综合办公楼暖通系统设计

某综合办公楼暖通系统设计摘要本文对北京某综合办公楼暖通空调系统进行设计，关于每一环节的设计，都要提出几种预选方案并比较各个方案的优缺点及进行经济技术分析，最终得到最优方案，来达到办公楼暖通空调设计要求。针对设计过程中出现的问题我也提出一些切实可行的解决办法并改善方案。建筑对象为北京某综合办公楼，一至三层为裙房，房间类型有中庭、餐厅、办公室、配电室、IT中心，四至十二层以办公室为主，考虑到房间的类型和用途的时候，空调系统采用风机盘管加新风的组合，关于个别不需要新风的房间只采用风机盘管提供冷量即可。制冷机房单独布置，采用两台螺杆式制冷机组，由于冷热负荷相差不大，流量接近两倍，故分别设置冷热水泵，机房内有板式换热器进行市政热网与二次侧换热，用于冬季采暖供水。设计中有一些必须注意的问题，如风管水管的布置，风机盘管选型，制冷机房的布置是否正当，应结合实际施工情况来确定设计方案。整个暖通空调系统的设计符合国家相关设计规范。大量的设计手册和样本，也可用于配套设备的选择，并且从经济性和技术性两大角度，进行更深层次的细致对比，从而确定总设计方案以及相应的设备选型，与此同时，绘制了较为严谨的施工图。此外，在本篇论文中，详细阐明了基本设计方法及其多样化相关数据。关键词：暖通空调系统；系统设计；设计原理；节能设计目录TOC\o"1-3"\h\u188摘要 I214041绪论 1188271.1选题背景 198621.2暖通空调技术发展概况 1308321.3相关工作 162931.4本文主要设计内容 1177072工程概述 2277232.1工程概况 2134252.2室内设计参数 258532.3室外设计参数 293922.4建筑条件 3273622.5能源与动力条件 3236753空调系统方案的确定与比较 4167893.1空调系统方案分析比较 444283.1.1空气处理系统方案 4243253.1.2全空气系统方案 4208453.1.3风机盘管系统方案 4289063.2方案的确定 5209954负荷计算 6176564.1冷负荷的构成及负荷计算方法 6272774.2冷负荷计算 6314565冷热源的确定与经济技术分析 944475.1冷热源形式的比较 9223795.2方案确定与比较 922645.3确定最终方案 10187676空气处理方案分析及计算 11111106.1风机盘管选型 11298476.1.1空气处理过程的计算 1143946.1.2风机盘管选型 1260896.2新风机组选型 13135237气流组织计算 15146437.1空调气流组织校核计算 1538477.1.1散流器送风气流组织设计计算 15175028空调风管水力计算 1784008.1计算方法 17295148.2风管水力计算 18278689空调水系统及水管水力计算 20296489.1空调水系统分类及方案选择 20286459.2水力计算 20176669.2.1水力计算依据 20135759.2.2水力计算 212984610制冷机房设备的选择 231178010.1制冷机组的选择 232575810.2水泵的选择 233035410.2.1水泵选择依据 231744110.2.2补水定压系统设计 25899110.3冷却塔的选择 253105510.4分集水器的选择 263243610.5水处理设备的选择 262927410.6保温层的选择 263093411空调系统的消声与隔振 271492411.1空调风系统的消声 271935511.2空调装置的防震 272285911.3消声设备选型 2725426结论 281060参考文献 297272附录 307272致谢 321绪论1.1选题背景现如今，现代化的城市建筑，都对多样化设备，提出了较为严苛的实际要求。通常情况下，建筑所涉及到的设备，必须存在相对较低的日常能耗，并且不能对生态环境，造成一定的污染。对于中央空调系统而言，在其实际设计过程，需要协调配备某些单元设备，例如：制冷机组、新风机组、风机及其冷却塔等多样化设备，这些设备看似彼此独立，却又相互联系，构建出智能化的中央空调系统[1]。近年来，中国社会和科技领域正在不断蓬勃发展，人们的生活质量得到了稳步提升。在此背景下，暖通空调系统应运而生，并且获得了相对广泛的实际应用。随着科技的不断盛行，该系统的基础构造逐渐趋于复杂，这也为设计过程及其安装过程增加了难度。设计者不仅需要具备扎实的理论知识，而且必须掌握和遵循该行业中的诸多标准规范，才能切实满足实际工作需求。1.2暖通空调技术发展概况由于中国国民经济的日益繁荣，建筑行业在诸多领域中脱颖而出，并获得了相对稳定的迅猛发展。而作为建筑领域中尤为关键的暖通空调领域，也在不断推陈出新，研发出更加符合客户实际需求的新产品和新材料。实际上，暖通空调行业能够如此稳步的前行，关键在于秉持节能环保及其可持续发展的基本方针，将建筑环境的安全性与环保性作为持续发展的前提条件。基于冷热计量等相关政策，再结合多样化地域的基本特点，实现行业的智能化[3]。1.3相关工作暖通空调设计是建筑业发展的重要组成部分，我国经济不断发展，人民对居住工作环境的要求越来越高，因此暖通空调行业的要求也不断提高。暖通空调正向着节能、环保、可持续的方向发展，关于大型公共办公建筑，设计正当的暖通空调系统，将有利于人们对工作环境的舒适度要求[4]。1.4本文主要设计内容在本篇论文中，主要针对首都地域的某综合办公楼暖通空调系统，进行更深层次的细致设计。为达到人们工作环境及各方面要求进行的设计，主要设计内容有对办公楼夏季冷负荷和冬季热负荷计算，根据国家规定负荷指标确定是否满足要求，应尽可能的节能。进行方案的比较选择，提出几种可行性方案，按照节能环保可持续的要求选择最优方案进行设计。设备选择，管路计算，校核应保证满足正常工作要求。最后进行制冷机房相关设计，选择合适的机房设备，绘制相关平面图系统图。2工程概述2.1工程概况本次设计对象为北京某综合办公楼，其建筑面积约为10700m2，该办公楼共十二层，地下一层为车库，一至三层为裙房，且有变形伸缩缝将每层分为两部分，首层为接待大厅和一些办公室，二层含有大餐厅、办公室和IT中心，三层为办公室，四层以上为标准层，以办公室为主。本设计对办公楼进行暖通空调系统设计，来满足冬季和夏季的冷负荷和热负荷要求，并满足人们的舒适度要求。2.2室内设计参数表2-1室内相关设计参数细表2.3室外设计参数具体地点：首都北京气候寒冷，位于北纬39°8′，东经116°47′，海拔78.2m；大气压力：夏季1000.2kPa，冬季：1021.7kPa；年平均温度：13.7℃；室外计算干球温度：采暖-7.6℃；冬季空调-9.9℃；冬季通风-3.6℃；夏季通风29.7℃；夏季空调33.5℃；日平均29.6℃；与此同时，室外计算湿球温度为26.4℃；室外计算的相对湿度大致如下：冬季空调大约为44％；夏季通风大约为61％；室外风速大致如下：其中，冬季平均大致为2.6m/s；夏季平均大致为2.1m/s；最多风向平均速度及其实际频率如下：冬季WN，平均4.7，频率25％；夏季SE，平均3.6，频率15％；全年N，频率15％；最大冻土深度：92cm2.4建筑条件（1）外墙：混凝土加气混凝土，K=0.71；不透明玻璃幕墙，玻璃棉板，K=1.8；屋面：基体为聚苯板，屋面传热系数为K=0.43。外窗：空气层为14mm的热防护玻璃窗，冬季K=1.32，夏季K=1.3内墙：轻集料混凝土框架填充墙，硬质聚氨酯板，K=0.42。（5）本建筑为地上十二层、地下一层的高层建筑，每层高3.9米。2.5能源与动力条件动力：该建筑设有380V和220V电源。能源：该建筑无热源，故此，应该采用相应的供热方式，才能切实满足冬季供热的实际需求。气源方面：由于在建筑的北侧，已经配备天然气管道，并且其低位热值大致为19000kJ/Nm3，完全满足供应量的基本需求。水源：该建筑北面有市政给排水管线，水源较充足，水质较硬。冷热媒：热媒由市政热网供给，经过板式换热器后提供60℃的热水；冷媒大多表现为7℃的冷冻水，并且通过冷冻机房进行统一供给。3空调系统方案的确定与比较3.1空调系统方案分析比较3.1.1空气处理系统方案基于能够承担室内热湿负荷程度的相关介质，进行细致分类：全水系统：在该系统中，主要针对室内中存在的冷热负荷，进行相应的承担。当其承担热负荷的情况下，则会将热量源源不断的供给于室内；以此类推，当其承担冷负荷的情况下，则会将冷量源源不断的供给于室内。全空气系统：在此系统中，主要利用空气，承担室内中存在的全部冷热负荷。空气水系统：在此系统中，主要通过将空气与水，作为基础介质，来一致承担起为室内中存在的全部冷热负荷。制冷剂系统：在此系统中，主要通过将制冷剂作为基础介质，针对室内环境下存在的空气，进行一系列的冷却，加热及其去湿工序。根据作用于室内空气处理的多样化设备，所表现出的集中程度，进行细致分类，大致如下：集中式系统：对于该系统而言，其主要将空气统一在机房内部，实现集中处理，其中，主要包含冷却处理、去湿处理、加热处理及其加湿处理等，然而，房间内部仅仅配备空气分配装置。半集中式系统：对于该系统而言，其主要将作用于室内空气处理的多样化设备，适度分配于需要进行调节或者控制的房间内部环境中。与此同时，针对少数设备，通过冷冻水或热水的方式，进行集中处理。此过程的典型案例，即为风机盘管和新风系统之间的完美应用。分散式系统：对于该系统而言，其主要将作用于室内热湿处理的多样化设备，全部分配在所有房间的内部。其中，主要涉及到单元式空调机组及其多联机等[6]。3.1.2全空气系统方案通常情况下，对于全空气系统而言，其基本作用在于利用空气，承担室内中存在的全部冷热负荷。首先，全空气空调系统，将会基于已经实现输送热湿处理的全部冷空气，向所需的房间中，提供一定数量的显热冷量及其相应的潜热冷量。实际上，无论是对于空气的冷却工序，还是去湿工序，都必须通过空调机房内部存在的空气处理机组进行实现，不会在房间内部，进行相关冷量的及时补充。然而，对于已经输送至房间的相关空气而言，将能基于空调机房内部或者是房间内部，进行自身的加热工序。在当前时期，最为典型的全空气系统，基本涉及为3类。其中，主要包含定风量单风道空调系统及其相应的变风量空调系统，与此同时，包含定风量双风道空调系统[7]。在本次设计中，主要选择第一种，这是由于，该方式能够支持相对较大的送风量，并能实现充分换气。除此之外，该方式配备了回风风机，即使是在过渡季节，也能享受到全新风。然而，这种方式同样存在某些劣势，例如：其风道截面相对较大，将会占用有限的建筑空间；并且由于送风机功率通常表现为恒定，故此无法实现节能。3.1.3风机盘管系统方案风机盘管机组是目前应用较为广泛的一种空调形式，它具有的优点是各房间可独立调节室温，有利于节约能量；布置灵活，容易与装饰工程配合进行安装；不同房间彼此之间的空气均不会连通，并且不会占用较多的建筑空间。然而，对于此种机组而言，其存在的诸多劣势，在于布置相对松散，难以实现集中管理与后期维护。如果在此机组中，并未配备合适的新风系统，则在冬季环境下，室内所表现出的相对湿度将会相对较低，无法满足全年的实际需求。与此同时，该机组无法对空气实现良好的过滤，只有高效的低噪声风机才能实现；此外，该机组涉及到的水系统相对复杂，极易发生漏水现象，并且在长期冷热交替的情况下，机组内部容易出现水垢，加大了清洗难度。由于在此次设计中，所设计的配电室及其机柜等部件，对于温度和湿度，并未提出过高的要求，所以采用了单独风机盘管不加新风的系统形式，节省了初投资。3.2方案的确定基于本建筑的实际情况，在此针对空调系统，进行明确划分，大致如下：（1）二层的大餐厅与包间采用风机盘管加新风系统。因为空调房间面积大，当进行实际使用的过程中，人数众多并且集中。此外，由于房间内部的温度参数及其湿度参数等相关参数，完全满足实际需求，故此，很容易进行集中管理，便于节能。（2）对于其他诸多房间而言，例如：办公室及其会议室等，将会选择采用风机盘管辅助配备新风系统的方式，这是由于，这些房间中的负荷分布较为松散，无法实现功能方面与时间方面的统一。而这种方式更具有灵活性，能够切实满足多样化实际需求。4负荷计算4.1冷负荷的构成及负荷计算方法一般情况下，对于空调房间而言，其所涉及到的冷负荷，大致包含下述部分：其一，包含在建筑围护结构中，由于不断传入室内热量，而体现出的冷负荷；其二，包含由于人体散热，而体现出的冷负荷；其三，包含由于灯光照明等多样化设备的散热，而体现出的冷负荷[8]。实际上，在诸多暖通空调项目中，运用于计算空调冷负荷的具体方式趋于多样化，其中包含谐波响应法及其传递系数法等四类方法[9]。现如今，中国主要通过冷负荷系数法，针对空调的实际制冷负荷，进行一系列相关计算。在此过程中，需要涉及到冷载系数法。4.2冷负荷计算以房间1001消防控制室为例，进行夏季冷负荷计算，具体过程如下：表4-1消防控制室负荷计算表图4-1冷负荷曲线示意图基于全部房间中存在的冷负荷及其新风冷负荷等多样化参数，做成汇总表，再得到整个楼层的负荷结果，最终计算可得整栋办公楼的负荷。夏季冷负荷最大时刻可以通过负荷与时间关系表看出来，在一天之内负荷变化情况，更有利于掌握整栋楼最大负荷时刻，则该时间负荷较大，运行风量也较大。且有利于计算整栋楼的最大负荷。表4-2冷负荷汇总表经计算，得到整个办公楼夏季的冷负荷为531.8kW，采用空调采暖冬季的热负荷为569.6kW。夏季冷负荷与冬季热负荷相差不大，满足实际情况，并且采用了节能建筑材料，有效地降低了建筑物负荷，达到设计要求，满足节能要求。5冷热源的确定与经济技术分析对于空调系统而言，尤为关键的部分即为冷热源，其基本功能在于向系统提供冷媒及其热媒，从而实现室内热量的去除与添加，有助于房间内部保持相对良好的热湿环境。故此，当针对空调系统，进行更加深入分析的过程中，需要优先保障冷热源的设计合理性，才能有效保障空调系统得以安全稳定的运行[9]。5.1冷热源形式的比较通常情况下，典型的冷热源组合方式大致如下：通过电动冷水机组实现供冷，并且通过锅炉实现供热：在大多数情况下，制冷设备主要基于活塞式或者螺杆式等形式的冷水机组呈现，与此同时，制热设备主要通过燃气锅炉亦或为燃煤锅炉来呈现。尤其是对于电动冷水机组而言，由于其具备相对较高的实际能效，能够实现冷热源的统一设置，大大提升了后期维修的便利性，故此，将会占用一定的建筑面积。通过溴化锂吸收式冷水机组实现供冷，并且通过锅炉实现供热：通常情况下，制冷设备主要基于热水型吸收式冷水机组来实现，与此同时，制热设备主要通过燃气锅炉亦或为燃煤锅炉来呈现。该方式在实际供冷的过程中，将伴随着较高的安全性，并且不会造成严重的噪声污染。（3）通过空气源热泵冷热水机组实现制冷：实际上，对于此种类型的机组而言，其具备相对较高的实际能效，并且能够有效保护生态环境。还能一机两用，实现制热，如果将其放于屋顶，将不会直接影响到正常建筑面积[10]。5.2方案确定与比较基于建筑物含有的多元化功能及其各种类型制冷机所涉及到的相关特性，并和工程中的水源、电源及其热源条件进行有机结合，将能根据技术性要求及其经济性等两大层面，进行更深层次的细致对比，从而确定最终方案。在本设计中所涉及到的大型集中空调系统，需要配备结构紧密，并且不会对建筑面积产生实际影响的冷水机组，使得压缩机、冷凝器及其压力表等多样化构件，实现集中组装。在本设计中，当选择以电力驱动为基础的冷水机组时，如果单机空调制冷量，远远高于1160kW的情况下，则应该选择离心式；如果制冷量持续保持在580～1160kW的范围内，则应该选择离心式亦或为螺杆式；此外，如果制冷量远远低于580kW的情况下，则应该选择活塞式亦或为螺杆式。由于在选择多样化设备的过程中，需要考虑到经济性问题，故此，本人将会对多样化方案，进行细致比对。5.3确定最终方案在本次设计中，所涉及到的总冷负荷为531.8kW，与此同时，冬季热负荷将表现为582.4kW，能够实时选择2台螺杆型冷水机组及其相应的板式换热器。该设计中选择的螺杆式制冷机，具备如下优势：（1）其压缩机中所涉及到的运行零部件相对较少，尤其是不存在阀片组等容易损坏的构件，在实际运行过程中的可靠性很高。（2）螺杆式冷水机组不会涉及到不平衡惯性力，故此不会发生液击现象，有助于机组的长期稳定运行。（3）该机组的实际排气量，与排气压力无关，故此不会出现喘振现象，能够基于较大的负荷范围，表现出相对较高的工作效率。（4）该机组的操作方式简单，并且很容易进行维护，不需要专业的操作人员，能够实现全自动化运转。对于本设计中选用的螺杆水冷机组及其相应的板式换热器而言，其具体参数大致如下：表5-1制冷机组性能参数型号冷冻水流量，m3/h管径，mm冷却水流量，m3/h管径，mm电动机功率，kW制冷量，kW台数SFWW300D178200214200194.43132冷冻水进/出水温度7℃/12℃冷却水进/出水温度35℃/30℃表5-2板式换热器性能参数型号单片面积，安装面积，热负荷，kW管径，mm热网供水温度，℃热网回水温度，℃台数BR060.664600100957016空气处理方案分析及计算6.1风机盘管选型一般情况下，风机盘管主要基于房间内部的余热量及其显热量等多样化参数，进行实时确定。由于其具备多样化优势，而广泛被使用，比如可以由房间人员进行自由调节，有利于减少能源的浪费。但是它同时也存在缺点，例如；其在实际工作过程中，主要选择低温水，故此，在夏季管道中，将会频繁发生结露现象，需要对其进行有效的保温。此外，由于风机盘管仅仅针对室内空气，进行有效处理，故此，其无法切实解决房间内部存在的负荷问题或者清洁问题，在此情况下，为其单独配备新风系统，是十分必要的。配备形式通常分为两种，即新风系统是否承担房间内部的冷负荷问题。在本次设计中，两种形式都有所采用。通常情况下，在办公室环境中，如果选择风机盘管辅助配备新风系统的方法，则新风将会通过室外进行引入，并且经由新风机组进行一系列处理，才会移送至所有房间都存在的风机盘管，当室内外空气完成混合时，再经由风机盘管进行吹出，且承担房间内的负荷，各房间不单独设置排风系统，通过门窗缝隙渗透风量。配电室和机柜间由于无人待在室内，故采用单独风机盘管即可，可以不需要新风。6.1.1空气处理过程的计算在本篇设计中，主要针对1001消防控制室的实际送风量，进行深入计算，详细如下：其中，该房间的冷负荷为Q=1077W，实际余湿量为W=0.06kg/h=0.01667g/s，与此同时，室内全年维持空气状态参数大致如下：℃，，当地大气压为1021.7kPa，则（1）求热湿比kJ/kg；（2）基于i－d图，能够明确得知室内的空气状态点N，在此基础上，绘制出相应的过程线。除此之外，将取送风温差设置成最大到露点温度，并将其通过线交于O点，以此得知kJ/kg，kJ/kg，，，℃。其焓湿示意图大致如下：图6-1空气处理焓湿图（3）计算送风量，按消除余热计算：m3/h如果所选择的风机盘管对应的风量加上新风量所达到的换气次数，完全满足实际需求，即意味着选择正当。若恰恰相反，则应该重选处理风量相对较强的风机盘管，反复尝试直到合理。如果在测试过程中，发现风机盘管所能提供的冷量，远远高于房间的所需值，则基于环保的前提下，应该通过电动两通阀门进行调节。6.1.2风机盘管选型表6-1风机盘管选型房间号面积，夏季室内冷负荷(全热)，W室外焓值，kJ/kg室内焓值，kJ/kg室内外焓差，kJ/kg风机盘管处理状态点焓值，kJ/kg风机盘管处理空气焓差，kJ/kg风机盘管风量，m3/h风机盘管型号台数1层77726.92100119.61077.0682.758.923.850.88.1417FP-51110022486220.3682.753.329.445.97.42636FP-852100342014049.8182.758.923.849.19.84496FP-1025100434.31355.6882.758.923.849.79.2463FP-5111005501870.1182.758.923.849.69.3631FP-8511007632062.5982.758.923.849.79.2703FP-8511008481511.2382.758.923.849.69.3510FP-851100934.31128.9682.758.923.849.79.2385FP-5111010983301.8182.758.923.849.89.11138FP-6821011983391.382.758.923.851.67.31457FP-85210121686341.3182.753.329.451.61.711697FP-1023101340835416.782.758.923.849.79.212072FP-13662层56292.912001563996.6982.758.923.841.617.3724FP-851200335232163.8982.758.923.8508.911333FP-1369200422010913.3382.753.329.4494.37959FP-10242005501515.4782.758.923.845.913365FP-511200642.81883.7782.758.923.849.69.3635FP-851200746.21830.3782.758.923.849.79.2624FP-851标准层32478.684001301386.6982.758.923.849.79.2473FP-5114002803369.3982.758.923.849.79.21148FP-682400440974.1382.758.923.849.79.2332FP-511400519211829.9382.758.923.849.79.24032FP-136440061638236.3982.758.923.849.79.22807FP-10234007734716.4582.758.923.850.68.31782FP-10226.2新风机组选型除却上述内容，空调系统还应保证充足的新风量，一般情况下，新风量必须满足下述要求：其一，必须高于卫生标准中所规定的最小新风量，其二，必须及时补充在室内环境下由于发生燃烧行为而消耗的空气量，其三，必须保障房间内部的正压环境。根据规范，选择相应的房间类型的新风量标准，确定最小新风量。其计算结果如下表：房间号面积，m2人数人均新风量，m3/h新风量，m3/h1楼层40501001[控制室]19.6130301002[资料室]248330901003[办公室]420503015001004[办公室]34.34301201005[办公室,2]506301801007[办公室]636301801008[办公室]485301501009[办公室]34.34301201010[工程师站]9810303001013[中庭]408602012002楼层39602001[包间,2]5616304802003[餐厅]3521202024002004[IT中心]2202030600标准层25604001[办公室]304301204002[会议室,2]8010303204004[办公室]40230604005[会议室]19227308104006[会议室]16324307204007[办公室]73830240 表6-2新风量的计算根据各新风机组所负担的空调区域，将房间的新风量之和作为选择新风机组的重要标准，其具体结果详见下表：表6-3新风机组选型细表实际楼层新风量m3/h新风机组具体型号具体台数余压Pa实际功率kW额定风量m3/h1F2820KG03D1-B12950.730001230KG01.5D1-B12950.3715002F3960KG04D3-B131514000标准层2560KG02.5D1-B12950.525007气流组织计算7.1空调气流组织校核计算当设计空调房间气流组织的过程中，应该切实满足两大要求。其中，主要涉及到挤压原则，此外涉及到稀释原则。对于挤压原则而言，即送入空气使室内原有空气被挤压到回风口或排风口出去，稀释原则即送入空气使室内热湿环境改变，并且利用气流的诱导作用，加强热质交换，从而形成较为均匀的温度场。空调气流组织计算的目的是选择合适的送风方式以及确定房间内送回风口个数、型号及布置样式，使室内温度和湿度达到要求，气流速度满足冬季和夏季要求，冬季为不大于0.2m/s，夏季为不大于0.3m/s。其次气流组织计算对送风口的风速有一定要求，风速过高必然会导致噪声过大，因此要控制送风口速度，同时考虑层高问题，选择合适送风速度，回风风速可以稍微大些，但办公楼一般应满足送风速度不大于2m/s，回风口不大于3m/s。在本次设计中，所涉及到的相关参数如下：舒适性空调，冬季供暖保持在18℃，夏季空调保持在26℃，φ=60%，并且房间内部的实际送风高度应该低于5米。基于《实用空调设计手册》中阐述的相关要求，本设计将主要采用上送上回的送风方式。空调系统的中庭部位，将选择双层百叶风口，与此同时，风机盘管系统的送风口，将主要采用方形散流器。7.1.1散流器送风气流组织设计计算如果散流器选用平送方式，则将能给予室温足够的浮动范围，送风射流将会贴近建筑内壁，实现贴附射流，从而切实保障空间内的均匀风速与温度。散流器的相关布置情况：基于房间内部的实际面积，适度选择不同数量的散流器，通常情况下，将会根据对称性原则，进行相应的布置。而其中心线与侧墙之间的实际距离至少应该高于1m。并且不同散流器彼此之间的实际距离，应满足使射流有足够射程。以1001消防控制室为例，进行气流组织计算该房间面积为，净高3.5m，送风量为417m3/h，布置一个散流器，与风机盘管回风口均匀放置在房间内，承担的送风区域；本设计将选用方形平送散流器，使其保持在的颈部风速，最终采用散流器，其实际颈部面积保持在0.0306，根据计算得到颈部风速大致如下：对于散流器而言，由于其出口面积保持在90%，，故此，其实际出口风速大致为通过计算，求解得知射流末端为0.5的实际射程大致如下：室内的实际平均风速大致如下：所选散流器符合规格。表7-1风口型号及个数房间号风口尺寸个数风管尺寸风速，m/s比摩阻，Pa/m1001[消防控制]13.60.4651002[资料室]83.60.4651003[办公室]183.60.5621004[办公室]14.00.4651005[办公室,2]23.40.4651007[办公室]43.50.5621008[办公室]23.20.5621009[办公室]23.30.5621010[工程师站]63.60.5621011[机柜间]63.50.6851012[配电室]83.70.5621013[中庭]64.70.4652001[包间,2]13.90.5622003[餐厅]175.80.4652004[IT中心]45.80.5622005[交接班室]13.20.5622006[办公室]13.40.6852007[办公室]13.40.5624001[办公室]12.60.4614002[会议室,2]43.10.4634004[办公室]12.90.5624005[会议室]63.50.4624006[会议室]63.30.4654007[办公室]23.10.4698空调风管水力计算8.1计算方法控制流速法主要基于风速和风量，针对实际断面尺寸及其相应的阻力损失，进行相对精准的确定。在本篇设计中，主要选择工程领域典型的控制流速法[13]。实际上，水力计算的根本目的是校核所选设备型号压力能否满足工作要求。根据风管的水力计算，校核所选风机盘管及新风机组是否满足余压要求，能否保证送风口的风速，如能满足，则选型符合条件，如不满足，则应该重新进行选型，选择余压较大的型号，直到满足为止。对于风管水力而言，其基本计算步骤大致如下：（1）首先，明确最终的空调系统方案，以此为基础，绘制出相应的轴测图，并针对管段长度及其实际风量，进行精确标注。（2）确定阻力值最高的管路，即所谓的不利环路，与此同时，对全部管段进行依次编号。（3）秉持既定的设计原则，来选择各个管段的实际风速，详见下表：表8-1风管中的实际风速要求具体部位多样化管段的实际风速要求m/s实际新风入口总管及其总干管无送或者回风的支管有送并且回风的支管基于风量及其风速，针对实际管道断面尺寸，进行相对细致的计算，注意满足管道统一规格，再用规定风管尺寸及其相应的风量，针对存在于管道中的风速，进行相对精准的计算。基于风量及其相应的管道断面尺寸，通过查阅相关表格，能够求得单位长度摩擦阻力R。基于公式，能够计算出最终的沿程阻力将沿程阻力与局部阻力之间进行叠加，即可求得管路中存在的总阻力，注意总不平衡率需要低于15%，否则需要通过阀门，进行重新调整。当针对最不利环路中存在的总阻力，进行细致计算时，需要实时考虑风量等因素，采用最为合适的风机型号。典型的局部阻力系数大致如下：三通0.5，散流器1.28，弯头0.39，蝶阀0.3，变径0.2，则局部阻力损失可根据式计算。8.2风管水力计算对新风机组送风管段进行编号，由管段风量，根据流速要求确定比摩阻，进行水力计算。一般情况下，对于风管水力而言，其计算示意图，详见下图：图9-1空调风管内部存在的水力计算示意图表9-2空调风管内部存在的水力计算细表楼层管段风管尺寸风量，m3/h长度，m比摩阻，Pa/m局部损失，Pa风速，m/s损失，Pa总损失，Pa1层左侧0~150032029401.30.464.525745.15.1237443.1801~250032029108.50.484.3558.432~332025012006.90.533.069364.26.726363~43202509005.60.511.672143.14.528144~53202506005.60.40.767342.13.007345~62001203002.20.482.13153.53.18756~720012030011.20.532.13153.58.06757~82001203004.60.432.13153.54.10951层右侧0~132025012305.70.8453.217264.38.0337637.5971~232025010503.40.6082.255043.64.322242~33201607502.21.0932.924944.15.329543~42001604505.71.2482.646543.99.760144~51201201207.90.7840.920462.37.114065~61201201202.70.7840.920462.33.037262层0~1500400396070.465.26355.58.483537.0941~250032019407.10.482.924944.16.332942~332025013303.20.532.255043.63.951043~4320250133020.512.255043.63.275044~532025010652.40.42.382063.73.342065~63202508002.40.481.364162.82.516166~73202505303.50.530.563761.82.418767~82001202652.70.431.672143.12.833148~92001202650.70.41.672143.11.952149~102001202650.60.531.672143.11.99014标准层0~150025025601.30.461.463342.92.0613451.4021~250025025008.30.482.512563.86.496562~350025022602.30.532.255043.63.474043~450025020304.10.512.382063.74.473064~550025016303.60.41.463342.92.903345~650025012301.70.482.512563.83.328566~750025011603.50.531.781763.23.636767~8320160116020.432.78443.6448~93201608803.40.42.512563.83.872569~1032016052040.532.255043.64.3750411~121201202001.60.432.646543.93.3345412~131201202003.30.42.646543.93.9665413~141201202001.70.485.01933.95.83539空调水系统及水管水力计算9.1空调水系统分类及方案选择通常情况下，空调水系统大致分为四种，其中，主要包含冷冻水系统及其热水系统，与此同时，包含冷却水系统及其冷凝水系统。当针对空调水系统进行实际设计的过程中，主要考虑到其是否会对空调的实际效果及其经济能耗等诸多方面，产生最直接的影响。实际上，只有极少数的建筑，全年都需要进行供冷与供热，而对于大多数建筑而言，都会将冷冻水系统与热水系统，连接至相同的管路系统，在此情况下，只要将冷水机组等，并联至水泵即可[14]。在本篇设计中，主要选择两管制系统，这是由于其具备良好的经济实用性。9.2水力计算9.2.1水力计算依据管路设计的基本作用，在于找到合适的管径，从而针对循环阻力损失，进行相应的求解，并完成水泵的选择。在此过程中，需要注意下述方面：（1）空调水管通常会选择镀锌钢管，并且需要制作保温层；（2）对于多样化水管支路而言，必须设置相应的调节阀，从而切实保障不同支路彼此之间存在的压力损失差值不高于15%；（3）采用假定流速法完成计算；（4）水泵流量将主要取决于夏季最大冷负荷，还需要适当附加5%~15%范围内的相关余量；（5）二次泵的实际扬程，一般为二次环路中最不利环路的总阻力，还需要适当附加5%~15%范围内的相关余量；管路具体计算方法：首先，基于管中的实际水流速度，明确多样化管段管径，并且通过查阅资料，得知下表：表9-1管内水流速的相关推荐值9.2.2水力计算图9-2最不利环路简图根据环路图，查《简明空调设计手册》表11.2.3空调水管水力计算表，得到相应数据如下：表9-2最不利环路水力计算表管段流量，L/s长度，m比摩阻，Pa/m管径，mm局部阻力系数动压，Pa局部损失，Pa流速，m/s损失，Pa总损失，Pa0~10.147.6163204.6803680.41606.818418.91~20.282.3170201.5120.05180.0750.49571.072~30.343.6255250.1180180.69363~40.563.7155320.1156.815.680.56589.184~50.783.7142400.1180180.6543.45~60.993.9225400.1281.2528.1250.75905.626~71.25321400.140540.50.91645.57~81.332.6110501.51802700.65568~91.557.2145650.124524.50.71068.59~102.4670.392650.3231.269.360.6896.9610~112.4673.992650.1231.223.120.68381.9212~134.9383.9150800.1451.2545.1250.95630.1213`147.4053.91101000.1451.2545.1250.95474.1214`159.8723.91941000.1781.2578.1251.25834.7215~1612.3393.9971250.1500501428.316`1714.8063.91381250.1720721.2610.217~1817.2733.91851250.1980981.4819.518~1919.743.9961500.1627.262.721.12437.1219-2022.213.91151500.1672.867.281.16515.7820-2126.0543.91751500.11080.4108.041.47790.5521-2229.913.92081500.11445144.51.7955.722-2335.083.32821500.11940.4194.041.971124.623-2436.316.23061500.42101.2840.52.051897.210制冷机房设备的选择10.1制冷机组的选择确定相应的机组型号：其中，将总冷负荷保持在524.1kW，并且配备2台SFWW300D型螺杆冷水机组，与此同时，将供回水温度设定为7～12℃的范围内，其实际单台制冷量将保持在313kW，并且其实际总制冷量保持在626kW。此外，将总热负荷保持在569.6kW，一台BR06型板式换热器，组装面积选择，实际上，当供回水温差设定为50℃的情况下，其实际制热量将保持在650kW，完全满足实际要求。表10-1制冷机组性能参数型号冷冻水流量，m3/h管径，mm冷却水流量，m3/h管径，mm电动机功率，kW制冷量，kW台数SFWW300D178200214200194.4313210.2水泵的选择10.2.1水泵选择依据水泵类型大致分为两种，其中，主要包含单级单吸清水离心水泵，适用于流量相对较大的情况下，与此同时，包含管道泵，适用于流量相对较小但是扬程相对较高的情况下[16]。（1）冷冻水泵具体选择冷水泵的台数及流量，必须与制冷机组的台数和流量相对应，“一机一泵”的运行方式，并且设置一台备用泵。水泵流量（10-1）水泵扬程（10-2）（2）冷却水泵具体选择其流量需要基于冷水机组所提及的冷却水量，并适当附加5%~15%范围内的相关余量；（10-3）冷却水泵涉及到的扬程，按各部分阻力和计算并考虑5%~15%的余量（10-4）式中——水泵的扬程，；——安全系数，=1.05~1.15；——冷凝器的阻力，；——管路系统的阻力，；——冷却塔喷水压头，；——冷却塔自身高差，。（3）热水泵的选择热水泵流量根据承担的热负荷及供回水温差来确定并考虑一定的余量（10-5）式中——热水泵的流量，；——热水泵承担的热负荷，；——水的比热容，；——供回水温差，；——安全系数，=1.05~1.15。热水泵的扬程（10-6）式中——热水泵的扬程，；——安全系数，=1.05~1.15；——换热器的阻力，；——管路系统的阻力，；——末端设备阻力，。在本次设计中，选择的水泵如下表所示：10.2.2补水定压系统设计（1）补给水泵定压在此步骤中，主要运用到水泵，虽然其耗费电能较多，但是成效良好。（2）补给水泵的实际选取通常情况下，需要选用至少两台补给水泵，并考虑到正常工况与事故工况。将一台设定为备用，当处于事故工况的情况下，两台必须同步运行[17]。与此同时，对于室内采暖通风空调而言，其配备的水系统通常选择低温水，补给水泵扬程需要将水至少高于系统最高点的2~5m。当处于正常工况条件下，补水装置中运用的补水量，应该为系统循环水量比例的1％，当处于事故工况条件下，补水装置中运用的补水量，应该为系统循环水量比例的4％。其中，补给水泵扬程大致如下：（10-7）式中——补给水泵的扬程，；——补水点压力值，；——主要代表水泵吸入管中涉及的压力损失，；——主要代表水泵出水管中涉及的压力损失，；——主要代表补给水箱中的最低水位，相较于补水点而高出的距离，；——安全系数，一般取1.05~1.15。表10-5补给水泵性能参数10.3冷却塔的选择冷却水量与机组散热量和供回水温差有关（10-8）（10-9）式中——冷却水量，；——主要代表冷凝器散热量，单位为W；——主要代表压缩机制冷量，单位为W；P——主要代表压缩机指示功率，单位为W；——主要代表水的比热容，单位为，取4.1868；——冷却水供回水温差，。10.4分集水器的选择在集中供水系统中，设置分集水器的目的是正当分配各个空调分区的供水，参照《简明空调设计手册》有分集水器设计的标准，按照流速为进行设计管径，经计算分集水器管径为680mm，各支管间距为长度为1.7m。10.5水处理设备的选择在补给水系统中，需要对补给的自来水进行处理，并且在循环使用过程中，水会蒸发，有灰尘或者杂物进入，都会引起水质变差，另外像换热器、阀门、水泵等设备的结构特点，以及材料等多种因素的影响，在系统内会有产玷污附着，从而造成微生物腐蚀[18]。进而引发传热效率不断降低，造成资源的浪费。基于冷冻水总量因素，本设计决定选择全自动电子水处理仪WT-300型，进口尺寸为60mm，流量300m3/h，功率为150W。软化水箱根据补水量，按照四十分钟补充完，则水箱体积为7.8。10.6保温层的选择关于整个暖通空调系统，保温极其重要，保温材料的选择和保温层厚度的确定关系到系统的能源利用效率，关于管材的正当使用也有一定的保护作用。保温厚度根据传热学原理进行计算，或根据工程实际经验来确定，满足制冷机组、冷冻水系统、冷凝水系统的保温要求。此外，保温材料应该秉承因地制宜的基本原则，在保证经济性的前提下，选择保温性能及其耐用性能相对良好的材料[19]。11空调系统的消声与隔振11.1空调风系统的消声风机是产生噪音的源头，风机在运行过程中，将会产生一系列低频率噪声，除此之外，风管内部气流压力的改变，亦或为钢板振动现象，都有可能形成噪声，特别是在气流触碰到障碍物的情况下，噪声更为明显。由于低速系统已经考虑到噪声因素，可以忽略计算[20]。11.2空调装置的防震空调系统中产生的噪声，不仅会在空气中传播，还会基于建筑物的基本结构，进行相应的基础传播。通常情况下，压缩机振动能够传递于基础，并且通过弹性波具体形式，沿着机器基础最终传递于各个房间，并表现为噪声。在此情况下，假设通过振动机构对系统本身进行削弱，将能很明显的减少噪声[21]。这主要是通过机器之间的刚性连接，才得以实现，即通过在特定位置，安装避振构件，来减少由于振动而形成的噪声[22]。11.3消声设备选型风机盘管：在本篇论文中，主要将风机盘管，作为基本的空调方式。通过风机盘管方式中所涉及到的多样化技术参数，能够得知，该方式产生的噪声，在大多数情况下，均能切实满足实际设计需求，并且不必配备消声器，只要在风口和风机彼此之间的连接位置，进行软连接就能实现。然而，对于其他各种类型全空气空调系统中所涉及到的诸多空气处理设备而言，因为机房面积极为有限，无法基于空调机组内部，设置相应的消声段，故此，其必须设置消声[23]。结论本次设计，主要基于首都地区的某综合办公楼空调系统，进行更深层次的细致设计，其主要设计内容，在于针对大楼本身存在的冷负荷，进行细致计算；并对系统自身具备的经济性及其大楼内部的诸多系统，开展深入的分析。经由一系列综合比较，该大楼主要选择风机盘管的具体空调方式，并且辅以独立式的半集中式系统，对于面积相对较大的房间，将选择全空气露点送风系统，来实现一次回风。基于本次设计而言，大楼的系统构造相对简洁，并伴随着传统单一的实际功能，然而，在实际设计的过程中，我依然遇到了一系列难题，通过对其进行针对性的解决，我学到了诸多之前从未接触过的知识。本篇论文，主要针对首都的具体气象环境，开展进一步分析，并且针对大楼内部各个楼层中涉及到的湿负荷及其热负荷，进行精确计算，通过实际计算数值，再计算出全部房间的新风量和冷量等诸多参数，以此来选用科学合理的相关新风处理机组及其相应的风机盘管等多样化设备。设计该办公楼暖通空调系统空调系统，需要遵循下述步骤：（1）首先，应该在保证经济性的前提下，设计出科学完善的空调方案。（2）其次，在选择水冷螺杆机组的过程中，或者针对燃气锅炉，选择适当的冷热源组合方式时，应该优先秉持经济性并且成熟的基本原则。（3）随后，针对系统中涉及到的多样化部分，进行更深层次的细致计算，从而切实保障该系统能够实现长期稳定运行。（4）最终，综合所有计算结果，绘制出相应的图纸，完成此次毕业设计。参考文献[1]吕梅花.高校建筑节能中暖通空调节能系统现状和技术措施.价值工程.2012(8)[2]张新宇.谈对暖通技术发展的展望.科技与企业2012(7)[3]刘东，陈