上海市某活动中心空调设计说明书最终版.docx
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上海市某活动中心空调设计说明书最终版
1工程概况
1.1建筑特点
本工程为上海市某活动中心的暖通空调设计。
总建筑面积28000m2，地下一层为连体地下室（含人防建筑），地上分为2个建筑，一侧为科技馆，5500m2，地上5层，建筑高度20.4m;另一侧为活动中心，22500m2，地上6层，建筑高度23.7m。
地下一层平时作为车库使用，本设计只做地下室排风，人防建筑的暖通空调设计应由专门的设计人员完成。
地上的科技馆和活动中心作为两个功能不同的建筑分别对其空调系统进行设计。
建筑屋面可放置冷却塔或风冷机组，地下一层留有制冷机房的位置，各层留有空调机房的位置。
1.2设计依据
1.《采暖通风与空气调节设计规范》GB20019-2003
2.《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
3•《实用供热空调设计手册》（第二册）
4.《VRV系统设计手册》
5.本工程甲方提供的设计要求
1.3上海市室外设计参数
上海市位于北纬31°10/，东经121°26，,海拔高度4.5米，大气压力冬季102.51kpa，夏季100.53kpa。
冬夏季各气象参数见表1.1。
表1.1上海室外设计参数
地
占
八、、
室外计算干球温度（C）
夏季空调室外计算湿球
温度（C）
供暖
冬季通风
冬季空调
夏季通风
夏季空调
上
海
-2
3
-4
32
34
28.2
室外相对湿度（%）
室外平均风速
（m/s）
风向
频率
极端温度
夏季空调室外计算日平均温度（C）
供暖期
天数
（d）
冬季
空调
夏季
通风
冬季
夏季
冬季
夏
季
冬
季
夏
季
最
高
最低
75
83
3.8
3.2
NNW
SE
14%
12%
41.9
-18.3
30.4
120
1.4室内计算参数
根据各房间功能不同，室内计算参数的选取也有所区别，具体数据见表1.2
表1.2各房间室内计算参数
房间功能
室内计算温度（C）
室内相对湿度（％）
新风量
冬季
夏季
冬季
夏季
3
m/（h，p）
展厅
18
26
50
60
10
过厅
18
26
50
60
10
模拟厅
18
26
50
60
20
活动室
18
26
50
60
30
电影厅
18
26
50
60
20
乒乓球馆
18
26
50
60
羽毛球馆
18
26
50
60
网球馆
18
26
50
60
四季厅
18
26
50
60
20
多功能厅
18
26
50
60
20
游戏厅
18
26
50
60
30
健身房
18
26
50
60
30
棋牌室
18
26
50
60
20
麻将室
18
26
50
60
20
办公室
18
26
50
60
30
会议室
18
26
50
60
15
淋浴+更衣
26
26
50
60
30
计算机培训室
18
26
50
60
30
教室
18
26
50
60
14
服务间
18
26
50
60
20
走道
18
26
50
60
10
卫生间
18
26
50
60
10
除以上功能外，还有部分建筑的功能未列出，详见附录一的冷负荷计算表格
1.5建筑资料
参考设计要求所提供的围护结构的传热系数，对外墙，外窗，屋顶等围护结构进行了选择，各部分的热物性参数见表1.3。
表1.3建筑围护结构的热物性参数
围护结
构名称
围护结构做法
保温材
料
保温材料厚
度
传热系数
2
W/（m.K）
外墙
水泥膨胀珍珠岩保温
膨胀珍
珠岩
30mm
0.80
屋顶
非上人屋面
膨胀珍
珠岩
150mm
0.60
窗户
（玻
璃）
普通双层6mm厚玻璃（金属窗框，80%玻璃，中间色内
窗帘/浅色活动百叶）
一
一
3.01
内墙、
楼板
钢筋混凝土墙板，20厚保温砂浆
一
一
1.57
2负荷计算
2.1空调冷负荷的计算
本设计采用冷负荷系数法计算夏季空调冷负荷，通过冷负荷设计计算温度与冷负荷系数直接从各种扰量值求得各分项逐时冷负荷。
现分项说明如下：
2.1.1外墙、屋顶的传热冷负荷
外墙和屋顶传热形成的逐时冷负荷可按式（2-1）计算。
Qcit彳.tc•tdk：
.k「tnkA（2-1）
其中，Qc（——外墙和屋顶的传热冷负荷，W;
tc（T――外墙和屋顶的冷负荷计算温度的逐时值，C；
td——围护机构的地点修正值，°C；
ka外表面放热系数修正值；
kp围护结构外表面日射吸收系数修正值；
tn――室内设计温度，C；
k——传热系数，W/（m2•C），根据外墙和屋顶的不同构造查取；
2
A――外墙和屋顶的面积，m;
由2003《暖通空调•动力》查得I型外墙、川型屋顶各时刻的冷负荷计算温度逐时值
tc（）见表2.1。
表2.1冷负荷计算温度逐时值匕七
朝向
时刻
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
南
35.3
35.2
35.1
34.9
34.8
34.6
34.4
34.2
34.0
33.9
33.8
33.8
33.9
西
37.9
37.9
37.8
37.7
37.5
37.3
37.1
36.9
36.6
36.4
36.2
36.1
36.0
北
32.6
32.6
32.5
32.5
32.4
32.2
32.1
32.0
31.9
36.4
36.2
36.1
36.0
东
37.4
37.3
37.1
36.8
36.6
36.4
36.2
36.1
36.1
36.2
36.3
36.4
36.6
零
35.5
34.1
33.1
32.7
33.0
34.0
35.8
38.1
40.7
43.5
46.1
48.3
49.9
上海市围护结构的地点修正值见表2.2
表2.2上海市围护结构地点修正
S
W
N
E
水平
-0.8
0.5
1.2
0.5
0.1
所选外墙的传热系数为0.8W/（m2「C）,屋顶传热系数0.6W/（m2「C）
2.1.2外窗温差传热形成的逐时冷负荷
外窗温差传热形成的逐时冷负荷可按式（2-2）计算。
（2-2）
Qc二CwKwAwtct-td7
其中，Qc（T—■—外窗温差传热形成的逐时冷负荷，W;
Cw――不同类型窗框的外窗传热系数修正值；
Kw外玻璃窗传热系数，W/（m2•C）；
Aw窗口面积，m;
tc（――外玻璃窗的逐时冷负荷计算温度，C；td――外窗逐时冷负荷计算温度的地点修正值，C；tn――室内设计温度，C；
根据设计要求，选择透明普通中空玻璃（6+9+6）,由2003《暖通空调•动力》查得外玻璃窗的逐时冷负荷计算温度见表2.3。
表2.3玻璃窗的逐时冷负荷计算温度
时刻
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
tc（T）
26
26.9
27.9
29
29.9
30.8
31.5
31.9
32.2
32.2
32.2
31.6
30.8
所选外窗的传热系数为3.01W/（m2•C），窗框的外窗传热系数修正值Cw=1.2,上海地区的外窗逐时冷负荷计算温度的地点修正值td=lCo
2.1.3透过玻璃窗进入空调房间或区域的太阳辐射形成的逐时冷负荷
（2-3）
透过玻璃窗的日射得热逐时冷负荷可按式（2-3）计算
Q.=CaAwCcsDjmaxClq
其中，Qc（g）――透过玻璃窗的日射得热形成的逐时冷负荷;
Ca――有效面积系数；
Aw窗口面积，m2；
Ccs――综合遮阳系数；
Djma日射得热因数；
Clq――窗玻璃冷负荷系数；
由2003《暖通空调•动力》查得窗玻璃冷负荷系数见表2.4
表2.4窗玻璃冷负荷系数
时刻
7
8
9
10
11
12
13
clq
0.61
0.56
0.64
0.74
0.8
0.83
0.62
时刻
14
15
16
17
18
19
clq
0.78
0.69
0.61
0.68
0.65
0.17
玻璃窗的综合遮阳系数为0.44，日射得热因数Djmax=116.4
2.1.4通过内围护结构传热形成的冷负荷
当空调房间或区域与邻室的夏季温差大于3C时，宜按式（2-4）计算通过内隔墙和楼
板等内围护结构传热形成的负荷。
Qn二KFt|s-tn（2-4）
其中，Qn――内围护结构传热形成的负荷，W；
K内围护结构的传热系数，W/（m2•^）;
F内围护结构的面积，m2;
tls――邻室计算平均温度，°C；tls=twp1;
tn――室内设计温度，C；
twp1――设计地点的日平均室外空气计算温度，C；
■■:
tls――邻室计算平均温度与夏季空调室外计算日平均温度的差值，C，一般得热量
不大的邻室，如办公室、走廊等可取.-：
tls=0〜2C。
2.1.5人体散热形成的冷负荷
人体散热形成的冷负荷包括显热和潜热冷负荷，可按式（2-5）计算。
（2-5）
Qc=NQsClqQi
其中，Qc（――人体散热引起的冷负荷；W;
N空气调节房间内的人数；
Qs――不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W；
Clq——人体显热散热冷负荷系数；
Qi――不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W；
©――群集系数；
2.1.6照明散热形成的冷负荷
根据各个房间的功能不同，参照《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005,各个房间
的照明功率见表2.5。
表2.5不同房间的照明功率密度
房间功能
照明功率密度（/m2）
房间功能
照明功率密度（W/m2）
展厅
19
多功能厅
18
过厅
18
游戏厅
11
模拟厅
18
健身房
18
活动室
18
棋牌室
18
电影厅
11
麻将室
18
乒乓球馆
18
办公室
18
羽毛球馆
18
会议室
18
网球馆
18
计算机培训室
18
四季厅
18
教室
18
淋浴+更衣
5
服务间
11
走道
5
卫生间
5
由以上照明功率密度，乘以各个房间面积，得出各房间的照明散热形成冷负荷。
2.1.7设备散热形成的冷负荷
根据各个房间设备布置情况，分别由各散热设备的功率计算得出其散热形成的冷负荷。
对于设备散热量不大的房间，此项可省略。
由于空调房间保持正压，故不考虑外门开启的空气渗透造成的冷负荷。
建筑物的冷负荷值汇总表见附录一。
2.1.8空调冷负荷分析
（1）各房间冷负荷最大值出现时刻：
各房间冷负荷最大值出现的时刻与房间的功能与
使用时间有密切的关系。
建筑物的冷负荷的最大值出现在15:
00，最大冷负荷值为
1046.5kw；
（2）各部分负荷所占的比例：
对内区房间通过维护结构的传热负荷和日射负荷为零；
除了有两面外墙和屋顶等处于边角位置的房间外，维护结构传热比例大多在10%以内，日
射负荷对外区而言，在室内负荷中占有较大的比重，约在20%以上。
2.2空调热负荷的计算
空调设计热负荷的计算，按稳定传热计算法计算，计算方法采用采暖负荷计算方法，
将传热量作为空调房间的热负荷，围护结构的基本耗热量按（2-6）式计算
（2-6）
Q二aFKtn-tw
式中，a——温差修正系数；
F――计算传热面积，m2;
K计算传热系数，W/（m2・°C）；
tn――冬季空调室内设计温度，C；
tw――冬季空调室外计算温度，C；
对于冬季空调房间，由于室内保持正压，不考虑空气渗透造成的热负荷。
围护结构的附加耗热量按其占基本耗热量的百分率确定，本建筑的附加耗热量包括朝向修正和高度附加。
朝向修正率见表2.6。
表2.6朝向修正率
朝向
东、西
北、西北、东北
南
西南、
东南
修正率
-5%
0〜10%
-15%
-10%〜
■15%
当房间（楼梯间除外）高度大于4m时，应按房间总的基本耗热量和附加耗热量之和计算高度附加率。
每高出1m附加2%，最大附加率不大于15%。
建筑物的热负荷为416kw，热负荷值汇总表见附录二。
2.3空调系统湿负荷的计算
湿负荷是指空调房间的湿源（人体散湿、敞开水池表面、地面积水等）向室内的散湿
量。
根据本建筑各房间的功能，只需计算人体的散湿量，可按下式计算：
mw=0.001：
：
忙：
Ng（2-7）
式中，mW——人体散湿量，kg/h；
©――群集系数；
N空气调节房间内的人数；
g成年男子的小时散湿量，g/h。
湿负荷汇总表见附录三。
3系统方案的选择
3.1空调系统的选择
3.1.1空调系统设计的基本原则
（1）选择空气调节系统时，应根据建筑物的用途、规模、使用特点、符合变化情况与
参数要求、所在地区气象条件与能源状况等，通过技术经济比较确定；当各空气调节区热湿负荷变化情况相似，宜采用集中控制，各空气调节区温湿度波动不超过允许范围时，可集中设置共用的全空气定风量空气调节系统。
需分别控制各空气调节区室内参数时，宜采用变风量或风机盘管空气调节系统，不宜采用末端再热的全空气定风量空气调节系统；
（2）选择的空调系统应能保证室内要求的参数，即在设计条件下和运行条件下均能保证达到室内温度、相对湿度、净化等要求。
（3）综合考虑初投资和运行费用，系统应经济合理；
（4）尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响；
（5）尽量减少风管长度和风管重叠，便于施工、管理和测试。
（6）各房间或区的设计参数值和热湿比相接近污染物相同，可以划分成一个全空气系统。
对于定风量单风道系统，还要求工作时间一致，负荷变化规律基本相同。
3.1.2空调系统的分类及方案比较
（1）空调系统的分类
空调系统有多种分类方法，按空气处理设备的设置情况分类见表3.1。
表3.1空气调节系统的分类I
空调系统
系统特点
系统应用
集中系统
集中进行空气的处理，输送和分配
单风道、双风道、变风量系统
半集中系统
除了有集中的中央空调器外，在各自空调房间内设有处
理空气的末端装置
风机盘管加新风系统、诱导器
系统
全分散系统
每个房间的空气处理分别由各自的整体式空调器处理
单兀式空调器
按负担室内负荷所用的介质种类见表3.2。
根据集中式空调系统处理的空气来源，集中式空调系统又可分为封闭式、直流式和混合式三种系统形式。
各自特点见表3.3
表3.2空气调节系统的分类n
空调系统
系统特点
系统应用
全空气系统
承担空调房间的室内全部符合
低速集中式、双管高速空调系统
全水系统
所需管道空间较少，不能解决房间的通风换气
问题
辐射板及风机盘管供热、供冷系统
空气-水系统
节省管道空间，又可解决房间的通风换气问题
诱导空调系统、带新风的风机盘管系统
冷剂系统
冷剂管道不便于长距离输送
变制冷剂流量多联分体式空调
表3.3空气调节系统的分类川
空调系统
系统特点
适用场合
封闭式系统
所处理空气全部来自空调房间本身，没有室外空气
补充。
冷、热消耗量最省，但卫生效果差
战时的地下庇护所等战备工程以
及很少有人进出的仓库
直流式系统
所处理空气全部来自室外，耗能大
适用于不允许米用回风的场合，如
散发有害物的车间
混合式系统
米用回风与新风混合方式，既能满足卫生要求，又
经济合理
适用于绝大多数场合
（2）常用空调系统的比较
常用空调系统的比较见表3.4。
表3.4空调系统的比较
集中式空调系统
风机盘管加新风系统
单元式空调器
设备布置
1.空调与制冷设备可以集中布置在机房内，机房面积较大，层咼较咼
2.设备有时可以布置在屋顶上或安装在车间柱间平台上
1.只需要新风机房，机房面积小
2.风机盘管可安装在室内
3.分散布置，敷设各种管线较麻烦
1.设备成套、紧凑，可以安装在空调机房内，机房面积小，层咼低
2.机房分散布置，敷设各种官线较麻烦
风管系统
1.空调送风风管系统较复杂，布置困难
2.支风管和风口较多时不易均衡调节风量
1.与新风结合，新风系统较小
2.机组放室内时不设送回风管
1.系统小，风管短，较易实现风量均衡调节
2.直接放室内时可不设送回风管
3.小型机组余压小，有时难以满足系统需要
节能与经济性
1•可以根据室外气象参数的变化和室内负荷变化实现全年多工况节能运行调节。
充分利用室外新风，应避免冷热抵消
2•对于室内热湿负荷变化不一致、使用
时间不一致及室内参数不相同的房间不经济
1.布置火活，各房间可独立调节室温及开停时间，节省运转费用
2.无法实现全年多工况节能运行调节
1.无法实现全年多工况节能运仃调节，过渡季节不能使用新风，耗能大
2.灵活性大，各个房间可以根据需要开停
温湿度控制
可以严格的控制室内温湿度
不能实现房间温湿度的控制
各个房间可以根据负荷变化与参数要求进行温湿度调节，但难以实现高精度的温湿度控制
房间清洁度
可以采用初效、中效和高效过滤器，满足室内空气清洁度的不冋要求。
采用喷水室加湿空气时，需经常换水
凝水盘容易滋生细菌，清洁度要求较咼时难以满足要求
过滤性能较差，不能满足室内清洁度要求较咼的房间
运行维护
空调与制冷设备集中安装于机房内，便
于维护管理
分散布置，维护管理不便，水系统复杂，易漏水
机组易积灰、油垢，清理比较麻烦，使用二三年后，风量、冷量将减少，维修管理较麻烦
安装
设备与风管的安装工作量大，周期长
安装投产较快，介于集中系统和单元空调器之间
安装投产快，对旧建筑改造和工艺变更的适应性强
使用寿命
长
长
短
消声隔振
可以采取有效的消声与隔振措施
必须采用低噪声风机才能保证室内噪声要求
机组安装在空调房间内，噪声和振动不好处理
风管相互串通
空调房间之间有风管连通，使各个房间相互影响，发生火灾时，会通过风管迅速曼延
各个空调房间之间不会相互影响
各个房间不会相互污染、串声，发生火灾时也不会通过风管蔓延
适用场合
1.房间面积大或多层、热湿负何变化情况类似的场合
2.新风量变化大
3•室内温湿度、洁净度、噪声、振动等要求高的场合
4.需全年多工况节能运行的场合
1.房间面积大，但风管不易布置
2.多层多室，层咼较低，热湿负何不一致或参数要求不冋的场合
3•各室空气不能串通
1.各房间工作班次和参数要求不同且面积较小的场合
2•各房间分散布置
3.工乙变更可能性较大或改建房屋层咼较低且无集中冷源的场合
通过以上各空调系统的比较，结合A建筑的功能、特点，其空调系统分为十三个区,
各部分的划分及形式详见3.1.3
3.1.3空调系统方案的确定3.1.3.1空调系统划分的原则
在进行系统划分时，需要根据建筑实际的结构来确定，遵守的原则有以下几点：
（1）选择相近区域的房间为一个系统，且主风管的走向必须简单，尽量减少弯头；
（2）—个系统中选择的房间尽量缩短主风管的长度，减少阻力损失；
（3）新风设备一般摆放在吊顶高度要求不高的地方，且靠近外立面以便在外墙上开新风引入口和排风口，如走廊尽头、电梯厅、设备机房等；
（4）主风管一般布置在对吊顶高度要求不高的地方，如走廊等，因此在系统划分时，尽量将走廊附近周边的房间划分在同一个系统内；
（5）注意新风设备以及风管对于其他电气设备、消防管道等的影响和配合。
基于以上原则和各空调系统的特点，本建筑的空调系统采用了变制冷剂流量多联分体式空调系统、一次回风式全空气系统和风机盘管加新风系统三种形式。
整个建筑共划分为十三个空调区域，具体情况为：
建筑西侧的科技馆采用变制冷剂流量多联分体式空调系统；东侧活动中心的一层乒乓球馆、电影院，二层羽毛球馆，三层多功能厅，四层网球馆采用一次回风式全空气系统；其他均采用风机盘管加新风系统。
3.132空调系统的划分及方案确定
（1）采用变制冷剂流量多联分体式空调的空调区域
•A区——建筑西侧的科技馆
建筑西侧为科技馆，总建筑面积5500m2地上5层，建筑高度为20.4m。
经计算，围护结构的冷负荷为259.9kw，热负荷为103.3kw。
科技馆包括展厅、共享厅等大空间和教室、办公室等需要独立控制空调停开的建筑，屋顶设有室外机组的预留位置。
由于西侧科技馆与东侧活动中心的功能及使用时间不一致，共用一套制冷设备将造成能源浪费，控制不便等问题，单独设置空调系统可以实现系统的节能运行，并且给管理维护带来方便。
本设计采用变制冷剂流量多联分体式空调系统，夏季制冷，冬季供暖，一机两用，无需设置独立的制冷机房，设备安装、运行管理方便。
新风由全新风机供给，每层设置一台。
本设计共选用室内机118,室外机9台，全新风机5台，设备选型计算步骤详见第4章。
上海市为夏热冬冷地区，全年冷负荷远大于热负荷。
西侧科技馆的展厅等房间使用率低，设备满负荷运行时间短，变制冷剂流量多联分体式空调适用于夏热冬冷地区的全年运行，系统部分负荷下的COP值高，实现系统的节能运行，减少运行成本。
（2）采用一次回风式全空气系统的区域
•B区：
建筑东侧活动中心一层的乒乓球馆
乒乓球馆占地面积800m2，层高4.8m，围护结构冷负荷为35.1kw，热负荷为13.9kw。
查体育建筑空调设计的相关资料，乒乓球馆工作区的送风速度不能大于0.2m/s,本设计采
用上送侧回的一次回风式全空气调节系统。
新风处理到室内等焓状态点，不承担室内负荷，新风负荷由一层25-26,G-J轴线之间的组合式空气处理机组承担。
•C区：
建筑东侧活动中心一层的电影院
电影院占地面积450m2，层高为9m,没有与大气直接接触的外围结构，属于建筑内区房间。
经计算，电影院的夏季冷负荷为48.7kw，冬季无热负荷，人员密集、设备开启较多散热量较大时甚至会有冷负荷，但此时负荷远远小于夏季冷负荷，按照夏季工况设计的空调系统一定满足冬季工况需要。
本设计采用上送下回的一次回风式全空气系统。
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