用于一般空调系统6) 回风口,型式对气流分布没有影响,但其位置会影响室内气流分布。13.4 空气处理设备13.4.1 基本的空气处理方法1、 加热2、 冷却3、 加湿4、 减湿5、 净化,除尘13.4.2 空气处理设备1、 空气的加热:1) 表面式加热器2) 电加热3) 制冷剂冷凝2、 空气的冷却:1) 表面式冷却器2) 喷水室3) 制冷剂蒸发3、 空气的加湿:1) 直接加入蒸汽:干蒸汽加湿器;电加湿(电热式;电极式) ;PTC 加湿2) 自然蒸发加湿:湿帘;高压、离心喷雾;喷循环水的喷水室4、 空气的减湿1) 制冷减湿2) 固体减湿器减湿:吸附类;吸收类3) 液体减湿剂减湿,对金属有较强腐
42、蚀(P249)5、 空气的净化目的:去除空气中悬浮的尘埃设备:空气过滤器,按过滤效率分为:粗效过滤器、中效过滤器、亚高效过滤器、高效过滤器净化标准:1) 一般净化:含尘量无量化指标2) 中等净化:含尘量为 0.150.25mg/m(d 10m)3) 超净净化:按净化等级设计13.4.3 空调机房1、 布置原则:1) 保证设备和系统的正常运行2) 维修管理方便3) 不影响周围房间的使用4) 少占用建筑空间5) 节省初期投资和运行费用2、 机房位置:1) 尽量靠近空调房间,但应考虑振动、噪音对空调房间的影响2) 尽量设置在底层或地下室3) 各层机房应上下对齐,作用半径宜为 30 至 40m,每个系
43、统服务面积不超过 5004) 至少有一面外墙,若在建筑物中部或地下室,应设有足够断面的新风竖井5) 宜设置在变形缝两侧6) 宜按防火分区设置,不应跨越防火分区空调房间大小估算值参照书 253,辨别其基数及层高3、 空调机房的墙、顶、地面及门窗,均应有隔声措施13.5 能量输配系统(P254)13.5.1 风机1、 离心风机:风压高,风量低2、 轴流风机:风压低,风量高,噪音大3、 混流风机:形式同轴流风机,性能介于离心和轴流之间若都满足要求时,首选离心风机13.5.2 风机的重要性能参数1、 风量 L,单位:m/h2、 风压 P,单位: Pa,mmH 2O;静压动压全压3、 电机输入功率 N,
44、单位:kW4、 转数 n,单位:rpm13.5.3 风道(风管)建筑中砌出的空间叫风道,人工敷设的管道叫风管13.5.4 室外风孔1、 风阀,分为一次性调节阀、经常性调节阀和自动调节阀2、 室外风口,分为新风口、排风口设置要求:1) 新风口应选择较洁净的地方2) 新风口应尽量远离排风口,在排风口的上风侧,低于排风口3) 新风口底边距室外地坪不小于 2m,有绿化带的不小于 1m4) 新风口应尽量设在背阴处5) 室外风口应有固定防雨百叶窗,及防虫鸟的金属网第十四章制冷系统14.1 概述空调冷源,只是普冷形式:1)天然、深井水。偶然性高,满足要求非常困难2) 人工14.2 制冷循环与制冷压缩机14.
45、2.1 压缩式制冷 节 流 阀( 膨 胀 ) 制 冷 压 缩 机蒸 发 器冷 凝 器空 气 、 水 、 土 壤空 气 、 水制 冷 “四 大 件 ”原理:液态至气态的变化是吸热过程,反之是放热过程制冷压缩机的形式:1、 活塞式:不节能2、 螺杆式:常用3、 离心式:冷量大14.2.2 吸收式制冷 发 生 器加 热吸 收 器冷 却 水溶 液 泵 减 压 阀 节 流 阀蒸 发 器冷 凝 器冷 却 水冷 水 、 冷 冻 水吸收剂:溴化锂溶液,制冷剂:水。利用溴化锂的吸水性大量吸收水蒸气,利用两者间沸点差异大的特性在发生器中分离两者,利用蒸发器内真空度高的特点,降低水的沸点,使其在很低的温度(5)沸腾
46、,利用相变吸热和放热的过程制冷。该制冷方式不依靠电能制冷,而依靠热能制冷。在真空度不高时,溴化锂对金属有强烈的腐蚀性。与压缩式制冷的比较:1、 发生器吸收器替代了制冷压缩机2、 耗用热能,适用于电力缺乏处,但不意味着节能3、 无运动部件,无振动,无噪音4、 主要部件为热量交换器,所以体积庞大5、 冷却水用量大6、 为二元溶液循环,水为制冷剂,系统需高真空度14.4 冷冻站设计14.4.1 制冷机的选择1、 有合适热源或有余热、废热或电力缺失的场合,可选用吸收式制冷2、 大型集中式空调系统,可采用冷水机组3、 中、小型空调系统,可采用 VRV 系统14.4.2 制冷机台数的确定一般为 2 至 4
47、 台。具体的:中小规模 2 台;较大规模 3 台;超大规模 4 台。由不同类型、不同容量的机器组合搭配,以节约能量。14.4.3 制冷机房位置的确定1、 靠近负荷中心,减少管路长度2、 压缩式制冷机应靠近变配电室(供电电源)3、 吸收式制冷机应靠近热源4、 直燃式制冷机不应设在地下二层及以下5、 制冷机房应尽量设在底层或地下室第十五章空调消声防振及建筑防火排烟15.1 空调系统的消声防振15.1.1 空调系统的噪声源风机、水泵、制冷压缩机、冷却塔等一切机械设备15.1.2 空调系统的噪声传播1、 空气传播。针对措施:消声器2、 固体传播。针对措施:防振、隔振3、 消声器,按消声原理分为:1)
48、阻性消声器:利用吸声材料吸声,对中、高频有效。2) 抗性消声器:利用共振及声反射吸声,对低频有较好的效果,但要求吸声室的截面积为 4 至 10倍管道截面积,占空间大。3) 阻抗复合式消声器(宽频带消声器)吸声材料与保温材料的区别:吸声材料通过吸收空气中的声波,即振动,来吸收声音,需要空气通过;而保温材料则是隔绝空气,使温度不会因对流而发生变化。4、 防振1) 设备的隔振,采用各类减震器2) 设备与管道采用柔性连接3) 设备与管道的支吊架采用减震支吊架15.2 建筑物的防火排烟15.2.1 空调通风系统的防火设计1、 系统的设置1) 横向按防火分区设置2) 纵向不超过五层2、 防火阀的设置1) 风管跨越防火分区处2) 风管穿越机房、重要房间及火灾危险性大的房间的隔墙处3) 风管穿越建筑变形缝时,两侧均应设置4) 水平风管与垂直风管连接处3、 材料的选择1) 风管:不燃材料2) 柔性管道:难燃材料3) 保温材料、吸声材料及粘结剂:不燃或难燃材料15.2.2 建筑物的防火排烟1、 建筑设计的防火分区和防烟分区1) 防火分区:采用防火墙、防火卷帘、水幕等分隔2) 防烟分区:采用挡烟垂壁,从顶棚垂下不小于 500mm 的由不燃材料制成的构件注意:防烟分区的划分,不应跨越防火分区2、 防排烟的方式1) 自然排烟方式有效排烟面积:(1 ) 走道、房间不小于其地板面积的 2(2 ) 中庭(净