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建筑暖通空调CAD李芬容2011.21.建筑暖通空调CAD简介1.1什么是建筑暖通空调CAD？以ATUOCAD为平台，在归纳总结大量暖通工程设计的基础上，结合暖通专业领域的新发展，实现计算绘图一体化的软件。具有智能化、自动化高等特点受到暖通工程师的广泛好评。目前常用的有天正暖通和鸿业暖通。1.2学习这门课程的目的、任务目的：可以熟练应用暖通CAD进行计算、绘图。任务：1）理论教学（1-8周）2）上机对所学内容进行操作熟练。1.3CAD的发展历史80年代后期国内开始出现ATUOCAD绘图软件。80年代末，建筑CAD的研制与开发在国内逐渐形成一定的规模，暖通计算机绘图也迅速崛起，并渐渐与建筑CAD脱离，到90年代初已经形成了相对完整、独立的暖通绘图软件包。90年代，随着计算机硬件技术的不断进步，主要研究的是暖通的计算机软件开发上面。21世纪，由于工程建设中工作量的日益增加，加快了对绘图速度的要求。这时，在暖通方面，发展完善和应用较多的都是在ATUOCAD平台上二次开发的软件。目前，在英国的CAD软件很多，面向建筑设备的有400多种，其中面向暖通空调的有100多种。它们当中多数是辅助完成某种计算的独立软件。而辅助绘图用的也是独立平台的集成软件，它可以先前将建筑的AutoCAD的图纸输入作为条件图，再进行设备图的绘制。1.4专业CAD的主要功能两大功能：计算和绘图。在鸿业ACS暖通空调软件中，主要的功能有：（1）冷、热负荷计算（2）焓湿图。软件动态生成任意大气压下的dwg格式焓湿图。（3）空调水系统设计。平面图可转换成系统图。（4）风机盘管和空调器。可直接应用软件进行布置。（5）空调水系统的水力计算。可根据设定流速、比摩阻或管线承担的负荷计算其管径和系统的阻力，生成Excel计算表。（6）空调风系统的设计和水力计算。（7）采暖系统的设计。（8）分户计量的供热系统的设计计算。（9）冷冻机房设计。（10）动力专业设计，双线管道和阀门绘制及材料统计。2.ATUOCAD基础暖通CAD的应用是随着建筑CAD的发展而发展起来的，它是以ATUOCAD为平台开发出来的。2.1暖通CAD的界面绘图界面是主要的工作界面。界面组成：主要由菜单、工具条、绘图区、命令提示窗口和命令行、状态行组成。菜单：ATUOCAD的完整菜单和鸿业CAD的功能菜单。2.2ATUOCAD文件的操作（创建、打开、存储）文件操作包括新建（new）、打开(open)、保存(save)、赋名存盘(SaveAs…)等。2.3ATUOCAD的命令输入方法（1）命令输入方式包括有鼠标输入、键盘输入、菜单输入、按钮输入。（2）命令的重复（MULTIPLE）、撤销（UNDO）、重做（REDO）。2.4ATUOCAD的坐标系统通过键盘可以精确输入坐标。（1）直角坐标绝对直角坐标：输入点的（X，Y，Z），在二维图形中，Z坐标可以省略。如“10，20”指点的坐标为（10，20，0）相对直角坐标：输入时，要加上“@”符号，如“@10，20”指该点相对于当前点，向X方向移动10，Y方向移动20。（2）极坐标绝对极坐标：给定距离和角度，在距离和角度中间加上“”符号。如“2030”表示距离原点20，方向30°的点。相对极坐标：在距离加上“@2030”，指输入点距上一点的距离为20，和上一点的连线与X轴成30°。3.AUTOCAD的基本绘图知识3.1绘图的基本命令确定坐标系统：常用的为直角坐标系统。绘制点（POINT）绘制直线（_line或LINE）：对于有尺寸的直线，采用键盘绘制的方式较方便。绘制参照线（_xline或XLINE）：通过两点或一点并确定了方向向两个方向无限延长的直线。可通过此命令中的参数，绘制指定角的角平分线(即二等分线）。绘制多线（MLINE）绘制宽线（TRACE）：可绘制具有一定宽度的直线。绘制多段线（POLYLINE）绘制多边形(POLYGON)绘制圆弧（ARC）绘制圆和圆环（CIRCLE）:有六种绘制圆的方式。一般常用先确定圆心，再确定半径或直径来绘制圆。圆环（DOUNT）：指定内径和外径，然后指定中心点就可绘制出圆环。绘制样条曲线（SPLINE）绘制椭圆（ELLIPSE）3.2ATUOCAD的显示控制在使用CAD绘图时，显示控制命令使用非常频繁。通过显示控制命令，可以观察绘制图形的任何细小的结构和任意复杂的整体图形。同时可以通过显示控制命令，可以保存和恢复命名视图，设置多个视口，观察整体效果和细节。（1）显示缩放（ZOOM）可以通过指定窗口角点、输入比例因子（nX或nXP）、全部、中心点等方式进行显示缩放。如图Drawing1.dwg所示。（2）实时平移（PAN）实时平移可以在不改变显示比例的情况下，观察图形的不同部分，相当于移动图纸。（3）文本窗口控制（_textscr）通过显示命令可以控制文本窗口打开的方式为带标题和菜单的放大文本窗口或缩小为命令行窗口。虽然命令行窗口同样可以通过鼠标拖动移动到屏幕中间，也可以通过改变其大小甚至超过缺省的文本窗口大小，但在文本窗口中带有编辑菜单，而命令行窗口不带有该菜单。3.3绘图环境设置在进行图形绘制时，可能在很多方面会不符合用户的意愿。所以在图形绘制前，应设置合适的绘图环境。作用：1、简化以后的调整、修改工作。2、有利于统一格式，便于图形的管理和使用。（1）图形界限（LIMITS）图形界限即绘图的范围，相当于手工绘图时图纸的大小。如：设置某图形界限宽为421，高297，并通过栅格显示该界限。（A3图纸）（2）单位（UNITS）对任一图形而言，总有其大小、精度以及采用的单位。在CAD中，屏幕上显示的只是屏幕单位，但屏幕单位对应一个真实的单位。单位不同其显示格式也不同。在单位命令执行后，弹出一个包括长度、角度、设计中心块的图形单位和输出样例四个区的对话框。此外，命令“-UNITS”表示“命令文本”的窗口，在上面对话框的内容通过列表示例以及可选菜单形式提供选择。（3）捕捉（SNAP）和栅格（GRID）通过捕捉可以将屏幕上的拾取点锁定在特定的位置上。栅格是在屏幕上可以显示出来的具有指定间距的点，只是在绘图时提供一种参考作用。在执行命令“DSETTINGS”后，出现的选项卡中包含了四个区：捕捉、栅格、捕捉类型和样式、极轴间距。（4）对象捕捉（OSNAP）通常图形之间都是互相关联的。在绘图过程中，会涉及到两个图形之间的相对位置，我们可以通过对象捕捉来精确定位。设置对象捕捉的几种方法：4、ACS绘图前的准备以及负荷计算4.1鸿业暖通的基本知识（1）了解使用环境硬件：PIII以上微机，128M内存。操作系统：Windows98/Me/2000/NT/Xp图形环境：AutoCAD2000/2002，AutoCAD2004/2005/2006。（2）基本设置1、设置工程名进行工程设计的前提。第一次运行时，会自动建立一个缺省的工程名temp。设置工程名后，软件自动在当前工作目录下建立一个“工程名”+“.pra”的子目录，以后工作过程中形成的中间文件和计算结果均存放在该目录中。2、设置建筑信息在建立工程名的同时，软件也在对该工程设了一个缺省的建筑信息。建筑参数影响到材料设备的统计、系统图的生成。如果不涉及到这两方面，就可忽略此项设置。楼层参数设置：可计算地上层数最大为99层，地下层数最大为10层。关键层设置：也有单位称标准层、相同层。设定工程需出图的代表层。3、设置系统缺省参数该命令设置软件的一些基本参数，包括系统、采暖、空调三个属性页。系统：例：如当前设定字高为3.5，出图比例100，则在电子图上显示的文字高度为350，出图后图纸上文字的高度为3.5mm。空调：风管最小表示尺寸：为了清楚表示图面信息，有时需要放大图素，但其属性不改，标注统计仍为实际数值。有时出图比例设为1：200时，如果100宽度的风管在加粗出图时会不清楚，则就可设置最小表示尺寸200。小于200的都按最小表示尺寸200表示。采暖采暖系统形式是对每个设计工程都要首先设定的，其他绘图的参数，一次设置合适后，基本不用再改。此外，散热器的图面表示长度、宽度，在布置散热器的命令中，也能设定和修改。4、图框设置标准规格图幅：A0（1189×841），A1（841×594），A2（594×420），A3（420×297），A4（297×210）5、绘制图框在绘制图框的对话框中可以选择各种标准规格图幅（A0~A4）及标准图幅加长系数（0~3/2）；在格式中可选择图幅装订形式（横式或竖式）；或者在幅面尺寸的幅面长和幅面宽编辑框中输入欲自定义的长和宽，以上项目确定后，点取绘制按扭。4.2ACS的负荷计算目的：理解并掌握负荷的计算步骤及内容。内容：1、确定计算负荷的基础数据。2、确定房间参数。ACS的负荷计算包括有空调冷负荷计算、空调热负荷计算和采暖热负荷计算。1.空调冷负荷的含义空调房间冷（热）负荷、湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。得热量、得湿量：在室外空气热、湿扰量的作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻内的得热量和得湿量。冷负荷：在某一时刻，为保持房间恒温恒湿，需向房间提供的冷量称为冷负荷。2.得热、得湿量的组成得热量组成：①由于太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经维护结构传入的热量。②人体、照明设备、各种工艺设备及电气设备散入房间的热量。得湿量组成：主要是人体散湿量和工艺过程与工艺设备散出的湿量。3.计算方法两种计算方法：谐波反应法和冷负荷系数法。本软件中采用冷负荷系数法进行计算。软件中对外墙、外窗、屋面、天窗得热引起的冷负荷逐时进行计算。而对内墙、内门窗、楼板、地面得热引起的冷负荷及人体散热和设备散热引起的冷负荷均按稳定传热计算。最后把各项冷负荷计算结果逐时累加，在加上新风负荷，求出冷负荷最大值及发生时间。4.计算参数：①室内计算参数舒适性空调：根据我国《采暖通风与空气调节设计规范》规定，舒适性空调室内计算参数如下：夏季：温度24~28℃；相对湿度采用40%~65%；风速不应大于0.3m/s；冬季：温度18~22℃；相对湿度采用40%~60%；风速不应大于0.2m/s；工艺性空调：室内温湿度基数及其允许的波动范围应根据工艺需要并考虑必要的卫生条件确定。②室外计算参数软件中的室外计算参数结合当地的气象参数已经给出。5.软件的冷负荷计算流程设定气象参数设置房间参数设置围护结构冷负荷计算出计算书5.动态焓湿图的绘制及空气处理过程5.1参数说明1.焓湿图的概念定义：焓湿图是反映湿空气状态参数及其状态变化的湿空气性质图，焓湿图上任何一点都代表了湿空气的一种状态点，任何两个独立参数的等值线的交点都可以在焓湿图上确定一个具体的状态点。作用：在空气调节中，常常需要确定湿空气的状态及其变化过程。利用焓湿图就可以将状态点和变化过程直观描述出来。在选定的坐标比例尺和坐标网格的基础上，确定等温线、等相对湿度线、水蒸汽分压力标尺和热湿比线。2.确定绘制焓湿图的各参数大气压：绘制焓湿图的大气压值在这里确定，大气压的有效范围是50000至110000Pa。含湿量间隔：出图时相邻两含湿量线间的间隔单位，取1或5g/kg干空气。焓间隔：出图时相邻两焓线间的间隔单位；取1或5kj/kg干空气。温度间隔：出图时相邻两温度线间的间隔单位；取1或5℃。相对湿度间隔：出图时相邻两相对湿度线间的间隔单位；取5或10%。3.空气状态参数有效范围及说明（1）各参数的有效范围（大气压为101325Pa时）：含湿量：0~42g/kg干空气焓：-30~172kj/kg干空气温度：-30~65℃相对湿度：0~100%（2）状态参数说明干球温度（℃）：湿球温度（℃）：近似认为等焓线就是等湿球温度线。露点温度（℃）：在含湿量不变的情况下，湿空气达到饱和时的温度。沿等湿线与φ=100%线的交点的温度。焓（kJ/kg﹒干空气）：焓变化用来度量空气的热量变化。相对湿度（%）：湿空气的水蒸汽分压力与相同温度下饱和湿空气