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2015年CAR-ASHRAE学生设计竞赛题目-淮南体育文化中心暖通空调工程方案设计

来源:中国制冷学会 作者:中国制冷学会 2014-12-16 09:27:26
    1、引言

    暖通空调方案设计对体育建筑室内环境有着极为重要的作用。用体育建筑暖通空调方案设计作为高校建筑环境与能源应用工程等专业学生的设计竞赛题目,既具备暖通空调设计的普适性,又具备体育建筑的特殊性,给学生提供了很好的机会,展示自己运用所掌握的专业知识解决工程实际问题的能力,同时也是对学生进入行业领域的能力训练和素质培养。这对于教学改革,提高学生的综合设计水平,具有现实意义。

    题目要求按照全年候气象条件做出该体育建筑的暖通空调设计方案,方案应按照设计规范以及技术措施的要求(含专业设计规范、防火设计规范、节能设计规范以及技术措施)进行设计。设计方案应结合工程所在地的自然地理环境、功能及使用特点,满足节能环保要求,改善综合体育建筑室内空气品质,为体育比赛相关人员、观众和工作人员等提供健康、适用、安全和高效的使用空间。设计方案要求体现出地域特点、专业特点以及主题特色,知识点应具有先进性。题目特别要求学生首先对自己学校所在地的某大型体育场馆进行调研,了解体育场馆赛时、赛后不同功能房间对建筑环境的要求等,写出调研报告,然后再进行淮南体育文化中心暖通空调工程方案设计。

    2、建筑概况

    淮南市体育文化中心位于淮南市田家庵区,北临朝阳西路,西沿广场北路,总建筑面积25820 m2,由体育馆、综合训练馆、多功能会议厅等相关体育设施组成。

    2.1 比赛馆

    淮南市体育文化中心比赛馆建筑面积19820 m2,比赛场地46.8m×72m,主要进行各种球类的比赛,共设坐席6744个(其中固定座椅3072个);主体建筑为框架三层,局部设地下一层,建筑高度29.2m,建筑结构安全等级为二级,建筑抗震设防等级为七级、类别为乙类建筑,框架抗震等级为一级。比赛馆屋面为钢网壳复合保暖铝锰板自防水屋面,外墙是石材干挂、玻璃幕墙、银灰色穿孔铝板,内墙乳胶漆,门窗为铝合金门窗,地面为木地板、花岗岩地面,基础为人工挖孔灌注桩。建筑功能分布:地下一层为设备用房,地上一层为室内运动场及附属用房,地上二层为观众厅及附属用房。本体育馆为多功能体育馆,可进行球类(含羽毛球)、体操、文艺演出等的需要。

    2.2 训练馆

    淮南市体育文化中心训练馆建筑面积为3400 m2,主体建筑为框架两层,建筑总高度18.70m,建筑结构安全等级为二级,建筑抗震设防等级为七级、类别为乙类建筑,框架抗震等级为一级,耐火等级为二级。训练馆屋面,外墙、内墙门窗、基础同比比赛馆,地面为木地板地面。

    2.3 多功能会议厅

    淮南市体育文化中心多功能会议厅,建筑面积为2600 m2,共设坐席926个,其中固定坐席410个,主体建筑为框架两层,局部设地下一层,建筑总高度16.67m。建筑耐火等级为二级,抗震设施等级为七级。多功能会议厅屋面、外墙、门窗、地面、基础同比比赛馆。建筑功能分布:地上一层为会议大厅及附属用房,地上二层为观众厅和休息厅。

图片1
淮南市体育文化中心外观全景
图片2
体育文化中心比赛馆内部使用场景(庆祝建党90周年)

    具体参考各层建筑平面、总图以及效果图附件。如果采用水冷机组,集中冷热源,机房可设在距比赛馆20轴和F轴交点东南处(见总图),大小、层高自定,以紧凑为主;若选择风冷机组,机组亦可放在此处。

    周边基础设施:

    本体育文化中心周边无热力外网、热电厂、化工厂、污水处理厂等,水、电、燃气管网配套完备,冷热源方式可合理自定。
能源价格(可能与实际有别,按给出的价格执行):

    电价:峰电价格:1.42元/kWh;平时电价:0.88元/kWh;谷电价格:0.55元/kWh;峰电时间:9:00-11:30;14:00-16:30;谷电时间:23:00-7:00;其他时间为平电价。

    天然气价格:3.8元/Nm3。

    3、建筑材料及构造做法

    建筑材料及构造做法参见建筑图纸及建筑设计说明。墙体、窗、屋面等围护结构的传热系数等参数,可按《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)选取。在墙体材料热工参数不详,节能标准提供的参数不能解决问题时,允许学生按软件设置合理选择参数。

    4、设计规范

    工程设计应依据符合现行有关国家政策的设计规范、标准、技术规程以及技术措施,且必须是现行有效版本,结合现行国家标准、地方标准和有关国际标准,选择其中标准高的执行,使建筑体现出技术的先进性。

    4.1中国现行设计规范、技术措施

    A.《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50736-2012);
    B.《体育建筑设计规范》(JGJ 31-2003);
    C.《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005);
    D.《暖通空调制图标准》(GB/T 50114-2010);
    E.《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2002);
    F. 《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2014
    G.《建筑设计防火规范》 (GB50016-2006)或《高层民用建筑设计防火规范》 (GB 50045-2005)(2009版);
    H.《城镇燃气设计规范》 (GB 50028-2006);
    I.全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调·动力(2009);
    J.方案中涉及的其他规范、技术规程及技术措施的有效版本。

    4.2国际设计参考

    英国楼宇设备工程师协会设计手册 (CIBSE Guides);
    美国采暖、制冷与空调工程师协会设计手册 (ASHRAE Guides)。

    5、设计要求

    按照全年候气象条件提出体育文化中心的暖通空调设计方案,并重点考虑节能与环保。方案应考虑建筑的功能性、系统性、先进性、文化性、经济性及“四节一保”(节材、节水、节能、节地以及环境保护),设计应体现出地域特色、专业特色和技术先进性。

    所提供的工程设计方案宜尽可能的减少能源损耗、利用可再生能源,并尽量运用绿色建筑节能技术。本次暖通空调设计方案要满足相关专业设计标准要求,设计方案可以不包括建筑给水排水、生活热水等系统设计,也不包括单独的消防防烟排烟系统设计,但应包括通风空调系统与建筑防排烟共用系统的设计。

    由于本中心有比赛馆、训练馆、会议中心三个单体组成,考虑到设计时间有限和考察的侧重点不同,在设计中,学生应重点考虑比赛馆、会议中心的空调系统方案。

    在本次设计中,学生应充分考虑体育建筑的特殊性。在建筑设计中所缺少的各功能井道、空调机房等,竞赛设计团队可以进行合理的补充,以适应体育建筑的暖通空调设计,并应在相应文件中进行说明。对于体育暖通空调设计中涉及到的特殊性要求,如比赛场地进行乒乓球、羽毛球比赛时对风速的要求等,学生应查阅相关文献、规范等进行设计,并应在设计中突出相应的处理细节。

    空调设计方案应完成的基本内容如下:

   (1)空调冷热源设计

    如采用水冷式压缩式机组,应包括冷冻水及冷却水系统设计;如采用直燃吸收式机组,应包括空调冷冻水、冷却水及热水系统设计;如采用地源热泵或水源热泵机组应包括空调用水及热交换侧水系统;如冬季采用锅炉或集中热源,可不包括锅炉房的设计及换热站详细设计,但在空调冷热源原理图中应表示清楚设备及流程。
比赛馆、会议中心的空调冷热源是否独立还是合用,学生可根据实际使用情况综合比交后确定。
鉴于冷热源机房在地面,而空调循环泵房在地下,为此,空调室外管线部分的管线不要求设计,仅在机房保留接管管口即可。

   (2)空气处理装置
 
    设计应包括各种空气处理装置及末端装置选择计算和气流组织形式,并进行主要场馆气流组织模拟计算。

   (3)输配系统

    设计应根据不同空调冷热源方式,设计冷冻水系统、冷却水系统以及冷剂式系统(如果有的话)和风系统,并包括空调分区方案。

   (4)自控系统

    设计应包括控制系统的设计原理及运行模式、运行策略。

   (5)节能、绿色环保

    节能、绿色环保应融汇在设计的全过程中,突出暖通空调系统的节能性,尤其是运行的节能。

    6、作品提交要求

    6.1设计说明书

    说明书应以设计内容的说明为主,计算过程用典型实例举例计算过程即可,具体的计算内容可以用表格的形式表示,并可单独列章。(关于计算部分的规定请参见竞赛制度文件3.2作品提交要求为准)。

    说明书基本内容应包括:

    项目简介:建筑物的介绍、建筑能源资源情况介绍。

    主要工作内容介绍:项目设计的主要工作内容、设计的基本思路等;设计依据以及参考资料的收集、学校所在地某大型体育建筑调研报告(包括:赛时、赛后室内人员数量变化特点、室内环境控制要求以及冷热需求等)

    空调负荷计算:空调负荷计算原理、计算过程,主要区域应进行负荷特征分析;计算结果可单独列表描述。

    方案介绍:设计的空调系统形式、系统设计特色、室内外设计参数的确定、典型房间空气处理过程的分析或气流组织分析、冷热源选择及机房布置方案等;其中还应详细表述通风设计,并应根据体育场馆的实际运行管理模式、使用要求、体育建筑内人员数量的变化规律来确定各空间各时段室内人员数量(应以上述调研报告作为参考),在此基础上如何确定新风量及新风系统形式。

    管网水力计算及设备选型:管网系统的设计、管径确定、泵与风机的选配以及管网的水力工况分析等;计算结果可单独列表描述。

    暖通空调系统的运行分析:空调系统的季节性变化运行工况、负荷变化的运行工况分析,以及节能设备的应用。

    设计的能源以及节能分析和经济技术比较,可以独立章节单独进行描述。各参赛队伍可在上述内容的基础上,发挥自身的特色进行发挥。

    说明书字数30000-40000字左右。

    6.2图纸要求

    图纸以表述清楚设计思想为准。数量一般不少于8张1#标准图纸,不多于10张。

    设计图纸CAD版本应保存为2004以下、天正暖通7.6以下或使用图形导出存为旧版_t3格式。

    主要图纸的内容必须包含以下内容:

    1)设计说明:

    内容包括设计说明和施工说明。应将设计概况及设计者的设计思想表述清楚。一般作为图纸的首页。设计说明包括建筑概况、设计依据、设计内容、主要设计参数、系统介绍、主要设备材料选用要求、施工及验收说明等;还应包括图纸目录、图例及主要设备材料列表。

    2)设计图纸

    A.典型房间或区域的空调风系统、空调水系统的平面图、剖面图;
    B.典型空调机房的风系统、水系统平面图、剖面图;
    C.空调冷热源系统原理图;
    D.空调冷热源机房主要的平面图、剖面图;
    E.空调系统自控原理图。
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