某办公楼暖通空调工程设计计算书

1、合肥工业大学 PAGE 4芜湖市某办公楼暖通空调工程设计说明书一 工程简介此工程属于民用类公共建筑，属于综合性的办公楼，位于安徽省芜湖市。共13层，其中地上12层，建筑面积6255.8m2，地下一层，建筑面积491.4m2；一层层高5.6米，二层以上每层3.9米。二 气象条件三 围护结构参数1.外墙：钢筋混凝土墙体，结构如图3-1所示，=350mm；图 3-1 图 3-22.内墙：3E墙板，结构如图3-2所示，=200mm；3.屋顶：结构如图3-3所示，=70mm；4.传热系数： （2-1）式中 内表面对流换热表面传热系数， W/(m2 )；墙体厚度，m；图 3-3导热系数，W/(m )；内表

2、面对流换热表面传热系数，W/(m2 )；所以外墙的传热系数：=2.21 W/(m2 )；内墙的传热系数：=2.09 W/(m2 )；屋顶的传热系数：=0.65 W/(m2 )。5窗户为金属窗框、单层透明单玻璃，内挂浅色帘，传热系数为=5.94 W/(m2 )。6.门为保温隔音、单框金属门，传热系数为=5.94 W/(m2 )。四 空调系统设计 空调系统一般均由空气处理设备和空气分配设备组成，根据需要，他可组成许多不同形状的系统，在工程上，应考虑建筑物的用途和性质，热湿负荷特点，温湿度调节和控制的要求，空调机房的面积和位置，初投资和运行费用等多方面的因素，选定合理的空调系统。根据负担室内热湿负荷

3、所用的介质不同分为全空气系统、全水系统、空气-水系统，冷剂系统。按热量移动（传递）的原理来分可分为对流式空调和辐射式空调，按被处理空气的来源来分又可分为封闭式系统、直流式系统和混合式系统。按空气处理设备的集中程度可分为集中式空调系统、半集中式空调系统和分散式空调系统；集中式是指所有的空气处理设备均设在一个集中的空调机房内。半集中式除了集中空调机房（主要处理室外新风）外，还包括分散放在空调房间内的二次设备，其中多半设有冷热交换装置，如风机盘管等。全分散式没有集中空调机房，二是完全采用组合式设备向各房间进行空调，自带制冷机组的空调机组方式就属于这一类，如各房间的空调器等。集中式和半集中式也可通称为

4、中央空调，而全分散式系统也称为局部空调。中央空调和局部空调相比，具有以下优点：1空气调节效果好，可以严格的控制室内温度和室内的相对湿度，并能满足室内空气清洁度的不同要求；2可向室内送新风，保证室内空气新鲜度；并且可以进行理想的气流分布设计；3机组相对故障少，运行管理方便，运行费用低；4空调与制冷设备集中安设在机房，便于管理与维修；5设备使用寿命长；6可以有效的采取消声和隔振措施，故噪声小；7宜于装饰配合，达到现代建筑要求的高档、舒适和美观的目的。对于该建筑的办公房间面积大，并且所要求的处理效果差不多。针对楼层高的房间风管适宜布置所采用的中央空调方式，又以采用半集中式空调较多，而其中首选的为风机

5、盘管加新风空调系统，风机盘管的空调方式是空气水系统中的一种主要形式,主要是由风机与冷热交换盘管组成，他的功能主要是在空气进入被调房间之前对从集中处理设备来的空气再进行一次处理，或者新风由新风机组集中处理，而房间内回风由风机盘管处理，组成风机盘管加新风的半集中式空调系统。该系统的优点是：1与全空气系统比较，可节省空间。2布置灵活，具有个别控制的优越性，各房间单独调节温度，房间不入住人时，可关调机组，不影响其他房间的使用。3节省运行费用,运行费用与单风道系统相比约低2030%,比诱导器系统低1020%,而综合投资费用大体相同,甚至略低。4机组定型化，规格化，易于选择安装。5有较好的供热能力。风机盘

6、管机组的缺点是：1.作为空气-水系统，潜在漏水的可能性；2.机组可能产生凝雾；3.冷凝水盘可能滋生影响人体健康的微生物；4.需要单独设立新风系统解决室内新风问题；5.风机盘管机组过滤效率差，影响到室内空气品质。因此综上考虑及分析，本次设计针对于楼层较高的首层和二层采用全空气系统；三楼和三楼以上楼层较低的采用风机盘管加新风系统，这样调节灵活，运行管理方便等优点，还能很好的控制室内的空气参数。五 冷、热、湿负荷为了保持建筑物的热湿环境，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为了补偿房间失热需向房间供应的热量称为热负荷；为了维持房间相对湿度恒定需从房间除去的湿量称为湿负荷。房间冷、热、湿负荷

7、也是确定空调系统送风量及各种设备容量的依据。主要冷负荷由以下几种：1外墙及屋面瞬变传热引起的冷负荷；2内围护结构冷负荷；3外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷；4透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷；5设备散热引成的冷负荷；6人体散热引起的冷负荷；7照明散热引起的冷负荷；在冷负荷的计算方法上，本设计采用冷负荷系数法计算空调冷负荷。主要热负荷包括围护结构的耗热量和加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量；其中围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量（朝向修正、风力附加、外门开启附加、高度附加等），由于在空调房间内的空气为正压，故由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量不予考虑。在热负荷的计算方法上，也采用热负荷系数法

8、计算空调热负荷。主要湿负荷有人体散湿量和敞开水表面散湿量，根据本建筑的特点，只计算人体散湿量。5.1冷负荷1.外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷 (5-1)式中 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；外墙和屋面的面积，m2；外墙和屋面的传热系数，W/(m2 )，由暖通空调附录2-2和附录2-3查取；室内计算温度，；外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，由暖通空调附录2-4和附录2-5查取；地点修正值，由暖通空调附录2-6查取；吸收系数修正值，取=1.0；外表面换热系数修正值，取=0.94；2.内围护结构冷负荷 (5-2)式中 内围护结构（如内墙、楼板等）传热系数，W/(m2 )；内围护结构的面积，m

9、2；夏季空调室外计算日平均温度，；附加温升，可按暖通空调表2-10查取。3.外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 （5-3）式中 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W；外玻璃窗传热系数，W/(m2 )，由暖通空调附录2-7和附录2-8查得；窗口面积，m2；外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，由暖通空调附录2-10查得；玻璃窗传热系数的修正值；由暖通空调附录2-9查得；地点修正值，由暖通空调附录2-11查得；4.透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷 (5-4)式中 有效面积系数，由暖通空调附录2-15查得；窗口面积，m2；窗玻璃的遮阳系数，由暖通空调附录2-13查得；窗内遮阳设施的遮阳系数，由暖通空调附录2-14查得

10、；日射得热因数，由暖通空调附录2-12查得；窗玻璃冷负荷系数，无因次，由暖通空调附录2-16至附录2-19查得；5.设备散热引起的冷负荷 （5-5）式中 设备和用具显热形成的冷负荷，W； 设备和用具的实际显热散热量，W；设备和用具显热散热冷负荷系数，可由暖通空调附录2-20至附录2-21查得。如果空调不连续，则=1.0。6.人体散热形成的冷负荷(1)人体显热散热形成的冷负荷 (5-6)式中 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W，由暖通空调表2-13查得； 室内全部人数；群集系数，由暖通空调表2-12查得；人体显热散热冷负荷系数，由暖通空调附录2-23查得；(2)人体潜热散热形成的冷负荷 (

11、5-7)式中 人体显热散热形成的冷负荷，W； 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W； 室内全部人数； 群集系数，由暖通空调表2-12查得；7.照明散热形成的冷负荷白炽灯 (5-8)日光灯 (5-9)式中 照明灯具所需功率，W； 镇流器消耗功率系数，明装时，=1.2，暗装时，=1.0； 灯罩隔热系数，灯罩有通风孔时，=0.50.6；无通风孔时，=0.60.8； 照明散热冷负荷系数，由暖通空调附录2-22查得。8.计算建筑的各楼层分项逐时冷负荷总表见附录表。5.2 热负荷1.围护结构的基本耗热量 (5-10)式中 部分围护结构的基本耗热量，W；部分围护结构的表面积，m2；部分围护结构的传热系数

12、，W/(m2 )；冬季室内计算温度，；冬季室外空气计算温度，；围护结构的温差修正系数。注：围护结构两侧温差大于5时，应计算该围护结构的传热量。2.围护结构的附加耗热量（1）朝向修正系数 ；（2）风力附加 ；（3）外门开启附加 注：对开启一般的外门（如住宅、宿舍、托幼)，当外门所在层以上的楼层为时，一道门附加65%；（4）高度附加 。3.计算建筑的各楼层分项逐时热负荷总表见附录表。5.3 湿负荷人体散失： (5-11)式中 人体散湿量，kg/s； 成年男子的小时散湿量，g/h；室内全部人数；群集系数，由暖通空调表2-12查得。六 空气处理过程1.全空气系统系统采用定风量单风道系统，空调机组将系统

13、的一次回风与外界的新鲜空气混合，并将其处理到室内要求的状态点，通过风道将空气送到各个房间；焓湿图见图6-1。 图6-1 全空气系统处理过程2.空气-水风机盘管系统新风处理到室内的焓值，而风机盘管承担室内人员、设备冷负荷和建筑围护结构冷负荷。新风与风机盘管的空气处理过程及送风（风机盘管送风和新风）在室内的状态变化过程在图上的表示见图6-2。室外的新风被冷却处理到机器露点；此点的温度根据设计的室内状态点的焓值盘管加独立新风系统空气处理过程线与相对湿度90%95%线交点确定。图6-2 空气-水风机盘管系统处理过程七 气流组织布置原则1满足室内设计温湿度及其精度、工作区允许的气流速度、噪声标准及防尘要

14、求；2气流分布均匀，避免产生短路及死角；3与建筑装饰有较好的配合。气流组织分布1.全空气系统的气流组织：空调房间的送风形式采用上送上回，送风口采用方型四面吹散流器，均匀布置在空调房间的吊顶上。回风口采用单层百叶回风口（自带调节阀），布置在每个空调房间吊顶的边缘。2风机盘管加新风系统的气流组织：为保持室内空气均匀，送风口和回风口均匀的布置在吊顶上，风机盘管的送风口采用双层百叶送风口（自带调节阀），回风口采用单层百叶回风口（自带调节阀）。3由于厕所须保持负压，因而在男女厕所各设置一个圆形排气扇，直接将空气排到竖井风道里，并且再不设置风机盘管和送风口。其风量主要是由走廊风经过门下面的百叶风口因正压压

15、入到厕所。八 风道布置风道布置原则1.合理利用空间，并同建筑结构配合，尽量考虑到美观；2.不能影响工艺及操作；3.管路应尽量短，且转弯少，便于施工与制作；4.考虑到运行调节的灵活性。风管设计1.风管材料的选用：采用镀锌钢板制作，其优点是不燃烧、易加工、耐久，也较经济。空调风管保温材料采用带铝箔的离心超细玻璃棉板，厚度为40mm（用塑料钉固定在风管上），外缠玻璃布保护层。2.风管形式的确定：由于采用定风量系统，而且建筑本身的负荷不是很大，所以系统的送风量也不是很多，所以采用了低速系统，又因为技术夹层的限制，在这里不能再布置圆管，仍然采用矩形方管的型式。并且矩形风管具有易布置，弯头及三通等部件的尺

16、寸较圆形风管的部件小，且容易加工的优点。所以在本设计中的所有风管都为矩形方管。在个别的管路中（总干管和总支管），风速还是比较大的。对于普通低速定风量系统，风管的末端就是风口，风速过高引发的再生噪音会通过风管传到风口，进入室内。因此在机房出口位置增加一个消声器，减少噪音的传播。负荷计算方法及公式(一)、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Q(W)，按下式计算： Q=KFt- (1.1)式中 F计算面积，； 计算时刻，点钟； -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； t-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

17、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=16,时间延迟为=5,作用时刻为=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0.2时，可用日平均冷负荷Qpj代替各计算时刻的冷负荷Q： Qpj=KFtpj (1.2)式中 tpj负荷温差的日平均值，。(二)、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Q按下式计算： Q=KFt (2.1)式中 t计算时刻下的负荷温差，； K传热系数。(三)、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Q，应根据不

18、同情况分别按下列各式计算： 1.当外窗无任何遮阳设施时 Q=FCsCaJw (3.1)式中 Jw计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/； 2.当外窗只有内遮阳设施时 Q=FCsCaCnJw (3.2)式中 Jw计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/； 3.当外窗只有外遮阳板时 Q=F1Jn+FJnnCsCa (3.3) 注：对于北纬27度以南地区的南窗， 可不考虑外遮阳板的作用，直接按式(3.1)计算。 4.当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时 Q=F1Jn+FJnnCsCnCa (3.4)式中 Jn计算时刻下，标准玻璃窗的直射辐射照度，W/； Jnn计算时刻下，标准玻璃窗的散热辐射照度，W/； F1窗

19、上收太阳直射照射的面积； F外窗面积（包括窗框、即窗的墙洞面积） Ccl、CclN冷负荷系数（CclN为北向冷负荷系数），无因次，按纬度取值； Ca窗的有效面积系数； Cs窗玻璃的遮挡系数； Cn窗内遮阳设施的遮阳系数； 注：对于北纬27度以南地区的南窗， 可不考虑外遮阳板的作用，直接按式(3.2)计算。(四)、内围护结构的传热冷负荷 1.当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内窗的温差传热负荷，可按式(2.1)计算。 2.当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热负荷，可按式(1.1)计算，或按式(1.2)估算。此时负荷温差t及其平均值tpj，应按零朝向的数据采用。 3.当邻室有

20、一定发热量时，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=KF(twp+tls-tn) (4.1)式中 Q稳态冷负荷，下同，W； twp夏季空气调节室外计算日平均温度，； tn夏季空气调节室内计算温度，； tls邻室温升，可根据邻室散热强度采用，。(五)、人体冷负荷 人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Q，按下式计算： Q=nq1CclrCr (5.1)式中 Cr群体系数； n计算时刻空调房间内的总人数； q1一名成年男子小时显热散热量，W； Cclr人体显热散热冷负荷系数。(六)、灯光冷负荷 照明设备散热形成的计算时刻冷负荷Q，应根据灯具的种类和安装情况分别按

21、下列各式计算： 1.白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯 Q=1000n1NX-T (6.1) 2.镇流器装在空调房间内的荧光灯 Q=1200n1NX-T (6.2) 3.暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯 Q=1000n0NX-T (6.3)式中 N照明设备的安装功率，kW； 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； T 开灯时刻，点钟； -T从开灯时刻算起到计算时刻的时间，h； X-T-T时间照明散热的冷负荷系数。(七)、设备冷负荷 热

22、设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷Q，按下式计算： Q=qsX-T (7.1)式中 T热源投入使用的时刻，点钟； -T从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间，； X-T-T时间设备、器具散热的冷负荷系数； qs热源的实际散热量，W。 电热、电动设备散热量的计算方法如下： 1.电热设备散热量 qs=1000n1n2n3n4N (7.2) 2.电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量 qs=1000n1aN (7.3) 3.只有电动机在空调房间内的散热量 qs=1000n1a(1-)N (7.4) 4.只有工艺设备在空调房间内的散热量 qs=1000n1aN (7.5)式中 N设备的总安装功率，

23、kW； 电动机的效率； n1同时使用系数，一般可取0.5-1.0； n2利用系数，一般可取0.7-0.9； n3小时平均实耗功率与设计最大功率之比，一般可取0.5左右； n4通风保温系数； a输入功率系数。(八)、渗透空气显热冷负荷 1.渗入空气量的计算 (1) 通过外门开启渗入室内空气量G1(kg/h)，按下式估算： G1=n1V1pw (8.1)式中 n1小时人流量； V1外门开启一次的渗入空气量，m3/h； pw夏季空调室外干球温度下的空气密度，kg/m3。 (2) 通过房间门、窗渗入空气量G2(kg/h)，按下式估算： G2=n2V2pw (8.2)式中 n2每小时换气次数； V2房间

24、容积，m3。 2.渗透空气的显冷负荷Q(W)，按下式计算： Q=0.28G(tw-tn) (8.3)式中 G单位时间渗入室内的总空气量，kg/h； tw夏季空调室外干球温度，； tn室内计算温度，。(九)、伴随散湿过程的潜热冷负荷 1.人体散湿和潜热冷负荷 (1) 人体散湿量按下式计算 D=0.001ng (10.1)式中 D散湿量，kg/h； g一名成年男子的小时散湿量，g/h。 (2) 人体散湿形成的潜热冷负荷Q(W)，按下式计算： Q=nq2 (10.2)式中 q2一名成年男子小时潜热散热量，W； 群体系数。 2.渗入空气散湿量及潜热冷负荷 (1) 渗透空气带入室内的湿量(kg/h)，按下式计