建筑设备第十章.ppt

空气调节系统一般由空气处理设备、空气输送设备、空气分配设备以及自动控制装置所组成。,第十章 空气调节,空气调节（简称空调）是使房间或封闭空间的空气温度、湿度、洁净度和气流速度等参数，达到给定要求的技术,第一节 空气调节系统分类,一、按承担室内热负荷、冷负荷和湿负荷的介质来分类,按承担室内热负荷、冷负荷和湿负荷的介质种类的不同， 空气调节可分为全空气调节系统、全水系统、空气水系统和冷剂系统,按空气处理设备的设置情况分类，空气系统可分为集中式空调系统、半集中式空调系统、分散式空调系统（局部机组）,二、按空气处理设备的设置情况分类,（局部机组）是把冷、热源和空气处理、输送设备（风机）集中设置在一个箱体内，形成的空调系统,指空气集中于机房内进行处理， 而空调房间内只有空气分配装置的空调系统,集中式调节系统,半集中式空调系统,是除了集中空调机房外，还设有分散在空调房间内的二次设备（又称末端装置）的空调系统,分散式空调系统,三、 按空调系统处理的空气来源分配,工艺性空调是指为满足生产工艺过程对空气参数的要求而设置的空调系统.主要用于半导体工厂、机械工厂、制药工厂、食品工厂、烟厂、印刷厂、电气工厂、生物实验室、手术室等建筑的空调系统,四、按系统的用途不同分类,（一）舒适性空调,舒适性空调是指为满足人的舒适性需要而设置的空调系统。主要用于写字楼、银行、医院、宾馆、饭店、学校、住宅、体育馆等建筑的空调系统,（二）工艺性空调,第二节 空调负荷计算与送风量,一、空调负荷计算,室内空气计算参数包括：室内温湿度基数及其允许波动范围，室内空气的流速、洁净度、噪声、压力以及振动等,（一）空调室内空气计算参数,（二）空调室外空气计算参数,空调室外空气计算参数（只列出主要温湿度参数）:,（三）空调负荷,空调房间的冷（热）、湿负荷计算是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据,1、空调系统冷负荷,为保证空调房间恒定的空气温度，在某一时刻必须由空调系统从室内除去的热流量称为房间冷负荷,2、空气调节房间热负荷,3、空气调节房间湿负荷,为连续保持空气调节房间要求的空气参数而必须除去或加入的湿量称为空气调节房间湿负荷,4、空调冷负荷估算,民用建筑工程冷负荷指标,二、 空调房间送风量与新风量,空调系统送风量是确定空气处理设备大小、选择输送设备与气流组织计算的主要依据,第三节 集中式空调系统,集中式空调系统是由冷热源、冷热媒管道、空气处理设备（组合式空调器、柜式空调器等）、送风管道和风口组成,一、集中空调系统的选择,集中空调系统， 根据房间有害物情况、室内温湿度精度要求等可分别采用单风道、双风道、定风量及变风量输送系统,全空气定风量单风道系统可用于需要恒温、恒湿、无尘、无噪声等的高级环境的场合， 如净化房间、医院手术室、电视台、播音室等，也可用于商场、影剧院、展览厅、餐厅、多功能厅、体育馆等,全空气定风量双风道系统可用于需要对空调区域内的单个房间进行温湿度控制，或由于建筑物形状或用途等原因，使得其冷热负荷分散复杂的场所,全空气变风量系统可用于空调区域内的各房间需要分别调节室温，但温度和湿度控制精度不高的场所，如高档写字楼和一些用途多变的建筑物,二、集中空调系统特点,1、维护管理方便，可实现全年多工况自动控制，使用寿命长 2、空调送回风管系统复杂，占地空间大，布置困难，灵活性较差 3、空调房间之间由风道连通，使各房间互相污染，当发生火灾时会通过风道迅速蔓延,4、空调和制冷设备可以集中布置在机房，可以有效地采取消声隔振措施，但机房面积较大，层高较高，有时可以布置在屋顶上或安置在车间柱间平台上,对空气进行热、湿、净化等处理的装置统称为空气处理设备,三、空气热湿处理过程及设备,优点 能够实现多种空气处理过程，冬夏季工况可以共用一套空气处理设备，具有一定的净化空气的能力，金属耗量小，容易加工制作,（一）喷水室,缺点 是对水质要求高，占地面积大，水系统复杂和耗电较多,表面式换热器具有构造简单、占地面积小、水质要求不高、水系统阻力小等优点，因而，在机房面积较小的场合，特别是高层建筑的舒适性建筑中得到广泛的应用,（二）表面式换热器,具有结构紧凑、加热均匀、热量稳定、控制方便等优点，但由于电费较贵，通常只在加热量较小的空调机组等场合才采用,加湿器是用于对空气进行加湿处理的设备，常用的有干蒸气加湿器和电加湿器两种类型,（四）加湿器,（三）电加热器,空气过滤器是用来对空气进行净化处理的设备，通常分为初效、中效和高效过滤器三种类型,（五）空气过滤器,组合式空调箱是把各种供气处理设备、风机、消声装置、能量回收装置等分别做成箱式的单元，按空气处理过程的需要进行选择和组合成的空调器,（六）组合式空调箱,这种送风方式是把侧送风口布置在房间侧墙或风道侧面上，增大射流的射程,四、气流组织方式及风口布置,送风量=回风量+排风量（包括有组织和无组织排风）,（一）气流组织方式,1、侧向送风,散流器送风有平送、下送两种形式 散流器平送风的主要特点是作用范围大，射流扩散快，射程比侧送风短，适用于房间层高较高或净化要求较高的场合,2、散流器送风,3、孔板送风,适用于大型体育馆、影剧院、礼堂、候车大厅等高大空间的公共建筑和工业建筑的空调系统,6、喷口送风,（二）风口布置,回风口的布置方式应符合下列要求：,1、室内送、排（回）风口布置,（1）回风口不应设在送风射流区内和人员经常停留的地方。采用侧送时，一般设在送风口的同侧 （2）在有条件时，可采用走廊回风，但走廊的断面风速不宜过大,（3）以冬季送热风为主的空气调节系统，其回风口应设在房间的下部 （4）当室内采用顶送方式，而且以夏季送冷风为主的空气调节系统，宜设与灯具结合的顶部回风口 （5）设有空气调节系统和机械排风系统的建筑物，其送风口、回风口和排风口位置的设置要有利于维持房间内所需要的空气压力状态,第四节 半集中式空调系统,半集中式空调系统根据末端装置的不同可分为新风加风机盘管系统和新风加诱导器系统,一、半集中空调的选择,风机盘管加新风系统的空气调节系统能够实现居住者的独立调节要求，它适用于旅馆的客房、公寓、医院病房、大型办公楼建筑，同时，又可与变风量系统配合使用在大型建筑的外区,二、风机盘管系统,风机盘管由风机、表面式热交换器（盘管）、过滤器组成,（一）风机盘管机组,风机盘管空调系统是由风机盘管机组、水系统、新风系统和冷凝水系统四部分组成的,（二）风机盘管空调系统的新风供给方式,风机盘管系统新风供给方式有：房间缝隙自然渗入；机组背面墙洞引入新风；独立新风系统供给室内,风机盘管空调冷、热媒分别由冷缘和热源集中供给，其水系统分为双管制系统，三管制系统和四管制系统,（三）风机盘管水系统,诱导器由外壳、表面式热交换器（盘管）、喷嘴、静压箱和一次风连接管等组成,三、诱导器系统,采用诱导器作末端装置的空调系统称为诱导器系统,第五节 分散式空调系统,1、设备可以放在房间内，也可以安装在空调机房内 2、机房面积小，即放层高要求低 3、系统小，风管短，个个风口风量的调节比较容易达到平衡 4、直接放在室内时，可不接送风管，也没有回风管 5、各空调房间之间不会相互污染、串声 6、发生火灾时不会通过风管蔓延，对建筑防火有利 7、安装简单，施工安装工作量小 8、更换维修方便，不影响建筑物整体使用,一、分散式空调系统的特点,二、局部空调机组的分类,9、能量消费计量方便，适用于出租房屋 10、就地制冷制热，冷热量输送效率高 11、使用方便、灵活，易于满足各种使用要求,三、空调机组的应用,四、几种新型的局部空调机组方式,（一）穿墙式机组,（二）变冷剂量（VRV）空调机组系统,VRV属冷剂系统,该系统可用于多居室的住宅或别墅以及中、小型办公楼及其他类型的建筑物。,在建筑物较大时，可分层按容量选定。使用VRV方式应配备新风系统（最好带热回收装置）。与集中空调系统比，它节省了机房、水系统等,（1）有热回收功能，是理想的节能系统 （2）在建筑物内可随时供冷供热，机组停开相互无影响，灵活性大 （3）不需设置冷机房和锅炉房，初投资比一般空调系统节省 （4）水管在室内，水温适中，不必保温 ，安装方便 （5）各室计量方便、可靠，适用于出租房屋,（三）闭环水源热泵系统,1、系统的特征,（1）从节能和热回收考虑，该系统宜用在建筑规模较大的场合，内区面积要大于或相近于周边区，计量着冷热负荷相当为好，且这种冷热负荷的平衡时间越长越经济 （2）适用于已有大楼的空调增设工程，该系统对建筑层高和外立面均无影响。但采用这种系统时应注意噪声处理和新风的供给设施占用的建筑面积,2、系统的适用性,在冰蓄冷系统能制备较低温度冷媒（1.1-1.3）的条件下，则有可能将冷却减湿后的空气温度降至3.5-10.5；相对于常规空调用7供水、12回水处理空气使其达到13-15而言，前者可谓是一种“低温”的空气处理，因而也使低温空调系统的设计具有某些特点,第六节 几种新型的空调方式,一、辐射供冷空调方式,二、“低温”空调系统,（4）由于低温抑制了有害细菌的生长及凝结水量大的问题，使得低温送风系统凝结水中的有毒物浓度低于常规空调系统，因而提高了送风卫生质量,“低温”送风空调系统的优点：,（1）由于“低温”送风温度要比常规送风温度低10左右,（2）“低温”送风空调系统中，由于送风量的减少，空气处理设备及风道尺寸相应减少，所占空间减少；可是空调初投资、土建初投资都能减少,（3）采用“低温”送风空调系统的建筑物，其室内相对湿度低于常规空调系统的相对湿度。在相对湿度较低时，可以通过提高干球温度使空调房间内的有效温度与采用常规空调系统时室内空气的有效温度相同,第七节 空调水系统,空调水系统包括冷、热水系统及冷却水系统、冷凝水系统,冷、热水系统：空调冷、热源制取的冷、热水要用管道输送到空调机或风机盘或诱导器等末端处，输送冷、热水的系统称为冷、热水系统 冷却水系统：空调系统中专为水冷冷水机组冷凝器、压缩机或水冷直接蒸发式整体空调机组提供冷却水的系统称为冷却水系统,冷凝水系统：空调系统中为空气处理设备排除空气去湿过程中的冷凝水水而设置的水系统成为冷凝水系统,空气调节冷水调节温度：5-9，一般为7；冷水供回水温差：5-10，一般为5；热水供水温度：40-65，一般为60；热水供回水温差：4.2-15，一般为10,一、冷、热水和冷却水参数,（一）冷、热水参数,（二）冷却水参数,空气调节用冷水机组和水冷整体式空气调节器的冷却水水温，应按下列要求确定（不包括水源热泵等特殊系统的冷却水）：,（1）冷水机组的冷却水进口温度不宜高于33； （2）冷却水进口最低温度应按冷水机组的要求确定：电动压缩式冷水机组不宜低于15.5；溴化锂吸收式冷水机组不宜低于24；冷却水系统，尤其是全年运行的冷却水系统，宜对冷却水的供热温度采取调节措施 （3）冷却水进出口温差应按冷水机组的要求确定：电动压缩式冷水机组宜取5，溴化锂吸收式冷水机组宜为5-7,二、空调冷、热水系统,（一）空调冷、热水系统的形式,管路系统不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱,（1）按水压特定可分为：,闭式系统,开式系统,管路系统与大气相通,（2）按各种末端设备的水流程划分为同程式系统和异程式系统,（3）按冷、热水管道的设置方式可分为双管制系统、三管制系统和四管制系统,（4）按水量特性划分为定流量系统和变流量系统,（5）按循环泵设置可分为一次泵系统和二次泵系统,一次泵系统,只设一级循环泵，冷、热源侧和负荷侧合用一组水泵,二次泵系统,设两级循环泵，冷、热源侧和负荷侧分别配置循环水泵,按负荷性质（包括固有性质和使用性质）分区是将水系统的分区与空调风系统的划分结合起来考虑,（二）冷、热水系统的分区,冷、热水系统可按水系统压力分区和按承担空调负荷的性质分区,按压力分区,水系统的竖向分区应根据设备、管道及附件的承压能力确定,按负荷性质分区,（一）冷却水系统种类,三、冷却水系统,1、直流供水系统,天然水如自来水、地下水、湖泊、江河或水库中的水，对于空调冷却水系统来说都是优良的冷源,2、循环冷却水系统,循环冷却水系统只需要补充少量水，但需要增设循环水泵和冷却塔等,（二）冷却塔的布置,冷却塔应放在室外通风良好处，在高层民用建筑中，最常见的是放在裙楼或主楼屋顶,布置在裙楼房顶时，应注意噪声对周围建筑和塔楼的影响；布置在住楼屋顶时，压满足冷水机组承压要求。冷却塔的布置还会对结构荷载和建筑立面产生影响,四、冷凝水系统,天然冷源主要是地下水（深井水）、地道水和山涧水,第八节 空调系统的冷热源,一、空调系统的冷源,（一）天然冷源,天然冷源的特点是节能，造价低，但由于各种条件的限制，不是任何地方都可获得,（1）按工作原理分为压缩式、吸收式和蒸汽喷射式三类,（二）人工冷源,人工冷源是指利用制冷设备和制冷剂制取冷量，其优点是不受条件的限制，可满足需要的任何空气环境；其缺点是出投资大，运行费用高,1、制冷机分类,压缩式,将电能转化成机械能，通过压缩是制冷循环达到制冷目的的制冷方式。根据压缩机工作原理不同，压缩式制冷剂又可分为活塞式、离心式、螺杆式等多种形式,吸收式,直接以热能为动力，通过吸收式制冷循环达到制冷目的的制冷方式。根据所使用热源的不同，吸收式制冷又可分为蒸汽热水式和直燃式两种,蒸汽喷射式,直接以热能为动力，通过蒸汽喷射式制冷循环，达到制冷目的的制冷方式,（2）按冷却介质分为水冷式制冷机和风冷式制冷机 水冷式制冷机使用水冷却冷凝器内的制冷剂，一般要在室外设冷却塔 风冷式制冷机使用室外空气直接冷却冷凝剂内制冷剂，冷凝器应设在室外或通风较好的室内,（3）按功能分为单冷式制冷机和冷热水机 单冷式制冷机只产冷水，如压缩式制冷机、蒸汽式溴化锂吸收式冷水机组、热水式溴化锂吸收式冷水机组,压缩式制冷机,2、制冷机的原理与组成,（1）四大组件的组成与作用,利用液态制冷剂在一定低温低压状态下吸热气化而，制冷剂在压缩式制冷机中历经蒸发、压缩、冷凝和节流四个热力过程完成一次循环,（2）制冷原理,吸收式制冷机,可利用低温热源，在有废热和低位热源的场所应用更为经济,（1）制冷原理,和压缩式制冷机的机理相同，但吸收式制冷机中是利用二元溶液在不同压力和温度下能够吸收释放制冷剂的原理来进行循环的,（2）优点,在整个吸收过程，图中点划线内的吸收器、溶液泵、发生器和调压阀的作用相当于压缩式制冷中的压缩机，把制冷压缩循环中的低温低压制冷剂“压缩”为高温高压制冷剂，使制冷剂蒸汽完成从低温低压到高温高压的转变,（3）组件组成及作用,吸收式制冷机主要有发生器、冷凝器、膨胀阀、蒸汽器、吸收器等设备组成,第十节 建筑防排烟及通风空调系统的防火,为防止和减少建筑火灾的危害，保障人身和财产安全，所采取的手段大致可分为预防（防止起火）和消防结合两类,（一）防火分区,一、建筑设计防火分区和防烟分区,高层建筑每个防火分区的最大建筑面积为 一类建筑：1000 ；二类建筑：1500 ；地下室：500,设有自动灭火系统时，其允许最大建筑面积可按上述规定增加一倍；高层建筑内的商业营业厅、展览厅等，设有火灾自动报警和自动灭火系统，且采用不燃或难燃材料者，地上部分可达4000 ，地下部分可达2000 ；一类建筑的电信楼，其防火分区允许最大建筑面积可按上述最大值增加50%；当高层建筑与其裙房之间设有防火分割设施时，其裙房的防火分区允许最大面积不应大于2500 ，当设有自动喷水灭火系统时，防火分区允许最大建筑面积可增加1.0倍,排烟口与该防烟分区内最远点的水平距离不应超过30m,（二）防烟分区,防烟分区不应超过500 ，且不得跨越防火分区,二、防烟、排烟设施的设置位置,（一）非高层民用建筑及高度大于24m的单层公共建筑设设防烟、排烟设施的场所,（1）防烟楼梯间及其前室、消防楼梯前室和合用前室应设防烟设施,（2）下列部位应设排烟设施 公共建筑中经常有人停留或可燃物较多，且面积大于300 的地上房间；总面积大于200 或一个房间面积大于50 ，且经常有人停留或可燃物较多的地下室；地下室、公共建筑中长度大于20m的疏散内走道，其他建筑中长度大于40m的疏散内走道；建筑占地面积大于1000 的地上丙类仓库；中庭,（二）高层民用建筑设防烟、排烟设施的场所,（1）防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室或合用前室和封闭避难层（间）应设置机械加压送风的防烟设施可开启外窗的自然排烟设施,（2）高层民用建筑下列部位应设置可开启外窗的自然排烟或设有机械排烟设施： 长度超过20m的疏散内走道；面积超过100 ，且经常有人停留或可燃物较多的房间；各房间总面积超过200 或一个房间面积超过50 ，且经常有人停留或可燃物较多的地下室；中庭,三、防烟、排烟方式,利用自然或机械作用力将烟气排至室外，成为排烟。利用自然作用力的排烟称为自然排烟；利用机械（风机）作用力的排烟称为机械排烟,（一）防烟,防烟楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯前室、防烟楼梯间和消防电梯合用前室、封闭避难层（间）等疏散和避难部位通过送风加压，使其空气压力高于走道和房间的空气压力，烟气不能侵入，或通过可开启的外窗或者排烟窗把烟气及时排走，以利于人员疏散，这叫做防烟。防烟分为机械加压送风的机械防烟和可开启外窗的自然防烟,（二）排烟,除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m 的居住建筑外，靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室和合用前室，宜采用自然排烟方式,四、自然排烟对建筑设计的要求,一类高层建筑和建筑高度超过32m的二类高层建筑应设置机械排烟设施的部位,五、机械排烟对建筑设计的要求,六、机械加压送风对建筑设计的要求,层数超过32层的高层建筑，其送风系统及送风量（管井）应分段设计,封闭避难层（间）的机械加压送风量应按避难层净面积的每平方米不小于30 计算。高层民用建筑楼梯间加压送风口宜每隔二至三层设一个，前室的加压送风口应每层设一个,下列情况的通风、空气调节系统的风管设防火阀：风管穿越防火分区处；风管穿越通风、空气调节机房及重要的或火灾危险性大的房间隔墙和楼板处；垂直风管与每层水平风管交接处的水平管道上；穿越变形缝处的两侧各设一个,七、通风空调系统的防火,通风和空气调节系统管道的布置，横向应每个防火分区设置，竖向不宜超过5层；但当管道设有防止回流设施或设有防火阀，且各层设有自动喷水灭火系统时，其管道布置可不受此限制。穿过楼层的垂直风管设在管井内,非高层建筑物内的管道井、电缆井应每隔2-3层在楼板出用耐火极限不低于0.5h的不燃烧体封隔，其井壁应采用耐火极限不低于1.0h的不燃烧体，井壁上的检查门应用丙级防火门。高层建筑内的电缆井、管道井、排烟道、排气道、垃圾道等竖向管道井，应分别独立设置，其井壁应为耐火极限不低于1.0h的不燃烧体。井壁上的检查门应采用丙级防火门,具体规定,建筑高度不高于100m 的高层建筑，其电缆井、管道井应隔2-3层在楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔；建筑高度超过100m的高层建筑，应在每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔,（2）排烟风机的排烟应按换气次数不小于6次/h计算。若汽车车库内无直接通向室外的汽车疏散出口的防火分区，当设置机械排烟系统时，应同时设置补风量不小于排风量50%的补风系统，补风口在下，排烟口在上,八、地下汽车库房排烟,地下汽车库的面积超过2000 时，应设计机械排烟系统,（1）每个防烟分区的建筑面积不宜超过2000 ，且防烟分区不应跨越防火分区,建筑内部的噪声主要是由于设置空调设备产生的噪声影响最大,第十一节 空气系统的消声与减振,一、空调系统的噪声及其自然衰减,（一）空调系统设备的噪声,空调设备噪声包括风机、压缩机运转噪声、电机轴噪声和电磁噪声等，其中以风机、压缩机运转噪声为主,（二）空调系统气流噪声,空调系统中由于风道内气流流速和压力变化引起的钢板振动而产生的噪声，尤其是当气流遇到障碍物（如阀门、三通、弯头、风口等）时产生的噪声较大,（四）空气进入室内噪声的衰减,（三）空调系统中噪声的自然衰减,自然衰减包括直管的噪声衰减、弯头的噪声衰减、三通的噪声衰减、变径管的噪声衰减、风口反射的噪声衰减,消声器是利用声的吸收、反射、干涉等原理，降低通风与空调系统中气流噪声的装置,二、空调风道系统的消声,消声是通过一定手段，对噪声加以控制，使其降低到允许范围内的技术,