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1、暖通空调与建筑结构,一、暖通专业简介,暖通是供暖、通风与空气调节的简称。即Heating Ventilation&Air-conditioning(HVAC)建筑环境与设备工程专业,建筑采暖系统建筑通风空气调节防排烟设计,暖通专业内容,采暖 采暖通过改善围护结构传热性能及设置防寒取暖设施的方法给使建筑物内获得适当的温度分散式供暖与集中供热集中供热是指以热水或蒸汽作为热媒，由热源通过热网向城市、镇或其中某些区域热用户供应热能的方式,1.1采暖系统,采暖系统分类按供水温度分为：低温热水供暖系统（100），高温热水供暖系统（110 150/70-80）；按循环动力分：重力循环（自然循环），机械循环（
2、强迫循环）；按每组立管根数分：单管系统（单管顺流、单管跨越式），双管系统按供水干管布置位置分：上分式（上供、上行式）、中分式（中供、中行式）、下分式（下供、下行式）；,重力循环热水供暖系统原理：自然循环，靠水的密度差进行循环。在热水采暖里，这种推动热水流动的力量叫作用压头。影响因素：1。冷热中心高差h；2。供回水温差密度差。优缺点：1.结构简单，操作方便，运行时无噪声。2.不消耗电能。3.作用压力小，作用半径受到限制。4.水流速不大，升温慢，管径大。,机械循环热水供暖系统其与自然循环系统的主要区别：1）循环动力不同：循环水泵一般设在锅炉入口前的回水干管上，该处水温最低，可避免水泵出现气蚀现象。
3、2）膨胀水箱的位置不同：机械循环系统设置在系统的最高处，水箱下部接出的膨胀管连接在循环水泵入口前的回水干管上。3）排气方式不同：机械循环系统中水流速较大，一般都超过水中分离出的空气泡的浮升速度，易将空气泡带入立管引起气塞。供水干管：沿水流设上升坡度（抬头走），回水干管：应采用沿水流方向下降的坡度，,机械循环系统的优缺点：1.水流速大、管径小、升温快、作用范围大；2.因系统中增加了循环水泵，使维修工作量增加，运行费用增加。3.由于作用压力大，机械循环系统的型式比重力循环系统类型更多，适应场合更广泛。,制热设备锅炉、热电厂散热设备散热器：主要依靠自然对流散热辐射采暖：热辐射采暖热风采暖：主要依靠强
4、制对流散热,铸铁散热器,新型散热器,材质、外形、使用功能的多样，给家居装修带来更多便利。,广泛应用在普通住宅、别墅、游泳馆、车站、大空间商业、展厅等,低温地板辐射采暖,热风采暖风幕机，暖风机等,1.2建筑通风,建筑通风是把室内被污染的空气直接或净化处理后排至室外，把新鲜空气补充进来。以改善室内的空气环境，满足人体舒适需要，保证产品质量，促进生产发展，防止大气污染,建筑通风系统的分类按照动力不同：1.自然通风：依靠风压及热压作用下形成的空气流动2.机械通风：有动力的有组织通风按照通风范围：1.全面通风：全面送风和全面排风2.局部通风,风压作用的自然通风,热压作用的自然通风,常见于厂房、仓库、体育
5、馆等大空间建筑自然通风使用，高效节能,全面通风,全面机械排风（自然送风）,局部通风,局部排风系统示意图,工程设计中通风系统的应用1.厨房通风2.汽车库通风3.设备用房通风4.卫生间通风5.实验室通风,厨房通风,汽车库通风,上海财大育英楼地下车库通风,实验室通风,工业局部排风,常见设备用房通风换气次数,轴流式通风机，适用于消防排烟，隧道通风等,箱式离心风机，适用于通风、空调、消防排烟,离心风机，适用于通风、空调,壁式排风机，适用于厂房、展厅通风,诱导风机，适用于车库通风,排气扇,1.3空气调节,空气调节概念:就是通过采用一定的技术手段，在某一特定空间内，对空气环境（温度、湿度、洁净度、流动速度）
6、进行调节和控制，使其达到并保持在一定范围内，以满足工艺过程和人体舒适的要求。创造合适的室内气候环境 创造舒适的“人工气候”空调系统就是完成对空气环境进行调节和控制，也就是对空气进行加热、冷却、加湿、减湿、过滤、输送等各种处理的设备装置。空调系统的基本构成，由冷热源系统、空气处理系统、能量输送分配系统和自动控制系统等四个子系统组成。,冷热源系统：1锅炉；2给水泵；3回水滤器；4疏水器；5制冷机组；7冷却塔；8冷却水循环泵；9冷水管系;空气处理系统：10空气加湿器；11空气加热器；12空气冷却器；13空气过滤器;空气能量输送与分配系统：6冷冻水循环泵；14风机；15送风管道；16蒸气管；17凝水管
7、；18空气分配器;自动控制系统：19温度控制器；20湿度控制器；21冷、热能量自动调节阀;空调系统的基本构成,分体空调,1-风机 2-盘管 3-箱体 4-循环风进口及空气过滤器 5-控制器6-出风格栅 7-排水管8-冷媒 9-凝水盘 10-吸声材料卧式风机盘管构造图,离心式水冷机组,螺杆式水冷机组,风冷热泵机组,溴化锂吸收式制冷机组,变频多联式机组,组合式空气处理机组,吊装式空气处理机组,空调风口,旋流风口,散流器,格栅风口,单层百叶风口,地板送风口,球形喷口,高效送风口,异形风口,装饰性风口,1.4建筑防排烟,火灾烟气的危害：毒害性：火灾时会产生大量的有毒烟气，并释放出大量的热，并消耗大量的
8、氧气遮光性：能见度下降防烟、排烟设计的目的：为保障建筑内人员的安全疏散并有利于消防扑救工作,防火分区的目的是：防止火灾的扩大，设置防火墙、防火门、防火卷帘等设备。防火分区按方向可分为：垂直防火分区及水平防火分区 防烟分区是烟气控制的基础手段，防烟分区内不能防止火灾的扩大，只能有效地控制火灾产生的烟气流动，是为有利于建筑物内人员安全疏散和有组织排烟而采取的技术措施，主要依靠采用挡烟垂壁（帘），挡烟梁（墙）等形式来实现。规范规定：每个防烟分区建筑面积不应超过500m2，且防烟分区不得跨越防火分区。分隔区内的排烟量，在人员疏散的短时间内，必须大于或等于该区内产生烟的数量,防、排烟系统方式：.自然排烟
9、：利用火灾产生的烟气流的浮力和外部风力作用，通过建筑物的对外开口，把烟气排至室外的排烟方式实质是热烟气和冷空气的对流运动。机械排烟也叫负压机械排烟方式。利用排烟机把着火房间中产生烟气通过排烟口排到室外的排烟方式。3.防烟加压送风对疏散通路的楼梯间进行机械送风，使其压力高于防烟楼梯间前室或消防电梯前室，而这些部位的压力又比走道和火灾区高些。从而可阻止烟气进入楼梯间。,自然排烟系统,机械排烟使用排烟风机进行强制排烟。由挡烟（活动式或固定式挡烟壁，或挡烟隔墙、挡烟梁）、排烟口、防火排烟阀门、排烟道、排烟风机和排烟出口组成。,机械防烟系统的组成由加压送风机、风道、送风口以及风机控制柜等组成。该系统的风
10、源必须吸自室外，且不应受到烟气的污染。,多叶排烟风口,排烟阀,排烟风机,二、暖通专业与结构专业的相互配合,2.1暖通给结构提资设备荷载,2.2“浮筑”地面的隔振设计1。在冷却塔安装部位局部设置“浮筑”隔振地面2。在支撑冷却塔的立柱上设置三层SD橡胶隔振垫,2.3暖通专业给结构提资预留洞,预埋管件预埋套管；穿墙、穿楼板、人防防护区域预留设备吊装孔结构留洞：梁上留洞，剪力墙/砖墙留洞，制冷机房等排水沟集水井提资2.4结构梁高及设备管线对建筑净高控制的影响2.5结构梁及剪力墙等对通风、水管管井面积的影响,三、几种特殊结构形式与暖通的关系,3.1钢结构钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强
11、，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物。由于钢材质本身的热传导性强，因此钢结构体系保温设计是建筑节能设计的重要环节。除了要求墙体屋面有良好的保温材料外，构造节点处防止冷热桥处理要求很高。,3.2膜结构是近期发展起来的一种新型建筑结构形式，由高强薄膜材料及加强构件构成。膜结构造型美观、自重轻，具有卓越的阻燃性和耐高温性，已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑。膜结构的热工性能极其优化改良设计还在不断研究中。,上海新国际博览中心膜结构由单层膜至双层膜结构的转换，更重视冷桥的处理。,双层充气膜构造ETFE双层充气膜屋面结构利用屋面双层膜中的空气层提高屋顶隔热、保温性能，节省
12、了空调能源。同时允许部分光线透入，减少场馆白天照明日本馆的膜结构内部嵌入非晶体太阳能电池，世界上首次的发电膜技术,世博日本馆,3.3木结构用木材制成的结构，自古以来就被广泛地用于房屋建筑中，也还用于桥梁和塔架木结构的热工性能优良，围护结构的传热系数小，保温效果良好。,世博加拿大馆,四、案例,河南省广播电视发射塔高度388米，其中桅杆高120米，全钢结构，总建筑面积约5.8w平方米。是世界最高的全钢结构电视发射塔，在2012年荣获中国土木工程詹天佑奖。,塔体计算模型,计算模型俯视图,塔楼结构布置,地下换热孔孔深为120米，孔间距为5米,总孔数700个。,地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷
13、量用来做为空调制冷或者采暖。桩基埋管桩基埋管主要有2种形式，一种是将换热管预先放置于桩基的钢筋框架内，浇注混凝土时一起埋于建筑物地基部。另一种是将换热管先固定在建筑物地基的预制空心钢筋笼中，在随钢筋笼一起下到桩井中，再浇注混凝土。桩基埋管不占用建筑物外的土地面积，节省钻孔和埋管的额外费用。,2.钢塔结构的留洞,吊装水箱作为塔体阻尼器,直径4米，高4米，46.5立方的消防水箱,地下一层，地上一层，建筑面积2600平方米。结构形式：地下室钢筋混凝土框架结构。地上建筑为重木结构。,吉林市万科滨江河滩公园-售楼处,1.冷热源系统采用地源热泵机组2.全空气低速风道一次回风空调系统,地面百叶风口侧送风，侧
14、墙上部集中回风。3.低温热水地面辐射供暖系统4.装修风格完全呈现全木结构特点,BIM在建筑工程中的应用,BIM的英文全称是Building Information Modeling，中文翻译为建筑信息模型。通过仿真模拟建筑物所具有的真实信息而得到的所有数字信息的总和。特点：可视化协调性模拟性优化行可出图行,五、节能建筑设计,上海建科院生态示范楼,该示范楼是上海市第一幢绿色生态建筑项目，2004年9月正式落成，2005年被评为”全国十大建设科技成就奖、全国绿色建筑创新奖一等奖。年度绿色建筑设计评价标识项目（）,示范楼采用了四种外墙外保温体系、遮阳系统、断热铝合金双玻中空LOW-E窗、自然通风系统
15、、热湿独立控制的新型空调系统、太阳能空调和地板采暖系统、太阳能光伏发电技术、雨污水回用技术、再生骨料混凝土技术、智能调控系统、绿化配置技术,建筑外遮阳,双层双玻璃窗,天然采光、自然通风、太阳能空调及光伏发电、再生骨料混凝土技术,同济校园里的节能设计,同济大学文远楼地源热泵技术、太阳能及燃气补能系统、辐射吊顶技术、内遮阳节能系统、绿色材料及保温体系、屋顶花园、节能照明系统、智能控制即时展示系统、雨水收集系统、太阳能热水系统十大绿色节能技术,同济大学游泳馆钢筋混凝土框架，张弦梁屋盖生态与节能措施体现在三个方面：屋顶开启技术、空气源热泵技术及太阳能集热技术。游泳馆泳区主体部分屋面采用水平滑动的开启方式，最大开启率达到4 2。,同济大学大礼堂利用庭院式的采光和通风方式达到自然节能的目的采用“地源新风”、座椅柱脚送风方式等多种建筑节能技术,同济大学学生浴室采用太阳能供热系统“中水热量回用”技术将浴室带有余温的洗浴废水，导入热交换池“温暖”自来水流过的铜制水管表面，管内净水温度可因此提高3-5。废水处理后用于校内绿化植物灌溉,谢 谢,
