毕业设计---某办公楼中央空调系统设计

目录

1 负荷计算方法 (1)

1.1冷负荷计算 (1)

1.2根据冷负荷系数法 (1)

1.3热负荷计算 (2)

2 建筑物地理信息 (4)

3 建筑物围护结构信息 (5)

3.1建筑物墙体 (5)

3.2建筑物窗体及遮阳设施 (6)

3.3采暖设计中的参数 (7)

4 空调系统方案选择 (8)

5 负荷计算以及数据汇总 (10)

5.1冷负荷 (10)

5.2热负荷 (66)

6 设备的计算与选用，机组的配件与选择 (71)

6.1气流组织 (71)

7 水利计算部分 (77)

8 管道保温与系统消声、减震设计 (82)

致谢 (84)

1 负荷计算方法

1.1 冷负荷计算

空调冷负荷计算采用冷负荷系数法，适用于计算民用和公用建筑物及类似的工业建筑物空调工程设计冷负荷。

a)通过维护结构传入室内的热量；

b)透过外窗、天窗进入室内的太阳辐射热量；

c)人体散热量；

d)照明、设备等室内热源的散热量；

e)新风带入室内的热量。

1.2 根据冷负荷系数法

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，再加上新风负荷，求出冷负荷最大值及发生时间。

a)外墙、屋面、外窗、天窗传热得热引起的冷负荷计算：

冷负荷=传热系数3传热面积3[(冷负荷逐时计算温度+本地

修正值)-室内设计温度]

b)外窗、天窗辐射得热引起的冷负荷计算公式：

冷负荷=窗户面积3日射得热因子的最大值3冷负荷系数3

窗户有效面积系数3窗户内遮阳系数3窗玻璃修正系数

c)内墙、内门窗、楼板稳定传热引起的冷负荷计算公式：

冷负荷=传热系数3传热面积3(夏季空调室外计算平均温度

+邻室计算温差-室内计算温度)

舒适性空调房间夏季地面冷负荷一般不计算，对于工艺性空调房间：

地面冷负荷=传热系数3有效传热面积3计算温差

式中：非保温地面的传热系数一般取0.47W/(m22℃)；

有效传热面积指距外墙2.0m以内的地面面积。

计算温差=夏季空调室外计算日平均温度–室内设计温度。

d)人体散热引进的冷负荷计算公式：

冷负荷=人数3群集系数3成年男子的全热散热量

湿负荷=人数3群集系数3成年男子的散湿量

从理论上说，人体、照明、设备的冷负荷需逐时计算，但在设计时很

难确定什么时间有多少人在室内，什么时间开多少台设备，因此软件

中将其按稳定传热计算。这样做引起的误差不大，而且偏于安全。

e)设备散热冷负荷计算公式：

冷负荷=设备功率(kW)31000

湿负荷=设备散湿量(kg/h)

f)新风冷负荷计算公式：

冷负荷=人数3人均新风量3室外空气密度3室内外空气焓差/3.6

湿负荷=人数3人均新风量3室外空气密度3室内外空气含湿量差1.3 热负荷计算

根据规范，对下列各项耗热量进行计算：

1，外墙、外门窗的耗热量；2，内墙、内门窗的耗热量；

3，屋面、天窗的耗热量；4，楼板、地面的耗热量。

对于采暖热负荷，还计算由门窗缝隙冷风渗透造成的耗热量。在冷风渗透计算中考虑了热压与风压的综合作用，可用于多层和高层采暖热负荷的计算。

对于空调热负荷，不计算冷风渗透，除上述四项外，另外计算新风热负荷。

具体采用的计算公式如下：

维护结构基本耗热量Q=传热面积3传热系数3室内外计算温差3

温差修正系数

维护结构附加耗热量Q'=Q3(1+朝向修正+风力修正+多面外墙修正

+窗墙比修正)3(1+房高修正)3(1+间歇修正)3(1+其它修正) 其中：多面外墙修正仅用于外墙、外门、外窗；

窗墙比修正仅用于外窗；

地面按平均传热系数法计算。

冷风渗透耗热量Q=0.2783渗入室内的空气量V3空气密度3空气

比热3室内外计算温差

其中：V=缝隙长度3缝隙单位长度每小时渗入室内的空气量3缝隙渗透量的综合修正系数

空调新风热负荷计算公式:

热负荷=人数3人均新风量3室外空气密度3室内外空气焓差/3.6

2 建筑物地理信息

地理位置

陕西省西安市

东经：108.93 北纬：34.3

海拔：396.9m 年平均温度：13.3℃大气参数

夏季资料

大气压（hPa）：959.20

室外日平均温度（℃）：30.70

室外计算日较差（℃）：8.70

室外干球温度（℃）：35.20

室外湿球温度（℃）：26.00

通风计算温度（℃）：31

室外平均风速（m/s）： 2.20

室外相对湿度（℃）：72.00 冬季资料

大气压（hPa）：978.70

采暖计算温度（℃）：-5.00

空调计算温度（℃）：-8.00

最低计算日平均温度（℃）：-12.3

通风计算温度（℃）：-1

室外相对湿度（℃）：67.00

室外平均风速（m/s）： 2.70

3 建筑物围护结构信息

3.1 建筑物墙体

a) 建筑物墙体的围护结构最小传热阻计算:

围护结构的最小传热阻，应按下式确定：

0min ()/n w y n R a t t t α?=-?

对于外墙、屋顶、地面及室外相通的楼板等a =1.0；

计算最小传热阻时，冬季室内计算温度n t 取较大值，假设本建筑等级为一级，则：

n t =23℃；

对于陕西西安地区，宜采用Ⅱ型墙体围护结构，则室外计算温度min 0.60.4w wn P t t t ?=+ 查表得：wn t =-8.00℃，min P t ?=-12.3℃；

冬季室内计算温度与围护结构内表面温度的允许温差y t ?： 对于外墙取y t ?=6.0℃ 对于屋顶取y t ?=4.0℃；

围护结构内表面换热系数n α=8.7W/(m 22°C)。 计算： 对于外墙：

0min ()/ 1.0[230.6(8)0.4(12.3)]/(6.08.7)n w y n R a t t t α?=-?=?-?--?-?=0.627W/(m 22℃)

对于屋顶：

0min ()/ 1.0[230.6(8)0.4(12.3)]/(4.08.7)n w y n R a t t t α?=-?=?-?--?-?=0.940W/(m 22℃)

b) 建筑物墙体的选择

1)对于外墙：

选择墙体的建筑材料为：

石灰、水泥、砂、砂浆加气混凝土泡沫混凝土，钢筋混凝土

墙体总厚度为320mm。

墙体传热系数为0.59W/(m22℃)

2)对于内墙：

选择墙体的建筑材料为：

水泥砂浆，加气混凝土泡沫混凝土，钢筋混凝土

墙体总厚度为280mm。

墙体传热系数为1.34W/(m22℃)

3)对于屋顶：

选择建筑材料为：

石灰、石膏、砂、砂浆，加气混凝土泡沫混凝土，卷材防水层，钢筋混凝屋顶结构总厚度为215mm。

墙体传热系数为0.99W/(m22℃)

4)对于楼板：

选择墙体的建筑材料为：

石灰、石膏、砂、砂浆，加气混凝土泡沫混凝土，卷材防水层，钢筋混凝屋顶结构总厚度为90mm。

墙体传热系数为2.83W/(m22℃)

3.2 建筑物窗体及遮阳设施

a) 窗户的构造

5mm普通玻璃双层钢框外窗，Xg＝0.69。

b) 内遮阳类型

选用密织布作为内遮阳设施，非沿窗面送风。取Xz＝0.6。

无外遮阳设施。

3.3 采暖设计中的参数

a) 外墙计算

1)

修正系数 温差修正：a =1.0

朝向修正：东：-5%，南：-20%，西：-5%，北：10% 2)

基本参数

传热系数0.59W/(m 22℃)

b) 内墙计算

采用邻室温差修正法计算 内墙传热系数为：1.34W/(m 22℃)

c) 外窗计算

1) 基本参数

冬季室外平均风速为2.7m/s ，则围护结构外表面的换热系数为w α=23W/(m 22℃) 玻璃的导热系数为λ=0.65W/(m 2℃),厚度为δ=5mm 窗户的构造修正系数为g X =0.69；内遮阳系数为Xz ＝0.6；

2) 修正系数

◆ 温差修正：a =1.0

◆ 朝向修正：东：-5%，华中科技大学毕业设计（论文）南：-20%，西：-5%，北：10%

◆ 冷风渗透：渗风系数a =0.5，渗风指数b =0.67 风压系数f c =0.7，热压系数r c =0.2

d) 屋面计算

屋顶楼板的热阻为0.99W/(m 22℃)，温差修正系数为a =1.0

4 空调系统方案选择

一般风系统分两类：①低风速全空气单（双）风道空调方式的送风系统；②风机盘管加新风空调方式中的新风系统。由于此办公大楼第三层和第八层都以中小型的办公室为主，少数为大空间的办公室，故在本设计中两种方式均有采用：第八层的面积较大的办公室空间一采用全空气系统，冬季送热风，夏季送冷风，风管送风，集中回风后回风。对于中小型办公室等面积稍小的空间采用风机盘管加新风系统，在楼梯间设新风机组，将新风处理至等焓状态送风，室内空调负荷由风机盘管独立承担。这种方案既提高了该系统的调节和运转的灵活性，且进入风机盘管的供水温度可适当提高，水管的结露现象可得到改善。对于大楼一侧的厕所则采用一般通风系统，保证其新风量。

空气调节系统的划分应考虑运转和调节的灵活与经济性。多层建筑的系统划分应根据各层平面布置和机房的位置等条件而定，尽量做到风管布置合理，系统运转灵活而经济，空气调节系统不宜过大，以便于调节和减少噪声。国外在大型办公楼设计中，在周边区采用风机盘管时，新风的补给常由内区系统提供，其优点是：各房间可独立调节室温，房间不住人时可方便的关掉机组，不影响其他房间，从而比其他系数较节省运转费用。因风机多档变速，在冷量上能由使用者直接进行一定的调节。空气调节系统一般均由空气处理设备和空气输送管道以及空气分配装置所组成。根据具体需求，三楼的301～313房间和八楼的小办公室均采用风机盘管加新风，其中的大会议室采用吊装式全空气空调机组加散流器。其中风机盘管处理室内回风，承担室内围护结构和人体照明等冷负荷。新风机处理室外新风，即独立新风系统，新风处理到室内空气焓值，不承担室内负荷，新风机仅承担新风负荷，而风机盘管承担全部室内冷湿负荷，盘管在湿工况下工作。此种方式我国经常采用，风机盘管冷量可充分发挥。

空气调节系统的新风量不应小于总送风量的10％，且不应小于补偿排风和保持室内正压所需的新风量和保证各房间每人每小时所需的新风量。在保证必需的新风量的条件下，冬、夏季应尽量采用较大的回风百分比，尽量减少新风量，以节约能量。室内散湿量较小，且全年使用的集中式系统，应考虑有变动一、二次回风比的可能性。

我个人设计的是一层，六层和七层。其中一层有两个大厅，属于高中空建筑，故在此处采用四周式风机盘管侧送风，新风独立令供。

其它的房间主要是标准客房和办公室。故采用目前流行的风机盘管加独立新风系统。

5 负荷计算以及数据汇总

5.1 冷负荷

一层

北外墙τ－ξ

469 643 777 872

φ＝0.96

q1＝57（男）

n1=0.8 N=0.02386.4

＝

T＝8 X

τ 2

T＝14连续工

作小时数＝

.人

负荷项目

22人。q1＝57Qτ=Qτ1+Q

τ 2

灯光n1=1 N=0.04343.2

＝

w（按40w/m2计算）

上午

T＝

连续工作小

T＝14连续工

作小时数＝

Q Qτ=Qτ

辐射负荷室内发热负荷

房间全冷负荷

103 办公

室

南外墙

K＝0.59

ξ＝

外窗

K=2.9

⊿tτ

φ＝0.96

104 南外墙τ

阳设

Xd

0.6

项目

ξ＝4

F＝126

遮阳情

织布作窗 3.42m

106 消防

控制

北外墙K＝0.59 ξ＝

施，非沿窗面送风。取Xz＝

0.6

北外窗

q1