石家庄市金融中心大厦空调系统设计说明书

青岛理工大学毕业设计（论文）用纸- 1 -青岛理工大学毕 业 设 计（论 文）题目：金融中心大厦空调系统设计 学生姓名： 王盛巍 指导教师： 史自强 环境与市政工程学院建筑环境与设备工程专业 11 级设备 3 班2015 年 6 月 8 日青岛理工大学毕业设计（论文）用纸- 2 -摘 要本文针对石家庄市金融中心大厦中央空调系统进行了设计计算。根据该建筑物的功能要求和使用特点，分析比较了各种空调方式，确定该建筑物空调系统为风机盘管-新风系统形式。主要设计内容包括：空调冷负荷的计算；空调系统的划分；冷源的选择；空调末端处理设备的选型；风系统的设计与计算；室内送风方式与气流组织形式的确定；水系统的设计与水力计算；风管系统与水管系统保温层的设计；消声防振设计等。本文所设计的中央空调系统既能满足热舒适性要求，又最大程度地考虑了建筑节能的需要。关键词：办公楼，中央空调，风机盘管-新风系统，节能青岛理工大学毕业设计（论文）用纸- 3 -ABSTRACTThe graduation project designs a central air conditioning system for Financial Central Building in Shijiazhuang City. Based on the functions and the features of the building, several patterns of the air conditioning system have been analyzed. Eventually, the scheme of the primary air fan coil system is adopted. Then design calculation is carried out. It contains: cooling load calculation, the estimation of system zoning, the selection of refrigeration units, the selection of air conditioning equipments, the design of air duct system, the estimation of air distribution method and the selection of relevant equipments, the design of water system and its resistance analysis, the insulation of air duct plant and chilled water pipes, noise and vibration control, etc. This design aims to a comfortable air-conditioning system. At the same time, it also meets the energy-saving requirement to a great extent.KEY WORDS: official building,central air conditioning,primary air fancoil system,energy saving青岛理工大学毕业设计（论文）用纸- 4 -目录前 言 .- 6 -第 1 章.设计资料 .- 7 -1.1 设计题目 .- 7 -1.2 设计范围 .- 7 -1.3 建筑概况 .- 7 -1.4 设计参数 .- 7 -1.5 空调方案- 8 -1.6 冷热源分析 - 8 -第 2 章.空调房间的冷湿负荷计算 .- 10 -2.1 外墙和屋顶传热形成的逐时冷负荷 .- 11 -2.2 外墙、架空楼板或屋面的传热冷负荷 .- 11 -2.3 外窗玻璃瞬变传热引起的冷负荷 .- 11 -2.4 照明、人体散热引起的冷负荷 .- 12 -2.5 设备引起的冷负荷 .- 13 -2.6 内围护结构引起的冷负荷 .- 13 -2.7 新风、渗透引起的冷负荷 - 14 -第 3 章.热负荷计算说明 .- 15 -3.1 通过围护结构的基本耗热量计算 .- 15 -3.2 附加耗热量计算公式 .- 15 -3.3 通过门窗隙缝的冷风渗透耗热量计算公式 .- 16 -3.4 外门开启冲入冷风耗热量计算公式 .- 16 -第 4 章.空气调节系统 .- 17 -4.1 冷、热源 .- 17 -4.2 空调水系统 .- 17 -4.3 空调风系统 .- 17 -第 5 章.设备选型 .- 18 -5.1 风机盘管选型与布置 .- 18 -5.2 空调机组选型计算 .- 19 -5.3 制冷机组选型 .- 21 -5.4 板式换热器选型 .- 22 -5.5 冷却塔选型 .- 22 -5.6 水泵选型 .- 23 -第 6 章.防、排烟及通风系统 .- 25 -6.1 风道的设计与布置 .- 25 -6.2 防排烟设计 .- 25 -第 7 章. 空调系统水力计算 .- 27 -7.1 空调系统的水力计算 - 27 -7.2 水管系统中的管材及阀门 - 29 -第 8 章. 空调系统的消声减震及保温 .- 30 -8.1 消声减震措施 .- 30 -青岛理工大学毕业设计（论文）用纸- 5 -8.2.管道的防腐与保温 .- 31 -总结 .- 32 -致谢 .- 33 -参考文献 .- 34 -附表青岛理工大学毕业设计（论文）用纸- 6 -前 言空调制冷技术的诞生是建筑技术的一项重大进步，它标志着人类从被动适应宏观自然气候发展到主动控制建筑微气候，在改造和征服自然的过程的又迈出了坚实的一步。制冷空调系统的出现为人们创造了舒适的生活和工作环境，但是制冷空调系统的能耗也逐渐成为建筑能耗增长的最主要的原因。据统计，我国建筑能耗约占全国总能能耗的35%，而制冷空调系统能耗又占建筑能耗的50%60%左右。因此，节能降耗已经成为空调系统设计的关键环节。空调系统设计方案直接影响着建筑环境的质量和能源消耗状况，对空调系统设计方案进行科学的选择和优化，是提高空调系统设计质量的重要途径。本次毕业设计的任务是石家庄市金融中心大厦空调系统设计。该建筑物是一幢二十三层高的办公楼，地下二、三层为地下停车场，地下一层为停车场和餐厅，一层为大堂及办公室，二-二十三层为办公室，总建筑面积约为35524m。本次毕业设计，将依据建筑物的功能要求和使用特点，根据民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（GB50736-2012）等标准规范的要求，设计合理的空调系统方案，满足建筑物热舒适性的要求，并最大限度地降低系统的能耗。设计内容包括：确定该建筑物空调方案，计算负荷，确定空调方式和空调房间气流组织形式，设计风道系统，设计空调水系统，选择空气处理设备，制定空调系统的消声防振措施，确定防排烟措施，选择冷热源设备，设计制冷机房等。通过本次毕业设计，我们将经受一次较为全面、严格的工程设计训练，熟悉空调系统设计过程，了解现代工程设计方法，培养分析解决问题的能力，树立高度的工作责任感。青岛理工大学毕业设计（论文）用纸- 7 -第 1章.设计资料1.1设计题目金融中心大厦空调系统设计1.2设计范围空气调节、采暖通风、防排烟设计1.3建筑概况本工程位于河北省石家庄市（经度 114.25，纬度 38.02） ，海拔高度 81 米。总建筑面积约为 35524 平方米。地上 23 层，1 至 23 层为办公区域；地下三层层，其中地下一层地下停车库、设备机房、餐厅，地下 2 至 3 层为地下停车库。1.4设计参数1.4.1主要气象参数夏季参数：空气调节室外干球设计温度 35.1，空气调节室外湿球计算温度 26.8。空气调节日平均温度 30。通风室外计算温度 30.8。通风室外相对湿度 60%，室外平均风速 1.7m/s。大气压力 995.8hpa。冬季参数：供暖室外计算温度-6.2，空气调节室外计算温度-8.8，通风室外计算温度-2.3，空气调节室外计算相对湿度 55%，室外平均风速 1.8m/s，最多风向平均风速 2 m/s。大气压力 1017.2hpa。冬季冷风渗透量朝向修正：东 0.65，南 0.2，西 1，北 0.65，东南 0.15，西南 0.4，东北 0.9，西北 1太阳辐射朝向修正：东-0.05，南-0.2，西-0.05，北 0.05，青岛理工大学毕业设计（论文）用纸- 8 -东南-0.13，东北 0.05，西南-0.13，西北 0.05外部幕墙传热系数 K=0.47w/m2.，内墙传热系数 K=1.43w/m2.，楼板传热系数K=,1.396w/m2.，内门传热系数 K=6.5w/m2.1.4.2空调房间的设计参数1.5空调方案 空调方案的选择比较以下四种：1.全空气单风道系统a、一般用于要求恒温、无尘、无噪音的场所。例如：净化空调、电视台、播音室、博物馆等；b、空调空间大、居留人员多，而且空调空间的温湿度、洁净度以及使用时间等参数要求一致的场所。例如：商场、影剧院、展览厅、餐厅、多功能厅、体育馆等。2.全空气变风量系统当多个空调房间合用一个空调风系统，各房间负荷变化较大、低负荷运行时间较长，且需要分别控制室内温度的场所。但是，温度和湿度的控制精度较低及噪声要求不严格的场所。如一些服务行业大型建筑物等。变风量系统尤其适用于全年都需要供冷的大型建筑物内区 。注：国内使用较少，欧洲国家使用较多，运行控制与管理较为繁琐。3.风机盘管加新风系统的空调系统多用于空调房间较多，各个房间的居留人员密度不大，建筑物层高较低，房间温湿度要求不严格且各房间要求单独调节的场所。这是目前使用较多的一种方式。其优点是可以实现独立调节的功能，外加设计简单。多用于旅馆客房、公寓、住宅、医院病房、大型办公楼等建筑 。厨房等空气中含有较多油烟的房间，以及空气质量和温湿度要求较高的洁净或恒温恒湿的房间，不能选用风机盘管系统。4.多联机空调系统 包括空气源和水源。一般用于民用建筑物中，较多房间需要单独调节和控制的场所。应用越来越广泛。主要是使用的灵活性。缺点是新风系统难以设计和不适宜高大空间综上所述，本项目空调房间较多，多为办公室，人员密度不大，要求独立控制，因此选择风机盘管加新风系统的空调方案。1.6冷热源分析1.6.1设备初投资该项目建筑位于河北省石家庄市，总建筑面积 35524.9m2，层数为 26 层。空调总冷负荷为 2823.89kw，供暖总热负荷为 2426.93kw。负荷计算和该建筑物所处区域房间 夏季设计温度（）相对湿度（%）冬季设计温度（）相对湿度（%）新风量 噪声标准dB（A）办公室 27 63 19 50 30m3 人/小时 50青岛理工大学毕业设计（论文）用纸- 9 -冷热源条件表明，该建筑夏季需独立冷源供冷，冬季需独立热源供热。按现有冷热源技术条件，冷热源组合有三种方案可供选择。方案一：离心式冷水机组+城市热力官网；方案二：溴化锂吸收式制冷机组；方案三：地表水水源热泵系统。分析如下：方案三：地表水水源热泵系统属于新型冷热源系统，对于建筑周边环境要求比较严格，另外存在环境与经济性问题，本建筑位于石家庄市市中心，周围无可用地表水，因为该方案不适合。查各设备选型资料，考虑能效比和价格的综合影响选用，方案一：麦克维尔磁悬浮离心机两台，型号 WME0500SSM3F/E3012/C3012,制冷量 1758kw，方案二：三洋溴化锂机组两台，型号 DG-41M,制冷能力 1582kw，制暖能力 1324kw。设备初投资,.单位：万元方案一 方案二离心式冷水机组+城市热力官网直燃型溴化锂制冷机空调设备费用 200 120城市热力挂网费（88 元/m2）313 0冷却塔系统(300 元/T)15 13.5天然气增容费(600 元/Nm)0 6.6总计 528 140.11.6.2运行费用 石家庄市一年的采暖时间为 123 天，空调用制冷时间 90 天左右，如果按满负荷运行，电价为 0.81 元/kwh，天然气价 3.6 元/m3，人工费取 1.5 万元/（人*年） 。设每天运行时间 8 小时。压缩式制冷压缩式制冷耗电量为 270.5kw，所以一年的电费:270.58700.81=12.27 万元一年的人工费：1.52=3 万元一年的运行费：12.27+3 =15.27 万元冬天供暖需要接入城市热网，供暖费用 482426.93*123*24*3600/106=124 万元合计：15.27+124=139.27 万元/年直燃型溴化锂制冷（燃气）耗天然气 110.5m3/h，耗电量 14kw 为，因此有：一年的燃料费：110.58(123+90)3.6=67.8 万元一年的电费：148(123+90)0.81=1.9 万元一年的人工费：1.52=3 万元合计：67.8+1.9+3 =72.7 万元/年1.6.3设备折旧费设备折旧费是指设备到达使用寿命折合于每年的设备费用，电制冷机 25 年，青岛理工大学毕业设计（论文）用纸- 10 -直燃型溴化锂机组是 15 年。对于电制冷机：20025=8 万元/年对于直燃型溴化锂制冷机：12015=8 万元/年1.6.4维护管理费一般情况下维护管理费按设备折旧费的 30%计算对于电制冷机：830%=2.4 万元/年对于直燃型溴化锂制冷机：830%=2.4 万元/年1.6.5其他费用为便于分析比较，辅助设备、管道安装调试费等认为基本相同，不在比较范围内。1.6.6总费用对于电制冷机：313+15+139.27+8+2.4 =477.67 万元/年对于直燃型溴化锂制冷机：13.5+6.6+72.7+8+2.4 =103.2 万元/年1.6