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文档简介
XX医院门诊综合楼空调及通风排烟系统设计计算书第40页/共40页医院门诊楼空调及通风排烟系统设计计算书工程名称:XX医院门诊综合楼暖通空调工程建筑面积:12000m²(地上5层,地下1层)建筑高度:23.7m结构类型:钢筋混凝土框架结构设计阶段:施工图设计编制日期:2026年9月
目录TOC\o"1-2"\h\z\u目录 2第1章设计依据与设计参数 41.1设计依据(规范标准) 41.2建筑概况 41.3室内外设计计算参数 51.4设计范围与系统划分 6第2章空调冷热负荷计算 82.1负荷计算方法与原理 82.2围护结构传热冷负荷计算 82.3太阳辐射得热冷负荷计算 92.4人体、照明及设备散热冷负荷 92.5新风冷负荷计算 102.6冬季热负荷计算 102.7各房间负荷汇总与系统负荷确定 11第3章空调风系统设计计算 133.1系统形式选择 133.2送风量与新风量计算 133.3气流组织设计计算 143.4风管水力计算(沿程阻力+局部阻力) 143.5空调机组选型计算 16第4章空调水系统设计计算 184.1水系统形式与布置 184.2水管水力计算 184.3水泵选型计算 194.4冷热源设备选型校核 20第5章通风系统设计计算 215.1全面通风量计算 215.2局部排风计算 215.3厨房排油烟通风计算 225.4设备机房通风计算 225.5通风系统阻力与风机选型 22第6章防烟系统(机械加压送风)设计计算 236.1防烟系统设置部位判定 236.2加压送风量计算 236.3加压送风系统阻力与风机选型 246.4余压值验算与余压阀设置 25第7章排烟系统设计计算 267.1排烟系统设置部位判定与防烟分区划分 267.2储烟仓厚度与清晰高度计算 267.3机械排烟量计算 277.4补风量计算 287.5排烟口最大允许排烟量验算 297.6排烟风管水力计算与风机选型 29第8章医院特殊区域通风空调设计计算 318.1感染门诊(发热门诊)压力梯度与风量计算 318.2洁净区域(手术室、ICU)计算 318.3检验科/病理科排风与处理计算 32第9章消声隔振与防腐绝热计算 339.1系统噪声衰减计算 339.2设备隔振计算 339.3管道绝热厚度计算 34第10章节能设计与校核验算 3510.1风管输送能效比(ER)验算 3510.2空调水系统输送能效比(EC(H)R)验算 3510.3各系统风量平衡验证 35第11章防火安全措施与联动控制 3711.1风管系统防火措施 3711.2防排烟系统联动控制 3711.3抗震设计要求 37第12章设计计算总结与主要设备材料表 3812.1设计计算总结 3812.2主要设备材料表 3912.3安全声明与使用说明 40
第1章设计依据与设计参数1.1设计依据(规范标准)本计算书的编制严格遵循国家及行业现行有效标准、规范及规程,所有计算公式、参数选取、安全裕度均以下列标准为依据。当不同标准对同一参数要求不一致时,按要求最严格的标准执行。序号标准编号标准名称1GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(含强制性条文)2GB51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》3GB50016-2014(2018版)《建筑设计防火规范》4GB51039-2014《综合医院建筑设计规范》5GB50333-2013(含2026年局部修订)《医院洁净手术部建筑技术规范》6GB50189-2015《公共建筑节能设计标准》7GB50019-2015《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》8GB50243-2016《通风与空调工程施工质量验收规范》9GB50981-2014《建筑机电工程抗震设计规范》10GB50849-2014《传染病医院建筑设计规范》11WS/T368-2025《医院空气净化管理标准》12GB/T50378-2019《绿色建筑评价标准》13JGJ174-2010《多联机空调系统工程技术规范》14GB50067-2014《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》15GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》此外,设计中参考了《实用供热空调设计手册》(第二版,陆耀庆主编)、《工业通风》(第四版)、《暖通空调设计与计算方法》(第三版)等权威设计手册的推荐计算方法与参数。1.2建筑概况本工程为XX医院门诊综合楼,位于陕西省西安市(寒冷地区)。主要技术经济指标如下:项目参数项目参数总建筑面积12000m²建筑高度23.7m地上层数5层地下层数1层首层层高4.8m标准层层高4.2m地下层层高4.5m结构类型钢筋混凝土框架结构建筑耐火等级一级抗震设防烈度8度门诊大厅层高4.8m(一层通高9.6m局部)设计使用年限50年主要功能区域分布:一层:门诊大厅(挂号/收费/取药/导诊)、急诊部、放射科、感染门诊(发热门诊);二层:内科门诊、外科门诊、儿科门诊、检验科;三层:妇产科、眼科、耳鼻喉科、口腔科、功能检查科;四层:中医科、皮肤科、门诊手术部(含Ⅰ~Ⅳ级手术室)、ICU观察区;五层:行政办公、会议中心、专家门诊;地下一层:汽车库、制冷/供热机房、水泵房、变配电室、医用气体站房。1.3室内外设计计算参数1.3.1室外设计计算参数(西安地区)依据GB50736-2012附录A及现行《民用建筑热工设计规范》,西安地区室外气象参数取值如下:参数名称夏季冬季大气压力95.92kPa97.87kPa空调室外计算干球温度35.2℃-8.4℃空调室外计算湿球温度26.0℃—空调室外计算日平均温度30.7℃—通风室外计算温度30.6℃-0.9℃室外平均风速1.9m/s1.4m/s最热月月平均相对湿度71%—冬季空调室外计算相对湿度—66%冬季采暖室外计算温度—-5.0℃1.3.2室内设计计算参数依据GB51039-2014《综合医院建筑设计规范》第7.1节、GB50736-2012第3.0节及医院工艺要求,各功能房间室内设计参数如下:房间名称夏季温度(℃)冬季温度(℃)相对湿度(%)新风量[m³/(h·人)]噪声NR备注门诊大厅26~2818~2040~6520≤50人员密集区候诊区26~272040~6530≤45诊室25~2720~2240~6030(≥3次/h)≤40送风量≥6次/h急诊抢救室24~2622~2450~6040(≥6次/h)≤40手术室(Ⅰ级)22~2422~2440~60≥20m³/(h·m²)≤38洁净度100级手术室(Ⅱ/Ⅲ级)22~2522~2440~60≥20m³/(h·m²)≤40ICU病房24~2622~2440~60≥6次/h≤40检验科25~2720~2240~60≥6次/h≤45独立排风放射科/CT室24~2622~2440~60≥3次/h≤40感染门诊诊室25~2720~2240~60≥6次/h≤40全新风+负压办公/会议26~2818~2040~6530≤45卫生间—16———机械排风药房/药库20~2616~2045~60≥2次/h≤451.4设计范围与系统划分1.4.1设计范围本计算书涵盖的设计范围包括:门诊楼内全部舒适性空调系统、工艺性空调系统(洁净手术部、ICU)、机械通风系统、防烟系统(机械加压送风)、机械排烟系统、空调冷热水系统、冷凝水系统,以及消声隔振、防腐绝热的计算与选型。1.4.2空调系统划分依据GB51039-2014第7.1.7条"各功能区域宜独立、宜单独成系统;各空调分区应能互相封闭,并应避免空气途径的医院感染;有洁净度要求的房间和严重污染的房间,应单独成一个系统"的强制要求,本工程空调系统划分为:系统编号服务区域系统形式备注K-1门诊大厅(一层通高)全空气定风量一次回风系统设变频排风热回收K-2一~五层候诊区、诊室(普通区)风机盘管+新风系统按层分设新风机组K-3急诊部(含抢救室)全空气定风量系统独立系统,可独立封闭K-4门诊手术部(Ⅰ~Ⅳ级手术室)净化空调系统(各手术室独立)Ⅰ级:洁净度100级K-5ICU观察区净化空调系统独立新风+末端高效K-6感染门诊(发热门诊)全新风直流式空调系统清洁/半污染/污染分区独立K-7检验科/病理科风机盘管+独立新风+局部排风通风柜独立排风K-8放射科/CT/MRI独立多联机/分体空调+新风设备散热专用K-9办公/会议/专家门诊(五层)风机盘管+新风系统K-10药房/药库风机盘管+新风系统温湿度独立控制1.4.3通风防排烟系统划分通风系统按区域功能独立设置,包括:公共卫生间排风P-1~P-5(每层独立)、污洗间/处置室排风P-6、检验科通风柜排风P-7(经活性炭过滤高空排放)、厨房排油烟P-8、设备机房通风P-9~P-11、汽车库通风兼排烟PY-1、内走道机械排烟PY-2~PY-6、中庭排烟PY-7、防烟楼梯间加压送风JS-1~JS-3、前室加压送风JS-4~JS-6。
第2章空调冷热负荷计算2.1负荷计算方法与原理依据GB50736-2012第7.2.1条(强制性条文):"除方案设计或初步设计阶段可使用冷负荷指标进行必要的估算外,应对空调区进行逐项逐时的冷负荷计算。"本工程采用冷负荷系数法(谐波反应法简化方法)进行逐项逐时冷负荷计算。冷负荷计算的基本原理:空调区的夏季冷负荷,应根据下列各项得热量的种类和性质,分别按非稳态方法计算:(1)通过围护结构(外墙、屋顶、门窗)传入的非稳态传热形成的冷负荷;(2)透过玻璃窗进入室内的太阳辐射得热形成的冷负荷;(3)人体散热量形成的冷负荷;(4)照明散热量形成的冷负荷;(5)设备、器具及其他内部热源散热量形成的冷负荷;(6)新风带入的冷负荷(在系统负荷中计算)。夏季空调区冷负荷通用表达式为:其中CL(τ)为τ时刻空调区总冷负荷(W),各项分别为墙体、屋顶、外窗传热、太阳辐射、人体、照明、设备在τ时刻形成的逐时冷负荷。空调区的夏季冷负荷应取逐时冷负荷的综合最大值。2.2围护结构传热冷负荷计算2.2.1外墙、屋顶传热冷负荷外墙或屋顶传热形成的逐时冷负荷按下式计算(GB50736公式7.2.2-1):式中:K——外墙或屋顶的传热系数,W/(m²·K);F——外墙或屋顶的传热面积,m²;t_c(τ)——外墙或屋顶的冷负荷计算温度逐时值,℃;t_n——室内设计温度,℃。本工程围护结构热工参数(满足GB50189-2015节能要求):围护结构部位构造做法传热系数K[W/(m²·K)]是否满足节能要求外墙(南/北/东/西)200mm钢筋混凝土+80mm岩棉板外保温0.48是(≤0.50)屋面120mm钢筋混凝土板+100mm挤塑聚苯板0.38是(≤0.40)外窗(断桥铝Low-E中空玻璃)6+12A+6Low-E中空玻璃2.20(遮阳系数SC=0.45)是内墙(空调区与非空调区)200mm加气混凝土+20mm抹灰1.20—楼板120mm钢筋混凝土+吊顶2.50—计算示例——二层南向诊室(编号N201,面积18m²,层高4.2m,吊顶高3.0m):该房间南向外墙面积:F_wall=(4.5-2.4)×3.0=6.3m²(扣除窗洞);南向外窗面积:F_win=2.4×2.1=5.04m²。外墙K=0.48W/(m²·K),南向14:00(峰值时刻)冷负荷温度t_c(14)=34.8℃(查GB50736附录H.0.1-2),室内设计温度t_n=26℃。同理计算屋面(顶层房间):K=0.38W/(m²·K),15:00时刻t_c=38.2℃,F_roof=18m²:2.2.2外窗传热冷负荷外窗传热形成的逐时冷负荷按下式计算:示例计算N201南向外窗:K_win=2.2W/(m²·K),F_win=5.04m²,14:00时刻t_c_win=33.6℃:2.3太阳辐射得热冷负荷计算透过玻璃窗进入室内的太阳辐射得热形成的逐时冷负荷按下式计算:式中:C_z——窗玻璃的综合遮挡系数,取0.55(Low-E中空玻璃,内遮阳);D_jmax——夏季透过标准窗玻璃的太阳总辐射照度最大值,南向取258W/m²(西安地区);C_LQ(τ)——窗玻璃冷负荷系数,南向14:00取0.62。示例计算N201南向外窗太阳辐射冷负荷:2.4人体、照明及设备散热冷负荷2.4.1人体散热冷负荷人体散热形成的逐时冷负荷包括显热和潜热两部分:式中:q_s、q_l——成年男子每人显热、潜热散热量,诊室轻度劳动取q_s=65W/人,q_l=65W/人(GB50736表7.2.6);n——室内总人数,诊室按医生2人+患者2人+家属2人,共6人;C_LP(τ)——人体显热散热冷负荷系数,14:00取0.85;φ——群集系数,医院取0.93。2.4.2照明散热冷负荷照明散热形成的逐时冷负荷按下式计算(白炽灯/荧光灯分别计算):诊室照明功率密度取9W/m²(GB50189-2015目标值),N=9×18=162W,荧光灯镇流器功率附加系数取1.2,C_LL(14)=0.75:2.4.3设备散热冷负荷诊室医疗设备功率按200W/m²(综合考虑诊查设备、电脑、打印机等),设备同时使用系数取0.5,负荷系数取0.8,C_LQ(τ)=0.8:2.5新风冷负荷计算新风冷负荷按下式计算(新风处理到室内等焓线):式中:G_w——新风量,kg/s;诊室新风量取30m³/(h·人),6人共180m³/h=0.06kg/s(空气密度ρ=1.2kg/m³);h_w——夏季室外空气焓值,西安t_w=35.2℃/t_s=26.0℃,h_w=80.5kJ/kg;h_n——室内空气焓值,t_n=26℃/φ=55%,h_n=55.5kJ/kg。2.6冬季热负荷计算冬季空调热负荷采用稳态计算法,包括围护结构基本耗热量、附加耗热量和新风加热负荷:式中:Q_1——围护结构基本耗热量,W;Q_1=K·F·(t_n-t_w);β_ch——朝向修正率,南向取-15%,北向取+10%,东/西取+5%;β_f——风力附加率,取5%;β_l——高度附加率,层高>4m时每增加1m附加2%,本诊室取2%(层高4.2m);Q_inf——冷风渗透耗热量,W;Q_fresh——新风加热负荷,W。示例计算N201冬季热负荷:围护结构基本耗热量:外墙Q1a=0.48×6.3×(22-(-8.4))=0.48×6.3×30.4=91.9W;外窗Q1b=2.2×5.04×30.4=337.1W;基本耗热量合计Q_1=91.9+337.1=429W;朝向修正β_ch=-15%,风力+5%,高度+2%;冷风渗透:采用缝隙法,每米窗缝渗透量L=1.5m³/(m·h),窗缝总长13.2m,V_inf=1.5×13.2=19.8m³/h新风加热负荷:2.7各房间负荷汇总与系统负荷确定按上述方法对全部空调房间进行逐时逐项计算,各典型区域房间负荷指标及系统汇总如下。(注:完整房间逐时计算表因篇幅较大,详见附录电子计算表,此处给出汇总结果。)2.7.1各功能区单位面积负荷指标功能区域面积(m²)夏季冷负荷(W/m²)冬季热负荷(W/m²)冷负荷合计(kW)备注门诊大厅1200180110216人员密度高,新风大急诊部800200130160含抢救设备散热普通诊室(2~5层)420013095546候诊区1600160100256人员密度0.5人/m²门诊手术部600350200210洁净级别高,新风比大ICU20028018056检验科/病理科500220120110设备散热大放射科40020011080CT/MRI设备散热感染门诊400250150100全新风运行办公/会议8001108088药房/药库400907036温湿度要求公共走廊/辅助900604054无新风独立负担2.7.2全院空调总负荷确定各空调区逐时冷负荷之和最大值不等于系统总冷负荷,应按GB50736-2012第7.2.10~7.2.11条,根据系统同时使用情况、系统类型和控制方式确定。本工程冷源采用电制冷冷水机组,末端设备有室温自动控制装置,故系统冷负荷取各空调区逐时冷负荷的综合最大值。考虑各区域峰值出现时刻不同(东向上午、西向下午、内区全天),取同时使用系数0.85:附加5%的冷冻水输送热损失和10%的安全裕度:冬季总热负荷:结果验证:医院建筑冷负荷指标通常在120~250W/m²范围,本工程总冷负荷2430kW,折合单位面积202.5W/m²,考虑门诊楼人员密度高(门诊大厅高峰达0.8人/m²)、手术部洁净空调新风比大、感染门诊全新风等因素,该指标在合理范围内,与《实用供热空调设计手册》中医院门诊楼冷负荷指标(150~230W/m²)吻合,计算结果可信。
第3章空调风系统设计计算3.1系统形式选择根据各功能区特点,按GB51039-2014分区独立原则选择系统形式:(1)门诊大厅:一层局部通高9.6m,人员密度大,采用全空气定风量一次回风系统,送风量按热湿比及送风温差计算确定,过渡季可全新风运行,节约冷量。(2)诊室、办公等小开间房间:采用风机盘管+新风系统,各房间可独立调节温度,新风经新风机组集中处理后送入各房间。(3)急诊、手术部、ICU、感染门诊等特殊区域:采用全空气定风量系统,独立设置,满足压力梯度、洁净度、全新风等特殊要求。3.2送风量与新风量计算3.2.1夏季送风量计算空调系统夏季送风量按室内余湿和送风温差确定,通用公式:式中:CL_total——房间总冷负荷(含新风由系统负担时除外),kW;h_n——室内状态点焓值,kJ/kg;h_s——送风状态点焓值,kJ/kg;送风温差Δt_s取8~10℃(送风口高度≤3m时Δt≤10℃,>3m时Δt≤15℃)。示例计算N201诊室(风机盘管+新风系统):室内余冷负荷(不含新风,新风由新风机组独立处理)CL=26.6+83.4+84.3+443.6+670.3+145.8+1152=2606W≈2.61kW;送风温差Δt_s=8℃,送风温度t_s=18℃;室内焓h_n=55.5kJ/kg,送风焓h_s=42.0kJ/kg(φ=90%):换气次数验算:房间体积V=18×3=54m³,n=579/54=10.7次/h,满足GB51039-2014第7.1.10条"采用普通集中空调系统医疗用房的送风量不宜低于6次/h"的要求。风机盘管选型:选用FP-68型风机盘管(高档风量680m³/h,制冷量4.2kW,制热量5.1kW),满足要求。3.2.2新风量计算医院新风量的确定依据GB50736-2012第3.0.6条和GB51039-2014第7章。对于医院多数房间,新风量按换气次数法校核:同时按人员所需新风量校核:取两者较大值。各主要房间换气次数标准:诊室≥3次/h,候诊区≥3次/h,急诊抢救室≥6次/h,手术室≥15~25次/h(按洁净等级),ICU≥6次/h,感染门诊≥6次/h,检验科≥6次/h。门诊大厅新风量计算(人员密度法为控制工况):净面积A=1180m²,人员密度峰值0.6人/m²,人数P=1180×0.6=708人(高峰短时),参照GB50736表3.0.6-4高密人群建筑每人最小新风量20m³/(h·人):按换气次数校核:大厅体积V=1180×4.8+(760×4.8挑空部分按6m估算)=760×6+420×4.8=6480m³,n=14160/6480=2.2次/h。门诊大厅属于高密人群短时峰值,考虑时间平均法(ASHRAE62.1)取有效平均密度0.3人/m²,最终取新风量L_fresh=12000m³/h,换气次数1.85次/h(人员密度大时满足人员卫生要求为首要)。3.3气流组织设计计算3.3.1送风射流计算(全空气系统——门诊大厅)门诊大厅采用方形散流器顶送,下回风方式。送风射流射程按下式验算:式中:K_v——送风口速度衰减系数,方形散流器取1.4;v_s——送风口风速,取3.0m/s(散流器推荐值2~5m/s);A_s——送风口有效面积,选240×240散流器,A_s=0.04m²;v_p——工作区平均风速,取0.25m/s(舒适性空调允许值≤0.3m/s)。大厅吊顶高度4.8m,送风口距工作区(1.5m高度)垂直距离3.3m,射流贴附长度3.36m,满足送风能到达工作区的要求。3.3.2送回风口布置诊室采用风机盘管侧送下回或顶送顶回,送风口风速2~3m/s,回风口风速1.5~2m/s。门诊大厅均匀布置16个方形散流器(每75m²一个),回风口沿柱边布置8个,回风口风速≤3m/s。3.4风管水力计算(沿程阻力+局部阻力)3.4.1风管设计流速选择依据GB50736-2012第6.6节及降噪要求,风管内设计风速限值如下:风管部位推荐风速(m/s)最大风速(m/s)备注新风入口3.0~4.04.5防雨雪侵入,控制噪声风机入口4.0~5.06.0气流均匀风机出口6.5~10.012.5主风道4.0~6.57.5低速系统降噪支风道2.5~4.05.0送风口1.5~3.04.0防止吹风感排烟管道(金属)—20.0GB51251-20173.4.2沿程阻力计算风管沿程摩擦阻力采用比摩阻法计算(达西-魏斯巴赫公式):式中:R_m——单位长度摩擦阻力(比摩阻),Pa/m;λ——沿程阻力系数(与雷诺数Re、管壁粗糙度K有关),镀锌钢板风管过渡区按公式λ=2lg(3.7D/K)^(-2)近似计算;D——风管内径或流速当量直径,m;对于矩形风管D_v=2ab/(a+b);ρ——空气密度,取1.2kg/m³;v——管内风速,m/s;L——管段长度,m。示例计算——K-1系统(门诊大厅全空气系统)最不利环路:K-1系统总送风量L=12000m³/h(含新风12000m³/h,一次回风混合),主风管尺寸1250×500mm,长度L=28m。风管断面积A=1.25×0.5=0.625m²,流速v=12000/(3600×0.625)=5.33m/s,在推荐范围内。流速当量直径D_v=2×1.25×0.5/(1.25+0.5)=0.714m。镀锌钢板K=0.15mm,Re=v·D_v/ν=5.33×0.714/(15.06×10⁻⁶)=252,430(湍流过渡区)。按经验公式或线算图查得比摩阻R_m=0.42Pa/m。3.4.3局部阻力计算局部阻力按下式计算:式中Σξ为管段局部阻力系数之和。常见构件局部阻力系数(查《实用供热空调设计手册》):构件名称局部阻力系数ξ构件名称局部阻力系数ξ90°弯头(r/D=1.5)0.25渐扩管(30°)0.2090°弯头(r/D=1.0)0.33渐缩管(45°)0.1045°弯头0.15三通(分流直通)0.10蝶阀(全开)0.20三通(分流支管)0.35多叶调节阀(全开)0.25方形散流器1.20(含动压损失)百叶新风口(带滤网)0.80回风口(百叶)0.50空调机组进出风段8.00(含过滤器/盘管)防火阀(全开)0.30K-1系统最不利环路局部阻力计算:从空调机组出口到最远送风口,经过的主要构件:出风段→90°弯头×2→防火阀→三通直通→方形散流器。Σξ=8.0(机组段)+0.25×2+0.30(防火阀)+0.10(三通)+1.20(散流器)=10.10(注:最不利段取主风管风速5.33m/s,散流器前端支管风速3.5m/s,此处取加权计算。)(精确计算应分段对不同风速管段计算后累加,此处简化表达方法。)3.4.4风管系统总阻力附加15%安全裕度:ΔP_design=193×1.15≈222Pa,取250Pa。3.5空调机组选型计算3.5.1K-1系统(门诊大厅)空调机组选型送风量L_s=12000m³/h(总送风量),新风量L_f=12000m³/h(过渡季全新风,夏季可调节回风比);机组冷量需求:大厅冷负荷216kW+新风冷负荷(新风由机组负担):夏季新风比100%时(过渡季)h_mix=h_w=80.5kJ/kg,h_s=42kJ/kg,Q=4.0×38.5=154kW;冬季加热量按送风温差计算约120kW。机组机外余压需克服风管系统阻力250Pa,加上风口阻力,选机外余压350Pa。选型结果:选用组合式空气处理机组ZK-120,额定风量12000m³/h,机外余压350Pa,冷量160kW,热量130kW,配粗效(G4)+中效(F7)两级过滤,变频控制。3.5.2风机选型参数汇总系统编号服务区域风量(m³/h)机外余压(Pa)风机功率(kW)备注AHU-K-1门诊大厅120003503.0变频,含热回收AHU-K-3急诊部80003502.2独立系统AHU-K-4aⅠ级手术室35006502.2净化机组AHU-K-4bⅡ/Ⅲ级手术室3000×36002.2×3各室独立AHU-K-5ICU25004001.5净化机组AHU-K-6感染门诊40004001.5全新风直流PAU-2~5各层新风机组5000×43001.5×4风机盘管系统新风
第4章空调水系统设计计算4.1水系统形式与布置本工程空调冷热水采用两管制、一次泵变流量系统,竖向异程、水平同程布置。冷水供回水温度7/12℃,热水供回水温度60/50℃。系统工作压力0.8MPa,管材采用热镀锌钢管(DN≤100)和无缝钢管(DN>100)。冷凝水管采用UPVC塑料管,按0.005坡度坡向排水点。4.2水管水力计算4.2.1管径确定空调水管管径按控制比摩阻和推荐流速确定。根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736及《全国民用建筑工程设计技术措施》,推荐流速:管道类型管径范围DN(mm)推荐流速(m/s)最大流速(m/s)水泵吸水管—1.0~1.22.0水泵出水管—1.5~2.02.5供回水干管DN≤1001.0~1.52.0供回水干管DN100~2501.2~2.02.5供回水支管—0.6~1.01.5冷凝水管——1.0(充满度0.5)4.2.2沿程阻力计算水管沿程阻力采用达西公式(海曾-威廉公式对于闭式水系统也可使用):工程上常采用比摩阻法查《供热空调水系统管径计算表》,闭式水系统经济比摩阻R_m=30~70Pa/m。示例——冷冻水供回水干管最不利环路:总冷量Q=2430kW,供回水温差Δt=5℃,水流量:选用DN250无缝钢管(φ273×7),内径d=259mm,断面积A=π×0.259²/4=0.0527m²,流速v=0.116/0.0527=2.2m/s(在推荐范围内)。查水力表得比摩阻R_m≈180Pa/m(干管较短,允许偏高)。最不利环路供回水管道总长L=280m(含去回),沿程阻力:4.2.3局部阻力计算水管局部阻力按当量长度法或阻力系数法计算。闭式水系统中,局部阻力约占沿程阻力的30%~60%。本工程采用局部阻力当量长度法:管件名称ξ(局部阻力系数)当量长度L/d90°弯头(R=2d)0.3015三通(直通)0.108三通(旁流)1.5060闸阀(全开)0.177截止阀(全开)4.50330蝶阀(全开)0.2512止回阀(旋启式)2.0080Y型过滤器2.50100冷水机组蒸发器—设备阻力50~80kPa空调机组表冷器—设备阻力30~50kPa风机盘管—设备阻力20~40kPa最不利环路管件统计(去回水合计):弯头12个、闸阀4个、蝶阀6个、Y型过滤器2个、止回阀2个、三通6个、异径管4个,总当量长度约L_eq≈220m。设备阻力:冷水机组蒸发器ΔP_evp=60kPa;最不利环路空调机组(AHU-K-1)盘管ΔP_coil=40kPa;4.3水泵选型计算4.3.1冷冻水泵扬程与流量水泵总扬程:水泵流量:G=418m³/h,附加10%余量G_design=418×1.1=460m³/h。水泵轴功率:选型结果:选用离心式冷冻水泵3台(2用1备),单台参数:流量240m³/h,扬程24m,功率22kW,转速1450rpm,配变频控制器。4.3.2冷却水泵与冷却塔选型冷却水量(按制冷量+压缩机功率,COP=5.5):冷却塔选型:2台(1用1备),单台处理水量550m³/h,进出水温度32/37℃,湿球温度26℃,配风机功率7.5kW。4.4冷热源设备选型校核根据总冷负荷2430kW,选用2台离心式冷水机组(1大1小或等容量),单台制冷量1230kW(350RT),合计2460kW>2430kW,满足需求。单台机组COP≥5.6,IPLV≥6.5,满足GB50189-2015节能要求。热源选用燃气真空热水锅炉2台,单台供热量1000kW,供/回水温度60/50℃,热效率≥94%,满足总热负荷1560kW需求(1.28倍备用率)。
第5章通风系统设计计算5.1全面通风量计算对于无空调但需通风的区域,采用换气次数法确定通风量:式中n为换气次数(次/h),V为房间体积(m³)。各功能区域通风换气次数标准:房间名称排风换气次数(次/h)送风换气次数(次/h)备注公共卫生间10~15—负压污洗间/处置室8~10—负压开水间6~8—无窗外房间2~32~3排风略大于送风变配电室10~1512~17按温度校核水泵房/换热站6~85~7制冷机房6~85~7事故通风12次/h电梯机房10~15—车库65CO浓度控制药库2~32~3中心供应(污染区)≥108负压5.2局部排风计算5.2.1卫生间排风每层公共卫生间设独立排风系统,排风量按每个大便器80m³/h、每个小便器40m³/h、洗脸盆30m³/h计算,同时不小于10次/h换气。以二层公共卫生间为例:卫生间面积36m²,层高3.0m,体积108m³,大便器6个,小便器4个,洗脸盆4个:5.2.2实验室通风柜排风(检验科/病理科)通风柜排风量按柜门开启面积和控制风速计算:式中:F为操作口面积(标准1.2m高×1.5m宽=1.8m²),v为控制风速取0.5m/s(化学实验室一般通风柜),β为安全系数取1.1:检验科共设通风柜4台,同时使用系数0.7,总排风量=3564×4×0.7=9979≈10000m³/h。排风经活性炭过滤器处理后高空排放,排放口高于屋面3m以上,水平距新风口≥20m。5.3厨房排油烟通风计算厨房排油烟量按烟罩罩面风速法(罩口风速0.4~0.5m/s)或换气次数法(40~60次/h)计算,取大值。厨房面积80m²,层高3.5m,体积280m³,烟罩总长度6m,烟罩宽1.2m:取L_design=17000m³/h。补风量按排风量的80%~90%计算(保持负压),L_makeup=14000m³/h,其中经空调处理新风60%,自然补风40%。5.4设备机房通风计算制冷机房通风量计算:按消除余热计算校核。机房内制冷机组+水泵总散热约50kW,夏季通风室外计算温度30.6℃,排风温度≤40℃:5.5通风系统阻力与风机选型通风系统风管流速控制在干管6~8m/s、支管2~5m/s。沿程阻力按比摩阻法计算(与空调风管相同方法),局部阻力包括弯头、三通、风阀、排风口、净化器、防雨百叶等。典型系统阻力估算:•卫生间排风系统:沿程阻力80Pa+局部阻力(含止回阀、百叶、屋顶风机入口)120Pa=200Pa;选用排气扇/屋顶风机,风量1080m³/h,静压250Pa,功率0.18kW。•实验室排风系统:沿程阻力150Pa+局部阻力(含活性炭过滤器初阻力250Pa+终阻力400Pa)+高空排放出口=600Pa;选用防腐离心风机,风量10000m³/h,静压700Pa,功率3kW。•厨房排油烟:沿程阻力120Pa+油烟净化器阻力300Pa+烟罩阻力200Pa+局部阻力180Pa=800Pa;选用离心排烟风机,风量17000m³/h,静压900Pa,功率7.5kW。
第6章防烟系统(机械加压送风)设计计算6.1防烟系统设置部位判定依据GB51251-2017第3.1节,结合本工程建筑高度23.7m(≤50m):(1)防烟楼梯间:本工程设3部防烟楼梯间,因不满足自然通风条件(无可开启外窗或可开启外窗面积每5层不足2㎡),设置机械加压送风系统。(2)前室/合用前室:3部楼梯间的前室及1部消防电梯前室,因无可开启外窗,设置机械加压送风系统。(3)不满足自然排烟的封闭楼梯间地下部分独立设置机械加压送风。6.2加压送风量计算依据GB51251-2017第3.4节,机械加压送风量应同时按压差法和门洞风速法计算,取两者较大值,并与规范表3.4.2-1~3.4.2-4中的控制值比较,取最大者。计算值乘以1.2倍系数作为设计风量。6.2.1压差法计算当疏散门关闭时,保持前室/楼梯间与走道之间一定正压所需的送风量:式中:A——门、窗缝隙的总有效漏风面积,m²;标准2.0m×1.6m双扇防火门缝隙面积取0.03m²;ΔP——压差值,Pa;防烟楼梯间取40~50Pa,前室取25~30Pa;b——指数,门缝取2;0.827——计算常数;1.25——不严密附加系数。示例:楼梯间JS-1(服务1~5层,共5层,每层1个双扇门):总漏风面积A=0.03×5=0.15m²(每层1个双扇防火门),ΔP=50Pa:6.2.2门洞风速法计算当火灾层及其上下层门同时开启时,保持门洞处风速≥0.7m/s(楼梯间)或≥1.0m/s(前室)所需风量:式中:n——同时开启门数量,建筑层数≤20层取3(着火层+上、下各一层);A_k——每个开启门的门洞面积,标准双扇门2.0m×1.6m=3.2m²;v——门洞风速,楼梯间取0.7m/s,前室取1.0m/s;b——漏风附加率,取0.1~0.2。JS-1楼梯间(仅楼梯间加压,前室不送风):6.2.3设计风量确定门洞风速法计算结果大于压差法,取风速法结果。与GB51251表3.4.2-1比较(系统负担≤20层,楼梯间不送风前室时风量25000~30000m³/h),取最大值27821m³/h。乘以1.2倍设计风量系数:6.2.4前室加压送风量计算JS-4消防电梯前室(每层独立设置常开风口,仅对前室加压,楼梯间自然通风):压差法:A=0.03m²(仅1层着火时门关闭状态),ΔP=25Pa;风速法:n=3(三层门开启),v=1.0m/s(前室门洞风速≥1.0m/s):查表3.4.2-3(消防电梯前室≤20层),风量15000~20000m³/h。计算值较大,取计算值与表值较大者并×1.2:注:实际工程中,当门洞风速法结果偏大时,需检查参数取值。前室加压系统因电梯门漏风面积较大,建议将电梯门缝隙计入漏风面积复核。本工程最终按规范表值取20000m³/h×1.2=24000m³/h设计,并通过调节余压阀控制超压。6.3加压送风系统阻力与风机选型加压送风系统风管采用镀锌钢板,风速控制在:金属管≤20m/s(竖向管井内),出风口≤7m/s。以JS-1楼梯间加压系统为例:系统风量34000m³/h,竖井内主风管尺寸1000×800mm(混凝土风道内壁光滑时风速=34000/(3600×0.8)=11.8m/s≤20m/s),采用土建风道内衬镀锌钢板(按GB51251-2017第3.3.7条,加压送风管道不应采用土建风道,必须采用管道送风)。金属风管800×630mm,风速v=18.7m/s。竖井长度L=25m(1~5层),沿程阻力ΔP_f=1.0Pa/m×25=25Pa;局部阻力:入口百叶+风阀+弯头+送风口×2个,Σξ≈8,ΔP_j=8×(1.2×18.7²/2)=8×210=1680Pa?——修正:竖井风速应控制在12~15m/s以内,调整风管为1000×800mm金属风道,v=11.8m/s。重新计算:风机选型:选用加压送风机(斜流或离心式),风量34000m³/h,全压1000Pa,功率15kW,280℃下连续工作≥30min(加压送风机可采用普通离心风机,按GB51251不强制耐温,但建议按排烟风机同等耐温要求)。6.4余压值验算与余压阀设置加压送风系统运行时,需验算关门时的压差值不超过限值(防烟楼梯间40~50Pa,前室25~30Pa),否则会导致疏散门无法推开(规范规定最大推门力≤100N,对应压差约60~80Pa)。当计算送风量(风速法)对应的关门压差超限时,应设置余压阀(泄压阀)。余压阀有效面积:本工程在各层前室设置压差传感器,联动控制加压风机旁通阀或设置余压阀(余压阀开启压差30Pa,泄压风量按设计风量的20%考虑),确保余压值在规范范围内,防止超压阻碍开门。
第7章排烟系统设计计算7.1排烟系统设置部位判定与防烟分区划分依据GB51251-2017第4.1节、GB50016-2014(2018版)第8.5.3条及医院建筑防排烟设计要求,本工程需设置排烟设施的场所:(1)门诊大厅(建筑面积>100㎡且经常有人停留,通高中庭);(2)各层长度>20m的内走道(疏散走道);(3)建筑面积>100㎡的候诊区、候诊厅;(4)地下汽车库(建筑面积>2000㎡);(5)面积>100㎡的经常有人停留的地上无窗房间。防烟分区划分:依据GB51251-2017第4.2.4条,空间净高H≤3m时,防烟分区最大允许面积500m²,长边最大长度24m;3m<H≤6m时,最大允许面积1000m²,长边36m;H>6m时,自然对流条件下长边≤75m。本工程各典型区域防烟分区划分:区域净高H(m)防烟分区面积(m²)长边长度(m)防烟分区个数挡烟垂壁高度(m)内走道(2~5层)3.0≤500(走道宽≤2.5m时长边≤60m)≤60每层2个0.5门诊大厅(首层)4.8/9.6≤1000≤362个0.6候诊区(每层)3.0≤500≤24每层2~3个0.5地下车库3.6≤2000(GB50067)≤602个0.5中庭(通高部分)9.6——独立防烟分区≥0.87.2储烟仓厚度与清晰高度计算7.2.1最小清晰高度依据GB51251-2017第4.6.9条,最小清晰高度按下式计算:式中:H为空间净高(m)。对于走道等狭长空间:H_q=H/2。示例计算:内走道H=3.0m:H_q=1.6+0.1×3.0=1.9m(走道取H/2=1.5m,取大值1.9m)门诊大厅H=4.8m:H_q=1.6+0.1×4.8=2.08m,取2.1m中庭H=9.6m:H_q=1.6+0.1×9.6=2.56m,取2.6m候诊区H=3.0m:H_q=1.9m7.2.2储烟仓厚度储烟仓厚度(烟层厚度)d_b=H-H_q,且根据GB51251-2017第4.6.2条:内走道:d_b=3.0-1.9=1.1m,满足且挡烟垂壁深度不小于d_b=0.6m(取0.5~0.6m,需与吊顶配合);门诊大厅:d_b=4.8-2.1=2.7m,挡烟垂壁深度不小于0.6m(H≤6m自然排烟时不小于0.6m,机械排烟不小于0.5m,此处取0.6m);中庭:d_b=9.6-2.6=7.0m,挡烟垂壁深度不小于0.8m(H>6m)。7.3机械排烟量计算7.3.1面积指标法(空间净高≤6m的场所)依据GB51251-2017第4.6.3条:建筑空间净高小于或等于6m的场所,其排烟量应按每平方米面积不小于60m³/h计算(指一个防烟分区),且取值不小于15000m³/h(公共建筑);当一个排烟系统担负多个防烟分区时,其排烟量应按同一防火分区中任意两个相邻防烟分区的排烟量之和的最大值计算。示例计算:二层内走道及候诊区(防烟分区面积分别为300m²和400m²):单个防烟分区最小排烟量:L_1=60×400=24000m³/h>15000m³/h,取24000m³/h;两个相邻防烟分区同时排烟:L_2=60×(300+400)=42000m³/h;系统排烟量取L=42000m³/h,设计风量乘以1.2倍系数:L_design=50400m³/h。7.3.2烟羽流法(空间净高>6m的场所——中庭)中庭净高9.6m>6m,按轴对称烟羽流模型计算排烟量(GB51251公式4.6.11-4.6.13):步骤一:确定热释放速率Q。查GB51251表4.6.7,有喷淋的公共场所Q=2.5MW(快速t²火,α=0.0469kW/s²)。步骤二:火焰极限高度Z₁:步骤三:燃料面到烟层底部的高度Z(清晰高度H_q=2.6m),Z=H-H_q=9.6-2.6=7.0m>Z₁=3.30m,烟羽流质量流量按GB51251公式4.6.11-2:计算:1750^(1/3)=12.05,7.0^(5/3)=26.14步骤四:烟层平均温度与环境温度差ΔT:式中K=1.0,C_p=1.01kJ/(kg·K),T₀=25℃(环境绝对温度298K):步骤五:排烟量计算(按烟层质量流量及烟气密度ρ_s=353/(273+92.8)=0.966kg/m³):ρ_s=P/(R·T)=101325/(287×365.8)=0.965kg/m³(此处使用规范推荐公式V=M_ρ/ρ_s):与GB51251表4.6.3比较(H=9m,中庭排烟量≥107000m³/h,当周围场所设排烟时,中庭排烟量按周围场所最大防烟分区排烟量的2倍计算且≥107000m³/h):周围场所最大防烟分区排烟量=60×500=30000m³/h,2倍=60000m³/h<107000m³/h,故取V=107000m³/h。烟羽流法计算95126m³/h与表值接近,最终取表值107000m³/h。7.3.3走道排烟量计算二层内走道净高3.0m,按走道排烟标准。GB51251第4.6.3条注2:公共建筑走道宽度≤2.5m时,其排烟量按每平方米不小于60m³/h计算,且单台风机最小排烟量≥13000m³/h。走道长度45m,宽度2.4m,面积108m²:7.3.4地下车库排烟量依据GB50067-2014第8.2.5条,地下车库排烟量按6次/h换气计算:车库面积2400m²,层高3.6m,体积8640m³:注:车库排烟量按GB50067表8.2.5取值,层高3m时单层车库排烟量30000m³/h~33000m³/h,此处取L=33000m³/h(分2个系统担负)。最终L_design=33000×1.2=39600m³/h/系统,取40000m³/h。7.4补风量计算依据GB51251-2017第4.5节,除地上建筑的走道或建筑面积小于500m²的房间外,设置排烟系统的场所应设置补风系统。补风量不应小于排烟量的50%,且不应大于排烟量。排烟区域排烟量(m³/h)补风量/排烟量补风量(m³/h)补风方式内走道1560050%(走道<500m²可不设,但地下室走道需设)8000自然+机械门诊大厅(>500m²)5000050%~80%30000机械补风中庭13000050%~80%70000机械补风/自然进风地下车库40000/系统50%(车库利用坡道自然补风)20000自然补风+机械候诊区(地上<500m²)24000不小于50%15000自然补风(可开启外窗)7.5排烟口最大允许排烟量验算依据GB51251-2017第4.6.14~4.6.16条,单个排烟口的最大允许排烟量应按下式验算,防止吸穿(烟层下部空气被吸入):式中:γ——排烟位置系数,当排烟口中心点至最近墙距离≥2倍烟层厚度时取0.5,靠墙取0.75~1.0;d_b——排烟系统吸入口最低点之下的烟气层厚度,m;T、T₀——烟层平均绝对温度、环境绝对温度,K。示例:内走道排烟口验算d_b=1.1m,γ=0.5(排烟口居中布置,距最近侧墙>2.2m),ΔT由走道火灾规模Q=1.5MW计算:Q_c=1050kW,M_ρ按轴对称羽流,Z=1.9m(走道清晰高度),Z<Z_1=2.68m,M_ρ=0.032Q_c^(3/5)·Z=0.032×1050^0.6×1.9=2.96kg/s;ΔT=1050/(2.96×1.01)=351℃,T=374℃(647K),T₀=298K:走道总排烟量15600m³/h,设置2个排烟口,每个排烟口负担15600/2=7800m³/h<10319m³/h,满足要求,不会发生吸穿现象。排烟口风速验算:每个排烟口有效面积0.2m²,风速v=7800/(3600×0.2)=10.8m/s,超过GB51251规定的排烟口风速≤10m/s,调整排烟口有效面积至0.25m²,v=8.7m/s≤10m/s,满足要求。7.6排烟风管水力计算与风机选型7.6.1排烟风管设计要求依据GB51251-2017:•机械排烟系统应采用管道排烟,且不应采用土建风道(强条);•排烟管道应采用不燃材料制作(镀锌钢板或钢板);•金属排烟管道设计风速不应大于20m/s;•排烟管道耐火极限:竖向设置在管道井内≥0.50h,水平吊顶内≥0.50h,穿越防火分区≥1.00h;•排烟风机应满足280℃时连续工作30min。7.6.2排烟系统阻力计算(以走道PY-3系统为例)排烟系统风量L=15600m³/h,最不利环路长度约35m。主风管尺寸800×400mm,风速v=15600/(3600×0.32)=13.5m/s≤20m/s。沿程阻力:R_m≈1.2Pa/m(镀锌钢板),ΔP_f=1.2×35=42Pa;局部阻力:弯头4个×0.25、三通2个×0.35、排烟防火阀×0.5、排烟阀(百叶)×1.5、风机入口软接×0.2、出口变径×0.3,Σξ≈4.0,最不利段风速13.5m/s:附加15%安全裕度,风机全压取560Pa。7.6.3排烟风机选型PY-3走道排烟风机选型结果:选用消防高温排烟轴流风机HTF-I-No.7,风量16000m³/h,全压600Pa,功率5.5kW,耐温280℃连续运行30min,设专用排烟机房。风机入口设280℃排烟防火阀与风机连锁停机。7.6.4主要排烟风机选型汇总系统编号服务区域设计排烟量(m³/h)设计全压(Pa)风机功率(kW)备注PY-1a/b地下车库(2个系统)40000×265015×2双速风机,平时排风PY-2~6各层走道+候诊区45000×560015×5每层1套PY-7中庭+门诊大风机或大风量离心SF-1~5补风机30000×53004×5
第8章医院特殊区域通风空调设计计算8.1感染门诊(发热门诊)压力梯度与风量计算依据GB50849-2014《传染病医院建筑设计规范》、GB51039-2014及WS/T368-2025要求,感染门诊应严格按照"三区两通道"(清洁区、半污染区、污染区;医务人员通道、患者通道)设计,气流方向从清洁区→半污染区→污染区,严禁倒流。8.1.1压力梯度与风量差各区压力要求:清洁区正压+5~+10Pa(相对于大气),半污染区-5~-10Pa,污染区-15~-20Pa;相邻区域压差不小于5Pa。房间送排风风量差(GB50849):清洁区送风量大于排风量150m³/h(保持正压),污染区排风量大于送风量150m³/h(保持负压)。典型污染区诊室(18m²,层高3m,体积54m³):新风换气次数取6次/h(GB50849呼吸道传染病门诊最小6次/h),送风量:为维持负压-15Pa,排风量大于送风量150m³/h:负压隔离/抢救室按12次/h换气:L_s=12×54=648m³/h,L_e=648+150=798m³/h。8.1.2空气过滤要求•送风系统:粗效(G4)+中效(F7)+亚高效(H10)三级过滤;•排风系统:高效过滤器(H13),设于房间排风口处(即污染侧),过滤器应具备消毒条件、扫描检漏及原位消毒更换条件;•排风高空排放,排风口高于屋面3m以上,与新风口水平距离≥20m(不足时垂直高差≥6m)。8.2洁净区域(手术室、ICU)计算8.2.1手术室送风量与换气次数依据GB50333-2013(含2026年局部修订),各级手术室最小换气次数(新风+回风):手术室等级洁净度(手术区/周边区)最小换气次数(次/h)最小新风量[m³/(h·m²)]工作面高度截面平均风速(m/s)Ⅰ级(特别洁净)100级/1000级—200.25~0.30Ⅱ级(标准洁净)1000级/10000级3620—Ⅲ级(一般洁净)10000级/100000级2220—Ⅳ级(准洁净)300000级1520—Ⅰ级手术室(40m²,吊顶高3.0m,体积120m³):集中送风口面积2.4m×2.6m=6.24m²(满布比≥0.75),按工作区截面风速0.28m/s计算送风量:房间换算换气次数n=6289/120=52次/h,远大于洁净度要求(百级层流),满足要求。新风量按20m³/(h·m²):8.2.2手术室压差控制手术室相对于相邻洁净走廊保持+5~+8Pa正压,洁净走廊相对于非洁净区保持+5Pa正压。按GB50333,维持正压所需风量按房间围护结构漏风面积计算:Ⅰ级手术室门缝及围护漏风面积A=0.02m²(自动门密闭良好),ΔP=8Pa:即送风量比回风量+排风量多169m³/h以维持正压。设计中取新风量800m³/h,排风量300m/h(麻醉废气+医护人员排风),回风量=6289-800=5489m³/h,回排合计=5489+300=5789m³/h,送回风量差=500m³/h>169m³/h,可维持+8Pa以上正压,满足要求。排风量不足部分通过余压阀泄压至洁净走廊。8.3检验科/病理科排风与处理计算检验科、病理科因使用甲醛、二甲苯等有害化学试剂,应设置独立排风系统,通风柜排风经活性炭吸附(针对有机蒸气)和高效过滤(针对气溶胶)处理后高空排放。通风柜控制风速0.4~0.6m/s(常规化学)或0.5~0.8m/s(毒性物质),本工程取0.5m/s。每台标准通风柜排风量按第5.2.2节计算为3564m³/h,共4台,考虑同时使用系数0.7,总排风量10000m³/h。补风经空气处理机组送入,补风量为排风量的80%(保持房间负压),即8000m³/h。活性炭过滤器选用碘值≥1000mg/g的煤质颗粒炭,过滤效率≥90%(对于有机物蒸气),活性炭层厚度≥50mm,终阻力≤300Pa(初阻力150Pa)。高效过滤器按GB13554H13级,钠焰法效率≥99.97%,用于生物安全柜或涉及病原微生物的操作区排风。
第9章消声隔振与防腐绝热计算9.1系统噪声衰减计算空调系统噪声源主要来自风机、水泵、气流再生噪声及设备传振。需通过消声设计使房间NR值符合标准(诊室NR≤40,办公NR≤45)。9.1.1风机噪声估算离心风机比声功率级L_W=40+10lg(Q·H²)+δ(dB),其中Q为风量(m³/h),H为全压(Pa),δ为风机类型修正(后弯叶片离心风机取0~5dB)。以K-1系统风机(Q=12000m³/h,H=350Pa)为例:经过风管自然衰减(直管每米约0.3~1dB,弯头约3~6dB,三通约3~5dB)及末端风口反射衰减(约5~15dB)后,到达房间风口的噪声约75~80dB。需要通过消声器提供额外25~35dB消声量,使房间内噪声降至NR40以下。9.1.2消声器选型K-1系统选用阻抗复合式消声器,长1.5m,在125~4000Hz各倍频程消声量≥25dB,消声器阻力≤50Pa,设置在空调机组送风管段出口处。回风及新风管段同样设置消声段。风机盘管机组自带回风箱微穿孔消声,满足房间NR40要求。9.2设备隔振计算依据GB50736-2012第10.3节,冷水机组、水泵、风机等设备均需设置隔振基础或隔振器。隔振效率T_A≥90%(传递率≤10%)。9.2.1隔振器选型计算隔振传递率公式:式中:f——设备扰动频率,f=n/60(n为转速,rpm);f₀——隔振系统固有频率,f₀=(1/2π)√(g/δ_st),δ_st为隔振器静态压缩量(m)。当f/f₀>√2时隔振有效,工程上取f/f₀=2.5~4.0,即传递率T=0.07~0.19。冷冻水泵隔振计算(n=1450rpm):取f/f₀=3.0,则f₀=24.2/3=8.1Hz,所需静态压缩量:选用阻尼弹簧隔振器,静态压缩量≥10mm(固有频率约5Hz),f/f₀=4.8,传递率T≈4.5%,隔振效率95.5%,满足要求。转速≤1500rpm的设备选用弹簧隔振器;转速>1500rpm(如风机盘管、小型风机)可选用橡胶隔振垫。9.3管道绝热厚度计算冷热水管道、风管均需保温(冷保温防结露、热保温减少热损)。按GB50736-2012第11.1节及GB/T8175、GB50264,保冷层厚度按防结露要求和经济厚度确定。9.3.1冷水管道保温厚度防结露厚度计算公式(圆筒壁保温):式中:d₀、d₁——管道外径、保温层外径,m;λ——保温材料导热系数,闭孔橡塑海绵λ=0.034W/(m·K)(0℃);T_s——保温层外表面温度,应高于环境露点温度0.5~1℃,西安夏季露点温度24.8℃,取T_s=25.5℃;T_l——冷水温度7℃;T_a——环境温度30℃(吊顶内夏季最高);α_s——外表面放热系数,取8.1W/(m²·K)。示例DN100(φ108)冷冻水管:试算d₁=0.158m(保温厚度25mm):经济厚度校核:按年冷量损失与保温投资回收年限(5年)计算,DN100冷冻水管推荐保温厚度25mm(与GB50736附录K一致)。9.3.2风管及冷凝水管保温•空调送回风管(吊顶内非空调区):采用闭孔橡塑海绵保温,厚度20mm,K≤0.034W/(m·K);•排烟风管:不保温,但穿越非排烟区域时需包覆40mm厚岩棉(耐火极限1.0h);•冷凝水管:防结露保温,厚度13mm(DN≤50)至20mm(DN>50)。•热水管道(供60℃/回50℃):采用橡塑海绵或岩棉保温,厚度30mm,满足表面温度≤40℃防烫伤要求。
第10章节能设计与校核验算10.1风管输送能效比(ER)验算依据GB50189-2015第4.3.22条,空调通风系统风机单位风量耗功率W_s应满足:式中:P——风机全压,Pa;η_T——风机总效率(含传动、电机效率),取0.65~0.75。系统型式W_s限值[W/(m³/h)]普通机械通风系统0.32新风系统0.24办公、商业等定风量全空气空调系统0.30普通机械排风系统0.32医院等特殊建筑通风空调系统按洁净等级查GB50333表8.1.11K-1系统风机W_s验算:10.2空调水系统输送能效比(EC(H)R)验算依据GB50189-2015第4.3.9条,空调冷热水系统循环水泵的耗电输冷(热)比应满足:本工程冷冻水系统:ΣG=460m³/h,H=24m,η_b=0.70(水泵效率),ΣQ=2430kW,ΔT=5℃,ΣL=280m(最不利环路总长度):注:实际工程按规范条文计算,本工程选用变频水泵,耗电输冷比满足GB50189限值要求,节能率≥15%。10.3各系统风量平衡验证全楼风量平衡:各空调通风系统全年总送风量与排风量应满足:对于整个建筑,送风量+无组织进风=排风量+无组织排风+正压排风。医院各区域压力控制风量平衡:区域送风量(m³/h)排风量(m³/h)压差状态差值(m³/h)清洁区(医护办公)50004200正压+800半污染区(走廊)80008500微负压-500污染区(诊室)60007200负压-15Pa-1200门诊大厅120009000(过渡季)/4000(夏季)微正压+3000~8000公共卫生间0(无送风)5400负压-5400(由走廊补入)手术室(Ⅰ级)6289300正压(+8Pa)+5989(经余压阀流至走廊)实验室/检验科800010000负压-2000厨房1400017000负压-3000整体平衡校核:总正压差值约+6800m³/h,总负压差值约-12100m³/h,差值-5300m³/h通过门窗无组织渗透补入,夏季因新风量大于排风量(维持正压)过渡季调整,整体风量平衡可通过调节新排风阀及变频风机实现。
第11章防火安全措施与联动控制11.1风管系统防火措施(1)风管穿越防火分区、机房、重要房间隔墙/楼板处,设置70℃防火阀(普通通风空调)或280℃排烟防火阀(排烟系统),防火阀距墙表面不大于200mm;(2)垂直风管与每层水平风管交接处的水平管段上设70℃防火阀;(3)排烟风机入口处设280℃排烟防火阀,与风机连锁,阀关闭时风机停止;(4)风管材料:通风空调风管采用镀锌钢板(B1级不燃),排烟风管采用钢板(厚度按高压系统),柔性接头采用不燃材料(硅钛防火布);(5)电加热器前后各800mm风管采用不燃保温材料,电加热器与风机设连锁保护;(6)医院感染门诊排风系统支管设置电动密闭阀,可单独关断进行房间消毒。11.2防排烟系统联动控制火灾确认后,消防联动控制器应联动以下设备动作:(1)15s内联动开启相应防烟分区的全部排烟阀/排烟口、排烟风机和补风机;(2)30s内自动关闭与排烟无关的通风空调系统(关闭风机、切断防火阀);(3)启动着火层及上下层加压送风口和加压送风机;(4)排烟防火阀280℃熔断关闭,连锁关闭
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