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7.1.2风管水力计算34
7.2空调水管水力计算37
7.2.1空调水系统的选择与设计37
7.2.2空调水系统的水力计算37
7.3本章小结40
第8章空调系统设备选取41
8.1风机盘管设备选取41
8.2新风机组设备41
8.3空调机房设备选取41
8.3.1空调机组的选取42
8.3.2送、回风机的选取42
8.3.3阀门等设备的选取43
8.4本章小结43
第9章空调保温和消声减震方面的设计44
9.1保温设置44
9.2消声设计44
9.3减振设计44
9.4本章小结45
第10章采暖热负荷计算46
10.1围护结构基本耗热量46
10.2围护结构附加耗热量46
10.3冷风渗透耗热量47
10.4冷风侵入耗热量47
10.4建筑物采暖热指标48
10.5本章小结48
第11章采暖方案设计49
11.1分区设置49
11.2系统选择49
11.3系统设置49
11.3.1引入口设置49
11.3.2管道设置49
第12章散热器的选择和计算50
12.1散热器的选择50
12.1.1散热器连接方式选择50
12.1.2散热器型号的选择50
12.2散热器的片数计算51
第13章采暖水力计算52
13.1采暖管道选择52
13.2采暖水力计算52
第14章采暖阀门等设备的选择54
14.1阀门的选取54
14.2集气罐54
14.3过滤器的选择54
14.4热表与平衡阀的选择54
14.5采暖系统的保温54
14.6本章小结54
第15章制冷机房的设计55
15.1制冷机组的选择55
15.2水泵的选择55
15.2.1冷冻水泵的选择55
15.2.2冷却水泵的选择56
15.3补水系统的确定57
15.3.2补水泵的选择57
15.3.2软化水箱的选择57
8.3.3软化水设备的选择58
15.4分水器与集水器的选择58
15.5冷却塔的选择59
15.6电子水处理仪的选择59
15.7定压罐的选择59
15.8采暖水泵的选取59
15.9本章小结60
结论61
参考文献62
致谢63
附录1开题报告
附录2外文翻译及原文
附录3空调负荷计算表
附录4送风量计算表
附录5空调风管水力计算表
附录6空调水管水力计算表
附录7散热器片数计算表
附录8采暖水力计算表
第1章绪论
1.1课题背景
随着我国国民经济水平的不断提高，建筑业也在持续稳定地向前发展。
和前几年建筑业的发展相比，目前的发展商将眼光放的更远，他们不再片面的追求容积率及如何将开发成本降得越低越好，而是更多的考虑以人为本，开发真正舒适度高、建筑质量高的居住及商用建筑。
[1]
商业建筑不断的增多，以及人们对室空气的温湿度、洁净度和空气品质问题越来越重视。
由于能源的紧缺，节能问题越来越引起人们的重视。
因此迫切需要为商业目前，随着我国经济的逐步增长，居住条件日益改善人们对生活环境的舒适性的要求越来越高，对中央空调的需求越来越大，对中央空调节能、舒适、健康更加关注。
因此，设计一项节能、舒适、健康的中央空调工程是很有实际意义的。
[2]
改变供暖方式便成为社会进步、改善生活环境、提高生活品质的一种必然趋势。
目前，在高档住宅，公寓及公建中普遍采用的散热器采暖、低温地板辐射采暖技术正是符合了社会发展的需求。
低温地板辐射采暖在国主要用于大型公建的大堂，室游泳池的地面等场所，用于住宅较少。
最近几年，随着单户独立燃气炉的采用和分户热计量的需要，低温地板辐射采暖系统得到了很多开发商的青睐，在住宅中开始大面积的推广使用。
集中采暖按热量计量是城市住宅供暖发展的趋势，是建筑节能的一项基本措施。
实现供热采暖系统按实用热量计量收费，必须使用户能自行调节室温并使室温度保持在用户要求的围，这是采暖系统按热量分别计量供热的基础，即室采暖系统必须具有计量功能和可调节性。
随着此项技术的日臻成熟和不断应用实践,必将在全社会取得推广应用，这是热计量收费的前提，也是建筑节能的要求。
在能源短缺的我国尤其有着深远的意义。
[3]
1.1.1建筑概况
本工程为一类高层商住楼，建筑面积为41190.00m2。
层数为地上18层，地下1层，建筑高度至主体屋面结构板面60.6m。
建筑高度（至主体屋面结构板面）为60.6m，地下1层为4.5m，1、2层层高4.8m，3层层高5.7m，4-18层高为3m。
地下人防工程等级为6级，战时为2级人员掩蔽所，平时为四级地下汽车库。
1.1.2设计容
1．空调系统
选择空气调节系统时，应根据建筑物的用途、规模、使用特点、负荷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。
当空间较大、人员较多；
温湿度允许波动围小；
噪声与洁净度标准高时的空气调节区应采用全空气调节系统。
一、二、三层的精品屋与商铺虽然人员密度也很大，温湿度允许波动围也很小，但这些房间面积较小，且存在办公区房间，温湿度要求不同，所以应采用风机盘管加新风系统[4]。
主要设计容如下：
（1）计算冷、热、湿负荷，设计冬、夏空调过程。
（2）根据负荷变化等特点确定空调系统。
（3）确定空气处理过程以及计算送风量。
（4）根据送风量选取风口并进行气流组织计算。
（5）新风机组、风机盘管、空调机组的选型，风管和水管的布置。
（6）风水管水力计算。
（7）制冷机房及空调机房设计。
（8）绘制风系统、水系统平面图和系统图，机房平剖面图。
（9）编制设计说明书空调部分。
2．采暖系统
采暖方式的选择，应根据建筑物规模，所在地区气象条件，能源概况、能源政策、环保等要求，通过技术经济比较确定。
新建住宅热水集中采暖系统，应设置分户热计量和是温控装置，由于分户热计量的要求，采暖系统采取水平式水平双管同程式。
[4]
（1）热负荷计算。
（2）确定供暖方案。
（3）散热器的选择和计算。
（4）水力计算。
（5）阀门等设备的选择。
（6）绘制采暖系统图、平面图、管井大样图。
（7）编制设计说明书采暖部分。
1.2本章小结
本章介绍了所要进行设计的建筑的类型，并且对建筑的概况进行了较为具体的阐述，包括总的建筑面积、各层的建筑面积、各层的层高以及房间的功能等。
此外，还提出了此次设计的主要容，使在进行空调与采暖系统设计时能够有较为明确和清晰的思路，按照具体的步骤认真的有条理的完成毕设的全部容。
第2章设计依据
2.1设计参数
2.1.1室外设计参数
根据参考资料[4]可知北京市室外气象参数如下表
表2-1室外设计气象参数[4]
省份
纬度（°
E）
经度（°
N）
海拔高度（m）
夏季大气压力（Pa）
北京市
116.47
39.8
31.3
99987
夏季空调室外计算干球温度（℃）
供暖室外计算干球温度（℃）
33.6
-7.5
夏季空调室外计算湿球温度（℃）
冬季空调室外计算干球温度（℃）
26.3
-9.8
夏季空调室外计算日平均温度（℃）
冬季空调室外相对湿度（%）
29.1
37
夏季通风室外相对湿度（%）
冬季最多风向
58
NNW
夏季室外平均风速（m/s）
冬季室外平均风速（m/s）
2.2
2.7
夏季风向
频率（%）
最多风向平均风速（m/s）
SE
12
4.5
20
2.1.3室设计参数
1．空调室计算参数
空调房间室空气计算参数的选择主要取决于：
（1）建筑房间使用功能对舒适性的要求
影响人舒适感的主要因素首先是室空气的温度、湿度、室各表面的温度和空气流动速度，其次是衣着情况、空气新鲜程度等。
（2）地区、冷热源情况、经济条件和节能要求等因素
参考资料[4]规定的舒适性空调的室参数应符合下表：
表2-2室设计气象参数[4]
参数
夏季
冬季
温度（℃）
22~28
18~24
风速（m/s）
≤0.3
≤0.2
相对湿度（%）
40~65
30~60
根据规选取空调房间室参数如下：
商铺：
夏季空调室计算干球温度：
26℃，相对湿度：
60%
商场办公区：
25℃，相对湿度：
65%
2．采暖室计算参数
根据参考资料[5]可知不同用途的采暖房间的室计算参数如下：
卧室：
冬季采暖室计算干球温度：
20℃，相对湿度：
50%
客厅：
厨房：
卫生间：
15℃，相对湿度：
2.1.3冷热源原始条件
冷源问题：
冷源采用制冷机房，建筑在地下室，冷却塔放置在三楼的商场中间上方靠近D座的位置。
热源：
市政热力管网；
引入口，资用压头：
70kPa；
设计供回水温度：
85/60℃
2.2围护结构材料及结构和热工指标
夏季围护结构的冷负荷是指由于室外温差和太阳辐射作用，通过建筑围护结构传入室的热量形成的冷负荷。
建筑围护结构是由外围护结构（如外墙、屋面、外窗、外门等结构）和围护结构（如墙、楼板等结构）组成的。
根据参考资料[6]北京属于寒冷地区，围护结构的传热系数应符合下表：
表2-3寒冷地区围护结构传热系数和遮阳系数限值
围护结构部位
体形系数≤0.3
传热系数K
W/（m2．K）
0.3＜体型系数≤0.4
屋面
≤0.55
≤0.45
外墙（包括非透明幕墙
≤0.60
≤0.50
地面接触室外空气的
架空或外挑楼板
非采暖空调房间与采暖空调房间的隔墙或楼板
≤1.5
续表
结构部位
外窗（包括透明幕墙）
遮阳系数SG
（东、南、西向/北向）
单一朝向外窗（包括透明幕墙）
窗墙比≤0.2
≤3.5
—
≤3.0
0.2＜窗墙比≤0.3
≤2.5
0.3＜窗墙比≤0.4
≤2.7
≤0.70/—
≤2.3
0.4＜窗墙比≤0.5
≤0.60/—
≤2.0
0.5＜窗墙比≤0.7
≤/0.50—
≤1.8
屋顶透明部分
≤0.5
注：
有外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数×
外遮阳的遮阳系数；
无外遮阳时，遮阳系数=玻璃的遮阳系数
围护结构的材料及结构和热工指标如表2-4与2-5：
表2-4围护结构热工指标
名称
围护结构的材料
围护结构夏季传热系数
围护结构冬季传热系数
围护结构延迟（h）
围护结构
衰减
外墙
现浇混凝土模版置保温板
0.6
0.61
8.8
0.2
外窗
断热式铝合金低辐射中空玻璃窗
3
3.1
1.7
0.95
外门
断热铝合金低辐射中空玻璃门
门
2.54
2.1
0.91
预制01-1-35-7
0.55
10
0.36
楼板
楼面-2
0.65
11.1
0.22
墙
1~3层商场墙
200厚非承重空心砖
0.76
9.8
0.17
4~18层住宅楼墙
石膏板夹矿棉板轻质
隔墙
3.8
0.85
表2-5围护结构的基本构造
围护结构的基本构造
材料名称
厚度（mm）
现浇混凝土
模版置
保温板
外涂料装饰层
聚合物砂浆加强面层
聚苯板
75
180mm现浇混凝土
180
墙面刮腻子
断热式铝合金
低辐射中空
玻璃窗
平板玻璃
40
断热铝合金
玻璃门
砾砂外表层
5
隔汽层
卷材防水层
水泥砂浆
钢筋混凝土
35
水泥膨胀珍珠岩350
175
粉刷
沥青油毡油毡纸
15
100
木丝板
60
热流向下
（水平、倾斜）
60mm以上
200
钢丝网抹灰加油漆
25
沥青乳化青膨胀珍珠岩400
30
混凝土剪力墙
50
石膏板
矿棉岩棉玻璃棉毡140
2.3节能要求校核计算
由于该建筑地点为北京，属于寒冷地区，围护结构的最大传热系数值与体形系数与窗墙面积比有关。
2.3.1体形系数
体形系数S等于建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值，按公式（2-1）计算。
根据参考资料[4]第4.1.2条规定建筑物建筑物体型系数S值应≤0.3，若体型系数>
0.3，则应屋顶与外墙应加强保温。
（2-1）
式中S——建筑物体型系数
Fw——建筑物与室外大气接触的外表面积，m2
V——建筑物的体积，m3
该建筑物体型系数为：
该建筑体型系数符合标准。
2.3.2窗墙面积比
根据参考资料[4]窗墙比不同决定着不同朝向的窗户的最大传热系数值不同。
各种窗的尺寸见表2-5与2-6。
表2-51~3层商场窗的尺寸图
窗型号
尺寸
（m×
m）
LC1
1.8×
3.6
LC11
7.1×
3.5
MLC4
6.4×
LC2
5.55×
LC12
5.9×
MLC5
4.6×
LC3
6.9×
LC13
MLC6
LC4
2.42
LC14
MLC7
2×
LC5
LC15
7.2×
MLC8
LC6
2.35×
LC16
1.8
MLC9
LC7
2.6×
LC17
0.9×
MLC10
LC8
1.5×
MLC1
MLC11
2.3×
LC9
9×
MLC2
MQ1
7.2
LC10
MLC3
7.8×
MQ2
表2-64~18层住宅楼窗的尺寸图
SGC1
4.5×
SGC10
SGC19
3.9×
SGC2
SGC11
1.2×
1.52
SGC20
3.0×
SGC3
SGC12
1.4×
SGC21
3.3×
SGC4
1.3×
SGC13
5.4×
SGC22
SGC5
SGC14
4.8×
SGC23
SGC6
SGC15
SGC24
1.6×
SGC7
3.8×
SGC16
SGC25
SGC8
SGC17
1.62
SGC9
2.9×
SGC18
经计算：
各面墙窗墙比如下：
南墙：
0.78，北墙0.687：
，东墙0.47：
，西墙：
0.52。
参照表格2-3，该建筑符合节能标准。
2.3.3最小热阻的计算
根据参考资料[5]墙体的惰性系数按公式（2-2）计算
（2-4）
式中R——墙体的热阻，（m2．K）/W
S——墙的蓄热系数
根据墙体热惰性指标该建筑属于第Ⅰ类建筑
根据参考资料[1]最小热阻按公式（2-3）计算
（3-5）
式中tR——供暖室计算温度，tR=20℃
tOW——冬季围护结构的室外计算温度，tOW=－7.5℃
a——温差修正系数，a=1
Rn——维护结构表面换热热阻，（m2．K）/W；
0.11
[∆t]——供暖室计算温度与围护结构表面温度的允许温差，外墙
[∆t]=6.0℃，屋顶[∆t]=4.0℃
外墙的最小热阻：
R0min=[20－（－7.5）]×
0.11/6=0.47（m2.℃）/W
屋顶的最小热阻：
0.11/4=0.756（m2.℃）/W
可以看出该建筑物的材料的热阻都小于热阻，不会存在结露的危险。
2.4本章小结
人员条件本章主要根据具体的参考文献确定了该建筑所处地区即北京的室外气象参数，对该建筑所处的环境做更为深入的了解，为以后的设计选择做了铺垫，此外，还确定了空调房间的室设计参数、围护结构（包括外墙、墙、屋面、楼板、外窗以及外门）材料及结构和热工指标等为以后的计算提供了重要的依据，并对该围护结构作出节能校核，为下面的采暖系统提供据。
第3章夏季负荷计算
3.1夏季冷负荷的计算
目前，我国常用冷负荷系数法计算空调冷负荷。
根据参考资料[5]结合该建筑物的特点，对于工艺性空调，当有外墙时，据外墙2m围的地面受室外气温和太阳辐射热的影响较大。
因此，《规》中规定据外墙2m围的地面需计算传热形成的冷负荷；
对于舒适性空调，夏季通过地面传热形成的冷负荷所占的比例很小，可以忽略不计空调区的冷负荷由下列各项冷负荷构成：
（1）外围护结构逐时传热形成的冷负荷
（2）外窗、外门、玻璃幕墙逐时传热形成的冷负荷
（3）外窗、外门、玻璃幕墙日射得热冷负荷
（4）通过围护结构传热形成的冷负荷
（5）人体散热形成的冷负荷
（6）照明得热冷负荷
（7）设备散热形成的冷负荷
（8）空气渗透冷负荷
3.1.1外墙或屋面逐时传热形成的冷负荷
外墙或屋面逐时传热形成的冷负荷，按公式（3-1）计算：
（3-1）
式中K——外墙传热系数，W/（m2．℃）
A——计算面积，m2
——外墙和屋面逐时冷负荷计算修正温度。
tR——室设计温度，℃
3.1.2外窗、外门、玻璃幕墙逐时传热形成的冷负荷
外窗、外门、玻璃幕墙逐时传热形成的冷负荷，按公式（3-2）计算：
（3-2）
式中AW——外窗面积（包括窗框、即窗的墙洞面积），m2；
CW——窗框修正系数；
KW——窗的传热系数；
——外墙和屋面逐时冷负荷计算修正温度；
tR——室设计温度，℃；
3.1.3外窗、外门、玻璃幕墙日射得热冷负荷
外窗、外门、玻璃幕墙日射得热冷负荷，按公式（3-3）计算：
（3-3）
式中Ca——有效面积系数系数，
AW——窗口的面积，
Cs——窗玻璃的遮阳系数，
Ci——窗遮阳设置的遮阳系数，
Djmax——日射得热因数最大值，W/m2
CLQ——窗玻璃的冷负荷系数，
3.1.4通过围护结构传热形成的冷负荷
通过围护结构传热形成的冷负荷,按公式（3-4）计算：
（3-4）
式中Ki——墙的传热系数，
Ai——墙的面积，
∆ta——附加温升，2℃；
3.1.5人体散热形成的冷负荷
人体散热形成的冷负荷由两部分构成：
人体显热散热引起的冷负荷与人体潜热散热引起的冷负荷，可按公式（3-5）计算：
人体显热散热引起的冷负荷，按公式（3-6）计算：
（3-6）
式中QS（τ）——人
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