摘 要

本建筑为养老设施建筑，所在地为江苏省苏州市，建筑总面积8736m²，地下一层，层高4.2m，地上十三层，层高3.6m。建筑的类型为多层建筑，耐火等级为一级。

本项目的冷热源经过技术性分析后，选定了冷水机组 锅炉以及地表水源热泵机组这两种方案，经过能耗分析和经济性分析，并考虑到施工的技术难度，最终确定冷热源方案为冷水机组 锅炉。

采用毛细管网末端的温湿度独立控制系统，夏季新风经低温冷冻水冷凝除湿后送入室内承担室内湿负荷、潜热负荷以及部分显热负荷，管内通入高温冷冻水的毛细管网承担室内显热负荷。冬季新风经新风机组加热后送入室内，室内热负荷全部由毛细管网辐射末端承担。

本系统设计的主要运行策略主要有压差旁通控制策略和露点监控策略。

关键词：辐射空调 冷水机组 露点 独立新风

Suzhou Wangzi gerocomium HVAC system design

Abstract

The building is an old-age facility building, located in Suzhou, Jiangsu Province, with a total area of 8736 m2, one floor underground, 4.2 m high, thirteen floors above ground and 3.6 m high. The type of building is multi-storey building, fire-resistant grade is one.

After technical analysis of the cold and heat sources of this project, two schemes of chiller boiler and surface water source heat pump unit are selected. After energy consumption analysis and economic analysis, and considering the technical difficulty of construction, the cold and heat source scheme is finally determined as chiller boiler.

The fresh air in summer is condensed and dehumidified by cryogenic chilled water and then sent into the room to bear indoor humidity load, latent heat load and partial sensible heat load. The indoor heat load is borne by the radiation end of the capillary network.

The main operation strategies of the system design include differential pressure bypass control strategy and dew point monitoring strategy. 

Key Words: Radiant air conditioning, Water chiller, Dew point, DOASs

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 项目概况 1

1.1 建筑概况 1

1.1.1 建筑基本信息 1

1.1.2 周边资源情况 1

1.1.3 围护结构热工参数 2

1.2 设计要求 3

1.3 设计参数 5

1.3.1 室内设计参数 5

1.3.2 室外计算参数 7

第二章 负荷计算与分析 9

2.1 建筑全年动态负荷模拟 9

2.2 典型房间负荷计算验证 10

2.2.1 夏季设计日逐时冷负荷 10

2.2.2 冬季负荷指标法核算 15

2.3 负荷计算结果汇总与分析 15

2.3.1 负荷计算结果汇总 15

2.3.2 全年空调季度划分 16

2.3.3 空调季负荷率统计 17

第三章 空调方案设计 18

3.1 空调方案选择 18

3.1.1 空调方案选择背景 18

3.1.2 所选方案的特点 18

3.2 新风处理方案 20

3.2.1 新风处理方案说明 20

3.2.2 室内新风计算结果汇总 23

3.2.3 新风机组选型 26

3.3 毛细管网末端方案 26

3.3.1 毛细管末端设备选型 27

3.3.2 毛细管网面积计算 28

3.3.3 毛细管网实际传热量校核 30

第四章 冷热源系统方案设计 32

4.1 方案初选 32

4.2 方案比对 33

4.2.1 初投资比较 33

4.2.2 机组初步选型 33

4.2.3 能耗分析 34

4.2.4 运行费用比较 35

4.3 方案确定 35

第五章 风系统设计计算 37

5.1 气流组织设计校核 37

5.2 新风系统水力计算 37

第六章 水系统设计计算 40

6.1 冷冻水系统 40

6.1.1 系统设计概述 40

6.1.2 末端冷冻水系统水力计算 40

6.1.3 冷冻水系统附属设备选型 43

6.2 冷却水系统 44

6.2.1 系统设计概述 44

6.2.2 设备计算选型 44

6.3 冷凝水系统 47

6.4 热水系统 47

6.4.1 锅炉热水循环系统 47

6.4.2 锅炉补水系统 48

6.5 附属设备选型 49

6.5.1 水处理器 49

6.5.2 燃气部分计算 50

6.5.3 膨胀水箱 51

第七章 空调系统运行策略 53

7.1 末端冷冻水系统的监控： 53

7.2 露点控制策略 53

第八章 通风系统设计 55

8.1 送风系统 55

8.1.1 送风量计算 55

8.1.2 风口选型 55

8.1.3 送风管路水力计算 55

8.1.4 风机选择 55

8.2 排风系统 56

8.2.1 排风量计算 56

8.2.2 风口选型 56

8.2.3 排风管路水力计算 56

8.2.4 风机选型 56

第一章 项目概况

1.1 建筑概况

1.1.1 建筑基本信息

本建筑为养老设施建筑，建筑总面积8736m²，地下一层，层高4.2m，地上十三层，层高3.6m。建筑的类型为多层建筑，耐火等级为一级。

建筑的主要功能为：地下一层为设备用房，地上所有层均用于提供养老服务，主要有卧室、办公室、客厅和休息室，屋顶天台可用于布置少量设施设备。

建筑内部房间门高度均为2.4m，窗高2.0m，窗台距地板高度0.7m，各卧房的阳台与室内间的推拉门高度为2.7m。

本建筑空调区域为卧房、公共客厅、过道、管理房间和休息室，机房层、楼梯间、电梯间、阳台和卫生间不作为空调区域，空调区域面积4970 m²。

1.1.2 周边资源情况

项目位于苏州市高新区，周边水电燃气官网设施完备，但无市政热网资源。根据苏州市物价局提供的数据，得到苏州市能源资费标准，见下表。

表1-1 江苏省电网销售电价表（自2019年4月1日起执行）

单位：元/千瓦时

表1-2 苏州天然气价格表

单位：元/立方米

1.1.3 围护结构热工参数

1.建筑围护结构热工参数见下表。

表1-3 非透明围护结构

表1-4 透明围护结构

窗内采用深色窗帘为遮阳设施，遮阳系数为0.65.

2.根据《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）对本建筑围护结构的热工性能限值的校核。

（1）建筑所在地苏州为夏热冬冷地区，属于甲类公共建筑；

（2）计算得该建筑的体形系数为0.190；房间类型为重型；

（3）计算建筑的单一立面窗墙比：

东：（1.5×1.7×13）/（16.2×13×3.6）=0.044

西：0

南：（3.34×2×10 3×1.7）/（43.6×3.6）=0.458

北：（1.2 9 3.6 1.6 3）×1.7/（43.6×3.6）=0.199

（4）根据GB50189-2015中表3.3.1-4，得本建筑围护结构的热工性能限值如下表所示。

表1-5 本建筑围护结构热工性能限值

经校核，本建筑所选用的所有围护结构，热工性能均满足《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）中的要求。

1.2 设计要求

本项目为养老设施建筑的暖通空调系统设计，除满足暖通空调系统设计的一般要求外，因为使用人群的特殊性，还有考虑其他的一些要求。

查阅《养老设施建筑设计规范（GB50867-2013）》和其他相关规范，总结了规范中对养老设施建筑暖通空调设计提出的主要的几点要求：

1.室内温度的设定

一方面，老年人因年龄增长，新陈代谢过程减缓，身体常会感觉到发凉怕冷，在暖通空调设计中需要为老年人营造比一般空调区温度更高些的环境，一般高2℃；另一方面，老年人往往身体抵抗力弱，对环境的适应能力也较弱，为了避免因室内外温差过大和冷热交替而诱发感冒、心脑血管疾病等，卧室、起居室等主要的室内空间与室外环境之间，应当设置温度过渡区域。

2.室内湿度的设定

研究表明，老年人群最适宜的相对湿度范围，夏季为 40%～60%，冬季为 40%～50%，在老人停留时间较短的区域相对湿度可以适当降低，但也不可低于35%。系统设计时应考虑湿度控制措施，如果湿度需求较为多样化，集中控制难以满足要求时，可在各房间设置小型分散式加湿除湿设备。

3.室内气流组织

这部分有两个层次的考虑，一是气流组织要保证不对老年人群的身体健康产生影响，因为气流长时间吹过老年人身体或者空调房间冷热不均，会对老年人身体产生不利的影响，导致疾病发作或病情加重。二是良好的气流组织才能提高室内环境的热舒适度，有更好的室内环境品质。出于热舒适方面的考虑，供暖设备也宜采用低温辐射地面供暖。

4.室内空气品质

老年人的生活习惯使其一般都对居住生活场所的通风条件要求较高，经常开窗透气是很多老年人的习惯，因此老年人居住环境的通风设施要足够到位。对于主要功能为居住的房间，设计新风量可以按保证最小换气次数的方式，公共活动区域可适当加大新风量，过渡季增加新风量，或充分利用自然通风。

5.室内噪声控制

老年人属于对噪声敏感的人群，尤其在睡眠时受外噪声干扰易失眠，特别地，对于患有心脏病的老年人，严重的噪声甚至会危及生命。因此，养老设施建筑室内安装的设备、管道、风口等都必须进行严格的消声设计，设计目标应是噪声不会让老人生理和心理上产生抵触与不适。

6.节能运行

从负荷特点考虑，养老院更适合采用以风机盘管为末端设备的空气-水系统，根据负荷及时进行分室调节，使得冷（热）量与负荷相匹配，达到节能的目的，同时，应当优化设计，合理进行机组设备选型，并在条件允许情况下采用全热回收设备等，来避免能量损失。

1.3 设计参数

1.3.1 室内设计参数

根据甲方提出的要求，本项目的暖通空调系统设计的末端设备采用毛细管辐射空调，此末端是辐射空调中一种常见的末端。

养老设施建筑中的房间多为卧房、休息室等，为人员长期逗留区域，其室内设计参数，应符合下表的规定。

表1-6室内设计参敛

因为采用的末端为辐射末端，根据GB50736-2012条文3.0.5，辐射供暖室内设计温度，宜降低2℃; 辐射供冷室内设计温度，宜提高0.5℃-1.5℃。

在养老设施建筑的暖通空调设计中，需要对湿度有更高的设计及控制要求；养老设施建筑中需要对沐浴用房的温度加以适当提高。但由于本设计中卫生间中设备布置技术难度较高，因此不进行空调系统设计，可采用浴霸或暖风机作为冬季沐浴时的辅助供暖设备，

因此，针对老年的人群特点，根据规范的要求，确定本建筑中各区域室内设计参数，见下表1-7 。

表1.7 空调室内设计参数

居住房间按照表1-8和表1-9计算得出的最小新风量取两者较大值。

表1-8所需最小新风量[m³/(h·人)]

表1-9 居住建筑设计最小换气次数

人员密度、设备照明的选定主要的参考文献为《实用供热空调计手册（第二版）》。则室内人员、照明、设备、新风量等具体参数见下表。

表1.10 室内人员、照明、设备、新风量等参数

1.3.2 室外计算参数

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