建筑环境控制与暖通空调课件.ppt

*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,1.1 建筑环境控制的意义与简史,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第一章,长沙理工大学能源与动力工程学院,建筑环境控制与暖通空调,1,1.1 建筑环境控制的意义,环境：,周围的情况。,如自然环境、社会环境。,建筑环境：,建筑空间内的状况。,包括声、光、热、空气等。,建筑环境控制：,采用各种技术手段，在建筑空间内营造满足某种需求的人工环境。,暖通空调：,改善建筑内部热湿环境和空气品质的建筑环境控制与保障技术。,建筑环境控制工程的任务：,创建健康、舒适、能够提高工作效率的 建筑环境，满足人们生活、工作及其他活动中对室内环境品质的要求。,暖通空调课程研究的主要内容；,了解暖通专业技术发展的主要特征和趋势；,要求掌握室内空气环境控制技术的主要系统组成、作用和分类。,2,1.,空调的世界发展简史,人类基本生存的需要经济发展的需要,1,、早期空调方法：采暖通风为主。,通风：靠建筑设计获得自然通风,制冷,旧石器时代：收集和利用天然冷量,新石器时代：规划和发展天然冷量,1815,年，,BOSTON,的,Frederic Tudor,开始用船向温暖地区运天然冰。,1864,年业务遍布南美、远东、中国、菲律宾、印度和澳大利亚。,采暖：烧柴的壁炉烧柴和煤的铸铁采暖炉 蒸汽集中区域供暖系统。,3,1.,空调的世界发展简史,机械空调出现,1805,年蒸汽压缩制冷被提出,1834,年做出了蒸汽压缩制冷机械模型,1850,年代初做了进一步的蒸汽压缩制冷实验,1867,年在,San Antonio,，,D.Holden,和,J.,Muhl,建成蒸汽锅炉驱动的制冷装置,1875,年,Linde,制造出第一台甲醚压缩机,1876,年,Linde,制造出氨压缩机,1875,年前产生了四种制冷机：空气膨胀式制冷机、（氨）吸收式制冷机、蒸发式制冷机、水减压蒸发式制冷机，拉开人工制冷序幕。,1869年D.Holden设计的制冰装置,6,1.,空调的世界发展简史,制冷开始工业化,1890,年代中出现最早的电动压缩机,1890,年代蒸汽发动机成为制冷和通风,(,离心风机,),的动力,发现与发明了各种制冷剂：,NH3,SO2,CHClF2,等,制冷技术的广泛应用：酿造、食品、水产、肉食加工、冷藏链、土木工程、娱乐。,学术交流：,1908,年第一届国际制冷大会在法国巴黎召开，,1909,年，国际制冷学会成立,7,1.,空调的世界发展简史,、制冷工业化,1890,年代制作成了由风机和喷水室组成的空调系统,1900,年已经正式使用并制作出机械冷却空气的系统,1900,年以后,热风系统出现，与冷风系统合并,1900s,美国印刷厂采用风机和喷水室组成的空调系统，应用于工业建筑。,1902,年开利,(,Willis.H.Carrier,),在印刷厂首次应用了空调装置。,1890年代中期出现的蒸汽驱动风机,1890年代早期的电动制冷压缩机。,8,1.,空调的世界发展简史,4,、战争推进制冷发展：,1914-1945,压缩式制冷机称霸制冷行业,氟利昂的出现,回转式压缩机普及,制冷进入日常生活,家用冰箱、食品储藏柜、冷藏库、冷藏运输,空调进入（美国）生活的各个领域,电影院、交通运输工具、特殊场合（军事）,1922,年医院有了空调；,1907,年在,Chicago,的,Congress Hotel,采用喷水室空调系统，首次应用于民用建筑。,1919,1920,芝加哥一电影院采用喷水室空调。,开利1922年研制的第一台离心冷冻机,1907年喷水室空调系统,9,1.,空调的世界发展简史,、技术进步与发展：,1945-1975,在世界范围内，惊人的发明甚少，更多的则是技术的进步与推广,制冷剂品种广泛增加,蒸气压缩式制冷技术仍然占主导地位,压缩机与部件的性能改善,应用领域广泛,化工工业,冶金与机械工程,公共工程,运动场,海水淡化,污水净化,人工降雨,人工环境工程（空调工程）,10,1.,空调的世界发展简史,、,1975,以后，高度发展，无处不在。,工业建筑,电子、精密仪器、纺织、烟草、音像制品、制药、化工、生物决定了产品质量,商用建筑,商场、影剧院、体育设施、写字楼、会议厅、餐饮设施、娱乐设施决定了营业额,居住建筑,宾馆客房、住宅、医院病房、幼儿园决定了居住者的健康,交通工具,飞机、船舶、火车、地铁、汽车决定了安全与健康,特殊用途,手术室、实验室、果菜储藏、温室、宇航、军事、核能决定性因素,11,1.,空调的世界发展简史,、,1975,以后，高度发展，无处不在。,在世界范围内，制冷技术得到普及与发展,现有技术的普及、改进、发展,高性能部件诞生,智能化控制,制冷面临的挑战,环境保护,ODP,、,GWP,关注原始技术方案,节能节材,系统与部件优化,能源的综合利用,12,1,.,我国的空调发展简史,国内空调发展历史,皇宫“冰窑”冬季贮冰夏季使用，传统的采暖方式：炉子、火盆、火炕、火墙。,1949年以前，只有在大城市的高级建筑物中才有供暖系统或空调的应用。上海大光明影院是最早采用集中空调的建筑物（1931年）,50年代前苏联援建，带入暖通空调技术，建立了采暖、通风和制冷设备的制造厂，在多数北方主要城市建成城市热网。,50年代在全国8所院校相继设置“供热、供暖气与通风”专业。,6070年代,，热水供暖、城市集中供热发展迅速，,1975年,颁布了工业企业采暖通风和空气调节设计规范。,80年代前采暖通风、工业空调为主，85年房间空调器需求量8万台，80年代末舒适空调大发展，空调设备总产值约5亿元。90年代后期进入普通家庭。,13,1,.,我国的空调发展简史,家用空调产量世界首位，60%出口。,14,1.3空气调节的意义,广义,获得满意的建筑室内空气环境的手段,狭义,采用人工或机械的主动手段获得满意的建筑室内空气环境。不含被动手段,更狭义,人工和机械的手段同时处理空气多参数(温度、湿度、速度、辐射、空气质量等),15,1.3空气调节的意义,工艺性空调,应用场合：工业建筑，医院、实验室、演播室,处理参数：温度、湿度、洁净度、风速、压力,控制标准表达方式：空调基数允许波动范围,精密仪器制造车间要求：温度200.1，相对湿度505,超大规模集成电路生产车间：洁净度标准为M 1级(直径0.1m的尘粒个数350粒/m,3,),合成纤维生产车间要求：相对湿度552,特点,精度高难，对测量和控制设备及控制算法要求高,参数少易，多数仅对一两个参数有高要求,16,1.3空气调节的意义,舒适性空调（应用场合：商用建筑，民用建筑）,处理参数：,温度、湿度、风速(平均值、脉动频率、脉动幅度)、空气质量(新鲜度、气味、洁净度、VOC浓度、负离子含量)、平均辐射温度、噪声、压力等。,控制标准表达方式：空调基数,五星级宾馆客房：温度2325，相对湿度5060，风速 0.25m/s，新风量100m3/h，含尘量0.15mg/m3，噪声30dB,特点：,参数多难，参数间相关关系对人体感觉的影响复杂，新因素存在未知影响,精度低易，人体有一定的容忍度,17,1.4存在的问题及前沿研究,我国单位面积建筑能耗远低于发达国家，有很大的上升空间,农村建筑：占比例60只消耗了18的建筑能耗,城镇住宅建筑：2004年广东、浙江、江苏和湖北4省份住宅空调占全国城镇住宅空调总电耗47,长江流域有大量的新增采暖的要求，多采用热泵式家用空调器来解决,大型公共建筑：1.25%的面积消耗10的建筑能耗，而且新建大型公共建筑在快速增加,18,1.4存在的问题及前沿研究,19,1.4存在的问题及前沿研究,都市环境污染,空调排热造成的城市热岛效应,空调室外设备产生的噪声污染,地球温室效应(CO2排放),臭氧层被破坏(CFC物质),病态建筑综合症：建筑的非天然环境影响居住者健康,封闭空间新风不足，VOC及致病微生物排除不良,稳态的室内热湿环境使人体热调节功能退化,微生物积聚的空气冷却器,风道积尘成为二次空气污染源,20,1.4存在的问题及前沿研究,当前我国面临的问题,建设高速发展与技术储备、政策配套不成熟的矛盾,粗放型的空调系统设计方法导致高能耗与低环境品质,盲目复制西方国家的空调系统形式,变风量系统加末端再热,住宅建筑采用集中空调,炒作“零能耗”概念,技术的误用,低密度地区推广区域供冷,高密度地区推广地源热泵,消耗高品质化石能源去获取低品位的可再生能源,21,1.4存在的问题及前沿研究,当前我国面临的人才问题,缺乏高质量的设计咨询人员,暖通空调系统与手机、冰箱等产品的根本性区别是什么？,没有标准化的系统，具体问题具体分析是灵魂,缺乏系统分析能力，难以应付特殊工程,缺乏高质量的施工人员,有施工，没调试,缺乏高质量的运行管理人员,能够开关机，保证设备能运转，不能保证优化运行,缺乏高水平的产品开发人员,复制国外产品，缺乏独立知识产权的技术,22,1.4存在的问题及前沿研究,环境保护与可持续发展,资源与传统能源的合理利用，新的建筑设备与系统,新能源、天然能源和多种能源的综合应用,建筑环境控制与建筑设计紧密结合，主动被动,如何实现“舒适健康”？,新的空气处理流程和系统，达到降低过程能量损失的目的,新末端设备的开发：满足人的热舒适与IAQ要求,高水平的系统设计：Design by simulation,通过建筑热模拟设计系统的全年运行方案,通过CFD设计手段提高室内热环境与空气质量环境,23,1.4存在的问题及前沿研究,该技术发展的难点,高水平的设计要考虑自然的、人为的、社会的、经济的、心理的等等因素，以及涉及使用者的行为学、人体工程学等知识，绝对不是现有技术的堆砌或者仅仅满足标准和规范的要求。,由于涉及的人员量大面广，新技术的采用要谨慎、保证可靠。,24,1.4 本课程学习方法和要求,一、相关专业知识与条件,需要条件,建筑：,平面、立面布置形式，剖面形式，建筑物房间使用功能和要求，建筑装修形式；,结构：,结构形式，梁、柱尺寸，墙体、楼板的构造形式；,能源动力：,能源形式、冷热源位置、冷热媒种类和参数。,25,1.4 本课程学习方法和要求,二、参考资料：,规范、手册及期刊、杂志等见教材；,采暖通风与空气调节设计规范,GB 50019-2003 计划出版社2003年,高层民用建筑设计防火规范,GB 50045-95 计划出版社，2001年,暖通空调陆亚俊等，建工出版社2002年,26,1.4 本课程学习方法和要求,专业网站：,中国空调制冷网：,湖南大学环境工程系,中国暖通空调网：,大连,美国供热制冷空调工程师学会 ASHRAE Online：www.ashrae.org/,27,1.4 本课程学习方法和要求,三、学习方法和要求,课堂教学：,课外自学：,重点原理：,利用计算机：鸿业、天正暖通等。,学会查阅资料：规范。,认真按时完成作业。,四、联系方式,Email:heyecong,QQ：29691116,TEL:[phone],28,