建筑環(huán)境與設備工程開題報告
****畢業(yè)論文（設計）開題報告
題 目： 專業(yè)班級： 建環(huán)*** 學生姓名： *** 學號： ****************
一、 選題的背景、意義
隨著人們生活水平的提高，居住環(huán)境的舒適性問題越來越受到重視，對建筑物內(nèi)的空氣品質(zhì)及舒適程度的要求也越來越高。現(xiàn)在社會廣泛采用空調(diào)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣環(huán)境。此外能源的緊缺致使節(jié)能問題也越來越引起人們的重視，這迫切需要我們?yōu)榻ㄖ锇惭b節(jié)能、健康、舒適的空調(diào)系統(tǒng)來滿足人們對高生活水平的追求。因此，設計一項能源合理利用、室內(nèi)空氣品質(zhì)有效改善、可持續(xù)的綠色健康的中央空調(diào)工程具有重要意義。
暖通空調(diào)的目的是調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境至適于人們居住的狀態(tài)，在南方地區(qū)主要是對空氣進行冷卻處理，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度至人體感到舒適的狀態(tài)。暖通空調(diào)的原理是由熱源和冷源、經(jīng)過水系統(tǒng)再傳遞給風系統(tǒng)，再由風系統(tǒng)將能量傳遞給所要調(diào)節(jié)的房間，從而達到所要求的室內(nèi)溫度和濕度的參數(shù)。
二、相關研究的最新成果及動態(tài)
我國為能源消耗大國，但資源卻相對匱乏，節(jié)能降耗對于我國有著十分重要的意義。近年來，由于國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的能源供給越來越緊張。
隨著經(jīng)濟建設的不斷深入和人們生活水平的不斷提高，空調(diào)建筑越來越多，建筑物消耗的能量也越來越大，甚至出現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)與經(jīng)濟建設爭搶電力資源的情況。因此，在建筑領域，節(jié)能顯得十分迫切。在我國建筑總能耗中，空調(diào)系統(tǒng)的能耗占有相當大的比重，因此研究探討空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能就顯得十分重要。在建筑空調(diào)系統(tǒng)運行能耗中，冷源系統(tǒng)的能耗占最大比重。
近年來，空調(diào)冷源系統(tǒng)的節(jié)能研究工作主要集中在冷源系統(tǒng)的形式選擇上，對壓縮式冷水機組和吸收式冷水機組的技術經(jīng)濟比較研究較多，通過對眾多方案的分析已經(jīng)基本達成共識：吸收式冷水機組節(jié)電而不節(jié)能，故對于有余熱可以利用的地區(qū)，應大力提倡使用吸收式冷水機組，而一般建筑物則應采用蒸汽壓縮式制冷。當然，在進行冷熱源系統(tǒng)的選擇時，還要考慮建筑物所在地的氣象條件、電力供應狀況、能源情況、空調(diào)系統(tǒng)有無采用余熱回收的可能性等問題。
隨著生產(chǎn)和科技的不斷發(fā)展，人類對空調(diào)技術也進行了一系列的改進，同時也在積極研究環(huán)保、節(jié)能的空調(diào)產(chǎn)品和技術，已經(jīng)投入使用的空調(diào)系統(tǒng)有冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)、燃氣空調(diào)、VAV空調(diào)系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)等。暖通空調(diào)技術的發(fā)展，必然會受到能源、環(huán)境條件的制約，所以能源的綜合利用、節(jié)能、保護環(huán)境及趨向自然的舒適環(huán)境必然是今后發(fā)展的主題。
風機盤管是集中式空調(diào)系統(tǒng)中廣泛使用的末端設備。它是一種將風機和表面式換熱盤管組裝在一起的裝置。風機盤管的型式有臥式、立式和頂置式等數(shù)種。風機盤管通常與冷水機組（夏）或熱水機組（冬）組成一個供冷或供熱系統(tǒng)。風機盤管是分散安裝在每一個需要空調(diào)的房間內(nèi)（如：賓館的客房、醫(yī)院的病房、寫字樓的各寫字間等）。風機盤管的種類有很多，風管的合理選用不僅直接影響空調(diào)效果，也是保證系統(tǒng)正常運行和降低空調(diào)能耗的重要環(huán)節(jié)，尤其是在高精度或有嚴格工藝要求的場合，更須合理的送風參數(shù)。
三、課題的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法（技術路線）、研究難點及預期達到的目標
（一）研究內(nèi)容
本工程為廣州市文源辦公樓空調(diào)系統(tǒng)設計，總建筑面積為8574.8 m2，共10層，帶地下層，其中地下層面積為1649.7m2。主體為鋼筋混凝土框架、磚混結構。該大廈具備商場、餐飲、辦公等多項功能。地下層為機動車停車庫和設備用房。地上一層商鋪；二層為餐廳，包括中餐廳和西餐廳；三層主要為會議室；四層和十層均為辦公用層。為此對該綜合樓進行以下夏季空調(diào)和必要的防排煙設計的研究。為滿足房間空氣質(zhì)量要求，采用機械送風方式補充新鮮空氣。故本次設計中送風采用機械送風和自然排風系統(tǒng)。
1、廣州地區(qū)的基本氣象參數(shù)：
夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算干球溫度tw 34.2℃
夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度ts 27.8℃
夏季通風室外計算相對濕度 66%
夏季室外平均風速1.5m/s
夏季最多風向 SE
夏季室外大氣壓力100287Pa
空調(diào)室內(nèi)計算參數(shù)：
夏季冬季
商鋪 25℃ 20℃
φ=60% ―
辦公室 25℃ 20℃
φ=60% ―
餐飲區(qū) 25℃ 20℃
φ=60% ―
大堂、過廳28℃ 16℃
φ=60% ―
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1、本課題主要對該綜合樓進行夏季空調(diào)煙設計
空調(diào)系統(tǒng)設計任務
�。�1）根據(jù)節(jié)能標準選擇合適的圍護結構材料，進行各功能區(qū)域空調(diào)負荷的計算；
�。�2）各系統(tǒng)方案的確定；
�。�3）空氣處理設備，制冷制熱設備的選擇計算；
�。�4）氣流組織及風系統(tǒng)設計計算；
（5）水系統(tǒng)設計計算及水泵選擇；
�。�6）空調(diào)機房的設計布置。
2、功能分區(qū)特點
商鋪區(qū)人流量大，照明設備多，故空調(diào)冷負荷和新風負荷大。商品種類多，營業(yè)廳布局常有變動，要求空調(diào)設備具有一定的靈活性。商鋪的總冷負荷中，人體負荷和新風負荷是主要的。所以合理確定人體負荷是關鍵所在。商鋪的建筑傳熱負荷遠小于人體、新風、照明負荷、一般占總負荷的`1%―7%。
辦公區(qū)由于人員長期停留作業(yè)，應充分考慮健康、節(jié)能、環(huán)保，確定合理的室內(nèi)參數(shù)。最小新風量為30m3/h；當用CO2濃度控制新風量或在空調(diào)風系統(tǒng)中采用一些特殊的凈化、殺菌、除臭裝置后其新風量可適當減少以節(jié)能。
餐飲區(qū)空調(diào)負荷變化大，在非就餐時間，室內(nèi)的空調(diào)負荷很低。當餐廳使用時，由于人員密度的劇增，以及之內(nèi)熱菜、熱湯等的散熱，夏季空調(diào)冷負荷達到峰值。冷負荷計算時應
考慮人流峰值的影響。人多時汗味、煙味等各種異味增加，室內(nèi)空氣較易污染，新風和排風系統(tǒng)應設計合理。
3、冷熱源方案
目前建筑采用的冷源主要有以下幾種離心式、螺桿式、活塞式冷水機組。 1）離心式冷水機組的優(yōu)點：①葉輪轉速高，輸氣量大，單機容量大；②易損件少，工作可靠，結構緊湊，運轉平穩(wěn)，振動小，噪聲低；③單位制冷量重量指標��；④制冷劑中不混有潤滑油，蒸發(fā)器和冷凝器的傳熱性能好；⑤EER值高，理論值可達6.99；⑥調(diào)節(jié)方便，在10%-100%內(nèi)可無級調(diào)節(jié)。
缺點：①單級壓縮機在低負荷時會出現(xiàn)“喘振”現(xiàn)象，在滿負荷運轉平穩(wěn)；②對材料強度，加工精度和制造質(zhì)量要求嚴格；③當運行工況偏離設計工況時效率下降較快，制冷量隨蒸發(fā)溫度降低而減少幅度比活塞式快；④離心負壓系統(tǒng)，外氣易侵入，有產(chǎn)生化學變化腐蝕管路的危險
2）螺桿式冷水機組優(yōu)點：①結構簡單，運動部件少，易損件少，僅是活塞式的1/10，故障率低，壽命長；②圓周運動平穩(wěn)，低負荷運轉時無“喘振”現(xiàn)象，噪音低，振動��；③壓縮比可高達20，EER值高；④調(diào)節(jié)方便，可在10%~100%范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)，部分負荷時效率高，節(jié)電顯著；⑤體積小，重量輕，可做成立式全封閉大容量機組；⑥對濕沖程不敏感。 缺點：①價格比活塞式高；②單機容量比離心式小，轉速比離心式低；③潤滑油系統(tǒng)較復雜，耗油量大；④大容量機組噪聲比離心式高；⑤要求加工精度和裝配精度高。
3）活塞式冷水機組優(yōu)點：①用材簡單，可用一般金屬材料，加工容易，造價低；②系統(tǒng)裝置簡單，潤滑容易，不需要排氣裝置；③采用多機頭，高速多缸，性能可得到改善
缺點：①零部件多，易損件多，維修復雜，頻繁，維護費用高；②壓縮比低，單機制冷量小；③單機頭部分負荷下調(diào)節(jié)性能差，卸缸調(diào)節(jié)，不能無級調(diào)節(jié)；④屬上下往復運動，振動較大；⑤單位制冷量重量指標較大。
一般來說，大型空調(diào)系統(tǒng)，當單機空調(diào)制冷量Q＞1163kW時，宜選用離心式制冷機組；中型空調(diào)系統(tǒng)，Q＝582?1163kW時，宜選用螺桿式或離心式制冷機組；小型空調(diào)系統(tǒng)，Q＜582kW時，宜選用活塞式冷水機組，活塞式冷水機組盡量選用多機頭型。
本建筑為廣州市文源辦公樓，通過對各類型房間負荷估算推薦值對各區(qū)域進行負荷估算，累加得出建筑物總負荷。本建筑商業(yè)區(qū)面積528.03 m2，估算負荷為365W/ m2；中餐廳面積264.75m2，估算負荷為360W/ m2；西餐廳面積293.48m2，估算負荷為277W/ m2；會議室面積427.34 m2，估算負荷為121W/ m2；獨立辦公室1745.04 m2，估算負荷為131W/ m2；
大空間辦公室1626.69 m2，估算負荷為235W/ m2。負荷估算值在1032KW，擬采用兩臺螺桿式冷水機組。
4、 空調(diào)系統(tǒng)方案
按負擔室內(nèi)空調(diào)負荷所用的介質(zhì)來分類可選擇四種系統(tǒng)――全空氣系統(tǒng)、空氣―水系統(tǒng)、全水系統(tǒng)、冷劑系統(tǒng)。全水系統(tǒng)和冷劑系統(tǒng)只能消除室內(nèi)的余熱和余濕，不能起到改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的作用，所以全水系統(tǒng)和冷劑系統(tǒng)在本次的建筑空調(diào)設計時不宜采用。以下僅介紹全空氣系統(tǒng)和空氣―水系統(tǒng)。
�。�1）全空氣系統(tǒng)分一次回風式系統(tǒng)和二次回風式系統(tǒng)，該系統(tǒng)是全部由處理過的空氣負擔室內(nèi)空調(diào)冷負荷和濕負荷。機房面積較大，層高較高，空調(diào)與制冷設備可以集中布置在機房，有時可布置在屋頂或安設在車間柱間平臺上；空調(diào)送回風管系統(tǒng)復雜、布置困難，支風管和風口較多時不易均衡調(diào)節(jié)風量；可以根據(jù)室外氣象參數(shù)的變化和室內(nèi)負荷變化實現(xiàn)全年多工況節(jié)能運行調(diào)節(jié)，節(jié)能和經(jīng)濟；空調(diào)與制冷設備集中安設在機房便于管理和維護；可以嚴格地控制室內(nèi)溫度和室內(nèi)相對濕度；空調(diào)房間之間有風管連通，使各房間互相污染，當發(fā)生火災時會通過風管迅速蔓延。
（2）空氣―水系統(tǒng)分為再熱系統(tǒng)和誘導器系統(tǒng)并用、全新風系統(tǒng)和風機盤管機組系統(tǒng)并用。新風空調(diào)機房、機房面積小，風機盤管可以設在空調(diào)機房內(nèi)，但分散布置、敷設各種管線較煩；放室內(nèi)時不接送、回風管，當和新風系統(tǒng)聯(lián)合使用時，新風管較小；靈活性大、節(jié)能效果好，可根據(jù)各室負荷情況自我調(diào)節(jié)，無法實現(xiàn)全年多工況節(jié)能運行；安裝投產(chǎn)較快，介于集中式空調(diào)系統(tǒng)與單元式空調(diào)器之間；布置分散維護管理不方便，水系統(tǒng)布置復雜、易漏水；對室內(nèi)溫度要求嚴格時難于滿足；必須采用低噪聲風機才能保證室內(nèi)要求；各空調(diào)房間之間不會互相污染。
全空氣系統(tǒng)在人員較多的空氣調(diào)節(jié)區(qū)新風比例較大，與風機盤管加新風等半集中式空氣―水式系統(tǒng)相比，多占用空間不明顯，其空調(diào)負荷風量較大，便于獨立設置空調(diào)風系統(tǒng)，本綜合樓中的商鋪、中餐廳和門廳區(qū)域則屬于該種類型。
風機盤管加新風等半集中式空氣―水式系統(tǒng)由于其布置靈活，并可隨時根據(jù)需要開停機組，獨立性強能滿足辦公室等小區(qū)域的空氣調(diào)節(jié)，本綜合樓中的辦公室、西餐廳以及特殊商鋪區(qū)域擬采用該類型空調(diào)系統(tǒng)。
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