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暖通空调设计与建筑关系

简介: 住宅采暖的集中形式,各种采暖形式对建筑的要求,户式空调及其安装要求,厨房、卫生间的通风孔洞,各专业综合考虑;常用的空调方式,吊顶空间和层高,制冷机房设备机房、风道、管井与建筑的关系。

1.采暖设计与建筑的关系

1)住宅采暖的集中形式:

1)集中供热分户计量热水散热器采暖。也就是过去常用的采暖系统。这种采暖系统的形式有单管、双管两种,现在的住宅设计要求户内为可计量的分户热计量系统。室内为双管系统。这系统的热水由集中锅炉房、城市热网经换热站供给。

2)分户壁挂式燃气炉为热源的热水采暖散热器采暖系统。即通常所说的小炉子,它既能供采暖,又供生活热水,室内系统可以是散热器也可以是地板辐射采暖。

3)低温热水地板敷设采暖系统,即是以不高于60℃的热水作热媒,将加热管埋设在地板中的低温地板热水辐射采暖。

2)各种采暖形式对建筑的要求:

1)建筑物都要有一个供热入口,集中供热的采暖系统在进入建筑物时均设一个叫建筑物热力入口,它可以是一栋建筑物一个,或一个单元一个。住宅有地下室时,建筑物热力入口设在地下室中。无地下室时,建筑物热力入口设在首层楼梯间第一层楼梯下边。

2)采暖管井和地沟楼梯间应设采暖主管的管井,每户一个断面约1000mm×500mm左右开门于户外。地沟做法和以前一样。

3)户外接散热器的采暖管道若为交联聚乙烯PEX或铝塑复合管暗装埋设于垫层内时,楼板上边垫层的厚度不得小于50cm

4)若为地板辐射采暖系统时,其地面的做法如下:

土壤上部、与不采暖房间相邻楼板上部和住宅楼板上部的地板加热管之下,以及辐射采暖地板沿外墙的周边,应铺设绝热层。绝热层采用聚苯乙烯泡沫塑料板时,厚度不应小于下列要求:

楼板上部 30mm(住宅受层高限制时不应小于20mm

土壤上部 40mm

沿外墙周边 20mm

注:当采用其他材料时,宜按等效热阻确定其厚度。加热管应采用卵石混凝土填充层覆盖,并符合下列要求:

①加热管以上的填充层厚度不应小于30mm

②地面荷载大于20KN/m2时,加热管上皮的填充层,应经设计计算确定加固构造措施。

辐射采暖地板铺设在土壤上时,绝热层以下应做防潮层;辐射采暖地板铺设在潮湿房间(如卫生间、厨房和游泳池等)内的楼板上时,填充层以上应做防水层。具体构造见图1.3.1-12

1.3.1-1和图1.3.1-2的构造明细表

代号

名称

说明

1

地面层

包括地面装饰层及其保护层

2

填充层

卵石混凝土

3

加热层

 

4

绝热层

 

5

防水层

仅在楼层潮湿房间地面设置

6

防潮层

仅在地面层土壤上设置

7

土壤

 

8

楼板

 

3)户式空调及其安装要求:

什么是户式空调:在1999年猛然间户式中央空调的名字和产品如雨后春笋般地在中国大地上冒了出来。有一种是风冷冷水机,末端用风机盘管,供暖面积可达100~600m2。这种做法就是把风冷冷水机吊在过道吊顶上或卫生间等处,吊顶内净高约450mm

另一种就是风冷热泵式系统。室内机置于吊顶内,吊顶内净高约400~500mm,用软风管接到各送风口。

如北京地区热泵冬天加热量不够时,应设辅助热源。

4)厨房、卫生间的通风孔洞:

厨房自然通风口的面积不应小于房间地面积的10%,不小于0.6m2

无外窗的卫生间,应设置有防回流构造的排气通风道,并预留安装排气机械的位置和条件。

5)各专业综合考虑:

住宅的建筑设计,应能满足建筑设备各系统合理布局,使其功能有效发挥,创造一个安全运行,节约能源的先天条件,为此:

1)要合理划分各专业的占用空间。

2)燃气、给排水、采暖空调、电气等设备管线应相对集中布置,配合好,尽量不交叉。

3)散热器、电源插座、电视电话插座合理布置,有的插座被散热器或支管遮挡,影响使用

2. 空调设计与建筑的关系

一般公共建筑多为空调建筑,有空调的建筑物,建筑与暖通专业的关系就更密切。为使大家了解公共建筑中空调的情况,下面介绍一下现代公共建筑(以办公楼为例)的分区与常用的空调方式:

1)分区:

1)内区与外区。现代办公楼多为高层大面积,玻璃窗也大,室内电子办公设备多,照明散热也多,有的人员也多,这些都是空调冷负荷。室外温度波动和太阳辐射热也能作用于围护结构进行传热等,但只影响到进深一定的区域,我们称为外区。外区一般为距外墙4~6m内的区域。而室内负荷只有照明、电子设备等不受外界温度波动影响的区域称为内区。内区全年的空调负荷均为冷负荷。

2)内区多用全空气定风量或变风量(VAV)的空调方式;外区(周边区)常用风机盘管加新风的空调方式或VAV带末端加热的方式。

2)常用的空调方式:

1)全空气空调系统:就是我们常说的集中空调系统也即平常用得最多的大风道空调系统,由空调机房用风道将冷风或热风通过散热器或百叶风口等送入室内,且室内还有回风口的空调系统,这一系统要有机房、要有吊顶空间。

2)变风量空调系统(又叫VAV系统):变风量空调系统是按照房间负荷的改变而相应改变送入室内的风量的全空气系统,多用在办公楼等公共建筑。变风量系统除风道外,有末端装置,叫VAV箱(变风量末端),有时外区的VAV箱也要接热水管,有的有小风机需要接电源。

3VRV空调系统:这是一种风冷直接蒸发冷却室内空气变频调节制冷剂量的系统,它不要机房,没有风管,设计简单,中国建筑设计研究院新楼就是它的实例。

4)风机盘管加新风系统:风机盘管顾名思义就是一个水表面冷却盘管加上一个风机,有进水、出水两个水管接口和进风出风两个风口,所以凡是装风机盘管的地方都有冷热水管道连接。另外夏天时冷却盘管内通9~12的冷水,其表面温度比室内空气的露点低,所以风机盘管下边有集水盘,盘中还接出一根凝结水管。这根管道是将水盘中的凝结水排走,它是无压的自流排水管。所以要有一定的坡度,i≥0.005。否则,凝结水盘就会溢出,损坏吊顶装修。

因为风机盘管的作用是将室内空气循环冷却,并不解决室内空气品质(即新风量)的问题,为了使室内人员能呼吸到新鲜空气,所以一般的风机盘管都和新风系统联合使用。而新风系统就是全室外空气经过空气处理机(也叫新风机组)进行加热(或冷却)、加湿等处理后送入室内的系统。

对建筑来说风机盘管在吊顶上的空间要400mm左右,梁下至少也得250mm

3)吊顶空间和层高:

建筑师对于自己所设计的建筑物在设备、电气等方面先进到什么程度心中要有数。特别要了解各专业在建筑物中都需要占有哪部分空间;竖井需要多大,设在哪个部位好,水平管线走在吊顶还是只在走廊内。空调机房是集中还是分散?各要多大面积?设在什么位置?垂直风管和水平风管的大约方向。对于这些管道空间,建筑师要有完整的概念。有了这个数,才能解决好专业矛盾,抓好设计质量。

建筑物的层高除保证建筑规范的有关净高要求外,当然是越小越经济,为了多出面积。可是小到管道都放不下的程度也不行,所以在决定建筑层高时首先要看吊顶内的空间要多少,从暖通来看采用全空气系统时要梁下40~50cm,而采用风机盘管时要梁下净高不小于30cm。所以裙房的层高应在4m以上,而综合楼标准层的层高应在3.5m以上,饭店宾馆楼层的高度一般不小于3.0m

4)制冷机房设备机房、风道、管井与建筑的关系:

1)制冷机房(包括电制冷和直燃吸收式机房)、空调机房的位置在做方案时就需与设备专业一起研究,确定其面积和层高。可参考表1.3.2-1、表1.3.2-2

空调机房的层高概略值 1.3.2-1 

建筑物总建筑面积(m2)

主要空调机房层高(m

(包括冷冻机房、锅炉房)

回水池、泵房、电气室(包括变电室、发电机)

建筑物总建筑面积(m2

主要空调机房层高(包括冷冻机房、锅炉房)

回水池、泵房、电气室(包括变电室、发电机)

1000

4.0

4.0

15000

5.5

6.0

2000

4.5

4.5

20000

6.0

6.0

3000

4.5

4.5

25000

6.0

6.0

4000

5.0

5.0

30000

6.5

6.5

 

设备层中空调机房所占用的面积的概略值 1.3.2-2 

建筑总面积(m2

空调机房面积(m2

(一般概略值)

不同空调方式的空调机房面积(m2

各层机组单风道方式(定风量、变风量)

(一般概略值)

单风道方式加风机盘管方式

(一般概略值)

1000

707.0%

757.5%

 

3000

2006.6%

1906.3%

1204.0%

5000

2905.8%

3106.2%

2004.0%

10000

4504.5%

5505.5%

3503.5%

15000

6004.0%

7505.0%

5503.7%

20000

7703.8%

9604.8%

7303.6%

25000

9203.7%

12004.8%

8503.4%

30000

10903.6%

14004.7%

10003.0%

制冷机房面积约占公共建筑总建筑面积的0.5%~1%

热交换站面积约占公共建筑总建筑面积的0.3%~0.5%

锅炉房面积约占公共建筑总建筑面积的1%左右;

空调机房面积约占公共建筑总建筑面积的的4%~6%

而在分层面积上:500m2约要空调机房30m2

(每层建筑面积)1000m2约要空调机房35~45m2

        2000m2约要空调机房45~55m2

        3000m2约要空调机房65~75m2

2)制冷机房、直燃机房、空调机房的设置对建筑的要求:

 制冷机房:

a 有地下室时一般设在地下室,无地下室时设在一层,也有设在顶层的,但很少。

b 在地下室中设在平面的几何中心为好,这样可以节省管网的投资和运行的水泵能耗,因为管道短则系统阻力小,故水泵的扬程低,耗能少。

c 要靠近变配电站和水泵房。

d 要考虑管网的出路。

e 要有机器搬进搬出的孔洞。

f 制冷机房的高度要求(净高):

a)电制冷机房

大型h=4.5m;小型h=3.5m

b)直燃机房

大型h=5m;小型h=4m

 直燃机房:

直燃机房的特殊要求:

因为燃气有防火防烟要求,按燃气规范和防火规范的要求,其机房的位置应当符合以下要求: 

a 有直接对外的门窗。

b 有通风换气。

c 在地下室时有泄烟面。

 空调机房:

a.空调机房的楼板荷载为700~800kg/m2

a800m2的多功能厅

2×30000m3/h,机房面积50m2

b. 办公楼每1000m2约需50m2机房面积,占5%。空调机房应当放在每个防火分区内,不能把这个防火分区的机房,放在另一个防火分区内。

c. 空调机房在平面上与主要房间至少应有一室之隔,为的是避免噪声振动给使用带来无法解决的先天不足。

d. 空调机房的门应为甲级防火隔声门。

e. 管道井(风管道井和风道井,还有电缆井):有一条很重要,就是燃气管道不允许设在管井里。一定要设时,要设单独管井,还得做管井通风。管道井约占总建筑面积的1%~2%。风道井分为防、排烟管井,每个防烟楼梯间附近都得有1~2m2的防、排烟管井。

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