建环毕业设计某综合办公楼空调设计.docx
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建环毕业设计某综合办公楼空调设计
建环毕业设计--某综合办公楼空调设计
摘要
本设计为邯郸市某综合办公楼空调设计，该建筑为22层办公建筑，个房间房型形似。
结合工程实际设计资料（经济效益、环境效益），要求各功能房间采用全年舒适性空调，设计方案采用新风机组加风机盘管空调系统。
该设计详细介绍了系统方案的确定和该系统的冷、热负荷的计算、新风量的计算、气流组织的校核、设备的选型、风系统的水力计算及机房的设计和系统的布置。
关键词：
空调；通风；水源热泵
ABSTRACT：
ThedesignfortheairconditioningdesignofacomprehensiveofficebuildinginHandanCity,thebuildingis22storeyofficebuilding,roomFangxingshape.
Combinedwithpracticalengineeringdesigndata（economicbenefits,environmentalbenefits）,requirementeachfunctionroomsusedinthecomfortairconditioning,thedesignoffreshairunitandfancoilairconditioningsystem.
Thedetaileddesignofthesystemschemeandthesystemofcold,heatloadcalculation,calculationoffreshairvolume,airflowchecking,equipmentselection,airsystemofthehydrauliccalculationandcomputerroomdesignandthesystemarrangement.
Keywords:
airconditioning;ventilation;watersourceheatpump
前言
今天，我们的生活当中已经离不开空调了，各种新型空调还在不断涌现。
空调从诞生发展到今天，从简单的空调扇到传统的制冷空调，再到今天节能化、智能化的超空调时代，已经走过了百余年的历程。
同时，随着国民经济的飞速发展，空气调节技术已是保证室内良好环境的一种必不可少的技术。
经济的发展使从事空调设计人员越来越多，对设计要求也越来越高。
许多其他行业的人也越来越多的关心空调系统设计的合理性和经济性。
尤其是近年来能源危机的出现、环保意识的不断提高，对空调设计提出了新的更为严峻的挑战。
建筑能耗的居高不下，自然资源的日渐匮乏，促使空调朝着低能耗，高收益，高舒适性，低排放，无温室效应方向发展。
如何能用最小的付出获得最大的舒适度依旧是现在以及将来我们建环人不变的追求。
针对此次设计，主体为办公建筑，所以采用风机盘管加新风系统。
其中新风系统将采用较为新颖的全热交换器，次交换器的使用大大降低了能耗，同时也保证了室内的舒适度。
由于本人是一名即将毕业的大学生，无论是实践经验还是理论基础都还比较薄弱。
在设计过程中难免存在错误和不足，恳请各位老师指正。
第1章工程概述与设计依据
1.1工程概述
本工程为邯郸某办公楼，建筑面积为27000平方米。
办公楼为22层建筑，其中此次设计只考虑5~22层。
建筑均为框架结构，每层房间布局相似。
1.2设计依据
1.2.1维护结构热工指标
外墙：
加气混凝土砌块框架填充墙。
K=0.76
外窗：
单框双玻璃铝合金窗。
K=4.2
内墙：
加气混凝土板。
K=1.37
设备功率：
20w/㎡灯光功率：
11w/㎡
人员数量：
0.25人/㎡新风量：
30m³/人
1.2.2室外设计参数
夏季参数
夏季大气压（Pa）
夏季室外空调计算日平均温度（℃）
夏季室外空调计算干球温度（℃）
夏季室外空调计算湿球温度（℃）
夏季室外平均风速（m/s）
大气透明度等级
99460
30.2
35.2
26.9
1.9
4
冬季参数
冬季大气压（Pa）
冬季室外空调计算干球温度（℃）
冬季室外空调相对湿度（%）
冬季最多风向平均风速（m/s）
102060
-7.7
60
2.1
1.2.3室内设计参数
夏季空调设计温度26℃，相对湿度60%，风速不大于0.5m/s
冬季空调设计温度20℃，相对湿度60%，风速不大于0.5m/s
1.2.4体力活动性质
体力活动性质可分为[1]：
静坐：
典型场所：
影剧院、会堂、阅览室等；
极轻劳动：
主要以坐姿为主，典型场所：
办公室、旅馆等；
轻度劳动：
站立及少量走动，典型场所：
实验室、商店等；
中等劳动：
典型场所：
纺织车间、印刷车间、机加工车间等；
重劳动：
典型场所：
炼钢，铸造车间、排练厅、室内运动场等。
所以本设计中办公楼属于极轻劳动，舞厅、健身房属于重劳动。
第2章负荷计算
2.1夏季冷负荷计算
2.1.1夏季冷负荷组成
夏季空调房间的冷负荷主要有以下组成[1]：
1）通过围护结构传入室内的热量
2）通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）设备散热量
6）伴随人体散湿过程产生的潜热量
2.1.2空调冷负荷计算方法
冷负荷的计算常采用谐波反应法和冷负荷系数法。
本设计夏季冷负荷计算采用谐波反应法，计算各房间的逐时负荷，并确定房间的最大负荷。
1外墙和屋面传热冷负荷计算公式
外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Qτ（W），按下式计算：
Qτ=K·F·Δtτ-ξ（1.1）
式中：
F-计算面积，㎡；
τ-计算时刻，点钟；
τ-ξ-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；
Δtτ-ξ-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τ=16,时间延迟为ξ=5,作用时刻为τξ=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β<0.2时，可用日平均冷负荷Qpj代替各计算时刻的冷负荷Qτ：
Qpj=K·F·Δtpj（1.2）
式中：
Δtpj-负荷温差的日平均值，℃。
2外窗的温差传热冷负荷
通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Qτ按下式计算：
Qτ=a·K·F·Δtτ（2.1）
式中：
Δtτ-计算时刻下的负荷温差，℃；
K-传热系数；
a-窗框修正系数。
3外窗太阳辐射冷负荷
透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷Qτ，应根据不同情况分别按下列各式计算：
[1].当外窗无任何遮阳设施时
Qτ=F·Xg·Jwτ（3.1）
式中：
Xg-窗的构造修正系数；
Jwτ-计算时刻下，透过无遮阳设施玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/㎡。
[2].当外窗只有内遮阳设施时
Qτ=F·Xg·Xz·Jnτ（3.2）
式中：
Xz-内遮阳系数；
Jnτ-计算时刻下，透过有内遮阳设施玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/㎡。
[3].当外窗只有外遮阳板时
Qτ=[F1·Jwτ+（F-F1）·Jwτ0]·Xg（3.3）
式中：
F1-窗口受到太阳照射时的直射面积，㎡。
Jwτ0-计算时刻下，透过无遮阳设施玻璃太阳散射辐射的冷负荷强度,W/㎡。
[4].当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时
Qτ=[F1·Jnτ+（F-F1）·Jnτ0]·Xg·Xz（3.4）
式中:
Jnτ0-计算时刻下，透过有内遮阳设施窗玻璃太阳散射辐射的冷负荷强度，W/㎡。
4内围护结构的传热冷负荷
[1].相邻空间通风良好时
当相邻空间通风良好时，内墙或间层楼板由于温差传热形成的冷负荷可按下式估算：
Q=K·F·（twp-tn）（4.1）
式中：
twp-夏季空气调节室外计算日平均温度，℃；
[2].相邻空间有发热量时
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：
Q=K·F·（twp+Δtls-tn）（4.2）
式中：
Q-稳态冷负荷，下同，W；
tn-夏季空气调节室内计算温度，℃；
Δtls-邻室温升，可根据邻室散热强度采用，℃。
5人体冷负荷
人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Qτ，按下式计算：
Qτ=φ·n·q1·Xτ-τ（5.1）
式中：
φ-群体系数；
n-计算时刻空调房间内的总人数；
q1-名成年男子小时显热散热量，W；
τ-计算时刻，h；
τ-人员进入空调区的时刻，h；
τ-τ-从人员进入空调区的时刻算起到计算时刻的持续时间，h；
Xτ-τ-τ-τ时刻人体显热散热的冷负荷系数。
6灯光冷负荷
照明设备散热形成的计算时刻冷负荷Qτ，应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算：
白炽灯散热形成的冷负荷
Qτ=n1·N·Xτ-τ（6.1）
镇流器在空调区之外的荧光灯
Qτ=n1·N·Xτ-τ（6.2）
镇流器装在空调区之内的荧光灯
Qτ=1.2·n1·N·Xτ-τ（6.3）
暗装在空调房间吊顶玻璃罩内的荧光灯
Qτ=n0·n1·N·Xτ-τ（6.4）
式中:
N-照明设备的安装功率，W；
n0-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；
n1-同时使用系数，一般为0.5-0.8；
τ-计算时刻，h；
τ-开灯时刻，h；
τ-τ-从开灯时刻算起到计算时刻的时间，h；
Xτ-τ-τ-τ时刻灯具散热的冷负荷系数。
7设备冷负荷
热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷Qτ，按下式计算：
Qτ=qs·Xτ-τ（7.1）
式中：
τ-热源投入使用的时刻，h；
τ-τ-从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的持续时间，ｈ；
Xτ-τ-τ-τ时间设备、器具散热的冷负荷系数；
qs-热源的实际散热量，W。
[1].电热工艺设备散热量
qs=n1·n2·n3·n4·N（7.2）
[2].电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量
qs=n1·n2·n3·N/η（7.3）
[3].只有电动机在空调房间内的散热量
qs=n1·n2·n3·N·（1-η）/η（7.4）
[4].只有工艺设备在空调房间内的散热量
qs=n1·n2·n3·N（7.5）
式中:
N-设备的总安装功率，W；
η-电动机的效率；
n1-同时使用系数，一般可取0.5-1.0；
n2-安装系数，一般可取0.7-0.9；
n3-负荷系数，即小时平均实耗功率与设计最大功率之比，一般可取0.4-0.5左右；
n4-通风保温系数；
2.1.3空调冷负荷计算结果
以五层01房间为例：
1001[办公室]
基本参数
房间名称
房间面积（㎡）
夏季设计温度（℃）
夏季相对湿度（%）
办公室
92
25
60
人体
人数
劳动强度
群集系数
时间指派
23
静坐
0.89
人员_办公建筑_工作日
设备
设备类型
设备功率（W）
时间指派
电子设备
1.84
人员_办公建筑_工作日
灯光
灯光类型
安装功率（W）
时间指派
白炽灯
1012
人员_办公建筑_工作日
外墙[北]
外墙名称
外墙朝向
外墙围护结构
外墙长度（m）
外墙宽度（m）
外墙面积（㎡）
外墙净面积（㎡）
外墙[北]
北
25号墙体
10.8
3
32.4
18
外窗[北]
外窗名称
外窗朝向
外窗围护结构
外窗长度（m）
外窗宽度（m）
外窗面积（㎡）
遮阳类型
外窗[北]
北
单框双玻璃铝合金窗
4.8
3
14.4
只有内遮阳
外墙[西]
外墙名称
外墙朝向
外墙围护结构
外墙长度（m）
外墙宽度（m）
外墙面积（㎡）
外墙净面积（㎡）
外墙[西]
西
25号墙体
14.7
3
44.1
36.3
外窗[西]
外窗名称
外窗朝向
外窗围护结构
外窗长度（m）
外窗宽度（m）
外窗面积（㎡）
遮阳类型
外窗[西]
西
单框双玻璃铝合金窗
2.6
3
7.8
只有内遮阳
内墙
内墙名称
内墙围护结构
内墙长度（m）
内墙宽度（m）
内墙面积（㎡）
内墙
加气混凝土板
30.8
3.9
92.25
时间
8:
00
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
18:
00
19:
00
20:
00
人体
总冷负荷（W）
799
1616
1825
1904
1730
1710
1939
1999
2022
2037
1084
862
352
成人显热量（W）
67
67
67
67
67
67
67
67
67
67
67
67
67
成人潜热量（W）
41
41
41
41
41
41
41
41
41
41
41
41
41
成人散湿量（g/h）
61
61
61
61
61
61
61
61
61
61
61
61
61
显热负荷（W）
380
819
1027
1106
1059
1039
1142
1202
1225
1240
833
610
352
潜热负荷（W）
420
797
797
797
671
671
797
797
797
797
252
252
0
湿负荷（kg/h）
0.624
1.186
1.186
1.186
0.999
0.999
1.186
1.186
1.186
1.186
0.375
0.375
0
设备
总冷负荷（W）
370
726
785
807
717
711
819
837
844
848
398
335
108
灯光
总冷负荷（W）
225
528
726
800
791
770
828
884
905
917
695
483
313
外墙[北]
总冷负荷（W）
50
53
60
69
81
95
110
126
141
153
163
170
175
辐射照度（W）
110
136
152
160
166
160
152
136
110
163
161
0
0
负荷温差（℃）
3.7
3.9
4.4
5.1
6
7
8.1
9.3
10.4
11.3
12
12.5
12.9
外窗[北]
总冷负荷（W）
519
684
816
918
1010
1053
1068
1039
949
922
945
559
384
负荷温差（℃）
3.2
4.4
5.5
6.5
7.6
8.5
9
9.2
9
8.8
8.2
7.2
6.2
直射面积（㎡）
0
0
0
0
0
0
0
0
0
14.4
14.4
14.4
0
散射面积（㎡）
14.4
14.4
14.4
14.4
14.4
14.4
14.4
14.4
14.4
0
0
0
14.4
直射辐射照度（W）
0
0
0
0
0
0
0
0
0
26
64
0
0
散射辐射照度（W）
90
112
125
132
137
132
125
112
90
67
41
0
0
直射负荷强度（W/㎡）
74.6
92
105
114.2
121.5
122.1
120.3
113.1
99.7
95.4
103.9
44
26.5
散射负荷强度（W/㎡）
66.4
86.5
101.5
111.4
119.6
120.7
119
112.4
98.7
81.7
62.1
31.3
21
直射负荷（W）
0
0
0
0
0
0
0
0
0
549
599
253
0
散射负荷（W）
382
498
585
642
689
695
686
647
568
0
0
0
121
总辐射负荷（W）
382
498
585
642
689
695
686
647
568
549
599
253
121
温差传热负荷（W）
137
186
231
277
321
358
382
391
380
373
347
306
263
外墙[西]
总冷负荷（W）
130
120
122
134
156
185
217
259
318
394
478
555
609
辐射照度（W）
110
136
152
160
166
368
546
664
692
625
422
0
0
负荷温差（℃）
4.8
4.4
4.4
4.9
5.7
6.8
7.9
9.5
11.6
14.4
17.5
20.3
22.3
外窗[西]
总冷负荷（W）
281
371
442
498
547
759
1148
1495
1682
1663
1400
674
208
负荷温差（℃）
3.2
4.4
5.5
6.5
7.6
8.5
9
9.2
9
8.8
8.2
7.2
6.2
直射面积（㎡）
0
0
0
0
0
7.8
7.8
7.8
7.8
7.8
7.8
7.8
0
散射面积（㎡）
7.8
7.8
7.8
7.8
7.8
0
0
0
0
0
0
0
7.8
直射辐射照度（W）
0
0
0
0
0
107
290
432
489
458
315
0
0
散射辐射照度（W）
90
112
125
132
137
132
125
112
90
67
41
0
0
直射负荷强度（W/㎡）
71.9
91.4
105.8
115.3
122.5
181.1
301.6
411.3
473
468.1
388.6
162.8
98.8
散射负荷强度（W/㎡）
66.4
86.5
101.5
111.4
119.6
120.7
119
112.4
98.7
81.7
62.1
31.3
21
直射负荷（W）
0
0
0
0
0
565
941
1283
1476
1461
1212
508
0
散射负荷（W）
207
270
317
348
373
0
0
0
0
0
0
0
65
总辐射负荷（W）
207
270
317
348
373
565
941
1283
1476
1461
1212
508
65
温差传热负荷（W）
74
101
125
150
174
194
207
212
206
202
188
166
142
内墙
总冷负荷（W）
913
913
913
913
913
913
913
913
913
913
913
913
913
负荷温差（℃）
7.2
7.2
7.2
7.2
7.2
7.2
7.2
7.2
7.2
7.2
7.2
7.2
7.2
其它房间见附录1.
2.2湿负荷计算
2.2.1湿负荷的组成
空调房间的湿负荷有以下组成：
1）人体散湿量；
2）渗透空气带入室内的湿量；
3）化学反应过程的湿量；
4）各种潮湿表面、液面或流液的散湿量；
5）食物或其他物料的散湿量；
6）设备散湿量。
2.2.2湿负荷的计算方法
本次设计湿负荷主要考虑的是人体散湿量。
人体湿负荷Wr（kg/h）可按下式计算：
（2-8）
式中
—计算时刻空调房间内的总人数
—群体系数
—一名成年男子的每小时散湿量
2.2.3湿负荷的计算结果
各房间（5层为标准间）湿负荷见附表1
2.3冬季热负荷的计算
2.3.1围护结构传热耗热量
围护结构的基本耗热量[3]
Q1=KF（tn-tw）α
式中K—传热系数，W/（m2·℃），贴土非保温地面的传热系数K可通过《实用供热空调设计手册》查得；
α—温差修正系数，如下表选取；
tn-tw—室内外计算温度差。
温差修正系数α
序号
围护结构特征
α
1
外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等
1.00
2
屋顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板等
0.90
3
非采暖地下室上面的楼板，外墙上有窗时
0.75
4
非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以上时
0.60
5
非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以下时
0.40
6
与有外门窗的非采暖房间相邻的隔墙
0.70
7
与无外门窗的非采暖房间相邻的隔墙
0.40
8
伸缩缝墙、沉降缝墙
0.30
9
防震缝墙
0.70
2）围护结构附加耗热量
围护结构的附加耗热量，应按其占基本耗热量的百分率确定。
各项附加（或修正）百分率，宜按下列规定的数值选用
①
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