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独栋别墅财富公馆-空调-新风-采暖--水处理-太阳能

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发表于 2015-11-15 22:33:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 胡华君 于 2015-11-15 22:43 编辑

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一、项目简介

财富公馆位于朝阳首都机场温榆河南,是财富地产集团为全球名门贵胄打造的领航产品,栋均1600-1700平米的恢弘尺度,被誉为中国顶级别墅代表。项目位于北京城市黄金地段。北临天然不冻水系温榆河,空气质量优异,是天然的氧吧生活区。

二、工程概况
本工程为独栋别墅,建筑面积约1900 m2㎡,共计三层。地下室和一层层高3.8m,二层为两坡向斜屋面,层高最矮处为3.7m,最高处为5 m。装修吊顶完成后,地下室和一层为3.1m,二层为3.3m。
本工程设计内容:空调制冷;新风换气;地板采暖,水处理,太阳能等五项。
北京气候的主要特点是四季分明。春季干旱,夏季炎热多雨,秋季天高气爽,冬季寒冷干燥;风向有明显的季节变化,冬季盛行西北风,夏季盛行东南风。四季气候特征如下:
  春季:气温回升快,昼夜温差大,干旱多风沙。
夏季:酷暑炎热,降水集中,形成雨热同季。
  秋季:天高气爽,冷暖适宜,光照充足。入秋后,北方冷空气开始入侵,降温迅速。因此,初霜冻的过早来临时有发生。
   冬季:寒冷漫长。冬季长达5个月,若以平均温0℃以下为严冬,则有3个月(12—2月)。
三、方案设计
l 、设计依据
《民用建筑采暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012
《地面辐射供暖供冷技术规程》 JGJ142-2012
《低温热水地面辐射供暖技术规程》DBJ/T14-014-2009  
《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002
2、设计内容
空调部分:
(1) 室内温度Tn 的取值:26℃,设计面积冷指标按150W/㎡计算
(2) 室外温度 Twn 的取值:根据北京市常规气候条件,取夏季室外平均温度28.6℃
风机盘管制冷设计负荷为150W/每平方。选配风管式室内机 29台,室内机总制冷量 162.9 KW。选配室外机 3台,室外机总制冷量 128.9 KW。
新风部分:
(1) 室内建筑换气体积:1275m³(装修吊顶完成后的室内净空体积)
(2) 换气次数:根据《民用建筑采暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012,本工程的实际换气次数按1次/h进行,大于人均30m³/h的换气次数标准,达到住宅内空气清新的要求。
地暖部分:
本系统散热终端选用以地暖为主+暖气补热方式,以弥补客户家某些房间挑空过高和外窗过大等维护结构保温不利的情况。根据中华人民共和国建设部2004年发布的《地面辐射供暖技术规程》(JGJ142-2004,以下简称《规范》)第5页3.1.1规定:地暖以不高于60℃热水为热源,加热地下盘管内热水循环流动,民用建筑供水温度宜采用35-50℃,供回水温差不宜大于10℃。故锅炉出水温度应控制在50℃以下,根据《规范》第5页,表3.1.2《地表面平均温度》,人员经常停留区地表温度最高限值为28℃,得出结论:锅炉供回水温度选择50/40℃,地暖平均温度45℃,在室外温度在-9℃时室内温度须保证在舒适温度25±1℃范围内。因本建筑维护结构保温情况良好,本系统不考虑锅炉规律性启停时热惰性的影响。本系统为分区域温度自动控制功能。
四、 设计思想
4.1本系统空调工程选用日本大金智能化中央空调系统VRVⅢ系列
空调设计根据甲方提供的图纸及空调设计手册要求的参数,确定各空调区域的设备型号、类型及制冷与空调方式,并体现充分高效节能、运行合理的原则。设备产品及主要材料所选厂家有质量保证及完善的售后服务。并兼顾节能型、舒适性、环保性和经济型较高。
空调配置表:
图片3.jpg

4.2本工程新风机选用大金全热交换器,全热交换机组对进入室内的新鲜空气与从室内排出的废气进行热交换,在进行房间换气的同时,又避免因室内外温差造成的送风冷热不均的现象,提高了住宅的舒适度。
4.3 地暖系统设计
1、房间的温度
房间温度舒适性取决于:温度、温度波动、温度梯度
(1)温度:本别墅属环保节能型建筑,理论建筑总散热量可根据开发商选配锅炉功率推定总计180Kw。根据中华人民共和国建设部2004年发布的《地面辐射供暖技术规程》(JGJ142-2004)第34~37页,表A. 2--PB管单位地面面积的散热量和向下传热损失,在平均温度45℃(50/40℃),室温要求25℃时
A、 地面层为地砖(热阻R=0.02(m2·K)/W),盘管间距设计为150mm时,向房间的有效散热量=117.4(W/ m2),向下热损失=27.2(W/ m2);
B、 地面层为木地板(热阻R=0.1(m2·K)/W),盘管间距设计为150mm时,向房间的有效散热量=79.7(W/ m2),向下热损失=28.1(W/ m2);
C、 地面层为厚地毯(热阻R=0.15(m2·K)/W),盘管间距设计为150mm时,向房间的有效散热量=66.6(W/ m2),向下热损失=28.9(W/ m2);
D、 同时,考虑到房间家具遮挡对地暖散热的限制,强烈建议您必须选用有腿的家具,尤其是二楼和部分卧室、视听室等有地板、地毯的房间。地暖管路采用“旋转型”管道铺设方式,有家具等遮挡房间在管道铺装区域采用“偏心铺设”,但间距必须≥100mm;
(2)温度波动:通过选用分区域温控器,能够保证客户家室内温度恒定在±1℃之内,温控面板为数码液晶大屏幕,操作简便、温控灵敏。
(3)温度梯度:将散热器尽量安装在外墙侧,以保证室内热平衡,避免产生温度梯度。
2、系统设计合理性分析
系统的运行寿命:一套好的采暖系统运行寿命可长达50-100年,例如位于北京张自忠路23号的孙中山故居,笔者有幸于2003年参与其采暖系统的部分改造工作,该系统暖气采用德国“克虏伯”牌铜质散热器、管路为铜管焊接、锅炉为铜质加热内胆,这个系统到现在还在正常使用,房间温度理想。经该处工作人员介绍,这个采暖系统为1925年建造,已经使用了近百年,那么为什么这个系统能使用如此长的时间?正是因为其有效避免了如下几个方面的问题:
众所周知,造成采暖系统故障的原因有如下几方面:
(1)管道腐蚀:本系统推荐使用非金属“全无氧”系统,锅炉为世界上最优秀的德国“布德鲁斯”大气预混式铸铁锅炉,在目前各国都在采用用材更省、价格更低廉的铜内胆锅炉时,“布德鲁斯”几十年不变坚持生产铸铁热交换器,并不断完善其性能。长期以来,以其散热性能稳定、故障率低得到世界上很多暖通设计工程师和用户的认可,其阻氧性能也是有保证的。同时,本系统地暖管道选用“阻氧”管道,用塑料管道代替铜管,在防止管道渗氧方面毫不逊色,并且造价更低、施工简便。散热器为钢制散热器,同样能有效防止渗氧;简而言之:本系统全部管路配件为阻氧设计,能防止系统渗氧造成金属内壁腐蚀,降低使用寿命!
(2)内壁结垢:本系统的水处理以采用中央水处理软化,循环水的硬度在水质规定中,每升水含1mg钙、镁、盐、为1°F,含2mg为2°F,以次类推。水的硬度标准分为软水、中水、硬水、极硬水。8°F以下为软水,9°F~16°F为中水,17°F~32°F为硬水,32°F以上为极硬水。由于硬水中钙、镁、盐含量偏高,供暖时如使用硬水容易结垢并易腐蚀散热器,所以循环水硬度应控制在5°F~18°F,本系统可设定为≤5°F,永不结垢!
(3)设备损坏:
(a)严格避免锅炉直供地暖
设备损坏通常可能由两方面原因造成,即设计选型不合理(锅炉直供)或者运行过程中使用不当。先说设计选型这方面,本系统锅炉选型比较充分且合理,故不赘述;主要说一下水泵和混水罐的选型,本设计中,我们根据地暖设计规范计算得出,原有客户家丹麦“格兰富”水泵(一用一备,共2台)为最大流量Q=22t/h、最大扬程H=15m,正好可用于地暖(二次侧)循环,但锅炉(一次侧)因阻力很小、流量仅有二次侧的一半,故只能选用新泵。混水罐的选择是为了保护锅炉,您知道,任何设备都要在一定的工况下工作,使用寿命才会最长,如果不合理选择,例如直接将原有水泵用于地暖循环,不设计混水罐装置,这在国外是不允许的,长期经验告诉我们,若本系统“锅炉直供”地暖,则锅炉出水温度必须小于60℃,因此会造成锅炉烟道的“冷凝”现象,天然气燃烧后为水和二氧化碳,低温燃烧的锅炉的冷凝水呈微酸性,几年下来就会将锅炉核心部件热交换器腐蚀坏,这是绝对不允许的;
(b)变流量变温差系统必须选用压差旁通阀
我们在每个分水器上都设计了“压差旁通阀”,因本系统您提出分区域温控的要求,以达到分区域控温节能和满足不同家庭成员对温度的需求变化,故而,本系统即为目前别墅、会所等建筑常用的“变流量、变温差”系统,当根据使用需要关掉一部分房间的地暖时,这部分地暖的流量就没有了,这时,水泵的流量也会随之降低,扬程会变大,系统会变得不稳定,同时,水泵在非额定工况下工作,不出3年就会出现故障甚至烧坏。如果每个分水器安装了“压差旁通阀”,当关闭该分水器时,压差旁通阀自动感知压力变化后瞬时开启,系统总流量不变,但散热量降低,对水泵不会造成影响!
3、设计计算书
(1)室内设计温度Tn 的取值:冬季室内平均温度根据业主要求为25℃(室内环境空气舒适温度)
(2)室外计算温度 Twn 的取值(-9℃)
(3)系统供水水温的取值:
根据低温热水地板采暖的技术要求,考虑到地埋管道使用寿命等因素,其供水温度不得高于60℃ 。由于考虑到室外温度有可能在我们的预计范围外,为了保证室内温度不受影响。我们预留一部分供水水温给予补充,由此本系统设计供水水温按50℃计算。
(4)系统流量的计算:
kg =q f×0.86÷a
     式中: kg-每小时流量;
q f一单位地面面积辐射散热量(W/m2),根据总散热量180Kw除1341平米≈140(W/m2);
a-管路中供回水温差=10℃;
单回路流量G≈2.2L/min(升/分);
系统最大流量GT≈12T/h(吨/小时);
结论:根据规范JGJ142一2004规定,地暖管道中水流速不得低于0.25m/s,故,必须选择De1216管道,管道中水流速V=0.35 m/s,符合设计要求;
(5)系统最大阻力的计算:
       Pa = L×R
Pa-最长地埋管道总阻力
L -最长地埋管道回路长度
R=Pa/m-阻力系数(根据规范 JGJ142一2004规程,第43~46页)可查,管道比摩阻R=185.35Pa/m,
结论:以上公式根据系统设计V=0.35m /s的流速计算,地暖环路阻力Pa = L(地暖盘管最大长度)×R(管道比摩阻)≈185.35 Pa/m *100m≈19KPa<30KPa,结论符合国家规范要求;
(6)散热器补热散热量的复核计算:
总地暖散热面积1341 m2
其中,各层采暖面积为:
地下室(地砖层)B1+B2= 417+81=498m2
    首层F1(地砖层)= 451m2
    二层F2(地板层)= 392m2
根据开发商选配锅炉的总散热量=180Kw,遵循如下原则:
锅炉热出力(Q1)≈地暖和暖气总散热量(Q2)≈建筑维护结构热负荷(Q3)
引出,Q1=180Kw,
Q2=Q(地暖)+Q(暖气),
其中,Q(地暖)可计算时,
应区分房间均采用地砖地面层(热阻R=0.02(m2·K)/W)时,向房间的有效散热量=117.4(W/ m2),向下热损失=27.2(W/ m2),
和,地面层为木地板(热阻R=0.1(m2·K)/W),盘管间距设计为150mm时,向房间的有效散热量=79.7(W/ m2),向下热损失=28.1(W/ m2);
而,Q1(地暖向上散热量)  =(B1+B2+F1)*117.4(W/ m2)
=(417+81+451)m2*117.4(W/ m2)=111.4Kw
-----向房间的有效散热量,
(注,因房间挑空较高,同时吊顶影响,故本设计不考虑房间向下散热量,忽略不计);
Q2(地暖向上散热量)   = (F2)*79.7(W/ m2)
=(392)m2*79.7(W/ m2)=31.2Kw
-----向房间的有效散热量,
(注,因房间挑空较高,同时吊顶影响,故本设计不考虑房间向下散热量,忽略不计)
故,Q(地暖)=Q1+Q2
              =111.4Kw+31.2Kw
              =142.6Kw  
Q(暖气)= Q2- Q(地暖)
              =180Kw-142.6Kw
              =37.4Kw
结论:因客户加锅炉提供的总热量中,根据地暖有效铺装面积可散发出的热量只有142.6Kw,剩余37.4Kw的热量需进行散热器补热。
另外:因客户家暖气管路设计比较复杂,建议不要在卫生间过多使用暖气,客户家每个卫生间必须设置浴霸或电暖风机设备,作为必要的散热补充!
4.4水处理系统设计
本工程共有9个卫生间,8个淋浴喷头和2个浴缸。
由于用水量比较大,所以我们在本工程中所选用的中央设备水流量≥3吨/小时。出水无阻力,不影响水流量。可满足多个用水点同时使用。
5.5 太阳能系统设计
本工程共有9个卫生间,8个淋浴喷头和2个浴缸所需要的生活热水,欲通过太阳能热水系统来供应。条件如下:
a)  每天热水用量为1.5吨
b) 热水温度需要达到50°C
c) 太阳能热量不足时需辅助加热能源
d) 当地太阳能资源

北京                                                                                    纬度39°48′  经度116°28′  高度31.3m
月份
Ta
Ht
Hd
Hb
H
Ho
Sm
Kt
1
-4.6
9.143
3.936
5.208
15.081
15.422
200.8
0.593
2
-2.2
12.185
5.253
6.931
17.141
20.464
201.5
0.595
3
4.5
16.126
7.152
8.974
19.155
27.604
239.7
0.584
4
13.1
18.787
9.114
9.673
18.714
34.740
259.9
0.541
5
19.8
22.297
9.952
12.345
20.175
39.725
291.8
0.561
6
24.0
22.049
9.192
12.856
18.672
41.742
268.8
0.528
7
25.8
18.701
9.364
9.336
16.215
40.596
217.9
0.461
8
24.4
17.365
8.086
9.279
16.430
36.420
227.8
0.477
9
19.4
16.542
6.632
10.180
18.686
29.881
239.9
0.554
10
12.4
12.730
4.926
7.805
17.510
22.478
229.5
0.566
11
4.1
9.206
4.004
5.201
15.112
16.508
191.2
0.558
12
-2.7
7.889
3.515
4.374
13.709
13.857
186.7
0.569

Ta---月平均室外气温,℃;
Ht---水平面太阳总辐射月平均日辐照量,MJ/(m2·d);
Hd---水平面太阳散射辐射月平均日辐照量,MJ/(m2·d);
Hb---水平面太阳直射辐射月平均日辐照量,MJ/(m2·d);
H---倾角等于当地纬度倾斜表面上的太阳总辐射月平均日辐照量,MJ/(m2·d);
Ho---大气层上界面上太阳总辐射月平均日辐照量,MJ/(m2·d);
Sm---月日照小时数;Kt---大气晴朗指数。
方案:
满足别墅生活热水每日供应,体现两个最大化、一个最低化:太阳能利用最大化,热水使用最大化,运行成本最低化。即:
a) 提供洗浴热水温度为50℃;
b) 量身打造的智能化控制功能设计确保最大程度使用太阳能;
c) 采用吸热效率较高的平板太阳能集热器阵列;
d) 系统形式:太阳能+辅助能源加热系统联合供水;
e) 太阳能各系统部件精良选材,均有产品检验合格证,保证100%合格;
f) 太阳能热水系统实现安全、可靠、高效的全自动无人值守运行;
g) 太阳能系统的保证率达到65%以上,高于国家标准制定的50%;
设计依据
GB  50057       建筑物防雷设计规范
GB  50207       屋面工程质量验收规范
GB/T 18713      太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范
GB/T 19141      家用太阳热水系统技术条件
设计方案
a) 设计参数
本项目每日提供50℃热水1.5吨。
b) 集热系统设计
集热方阵的集热器面积可以按照下面公式进行计算:

QQ截图20151115223035.jpg

得出:本项目需要集热器面积19㎡

每块海林高效平板太阳能集热器集热面积为2平米,即需要海林平板太阳能
集热器9.5块,为保证冬季的热水供应,实取12块。

储热系统:
本系统设置1.5吨不锈钢承压水箱,内置铜盘管及辅助电加热,水箱置于地下一层设备间中。

集热循环系统:
本项目循环泵均采用威乐循环泵;集热循环管路采用铜管,满足承压运行及长时间使用需求。本系统建议采用防冻液作为集热循环介质。

辅助热源:
当没有太阳或太阳能热量不足需要辅助热源给储热水箱加热,若按6小时加热进行计算,则功率为10kw。

六、施工图纸及介绍

1、空调图纸及介绍
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空调部分工序:
根据客户各个房间吊顶造型不同,将内机安装在吊顶内,配合装修吊顶,既不影响房间的装饰效果,又解决了空调制冷的问题。
(1) 在吊顶完成前安装室内机,并连接管路;
(2) 连接帆布软接及出回风风道;
(3) 温控穿线,安装温控底盒等;
(4) 装修完成后在空调预留风口处安装出回风风口;
(5) 连接电源线并调试。
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室外机安装
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2.新风设计图纸及介绍
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新风部分工序:

新风系统根据建筑结构分为三台,每台供应一层。这样既不影响各层之间的换气效果,而且控制操作更加简单明了。
(1) 安装风管,外墙进排风风口开孔;
(2) 安装全热交换器,并与风管连接;
(3) 信号线穿线及预留控制器底盒;
         (4)装修完成后安装控制器,进行调试。

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3.地暖设计图纸及介绍
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地暖部分工序:
        本工程地暖铺装结合装修及客户的接受度等,使用湿式铺法。
(1) 进场开槽安装主管道、分集水器、温控底盒等,安装完成后进行敷槽回填;
(2) 待地面管路(包括装修部分走地的水电)安装完成后进行整体的找平回填,地面水平误差在10mm以内;
(3) 地面找平完成后铺设保温挤塑板,挤塑板之上铺设反射膜,然后铺设地暖盘管。盘管间距为150mm,在客厅等人员长期停留区域的外墙外窗侧按照100mm间距加密铺设;
(4) 整体装修完成后,安装温控面板及电热执行器等;
(5) 连接分集水器,调试运行。
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图片21.jpg

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4.别墅全屋水处理系统方案示意图及介绍
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5.太阳能方案示意图及介绍
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七、工程总结
在与客户初步接洽时,客户就已提出造价成本并不是他选择暖通公司的主要因素,使用效果,与装修的结合度,使用成本等因素才是他考虑的首要原因。结合客户提出的要求以及别墅的建筑现状,在采暖上,选用低温水暖地板采暖,暖足寒头的采暖方式大大提升了人体的舒适度;在制冷上,采用大金Ⅲ,侧出风类型,与装修完美结合;全热交换器的新风机组,在满足新风换气的同时,又不带走房间内的冷热量,别墅的顶级配置。
整个工程从初步确定方案开始,不断的与客户以及装修公司设计师、现场监理进行系统调节,既不影响双方的施工进度,也避免了许多设计上的冲突,使得整个装修与暖通工程有序进行,客户对此也是十分认可。发现现场施工有交叉及冲突的时候,及时的协调,避免后期造成使用不便或是维修不便等。

                                                                                                 蓝能科技发展有限公司-胡华君

发表于 2015-11-27 12:01:10 | 显示全部楼层
还不错!冷,暖,风,水都有了,是个暖通专业综合应用的范例!
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发表于 2015-11-27 12:11:35 | 显示全部楼层
这工程挺大的~集合度也挺高~至少在南方还没见到这么大,集合度这么高的工程~赞一个
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