II某醫(yī)院門診綜合樓空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)管系統(tǒng)水力計算過程案例1工程概況及設(shè)計內(nèi)容1.1建筑概況本工程為岳陽市中醫(yī)院門診綜合樓空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，建筑面積約17530.88m2，建筑層數(shù)為十四層，包括門診室、會議室、辦公室、值班室、檢查室、病房及其它輔助用房。最高建筑高度：49.5m。工程供應(yīng)的圖紙有：建筑平面圖，屋頂平面圖等。1.2氣象概況查閱以往天氣材料之后發(fā)現(xiàn)，在夏天的時候岳陽市的干球平均溫度是34.1℃，28.3℃和32.2℃分別是濕球溫度與日平均溫度。在冬天的時候，-2℃，78%分別是室外溫度和室外相對濕度。，北緯29°23′、東經(jīng)113°05′。選擇的冷源是城市的自來水。制冷站冷水提供水的溫度為7℃／12℃1.4圍護結(jié)構(gòu)資料外墻類型：外墻采用I類型墻體；（自外而內(nèi)：水泥砂漿；加氣混凝土砌塊（B07級）：無機輕集料保溫砂漿；抗裂砂漿），傳熱系數(shù)K=0.71W/(m2×k)；上人屋面，III級防水，（自外而內(nèi)：混凝土板；刷熱瀝清瑪啼脂一道；80厚聚苯乙烯泡沐塑料板保溫層；加氣混凝土找坡i=2%；30厚C20細石混凝土找平層；刷冷底子油一道；45#SB5改性油氈(頁巖覆面）；10厚鋪地缸磚，用水泥砂漿內(nèi)摻膠料，順泛水鋪砌），傳熱系數(shù)K=0.45W/(m2×k)。玻璃窗類型如下：玻璃幕墻類型：窗體采用Low-E玻璃雙層窗，金屬窗框，80%玻璃，傳熱系數(shù)修正值CW=1.20，傳熱系數(shù)為K=2.7W/(m2×k)；窗內(nèi)遮陽均采取活動百葉簾（中間色），遮陽系數(shù)Ci=0.60；1、設(shè)計草案的確定2、計算空調(diào)熱（濕）載荷（1）建筑圍護結(jié)構(gòu)傳熱的計算（按冬、夏季分別進行）；（2）通過外窗太陽輻射熱引起冷負荷的計算；（3）人體散熱散濕的計算；（4）照明設(shè)備散熱引起冷負荷的計算；（5）夏季熱（濕）負荷匯總表。（1）分夏冬兩季計算建筑周圍結(jié)構(gòu)的傳熱性（2）計算由外部陽光照射出現(xiàn)的冷載荷值（3）計算人體散發(fā)熱量值和散發(fā)濕度值。（4）計算電氣設(shè)備散發(fā)熱量出現(xiàn)的冷載荷（5）匯總夏天熱和濕載荷值3、設(shè)計氣體調(diào)整過程（1）明確室內(nèi)的氣體流動方式（2）計算新風(fēng)量（3）計算并確定夏季空調(diào)過程送風(fēng)量（附i-d圖）；4、選擇氣體處理設(shè)備并計算。5、計算室內(nèi)氣體流動裝置（挑選設(shè)置送、回風(fēng)口，設(shè)置送、回風(fēng)風(fēng)道等）6、計算送、回風(fēng)風(fēng)道系統(tǒng)所需水力。7、計算和設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)消聲減振。8、設(shè)計空調(diào)用制冷裝置與選用和計算冷水機組及其數(shù)量；9、設(shè)計與配置空調(diào)機房。2風(fēng)管系統(tǒng)水力計算計算空調(diào)系統(tǒng)的水力是非常重要的，它的作用不容小覷。首先，諸多管子段落的斷面大小能夠計算出來，甚至空調(diào)系統(tǒng)阻力也能計算出來，從而空調(diào)系統(tǒng)里面的風(fēng)量分派能夠供應(yīng)充足，空調(diào)系統(tǒng)通風(fēng)機是什么機型？能源需要用多少？這些我們都能夠知道能夠確認，所要消耗的燃料的量也能確定其大小。假定流速法是計算空調(diào)系統(tǒng)水力的重要方法，該方法的實質(zhì)是計算風(fēng)速值和空調(diào)系統(tǒng)的阻力，其中風(fēng)速值是憑借風(fēng)口和風(fēng)道的經(jīng)濟流速；空調(diào)系統(tǒng)的阻力計算風(fēng)道或風(fēng)口的阻力，其中阻力是由風(fēng)道或風(fēng)口的尺寸計算得出，而尺寸是由風(fēng)道或風(fēng)口的進入的風(fēng)量而計算出來。如下表是風(fēng)道與風(fēng)口的經(jīng)濟流速。風(fēng)道與風(fēng)口的經(jīng)濟流速（m/s）表7.12.1空調(diào)系統(tǒng)水力計算的特點：2.1.1大多數(shù)人以為系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)是采暖系統(tǒng)中的蒸汽或者熱水，實質(zhì)上，系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)是空氣，所以多數(shù)人以為熱水或蒸汽管道的斷面遠遠的大于管道的斷面是錯誤的結(jié)論，實質(zhì)是遠遠的小于，從而空間被占用的相對也較多；2.1.2一般情況下，空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)道一般會采用鍍鋅的薄鋼板，并通過將風(fēng)道設(shè)計為矩形斷面來與其他建筑看起來更加的磨合。我國制定了《通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格》以此來增加板材的最大利用率，并可以使風(fēng)管更加的機械化和工廠化的制造和安裝；2.1.3在空調(diào)整個系統(tǒng)中，局部阻力所占比例高達50%以上，比其他阻力都大。2.2空氣流動阻力主要由摩擦阻力和局部阻力兩部分組成。2.2.1摩擦阻力大多數(shù)人認為邊界層中存在摩擦，實際上，這種摩擦是沒有的，空氣是在風(fēng)管中不斷地流動，流動走會有摩擦，從而阻力也會隨之產(chǎn)生加上流體質(zhì)點在邊壁上不可以滑動，所以邊界層隨之出現(xiàn)。邊界層的形成會有一定的消極影響，它的體內(nèi)擁有著流速梯度，并且該梯度是非常大的，流體流動的時候，相關(guān)的摩擦力也會產(chǎn)生，從而流體的運動會被影響?？諝馑艿牧鲃幼枇σ彩怯杏嬃繂挝坏?，大多數(shù)情況下我們都是用大多數(shù)情況下我們都是將摩擦阻力用用單位體積流體的所損失的能量來表示，其表達式為Pa（1）（2）2.2.2局部阻力為了在風(fēng)管系統(tǒng)中產(chǎn)生一定的阻力，則需要控制空氣的流動或者安裝一些管件來代替。三通、彎頭及變徑管三者均為可進行替換的管件。管件內(nèi)在有空氣進入時，會產(chǎn)生渦流并改變流速。因此，就會產(chǎn)生了局部阻力。局部阻力可按下式計算：（3）2.2.3風(fēng)管內(nèi)空氣流動阻力摩擦阻力和局部阻力相加就為風(fēng)管內(nèi)空氣流動阻力，即（4）本研究通過運用假定流速法。以本文數(shù)據(jù)為依據(jù)，已知條件為風(fēng)量并假設(shè)流速，之后便可求出單位長度摩擦阻力與管徑。流程如下：（1）對管段進行編號。對管段始末和交叉處都進行標(biāo)記，每一流量即為一管段；（2）分別將管段編號，流量和管段長度都需要填入表中的相應(yīng)位置，以兩管之間的距離為管長；（3）最不利的管路為構(gòu)件多且長度長的管路，以1～2～3～4～5～6～7～8來進行標(biāo)記，（4）．流速分為很多段，我們要一段一段的從中選取，并且風(fēng)道斷面的選取是根據(jù)風(fēng)道的標(biāo)準(zhǔn)確定的，它的選取較為嚴格，是為了計算實際流速，從而管中的實際流速也能計算出來，進而管道的比摩阻能夠確定，最后管段的沿程阻力也能計算出來，它是根據(jù)管的長度而計算出來的（5）.用先用動壓值計算局部阻力值，在此之前應(yīng)該對局部構(gòu)件在系統(tǒng)中安置，這樣才可以明確局部阻力系數(shù)ζ值（6）.計算出管道系統(tǒng)總阻力：例如二層新風(fēng)系統(tǒng)，如下圖即為摩擦阻力和局部阻力的計算步驟。新風(fēng)系統(tǒng)水力計算計算（詳見CAD圖紙）1、管段1-2(風(fēng)量QUOTEqv=qv=3960QUOTEm3/hm3/h，管長(1)摩擦阻力。初選風(fēng)速為5.5m/s，風(fēng)量為3960QUOTEm3/hm3此時A'（500mm×400mm）（A=0.2）的實際風(fēng)速為5.5m/s，流速當(dāng)量的直徑為220mm?？梢詫D6-14此時的實際風(fēng)速和流速當(dāng)量直徑對邊來求出摩擦阻力，而此時的單位長度摩擦阻力為0.77Pa/m，管段1-2的摩擦阻力如下局部阻力。為了使本段產(chǎn)生局部阻力，可以采用漸縮管。漸縮管：根據(jù)擴張角30°＜45°，查得ξ=2.1。QUOTEZ1=ξv2ρ2局部阻力Z的計算方式如下：Z=16.47Pa(3)該段總阻力。16.47+0.27=16.74Pa對以上結(jié)果分析可得，此方法可以用來對所有管段風(fēng)管的水力進行計算。表5二層水力計算表表5二層水力計算表編號G(m^3/h)L(m)形狀D/W(mm)H(mm)υ(m/s)ΔPy(Pa)ΔPj(Pa)ΔP(Pa)139600.35矩形5004005.50.2716.4716.74237801矩形5004005.250.716.6817.38336005.3矩形50040053.3715.1318.5434201矩形5004004.750.5813.6514.23532405.3矩形5003205.624.930.885.81629401矩形5003205.10.782.052.83726403.2矩形4003205.733.462.786.2387201.64矩形3201205.213.574.88.3895401矩形25012052.2215.1317.34103605.3矩形1601205.2115.580.3715.95111801矩形1201203.471.658.249.89121802.06矩形1201203.473.3819.6923.08131802.01矩形1201203.473.325.8929.19141802.01矩形1201203.473.325.4128.71151802.01矩形1201203.473.327.7531.0516192011.23矩形4003204.176.693.149.83176601.61矩形3201603.581.362.333.69183604.32矩形2001603.133.570.13.67191801.94矩形1201203.473.28.7511.95201801.33矩形1201203.472.187.299.4721902.9矩形1201201.741.362.533.8922901.49矩形1201201.740.74.925.6223901.44矩形1201201.740.677.267.93241801.75矩形1201203.472.8822.9825.86253003.02矩形1601603.263.0720.4323.52612603.01矩形3203203.421.425.096.512711401.2矩形3203203.090.475.796.252810205.26矩形3202503.543.110.373.47298401.09矩形3202003.650.88.048.84305605.12矩形3201603.043.215.588.79312801.02矩形1601603.040.926.77.62322801.64矩形1601603.041.4715.0816.55332801.59矩形1601603.041.4217.9819.41342801.59矩形1601603.041.4218.519.92351801.59矩形1201203.472.6127.2129.82361202.11矩形1201202.311.6516.0617.71371202.11矩形1201202.311.6519.921.56381202.01矩形1201202.311.5810.8612.44391802.01矩形