长治市金威大厦夏季空调系统设计项目计划书.docx

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长治市金威大厦夏季空调系统设计项目计划书

市金威大厦夏季空调系统设计计划书

1原始资料

1.1参考文献

《采暖通风与空气调节设计规》

《空调工程》

《通风工程》

《简明空调设计手册》

《流体管网输配》

1.2气象资料

地理位置：

位于北纬37°27'至38°25'之间

根据设计要求及《简明空调设计手册》可知各房间的冬，夏季空调计算参数如表1.1

表1.1夏季空调计算参数

夏季

冬季

空调区

温度

相对湿度

温度

相对湿度

商场区

办公楼

1.3工程概况

该楼为市金威大厦，共八层，地下一层为机房，一二三层为商场。

五到七层为办公楼。

商场部分在负荷计算的基础上采用全空气系统，办公楼部分由设计要求采用风机盘管加新风系统，以满足人们对空气品质的要求。

1.4原始资料

1.4.1室外气象参数

夏季空调室外计算干球温度：

31.3℃冬季空调室外计算温度：

-117℃

夏季通风室外计算干球温度：

27.0℃冬季通风室外计算温度：

-7℃

夏季通风室外计算日平均温度：

27.3℃冬季采暖室外计算温度：

-13℃

夏季空调室外计算湿球温度：

23.2℃

夏季室外风速：

1.8m/s冬季室外风速：

1.6m/s

1.4.2温湿度

室设计参数见表1.2：

表1.2室设计参数

夏季

温度（℃）

相对湿度（％）

气流平均速度

商场

27.3

≤0.3

走廊

27.3

≤0.3

办公楼

27.3

≤0.3

1.4.3围护结构

外墙采用Ⅰ类型，240mm，保温层采用厚度70mm的加气混凝土，k=1.13

屋面冷负荷计算时，屋面采用Ⅱ类，传热系数为K=0.48【W∕（㎡.K）】，由上至下依次为⑴预制细石混凝土板25mm，表明喷白色水泥浆

⑵通风层大于等于200mm

⑶卷材防水层

⑷水泥砂浆找平层20mm

⑸保温层，沥青膨胀珍珠岩125mm

⑹隔汽层

⑺现浇钢筋混凝土板70mm

⑻粉刷

外窗采用普通中空玻璃，厚度6mm，窗玻璃传热系数Kw=3.3,窗框比为20%，窗框修正系数a=1.29，采用铝合金窗框。

玻璃窗采用单层金属框，百分之80的玻璃，Cw=1，遮阳设施采用活动的百叶帘，中间色的。

省市渗透冷空气朝向修正系数为：

东：

0.15西：

0.7

南：

0.3北：

0.9

2空调系统热，湿负荷的计算

空调系统的作用是平衡室，外干扰因素的影响，使室温度，湿度维持为设定的数值，在空调技术中将这些干扰因素对室的影响成为符合。

空调负荷计算的目的在于确定空调系统的送风量并作为选择空调设备容量的基本依据。

空调的负荷可分为冷负荷，热负荷和湿负荷三种。

冷负荷是为了维持室设定的温度，在某一时刻必须由空调系统从房间带走的热量，或者某一时刻需要向房间供应的冷量，热负荷是指为补偿房间失热房间失热在单位时间需要向房间出去的湿量。

空调冷负荷的计算采用冷负荷系数法计算，冷负荷计算法是在传递函数的基础上为便于在工程中进行手算而建立起来的一种简化计算法。

冷负荷系数法利用传递函数法的基本方程和相应的房间传递函数形成了空调冷负荷系数，对经维护结构传入热所形成的冷负荷，冷负荷系数法利用相应传递函数形成了冷负荷温度。

这样，当计算某建筑物空调冷负荷，则可按相应的条件查出冷负荷系数与冷负荷温度，用一维稳定热传导公式即可计算出日射得热形成的冷负荷和经维护结构传入热所形成的冷负荷，具体计算方法见下。

2.1各房间夏季逐时冷负荷计算

⑴室热源造成的负荷主要包括空调房间人员散热量和散湿量，照明灯具散热量，用电设备散热量，房间其它设备及物品的散热和散湿量。

⑵室外热源造成的负荷主要包括通过玻璃窗进入室的太阳辐射热，通过外墙和屋顶传入室的热量。

详细计算方法，过程及计算依据<空调工程>对下面个负荷进行计算

以401室为例来进行说明

1北外墙冷负荷

外墙冷负荷，在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋顶瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算

CL=KF（tw1’-tn）（2.1）

Tw1’=（tw1+td）kakpa（2.2）

式中：

CL——外墙或屋顶瞬变传热引起的冷负荷

K——外墙和屋顶的传热系数【W∕（㎡.℃）】,可根据外墙和屋顶的构造在空调工程附录中查取

F——外墙和屋顶的传热面积（㎡）

Tw1’——外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值

tn——夏季空气调节室计算温度（℃）

tw1——以北京地区的气象条件为依据计算出的外墙和屋顶冷负荷急速昂温度的逐时值，根据外墙和屋顶的不同类型分别在附录中查取

td——不同类型构造外结构外墙和屋顶的地点修正值，根据不同的设计地点在附录9中查取

ka——外表面放热系数修正，在空调工程中查取

kp——外表面吸收系数修正，在空调工程查取

则401房间的西外墙冷负荷计算根据公式见表2.1

表2.1401西外墙冷负荷计算表

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

tw1

37.9

37.8

37.7

37.5

37.3

37.1

36.9

36.6

36.4

36.2

36.1

-2

1.04

0.94

tw1’

35.1

34.99

34.9

34.7

34.5

34.3

34.12

33.82

33.6

33.44

33.34

Tnx

△t

7.8

7.69

7.6

7.4

7.21

7.01

6.82

6.52

6.3

6.14

6.04

1.13

12.4ⅹ4=49.6

437.15

431.00

425.92

414.76

404.1

392.91

382.24

365.4

353.10

344.1

338.53

2外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，在室外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷可按下式计算：

CL=CwKwFw（tw1+td-tn）（2.3）

式中：

CL——外墙或屋顶瞬变传热引起的冷负荷

tn——同外墙冷负荷计算表示的含义相同

Kw——外玻璃窗的传热系数【W∕（㎡.℃）】，单层窗可查附录10，双层窗可查附录，不同结构材料的玻璃可查附录

Tw1——外玻璃窗冷负荷急速昂维度的逐时值，可查附录13

Cw——玻璃窗的传热系数的修正值，根据窗框类型可从附录中查取

Td——玻璃窗的地点修正值，可查附录15

计算外窗冷负荷时，采用普通中空玻璃，厚度6mm，窗玻璃传热系数Kw=3.3,窗框比为20%，窗框修正系数a=1.29，采用铝合金窗框。

玻璃窗采用单层金属框，百分之80的玻璃，Cw=1

则以403房间的外玻璃瞬变传热引起的冷负荷为表2.2

表2.2403北外窗瞬时冷负荷计算表

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

tw1

26.9

27.9

29.9

30.8

31.5

31.9

32.2

31.6

-2

ttw1+td

24.9

25.9

27.9

28.8

29.5

29.9

30.2

29.6

Tnx

△t

-2.4

-1.4

-0.3

0.6

1.5

2.2

2.6

2.9

2.7

2.3

CwKw

3.3

2ⅹ1,5ⅹ2=6

-47.52

-27.72

5.94

11.88

29.7

43.56

51.48

57.42

53.46

45.54

3透过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷的计算方法

透过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷可按公式

CL=CaCsCiFwDj,maxClq（2.4）

式中：

Fw——窗口面积

Ca——有效面积系数，由附录19查取

Cs——窗玻璃的遮阳系数，由附录17查取

Ci——窗遮阳设施的遮阳系数，由附录18查取

Clq——窗玻璃的冷负荷系数，由附录20至23查取

必须指出，Clq值按南北的划分而不同，南北划分的标准是：

建筑地点在北纬27°30’以南的地区为南区，以北的地区为北区。

位于北纬37°27'至38°25'之间，所以查空调工程附录16得的日射得热因数最大值为西：

599，北：

114，南：

302，东：

599，窗户高2米，层高3.5米，窗户尺寸为2.0ⅹ1.5m

以403的房间透过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷计算为例，计算见表2.3：

表2.3403透过玻璃窗进入日射得热引起的冷负荷计算表

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

Clq

0.54

0.65

0.75

0.81

0.83

0.79

0.71

0.6

0.61

0.68

Dj,max

114

Ccs

0.534

2ⅹ1.5ⅹ2ⅹ0.85=5.1

167.65

210.81

232.85

251.48

257.69

256.79

245.27

220.43

.28

189.39

211.12

4室热源造成的冷负荷

室热源主要指室工艺设备及办公等设备散热，照明散热，人体散热和食物散热等部分，室热源散热包括潜热和显热两部分，潜热散热作为瞬时冷负荷，显热散热中一对流形式散出的热量成为瞬时冷负荷，而以辐射形式散出的热量则先被维护结构表面所吸收，然后再缓慢的逐渐散出，形成滞后冷负荷，因此，必须采用相应的冷负荷系数。

由于办公设备的类型和数量无法确定，因此按单位面积散热指标估算空调去的办公设备散热量。

，可按下式进行计算

qs=FQf（2.5）

式中：

F——空调区的面积

Qf——办公设备单位面积平均散热指标，见空调工程表3-13

室热源造成的冷负荷，采用的是一套办公设备占地面积为9㎡，单位面积的平均散热指标为16（W∕㎡）。

说明：

一套办公设备之的是：

主机，显示器，打印机，传真机各一台，并包括配套的包公式家具。

以403为例计算热源冷负荷为表2.4

表2.4403室热源引起的冷负荷计算表

15.7ⅹ8.35=131.09

2097.52

5照明设备热负荷

当电压一定时，室照明散热量是不随时间变化的温度散热量，但是照明散热方式仍以对流雨辐射两种方式进行散热，因此，照明散热形成的冷负荷计算仍采用相应的冷负荷系数。

根据照明灯的类型和安装方式不同，其冷负荷计算式分别为

白炽灯

CL=1000NClq（2.6）

荧光灯

CL=1000n1n2NClq（2.7）

式中：

CL——照明设备散热形成的冷负荷

N——照明设备所需功率

n1——镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间n1=1.2

n2——灯罩隔流系数，当荧光灯罩上部穿有小孔，可利用自然通风散热于顶棚时，取n2=0.5~0.6.而荧光灯罩无通风口者取n2=0.6~0.8

该办公楼采用荧光灯，镇流器装在空调房间，以403房间的照明负荷为例，计算如表2.5

表2.5照明设备热负荷计算表

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

Clq

0.51

0.79

0.82

0.84

0.85

0.87

0.88

0.89

0.9

0.29

0.26

1.2

1.6

100

97.92

151.68

157.44

161.28

163.2

167.04

168.96

170.88

172.8

55.68

49.92

6人体显热冷负荷

人体散热和散湿会形成主要的空调冷负荷，人体向室空气散发的热量有显热和潜热两种形式，前者通过对流，传导和辐射等方式散发出来，后者是指人体散发的水蒸气所包含的汽化潜热，人体散发的前热量和显热量中的对流部分直接形成瞬时冷负荷，而辐射散发的热量将会形成滞后冷负荷，因此，应采用相应的冷负荷系数进行计算。

人体显热散热引起的冷负荷计算为：

CLs=nΨqsClq（2.8）

式中：

CLs——人体显热散热形成的冷负荷

N——室全部人数

Ψ——群集系数

Qs——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，见空调工程

Clq——人体显热散热冷负荷系数

办公室属于轻度劳动，查空调工程表3-15知，当室温为27.3°时，中年男子每人散发的显热和潜热量为51和130，由表3-14查取群集系数Ψ=0.90，101办公室有人员100人，室明装灯采用200w，人员冷负荷中Cl1计算用公式Cl1=Ψnq2，q2指人员的潜热量，计算值列于表中。

以403的人员冷负荷为例进行计算为下表2.6

表2.6403人员引起的冷负荷计算表

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

Clq

0.57

0.62

0.69

0.74

0.77

0.8

0.83

0.85

0.87

0.89

0.42

0.9

Cls

973.08

1138.3

1266.8

1358.6

1413.7

1468.8

1523.8

1560.6

1597.3

1634.0

771.12

130

CL1

4680

汇总

5653.0

5818.3

5946.8

6038.6

6093.7

6148.8

6203.8

6240.6

6277.3

6314.0

5451.1

则403房间的冷负荷汇总为下表2.7

表2.7403各分项逐时冷负荷汇总计算表

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

北外墙冷负荷

78.45

75.75

72.74

66.73

64.02

61.02

58.01

55.01

北外窗引起的冷负荷

-47.52

-27.72

5.94

11.88

29.7

43.56

51.48

57.42

53.46

45.54

透过玻璃窗进入日射引起的冷负荷

167.65

210.81

232.85

251.48

257.69

256.79

245.27

220.43

.28

189.3

211.1

照明形成的冷负荷

97.92

151.68

157.44

161.28

163.2

167.04

168.96

170.88

172.8

55.68

49.92

人员引起的冷负荷

5653.0

5818.3

5946.8

6938.64

6093.72

6148.8

6203.88

6140.6

6277.32

6314.0

5451.1

室热源引起的冷负荷

2097.5

2097.52

2097.5

总计

7949.1

8326.3

8516.3

8633.54

8708.56

8777.73

8828.13

8488.86

8637.55

8709.4

7860.3

2.2人体湿负荷计算

大多数情况下，空调去的湿负荷来自人体散湿和敞开水槽表面的散湿量。

计算人体散湿量可按下列公式计算

人体散湿量可按下式计算

MW=0.278φng×10-6（2.9）

式中：

MW—人体散湿量，㎏/s；

φ—群集系数，由《空调工程》查得为0.90；

n—计算时刻空调房间的总人数

g—一名成年男子的小时散湿量（g/h）,由《空调工程》查取空调

2.3热负荷的计算

该空调区热负荷采用简化算法，热负荷的简化算法共两种，一种是把整个建筑物看成一个大空间，进行简约计算，另一种是根据在实际工作中积累的空调负荷概算指标做粗略估算。

所谓空调负荷概算指标，是指这算到建筑物中每1㎡空调面积上设备所需提供的负荷值。

部分公共建筑的空调负荷概算指标如表2.8

表2.8空调负荷指标

建筑类型

热负荷

建筑类型

热负荷

办公楼

60~80

商店

65~90

图书馆

50~80

医院

65~80

旅馆

60~70

剧场

95~115

餐厅

115~140

体育场

110~160

商场

118~137

商场的概算指标为120w/㎡

则大厦中一至三层为商场，则其商场热负荷为见表2.9

表2.9商场热负荷

F（㎡）

119.8×44.25=5301.15

Q（w/㎡）

120

Q（w）

636138

四层至七层为办公楼，其结构相同人，人员数量相同，故对应的房间号的热负荷量相同。

办公楼的负荷概算指标取100w/㎡,则四至七层热负荷见表2.10

表2.10四层各房间热负荷计算表

房间号

热负荷（W）

房间号

热负荷（W）

401

30652

402

13109

403

13109

404

13109

405

13109

406

13109

407

13109

408

13109

409

13109

410

13109

411

13109

412

15935

413

13109

414

13109

415

9151

416

18340

417

13109

418

13109

419

13109

420

9151

421

13109

422

13109

3空调系统的设计

3.1确定设计方案

按空气处理设备的集中程度分类，空调系统可分为

1集中式空调系统空气处理设备和风机等集中设在空调机房，通过送风管道与被调节的各房间相连，对空气进行集中处理和集中分配。

这类系统的空气处理设备能实现对空气的各种处理过程，可以满足各种调节围和空调精度及洁净度的要求，也便于集中管理和维护，是工业建筑中工艺性空调和民用建筑中舒适性空调采用的最基本的空调方式。

2半集中式空调系统通常把一次空气处理设备和风机，冷水机组等设在集中的空调机房，而把二次空气处理设备设在空气调节区，这类系统与集中式空调系统相比较，省去了回风管道，送风管道面积也大为减小，节省建筑空间，是目前各类建筑尤其是高层建筑中应用最广且发展较快的一种空调系统。

3分散式空调系统也成局部式或冷剂式空调系统它是由分散设于各空气调节区的空气调节器就地处理空气，就地使用，空气调节器是将空气处理设备，风机和冷热源设备等组装在一起的机组。

每一台机组即为一个局部式空调系统。

这类系统一般不需要单独的机房，使用灵活，移动方便，可满足不同的空气调节不同的送风要求，是家用空调机车辆空调的主要形式。

按负担室热湿负荷所用的介质分类

1全空气式空调系统空气调节区的室负荷全部由经过加热或冷却处理的空气来负担的空调系统。

单风管系统，双风管系统，全空气诱导系统及变风量系统属于这类系统

⑵空气——水系统空气调节区的室负荷由经过处理的空气和水共同负担的空调系统，独立新风加风机盘管系统，置换通风加冷辐射板系统及再热系统诱导器系统属于这类系统。

⑶全水式空调系统空气调节区的室负荷全部由经过加热或冷却处理的水负担的空调系统，无新风的风机盘管系统和冷辐射板系统属于这类系统。

⑷冷剂式空调系统以制冷剂的“直接膨胀”作为吸收空气调节区室负荷的介质的空调系统，商用单元式空调器和家用房间空调器属于这类系统。

金威大厦一至三层，采用全空气系统满足人们对空气品质的要求。

四至七楼采用风机盘管加新风系统即半集中式空调系统满足人们对空气品质的要求。

通常的集中式空调系统，风机的送风量保持一定，通过改变送风温度来适应空气调节区的负荷变化，以调节室的温湿度。

采用定风量空调系统。

就全空气系统而言，按被处理空气的来源分类

⑴封闭式空调系统全部利用空气调节区回风循环使用。

不补充新风，这种系统称为封闭式空调系统，又称再循环空调系统。

这类系统可以节能，但不符合卫生要求，主要用于工艺设备部的空调和很少有人员出入但对温度，湿度有要求的物资仓库等。

⑵直流式空调系统全部使用新风，不使用回风系统，称这类系统为直流式系统，又称全新风系统，这种系统能量损失大，只有在特殊要求的放射性实验室，散发大量有害物的车间及无菌手术室等场合适用。

⑶混合式空调系统从上述两种系统可见，封闭式系统不能满足卫生要求，直流式系统经济上不合理，所以两者都只在特定的情况下使用，对于绝大多数场合，往往需要综合两者的利弊，部分利用回风，部分利用新风，成这类系统为混合式空调系统，常用的有一次回风系统和二次回风系统。

从以上比较可看出，全空气系统采用混合式空调系统。

全空气系统按空气调节区送风参数的数量分类应采用单分管空调系统，机房空气处理机组只处理出一种送风参数的空气，供一个房间或多个区域应用，这种系统之所以称为单分管系统，应理解为送出一种空气参数的系统，而不是只有一条送风管的系统。

《采暖通风与空气调节设计规》（GB50019——2003）中规定，“全空气空气调节系统应采用单风管式系统”。

在“条文说明”中指出，“一般情况下，在全空气空气调节系统中不应采用分别送冷热风的双管管系统，因该系统热量互相抵消，不符合节能原则。

”对于舒适性空调，允许采用较大送风温差，应采用一次回风系统。

《采暖通风与空气调节设计规》（GB50019——2003）6.3.5规定，当空气调节区允许采用较大送风温差或室散湿量较大时，应采用一次回风的全空气系统，，目前，定风量系统具有一次回风的全空气定风量空气调节系统，而不常采用变动一，二次回风比的复杂控制系统，且变动一，二次回风比会影响室相对湿度的稳定，也不使用于散湿量大，温湿度要求严格的空气调节区，因此，在不使用再热的前提下，一般工程推荐系统简单，易于控制的一次回风系统。

新风入口要注意事项：

1新风入口应选择在较洁净的地方

2尽量远离排风口，并应放在

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