竞赛题目：西安市某大学新校区图书馆暖通空调工程方案设计

1、引言
图书馆作为学校的文献信息中心，是为教学和科学研究服务的学术性机构，是学校信息化和社会信息化的重要基地，也是学校教学和科学研究工作的重要组成部分。暖通空调方案设计对图书馆建筑室内环境有着极为重要的作用。用图书馆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，又具备图书馆建筑的特殊性，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图书馆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，改善图书馆建筑室内空气品质，为图书馆内的阅览人员和工作人员等提供健康、安全和舒适的室内环境，并为图书馆内的各类文献资料储藏空间提供相应的防护措施（包括温湿度控制、防水防潮、防尘、防静电等）。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图书馆进行充分调研，详细了解图书馆建筑不同功能的房间对建筑环境的要求，图书馆的节能状况和室内空气品质等，写出调研报告并添加到设计说明书中，然后再进行“西安市某大学新校区图书馆”项目暖通空调工程方案设计。

2、建筑概况
西安市某大学新校区位于西安市户县东部，新环山路以北，东面与长安区相邻，东北面为其他学校新校区，东南面成弧状与环山旅游公路相邻。
西安市某大学新校区图书馆项目设计突破图书馆传统模式，向国际开放型图书馆靠拢，形成藏、查、借、阅、参、管一体化、智能化的新型复合式图书馆建筑。按照25000名全日制在校生规模设计建筑面积，规划总建筑面积41950平方米。设计馆藏文献总量近期为160万册，远期为260万册，设阅览座位5000余个。规划有各专业学科阅览室、参考工具书阅览室、报纸阅览室、电子阅览室、密集书库等区域以及咨询服务、公共活动与辅助服务、相关业务、技术设备、后勤保障、学术交流中心、会议中心及科技展厅等功能区。
主体建筑为框架结构，地上5层，建筑高度26.7m，设计使用年限为50年。建筑结构安全等级为二级，建筑抗震设防等级为七级，建筑耐火等级为一级。建筑立面设计呈现出简单明快，古朴庄重的效果，力图创造出一种简洁、大方的建筑形象。建筑色彩重点表现出丰富的层次和庄重的格调，并结合绿化、景观设计，体现出建筑的艺术魅力。以灰砖为主体材料，以砖灰色为主色调，深灰、浅灰为辅助色。建筑整体融入中国传统院落、园林空间风韵，建成体现传统符号的现代建筑。

图书馆正面效果图


图书馆背面效果图

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》（GB50189-2015）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. 《暖通空调制图标准》（GB/T 50114-2010）；
B. 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50736-2012) ；
C. 《图书馆建筑设计规范》（JGJ38-99）；
D. 《建筑设计防火规范》 （GB50016-2014）；
E. 《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）；
F. 《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2014）；
G. 《民用建筑绿色设计规范》（GB/T50378-2014）；
H. 《城镇燃气设计规范》 (GB 50028-2006) ；
I. 《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2002）；
J. 全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调·动力（2009）；
K. 方案中涉及的其他规范、技术规程及技术措施的有效版本。
需要说明的是，该图书馆建筑设计时仍执行的是《高层民用建筑设计防火规范》 （GB50045-95（2005年版）），此次暖通设计应执行新规范《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）。但鉴于新制订的《建筑防烟排烟系统技术规范》尚未批准发布，防烟排烟系统的设计与审核按照以下规定执行：防烟与排烟系统设置场所执行新版《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）；其他具体系统设计仍执行《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95）（2005版）的有关规定。
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图书馆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。
由于本图书馆建筑体量大，考虑到设计时间有限和考察的侧重点不同，在设计中，学生应重点考虑大空间阅览区、大堂、中庭、多功能厅、特藏书库等区域的空调系统方案。
在本次设计中，学生应充分考虑图书馆建筑的特殊性。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，以适应图书馆建筑的暖通空调设计，并应在相应文件中进行说明。对于图书馆暖通空调设计中涉及到的特殊性要求，如特藏书库对环境参数的特殊要求等，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。
（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，并进行主要设计区域的气流组织模拟计算。
（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、学校所在地某大型图书馆建筑调研报告（包括：室内人员数量变化特点、室内空气品质、室内环境控制要求、冷热需求以及图书馆的节能状况等）。
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，并应根据图书馆的实际运行管理模式、使用要求、图书馆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0#或1#标准图纸（平面图为0#），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。