空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)方法空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是建筑環(huán)境控制的核心技術(shù)環(huán)節(jié)，其合理性直接決定室內(nèi)熱舒適品質(zhì)、空氣潔凈度及系統(tǒng)能耗水平。設(shè)計(jì)過程需綜合建筑功能、使用特點(diǎn)、氣候條件與節(jié)能要求，通過科學(xué)計(jì)算與系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)平衡。一、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)框架與規(guī)范體系空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)首要任務(wù)是建立完整的技術(shù)框架。系統(tǒng)構(gòu)成包括空氣處理設(shè)備、風(fēng)管管網(wǎng)、末端裝置及控制系統(tǒng)四大模塊?？諝馓幚碓O(shè)備通常指組合式空調(diào)機(jī)組或新風(fēng)機(jī)組，承擔(dān)過濾、冷卻、加熱、加濕等功能。風(fēng)管管網(wǎng)負(fù)責(zé)輸送處理后的空氣至各使用區(qū)域，其布置形式分為枝狀、環(huán)狀與混合式。末端裝置包括各類送風(fēng)口、回風(fēng)口與排風(fēng)口，直接決定室內(nèi)氣流組織效果?？刂葡到y(tǒng)通過傳感器、執(zhí)行器與控制器實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、壓力等參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)基本原則需遵循《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50736-2012第3.0.1條規(guī)定，確保系統(tǒng)滿足室內(nèi)溫濕度、新風(fēng)量、噪聲標(biāo)準(zhǔn)及節(jié)能要求。同時(shí)應(yīng)滿足《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2015對(duì)風(fēng)機(jī)能耗的限制指標(biāo)。設(shè)計(jì)前期需收集建筑平面圖、立面圖、使用功能分區(qū)、人員密度、設(shè)備發(fā)熱量等基礎(chǔ)資料，并明確室外氣象參數(shù)與室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)。室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)根據(jù)房間用途確定，例如辦公室夏季溫度宜為26-28攝氏度，相對(duì)濕度40%-65%；冬季溫度18-22攝氏度，相對(duì)濕度不小于30%。二、負(fù)荷計(jì)算與風(fēng)量確定技術(shù)方法冷負(fù)荷計(jì)算是風(fēng)量設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。第一步，確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱形成的冷負(fù)荷，按GB50736附錄H提供的計(jì)算方法，分別計(jì)算外墻、屋面、外窗的逐時(shí)傳熱得熱。外墻傳熱系數(shù)應(yīng)根據(jù)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)限值選取，嚴(yán)寒地區(qū)居住建筑外墻傳熱系數(shù)不應(yīng)大于0.35瓦每平方米開爾文。第二步，計(jì)算太陽輻射得熱形成的冷負(fù)荷，采用遮陽系數(shù)法或面積加權(quán)法，南向窗墻比大于0.5時(shí)需設(shè)置活動(dòng)外遮陽。第三步，計(jì)算室內(nèi)熱源散熱，人員散熱量按輕度勞動(dòng)強(qiáng)度取75瓦每人，設(shè)備散熱量按實(shí)際功率的70%-90%計(jì)算，照明散熱量按燈具功率密度乘以同時(shí)系數(shù)。第四步，計(jì)算新風(fēng)冷負(fù)荷，新風(fēng)量與室內(nèi)外焓差的乘積即為新風(fēng)負(fù)荷，夏季室外計(jì)算焓值按歷年平均不保證50小時(shí)的濕球溫度確定。風(fēng)量確定需分別計(jì)算送風(fēng)量、新風(fēng)量與排風(fēng)量。送風(fēng)量按消除室內(nèi)余熱計(jì)算，公式為送風(fēng)量等于室內(nèi)顯熱冷負(fù)荷除以空氣密度、比熱容與送風(fēng)溫差的乘積。送風(fēng)溫差應(yīng)根據(jù)空調(diào)精度確定，舒適性空調(diào)送風(fēng)溫差宜為8-12攝氏度，工藝性空調(diào)不宜大于5攝氏度。新風(fēng)量按GB50736第3.0.6條規(guī)定，公共建筑每人最小新風(fēng)量30立方米每小時(shí)，高密度人群房間如會(huì)議室應(yīng)取40立方米每小時(shí)。排風(fēng)量按維持房間正壓要求確定，通常取新風(fēng)量的80%-90%，保持5-10帕的正壓值可阻止室外滲透風(fēng)。三、風(fēng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)與阻力平衡技術(shù)風(fēng)管布置應(yīng)遵循短直、分支少、阻力均衡的原則。主風(fēng)管風(fēng)速宜控制在6-8米每秒，支風(fēng)管風(fēng)速3-5米每秒，高速風(fēng)管可達(dá)10-12米每秒但需增加消聲措施。風(fēng)管材料優(yōu)先采用鍍鋅鋼板，厚度按《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50243-2016表4.2.3-1選取，長(zhǎng)邊尺寸小于450毫米時(shí)板厚不小于0.5毫米，長(zhǎng)邊尺寸大于1000毫米時(shí)板厚不小于0.75毫米。防火要求高的場(chǎng)所應(yīng)采用不燃材料，排煙風(fēng)管板厚應(yīng)增加0.25毫米。風(fēng)管尺寸計(jì)算采用假定流速法或比摩阻法。第一步，根據(jù)風(fēng)量與推薦風(fēng)速初定風(fēng)管斷面尺寸，圓形風(fēng)管直徑按風(fēng)量除以風(fēng)速與圓周率乘積的平方根計(jì)算，矩形風(fēng)管長(zhǎng)寬比不宜大于4:1。第二步，計(jì)算單位長(zhǎng)度摩擦阻力，采用GB50736附錄G提供的線算圖，考慮空氣溫度20攝氏度、大氣壓力101.3千帕的基準(zhǔn)條件。第三步，計(jì)算局部阻力，彎頭、三通、變徑等部件的局部阻力系數(shù)按《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版表6.3-6至6.3-15選取，90度矩形彎頭當(dāng)曲率半徑與風(fēng)管寬度比值為1時(shí)，局部阻力系數(shù)約0.2。第四步，進(jìn)行阻力平衡計(jì)算，最不利環(huán)路總阻力為各管段摩擦阻力與局部阻力之和，并聯(lián)支路間阻力差值應(yīng)控制在15%以內(nèi)，超出時(shí)需調(diào)整管徑或增設(shè)調(diào)節(jié)閥。四、末端裝置選型與氣流組織優(yōu)化送風(fēng)口類型選擇需匹配房間功能與裝修條件。側(cè)送風(fēng)口適用于層高3-4米的辦公室，采用雙層百葉或條縫型風(fēng)口，射程按風(fēng)口風(fēng)速4-5米每秒計(jì)算，有效射程為風(fēng)口高度的15-20倍。散流器適用于層高2.8-3.2米的商業(yè)空間，平送型散流器送風(fēng)溫差不宜大于8攝氏度，下送型散流器適用于凈化要求高的場(chǎng)所。噴口適用于高大空間如體育館，送風(fēng)速度可達(dá)10-15米每秒，射程可達(dá)30米以上。旋流風(fēng)口適用于工業(yè)廠房，誘導(dǎo)比大，可快速混合室內(nèi)空氣?；仫L(fēng)口布置應(yīng)遵循均勻、短路少、不影響送風(fēng)氣流的原則?；仫L(fēng)口風(fēng)速宜為2-3米每秒，位置宜設(shè)在人員活動(dòng)區(qū)下方，距地高度0.2-0.4米。當(dāng)送風(fēng)方式為側(cè)送時(shí)，回風(fēng)口宜布置在送風(fēng)口同側(cè)下方，形成單向流。房間面積大于50平方米時(shí)，回風(fēng)口數(shù)量不應(yīng)少于2個(gè)，間距不大于10米。潔凈室回風(fēng)口應(yīng)設(shè)置中效過濾器，過濾效率不低于F7級(jí)別。氣流組織優(yōu)化通過CFD模擬或模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。第一步，建立房間三維模型，劃分計(jì)算網(wǎng)格，網(wǎng)格尺寸在送風(fēng)口區(qū)域取0.1-0.2米，其他區(qū)域取0.3-0.5米。第二步，設(shè)定邊界條件，送風(fēng)口按實(shí)際風(fēng)量與溫度設(shè)置，壁面按絕熱或傳熱條件設(shè)置，人員按發(fā)熱量75瓦每人設(shè)置。第三步，選擇湍流模型，室內(nèi)氣流通常采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型或RNGk-ε模型。第四步，計(jì)算空氣齡、換氣效率、溫度不均勻系數(shù)等評(píng)價(jià)指標(biāo)，空氣齡小于180秒為優(yōu)，溫度不均勻系數(shù)小于10%為良。第五步，根據(jù)模擬結(jié)果調(diào)整風(fēng)口位置與參數(shù)，迭代優(yōu)化直至滿足要求。五、系統(tǒng)控制與節(jié)能設(shè)計(jì)策略變頻控制技術(shù)是降低風(fēng)機(jī)能耗的核心手段。根據(jù)《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189-2015第4.3.22條，風(fēng)機(jī)功率大于3千瓦時(shí)宜采用變頻調(diào)速。控制策略采用定靜壓或變靜壓控制，定靜壓控制將主風(fēng)管末端靜壓設(shè)定為150-250帕，當(dāng)負(fù)荷降低時(shí)，風(fēng)機(jī)頻率按靜壓偏差比例積分調(diào)節(jié)，頻率調(diào)節(jié)范圍30-50赫茲。變靜壓控制根據(jù)各末端風(fēng)閥開度動(dòng)態(tài)調(diào)整靜壓設(shè)定值，當(dāng)80%以上風(fēng)閥開度小于85%時(shí)，降低靜壓設(shè)定值20帕，可進(jìn)一步節(jié)能15%-20%。變風(fēng)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)需解決新風(fēng)分配與噪聲控制問題。變風(fēng)量末端裝置分為節(jié)流型與旁通型，節(jié)流型通過風(fēng)閥調(diào)節(jié)風(fēng)量，適用于舒適性空調(diào)；旁通型將多余風(fēng)量旁通回回風(fēng)箱，適用于需要恒定新風(fēng)量的場(chǎng)所。每個(gè)變風(fēng)量末端最小風(fēng)量不應(yīng)小于設(shè)計(jì)風(fēng)量的40%，以保證新風(fēng)供應(yīng)。系統(tǒng)總新風(fēng)量按各房間人員所需新風(fēng)量之和的70%-80%計(jì)算，同時(shí)設(shè)置新風(fēng)閥最小開度限制。噪聲控制方面，末端裝置消聲量應(yīng)不小于10分貝，風(fēng)管風(fēng)速控制在3-4米每秒，主風(fēng)管設(shè)置管式消聲器，消聲量15-20分貝。節(jié)能運(yùn)行策略包括夜間通風(fēng)、免費(fèi)供冷與熱回收。過渡季節(jié)當(dāng)室外空氣焓值低于室內(nèi)焓值時(shí)，開啟全新風(fēng)運(yùn)行，關(guān)閉冷水機(jī)組，可實(shí)現(xiàn)免費(fèi)供冷。夜間通風(fēng)利用室外低溫空氣預(yù)冷建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，通風(fēng)時(shí)間宜在凌晨2-5時(shí)，通風(fēng)量按換氣次數(shù)2-3次每小時(shí)計(jì)算。熱回收裝置采用轉(zhuǎn)輪式或板式熱交換器，顯熱回收效率不低于60%，全熱回收效率不低于50%，排風(fēng)量應(yīng)為新風(fēng)量的70%-80%，避免交叉污染。六、特殊場(chǎng)景設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)高大空間空調(diào)設(shè)計(jì)需解決溫度分層與能源浪費(fèi)問題。分層空調(diào)技術(shù)將空間分為上下兩區(qū)，下部為空調(diào)區(qū)，上部為通風(fēng)排熱區(qū)。送風(fēng)口高度距地3-4米，回風(fēng)口設(shè)在4-5米高度，形成空氣幕阻擋上部熱空氣下沉。噴口送風(fēng)角度宜為0-15度，射程按空間高度的0.8-1.0倍計(jì)算。當(dāng)空間高度大于10米時(shí)，應(yīng)設(shè)置地面輻射供暖系統(tǒng)作為輔助，供水溫度35-40攝氏度，可節(jié)能30%-40%。潔凈室設(shè)計(jì)必須滿足《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50073-2013要求。單向流潔凈室斷面風(fēng)速按潔凈度等級(jí)確定，ISO5級(jí)（百級(jí)）取0.2-0.3米每秒，ISO6級(jí)（千級(jí)）取0.1-0.2米每秒。非單向流潔凈室換氣次數(shù)，ISO7級(jí)（萬級(jí)）取25-30次每小時(shí)，ISO8級(jí)（十萬級(jí)）取15-20次每小時(shí)。送風(fēng)口應(yīng)設(shè)置高效過濾器，過濾效率不低于H13級(jí)別，檢漏測(cè)試采用PAO法，穿透率不大于0.01%?；仫L(fēng)口設(shè)置中效過濾器，壓差控制按規(guī)范第6.2.2條，不同潔凈度房間壓差保持5-10帕，潔凈區(qū)對(duì)外壓差保持10-15帕。噪聲控制技術(shù)需從源頭、傳播路徑與受體三方面入手。風(fēng)機(jī)選型優(yōu)先采用后傾式離心風(fēng)機(jī)，效率大于75%，比聲功率級(jí)低于25分貝。風(fēng)管系統(tǒng)設(shè)置消聲彎頭和消聲靜壓箱，消聲彎頭內(nèi)貼50毫米厚玻璃棉，密度32千克每立方米。機(jī)房圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔聲量不小于50分貝，風(fēng)管穿墻處采用柔性連接。室內(nèi)噪聲標(biāo)準(zhǔn)按GB50736表4.1.7，辦公室不大于45分貝，會(huì)議室不大于40分貝，測(cè)試方法按《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50118-2010執(zhí)行。七、系統(tǒng)調(diào)試與性能驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)調(diào)試分為設(shè)備單機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)、無生產(chǎn)負(fù)荷聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)與帶生產(chǎn)負(fù)荷綜合效能調(diào)試三階段。第一步，風(fēng)機(jī)單機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)，連續(xù)運(yùn)行2小時(shí)，軸承溫升不超過40攝氏度，振動(dòng)速度不大于4.5毫米每秒。第二步，風(fēng)管系統(tǒng)漏光檢測(cè)，采用強(qiáng)光源對(duì)低壓系統(tǒng)抽檢5%，中壓系統(tǒng)抽檢20%，高壓系統(tǒng)全數(shù)檢查，漏光點(diǎn)不大于3處每10米。第三步，風(fēng)量平衡調(diào)試，采用風(fēng)量罩或畢托管測(cè)量，總風(fēng)量偏差不大于10%，各風(fēng)口風(fēng)量偏差不大于15%，調(diào)整手段為改變調(diào)節(jié)閥開度或調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。性能驗(yàn)收包括空氣處理效果、噪聲、能耗三項(xiàng)核心指標(biāo)?？諝馓幚硇Ч麥y(cè)試在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行2小時(shí)后進(jìn)行，室內(nèi)溫度波動(dòng)范圍不大于正負(fù)1攝氏度，相對(duì)濕度波動(dòng)不大于正負(fù)5%。噪聲測(cè)試采用精密聲級(jí)計(jì)，測(cè)點(diǎn)距地1.2米，距墻1米，網(wǎng)格布點(diǎn)間距不大于5米，背景噪聲低于被測(cè)噪聲10分貝以上。能耗測(cè)試采用電能質(zhì)量分析儀，連續(xù)監(jiān)測(cè)7天，計(jì)算單位