办公楼中央空调设计说明.doc

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1、摘 要本设计为武汉市某水务办公楼中央空调设计。该办公楼占地面积为15333.3，建筑面积约为34087.68，空调面积为约12250.38。本办公楼总冷负荷1073.65，冷指标为130，热负荷为178.747，热指标为20。根据该建筑物的功能要求和使用特点，分析比较了各种空调方式，确定该建筑物空调系统为风机盘管加独立新风系统和全空气系统。主要设计内容包括：空调冷热负荷的计算；送风量和新风量的确定;空调系统的划分；空调方式的选择；空调末端处理设备的选型；冷热源的选择；风系统的设计与计算；风管系统的设计；室内送风方式与气流组织形式的确定；水系统的设计与水力计算；冷热源的确定；管道的保温设计，防排

2、烟的设计；消声防振设计等。本文所设计的中央空调系统既能满足热舒适性要求，又最大程度地考虑了建筑节能的需要。关键词：办公楼，空调系统，风机盘管-新风系统，全空气系统，新风量，建筑节能；AbstractIt is a central air-conditioning design for a office building in JiNan City.The building covers an area of about 15333.3 square meters, with a building area of about 34087.68square meters and with a ai

3、r-conditioned area of about 12250.38 square meters. The cooling load is 1073.65 kW,while cooling index is130W/m2. For the 178.747 kW heat load, heat index is 20 W/m2. According to the buildings functional requirements application characteristics,I analyzed and compared a variety of air-conditioning

4、modes and chose the fan-coil unit with fresh air system and the all air system.The study content mainly includes: cooling and heating load calculation of air conditioning in the building;the determination of the supply air volume and the fresh air volume;the air-conditioning system division;the sele

5、ction of modes of air conditonding system;the selection of air conditoning equipment;the selection of the cold and heat source;the design and caculation of the air system;the design of the air duct system; the determination of air supply mode and air distribution mode;the design and the hydraulic ca

6、lculation of the water system;the determination of the cold and heat source;the thermal insulation design of the pipeline, the design of the smoke prevention and exhaust and the design of noise elimination and vibration prevention.This central air-conditioning design not only can satisfies the therm

7、al comfort but it ,to a great extent,can meets the command of building energy-saving. Key Words: comprehensive building air-conditioning system the fan-coil unit with fresh air system the all air system fresh air volume performance comparison building energy-saving 目 录摘 要IAbstractII目 录I前言1第1章 计原始资料2

8、1.1 建筑概况21.1.1 土建资料21.1.2 冷热源条件21.2 室内外计算参数21.2.1 室外计算参数21.2.2 室内计算参数3第2章 空调负荷计算52.1 房间负荷的基本构成52.1.1 房间冷负荷的构成52.1.2 房间湿负荷的构成52.2 夏季冷负荷计算62.2.1 围护结构瞬变传热形成冷的计算方法62.2.2 人体冷负荷72.2.3 灯光冷负荷72.2.4 电热、电动设备散热量的计算方法如下：82.3 冬季热负荷计算92.4 负荷计算结果汇总9第3章 空调方案确定163.1 空调方式163.1.1 系统选择193.2 送排风及新风系统203.2.1 送风系统203.2.2

9、排风系统203.2.3 新风系统203.3 冷热源方案213.4 水系统22第4章 设备选择计算244.1 气流组织计算244.1.1 气流组织原理244.1.2 风口的形式与风管的布置244.2 风机盘管加新风系统264.2.1 风机盘管的选型及汇总264.2.2 新风系统设计274.2.3 风管水力计算284.3 冷热水系统水力计算404.3.1 水力计算步骤404.3.2 水力计算结果414.3.3 凝水管的选择514.3.4 管道的保温设计524.4 全空气系统534.4.1 全空气系统534.4.2 送回风量的确定534.4.3 空气处理机组的选型54第5章 空调冷热源设计555.1

10、 概述555.2 设备选型565.2.1 制冷机组的选择565.2.2 换热器的选择565.2.3 冷却塔的选择565.2.4 循环水泵的选择585.2.5 补水定压装置595.2.6 水处理装置的选择605.3 机房布置605.3.1 水泵配管布置的注意事项605.3.2 空调机房水系统附件605.4 消声减震615.4.1 概述61第6章 防排烟系统646.1 自然排烟646.2 机械防烟656.3 机械排烟656.4 防排烟设计666.5 防排烟风机选型67总 结68参考文献69致谢70千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要

11、忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行前言空调制冷技术的诞生是建筑技术的一项重大进步，它标志着人类从被动适应宏观自然气候发展到主动控制建筑微气候，在改造和征服自然的过程的又迈出了坚实的一步。制冷空调系统的出现为人们创造了舒适的生活和工作环境，但是制冷空调系统的能耗也逐渐成为建筑能耗增长的最主要的原因。据统计，我国建筑能耗约占全国总能能耗的35%，而制冷空调系统能耗又占建筑能耗的50%60%左右。因此，节能降耗已经成为空调系统设计的关键环节。空调系统设计方案直接影响着建筑环境的质量和能源消耗状况，对空调系统设计方案进行科学的选择和优化，是提高空调系统设计质量的重要途径。本次毕业设计的任务

12、是武汉市某办公楼空调设计，根据采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）等标准规范的要求，设计合理的空调系统方案，满足建筑物热舒适性的要求，并最大限度地降低系统的能耗。设计内容包括：确定该建筑物空调方案，计算负荷，确定空调方式和空调房间气流组织形式，设计风道系统，设计空调水系统，选择空气处理设备，制定空调系统的消声防振措施，确定防排烟措施，选择冷热源设备，设计制冷机房等。通过本次毕业设计，我们将经受一次较为全面、严格的工程设计训练，熟悉空调系统设计过程，了解现代工程设计方法，培养分析解决问题的能力，树立高度的工作责任感。第1章 计原始资料1.1 建筑概况本工程位于湖北省武汉市，是一

13、个办公楼。该建筑地上九层，一层层高4.5m，二至九层高3.9m。建筑地上高度39.95m。该综合楼占地面积为15333.3，建筑面积约为34087.68，空调面积为约12250.38。1.1.1 土建资料根据公共建筑节能标准，按照该地区围护结构传热系数和遮阳系数限值，来确定墙、窗、门和屋顶等围护结构类型和传热系数。围护结构参数如下表所示：表1 1 建筑围护结构围护类型（名称）传热系数()(夏/冬)传热衰减传热延迟(h)混凝土加气混凝土0.71/0.710.3610单层塑钢窗3.01/ 3.110.990.9玻璃幕墙3.01/ 3.110.990.9内墙2.38/2.380585.2屋面1.88

14、/1.910.684.4节能外门3.02/3.120.990.51.1.2 冷热源条件武汉市属南方城市，在热源的选择上，冬季具有集中供热的条件。夏季需要用空调系统调节室内空气。1.2 室内外计算参数1.2.1 室外计算参数设计规范中规定的室外计算计算参数是按全年少数时间不保证室内室内温湿度标准而制定的，温湿度标准如下：（1）采用历年平均不保证50h的干球温度作为夏季空调室外计算干球温度。（2）采用里年平均不保证50h的湿球温度作为夏季空调室外计算干湿温度。（3）采用里年平均不保证1d的、平均温度作为冬季空调室外计算平均温度。（4）采用历年以月份平均相对湿度的平均值作为冬季空调室外计算相对湿度。

15、因此，若室内温湿度必须保证时，应另行规定。下表为武汉市的冬、夏季的室外设计参数表1 2 室外计算参数城市武汉经度113.53纬度29.58夏季大气压（Pa）100170夏季空调室外干球温度 ()35.2夏季空调室外湿球温度()28.2夏季空调日平均温度()31.9夏季计算日较差()：6.7夏季室外平均风速(m/s)2.6最热月相对湿度(%)73冬 季 大气压(Pa)102330冬季空调外干球温度()-2冬季室外空气相对湿度（%）76冬季室外平均风速(m/s)2.71.2.2 室内计算参数民用建筑空调室内空气设计参数的确定主要取决于以下内容。（1）空调房间使用功能对舒适性的要求 所谓舒适就是人体

16、所能维持正常的散热量和散湿量。影响人舒适感的主要因素有：室内空气的温度、湿度和空气流动速度；其次是衣着情况、空气的新鲜程度、室内各表面的温度等。（2）要综合考虑地区、经济条件和节能要求等因素 根据我国国家标准采暖通风与空气调节设计规范（GB 500192003）的规定，对于舒适性空调，设内设计参数如下表：表1 3舒适性空调室内设计参数夏季温度应采用24-28冬季温度应采用18-22相对湿度应采用40%-65%相对湿度应采用40%-60%风速不应大于0.3风速不应大于0.2该建筑为办公楼。它的计算参数在下表中列出：表14 室内设计参数房间名称夏 季冬 季设备指标照明指标人员指标新风量温度相对湿度

17、温度相对湿度%W/m2W/m2人/m2m3/h办公区2555205013110.130会议室25552050520130多功能厅255520500200.530门厅255520500300.330休憩室255520500100.320餐厅255520500200.730营业厅2555205013200.520第2章 空调负荷计算空调负荷是指空调房间冷（热）负荷和湿负荷。空调房间冷（热）负荷、湿负荷是确定空调系统送风量及空调设备容量的基本依据。室内冷热负荷、湿负荷的计算以及室外气象参数和室内要求保持的空气参数为依据。在室内外热、湿干扰量作用下，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

18、时刻的得热量和得湿量，当得热量为负值时称为耗热量。在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为补偿房间失热而需向房间的热量称为热负荷；为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。2.1 房间负荷的基本构成2.1.1 房间冷负荷的构成空调房间的得热量由下列各项得热量组成：（1） 通过围护结构传入室内的热量；（2） 透过外窗进入室内的太阳辐射热量；（3） 人体散热量；（4） 照明散热量；（5） 设备、器具、管道及其他室内热源的散热量；（6） 食品或物料的散热量；（7） 渗透空气带入室内的热量；（8） 伴随各种散湿过程产生的潜热量。 确定房间计算冷负荷时，应根据上

19、述各项得热量的种类和性质，以及房间的蓄热特性，分别逐时计算，然后逐时叠加，找出综合最大值。2.1.2 房间湿负荷的构成房间散湿量由下列各项散湿量构成：（1） 人体散湿量；（2） 渗透空气带入室内的湿量；（3） 化学反应过程的散湿量；（4） 各种潮湿表面、液面或液流的散湿量；（5） 食品或其他物料的散湿量；（6） 设备散湿量。确定房间计算湿负荷时，应根据上述湿源的种类。选用不同的群集系数、负荷系数和同时使用系数，分别逐时计算，然后逐时叠加，找出综合最大值。空调系统冷负荷的构成空调系统的冷负荷，应根据所服务房间的同时使用情况、空调系统的类型及调节方式，按各房间逐时冷负荷的综合最大值或各房间的累加值

20、确定，并应计入新风冷负荷以及通风机、风管、水泵、冷水管和水箱温升一起的附加冷负荷。2.2 夏季冷负荷计算由于室内外问出和太阳辐射热的作用，通过维护结构传入室内的热量形成的冷负荷和室内外气象参数（太阳辐射热，室内、室外温度），围护结构和房间的热工性能有关。传入室内的热量（称得热量）并不一定立即成为室内冷负荷。其中对流形式的得热量立即变成室内冷负荷，辐射部分的得热量经过室内围护结构的吸热-放热后，有时间的衰减和数量上的延迟。所以一般需逐时计算。本设计的计算方法是谐波反映法，采用天正软件计算负荷。2.2.1 围护结构瞬变传热形成冷的计算方法1外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Q(W)，按下式计算：

21、（21）式中 F计算面积，；计算时刻，点钟；-温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻， 点钟；作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，。注：例如对于延迟时间为5小时的外墙,在确定16点房间的传热冷负荷时,应取计算时刻=16,时间延迟为=5,作用时刻为=16-5=11。这是因为计算16点钟外墙内表面由于温度波动形成的房间冷负荷是5小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果。当外墙或屋顶的衰减系数0.2时，可用日平均冷负荷代替各计算时刻的冷负荷： （22）式中 负荷温差的日平均值，。通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Q按下式计算： （23）式中 计算时刻下的负荷温

22、差，；K传热系数,。2内围护结构的传热冷负荷(1) 当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内窗的温差传热负荷，可按公式23计算。(2) 当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热负荷，可按公式21计算，或按公式22估算。此时负荷温差t-及其平均值，应按零朝向的数据采用。(3) 当邻室有一定发热量时，通过空调房间内窗、隔墙、楼板或内门等内围护结构的温差传热负荷，按下式计算： （24）式中 Q稳态冷负荷，下同，W；夏季空气调节室外计算日平均温度，；夏季空气调节室内计算温度，；邻室温升，可根据邻室散热强度采用，。2.2.2 人体冷负荷人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Qx，按下式计算： （

23、25）式中群集系数；n 计算时刻空调房间内的总人数；一名成年男子小时显热散热量，W；人体显热散热冷负荷系数。2.2.3 灯光冷负荷照明设备散热形成的计算时刻冷负荷Q，应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算：(1) 白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯 （26）(2) 镇流器装在空调房间内的荧光灯 （27）(3) 暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯 （28）式中 N 照明设备的安装功率，kW；考虑玻璃反射，顶棚内通风情况的系数，当荧光灯罩有小孔， 利用自然通风散热于顶棚内时，取为0.5-0.6，荧光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风情况取为0.6-0.8；同时使用系数，一般为0.5-0.8；T 开灯时刻，

24、点钟；-T从开灯时刻算起到计算时刻的时间，h；-T时间照明散热的冷负荷系数。设备冷负荷热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷Q，按下式计算: （29）式中 T 热源投入使用的时刻，点钟；-T 从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间，；-T时间设备、器具散热的冷负荷系数；热源的实际散热量，W。2.2.4 电热、电动设备散热量的计算方法如下：(1) 电热设备散热量 （210）(2) 电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量 （211）(3) 只有电动机在空调房间内的散热量 （212）(4) 只有工艺设备在空调房间内的散热量 （213）式中 :N 设备的总安装功率，kW；h电动机的效率；同时使用系数

25、，一般可取0.5-1.0；利用系数，一般可取0.7-0.9；小时平均实耗功率与设计最大功率之比，一般可取0.5左右；通风保温系数；2.3 冬季热负荷计算在工程设计中，围护结构的基本耗热量是按一维稳定传热过程进行计算的，即假设在计算时间内，室内、外空气温度和其它传热过程参数都不随时间变化。实际上，室内散热设备散热不稳定，室外空气温度随季节和昼夜变化不断波动，这是一个不稳定传热过程。但不稳定传热计算，所以对室内温度容许有一定波动幅度的一般建筑物来说，采用稳定传热计算可以简化计算方法并能基本满足要求。但对室内温度要求严格，温度波动幅度要求很小的建筑物或房间，就需采用不稳定传热原理进行围护结构耗热量计

26、算。围护结构基本耗热量，可按下式计算： W （214）式中：K围护结构的传热系数，W F围护结构的面积， 室内计算温度， 供暖室外计算温度， 围护结构的修正系数。2.4 负荷计算结果汇总=LCAL 冷负荷计算书=一.工程概况 1.工程名称 新建工程1 2.工程编号 XJGC001 3.建设单位 房地产开发公司 4.设计单位 设计院 5.工程地点 湖北省-武 汉 6.工程总面积(m2) 9138.58 7.工程总冷负荷(KW) 1073.65 8.工程冷指标(w/m2) 117.49 9.编制人 10.校对人 11.日期 2012年5月8日二.室外气象参数 1.夏季空调室外干球温度() 35.2

27、0 2.夏季空调室外湿球温度() 28.20 3.夏季空调日平均温度() 31.90 4.夏季室外平均风速(m/s) 2.60 5.夏季空调大气透明度等级 4 6.夏季大气压(Pa) 100170三.建筑信息 1号楼 层数 13 高度(m) 47.70 总面积(m2) 9138.58 冷负荷(KW) 1073.65 冷指标(w/m2) 117.5四.计算结果(工程最大负荷值时刻下结果): 13 名称 冷负荷(W) 冷指标(W/m2) 湿负荷(kg/h) 新风负荷(W)*新建工程1/1号楼* 1号楼 1073649.74 117.49 539.45 169315.31-1号楼/1层- 1层 71

28、273.77 129.57 31.84 8501.19 1001展示大厅118452.40 177.09 6.32 1771.08 1002展示大厅212776.01 115.52 6.55 1771.08 1003展示大厅313186.80 147.67 5.78 1771.08 1004入口大厅20776.19 111.41 9.62 2125.30 1005办公室 2557.19 115.71 1.75 708.43 1006监控室 3525.19 94.26 1.83 354.22-1号楼/2层- 2层 75305.06 109.46 39.47 12043.35 2001实验室 75

29、305.06 109.46 39.47 12043.35-1号楼/3层- 3层 82066.02 107.16 41.93 12043.35 3001实验室 82066.02 107.16 41.93 12043.35-1号楼/4层- 4层 82066.02 107.16 41.93 12043.35 4002实验室 82066.02 107.16 41.93 12043.35-1号楼/5层- 5层 82066.02 107.16 41.93 12043.35 5002实验室 82066.02 107.16 41.93 12043.35-1号楼/6层- 6层 91468.80 139.37 4

30、5.64 17002.37 6001工艺设计一部14885.83 139.90 7.51 2833.73 6002工艺设计二部18924.34 137.43 9.54 3542.16 6003机械设计一部15192.73 137.87 7.63 2833.73 6004机械设计二部7950.04 146.68 3.79 1416.86 6005电气设计一部16174.64 179.72 9.07 4250.59 6006电气设计二部18341.22 116.23 8.09 2125.30-1号楼/7层- 7层 92089.11 146.64 45.78 17710.81 7001办公司 777

31、2.94 148.34 3.73 1416.86 7003原料质检室7580.21 146.34 3.71 1416.86 7004膜丝性能检测室7580.21 146.34 3.71 1416.86 7005膜丝性能检测室19974.44 145.06 10.58 4250.59 7006水质化验一部15943.26 145.73 7.61 2833.73 7007生产调度室4146.03 174.20 1.79 708.43 7008信息档案室7535.42 174.03 3.44 1416.86 7009水质化验二部21556.60 136.61 11.21 4250.59-1号楼/8层

32、- 8层 87949.59 135.10 44.43 16293.94 8001生物细菌分析实验室5569.77106.29 3.73 1416.86 8002生物细菌分析一部14882.57143.52 7.43 2833.73 8003能量和回收装置研究室18924.34137.43 9.54 3542.16 8004能量回收装置研究室二15184.12138.79 7.61 2833.73 8005回收提纯实验室20731.53 131.38 10.17 3542.16 8006废弃膜研究再利用实验室12657.27140.64 5.96 2125.30-1号楼/9层- 9层 81101

33、.29 134.14 38.81 13460.21 9001办公室 7282.49 138.98 3.73 1416.86 9002办公室 7101.38 137.09 3.71 1416.86 9003办公室 7101.38 137.09 3.71 1416.86 9004办公室 10714.17 137.19 5.58 2125.30 9005总经理室10549.96 101.74 3.81 354.22 9006休息室 6701.98 123.65 2.75 708.43 9007接待室 5985.24 143.19 2.86 1062.65 9008会议室 15431.24 148.8

34、1 8.47 3542.16 9009档案室 6370.15 147.12 2.41 708.43 9010办公室 3863.31 162.32 1.79 708.43=End=设计软件:天正暖通软件(THvac)鉴定情况:建设部科技计划项目验收证书 建科验字2008第053号=LCAL 热负荷计算书=一.工程概况 1.工程名称 新建工程1 2.工程编号 XJGC001 3.建设单位 房地产开发公司 4.设计单位 设计院 5.工程地点 湖北省-武 汉 6.工程总面积(m2) 9138.58 7.工程总热负荷(KW) 178.75 8.工程热指标(w/m2) 19.56 9.编制人 10.校对人 11.日期 2012年5月8日二.室外气象参数 1.室外采暖计算温度() -2.00 2.室外空调计算温度() -5.00 3.冬季室外平均风速(m/s) 2.70 4.室外计算相对湿度(%) 76.00 5.冬季大气压(Pa) 102330三.建筑信息 1号楼 层数 13 高度(m) 47.70 总面积(m2) 9138.58 热负荷(KW) 178.75 热指标(w/m2) 19.6四.计算结果： 名称 热负荷(W) 户间传热(W) 总热负荷(W) 热指标(W/m2)*新建工程1/1号楼* 1号楼 178746.95 19600.68 178746.95 19.56-1号楼/1层-