深圳星河办公楼空调系统设计

本科论文目录TOC\o"1-3"\h\u27788摘要 I15724Abstract II23509引言 1160441工程概况 3185321.1工程概述 338891.2设计依据 3242891.3围护结构相关数据 3214371.4室内外设计参数 363541.4.1室外气象参数 3123591.4.2室内设计参数 41841.5其他参数 4107951.5.1室内不同区域工作人员的散热量 4327521.5.2室内照明设备参数 5248221.6相关说明 5196682空调负荷计算 6313812.1空调冷负荷计算方法 66912.2围护结构冷负荷计算 6178962.2.1外墙和屋面传热冷负荷的计算 6313712.2.2玻璃幕墙传热冷负荷计算 6284282.2.3玻璃幕墙日射得热冷负荷计算 7293682.3室内冷负荷计算 7150672.3.1室内设备散热冷负荷计算 7176472.3.2照明设备散热冷负荷计算 7111152.3.3室内人体散热引起的冷负荷 895362.4湿负荷计算 8157692.5冷负荷计算的实例 9186873空调系统设计方案选定 11212233.1空调系统的种类 116453.2办公楼空调系统选定 11241563.2.1空调系统综合性对比 11211723.2.2风机盘管加独立新风系统特点 12179914空气处理过程 142994.1新风量要求 14146764.2夏季空气处理方案 1664784.3风机盘管风量的计算 16223234.4风机盘管的型号选择 17241845气流组织计算 21139475.1气流组织形式的分类 2148445.2气流组织选型 2116335.3新、送、回风口形式和布置 21120555.4新、送、回风口尺寸计算 2149646空调风系统设计计算 23215406.1风管水力计算 23281906.1.1风管的选材和存在形式 23235396.1.2风管系统设计要点 23117376.1.3风管水力计算方法 23148266.1.4风管阻力计算 24216616.2风管水力计算实例 25151696.3新风机组选型 26186377空调水系统设计计算 277.127315空调水系统的选型 27144797.1.1空调水系统的设计原则 27150407.1.2空调水系统的分类 2775707.2冷冻水系统的形式及设备连接方式 27294037.3空调冷冻水系统设计计算 2730597.3.1冷冻水计算步骤 27325757.3.2冷冻水系统计算公式 2834047.3.3水力计算实例 29687.4冷凝水系统设计 3075218冷热源设计计算 3217028.1冷水机组的选型 323218.2空调系统主机的计算与选配 3236818.3冷冻水水泵的选型与计算 32203818.4冷却水水泵的选型与计算 34296359空调系统其他配件设备的选定 36109309.1旁通阀的选定 36191849.2膨胀水箱的选定 361984810空调系统的消声与减振措施 381752810.1空调系统的消声措施 381060810.2空调系统的减振措施 38291810.2.1管路减振措施 381032710.2.2系统中设备的减振措施 3826808结论 39747参考文献 4032641致谢 42本科论文摘要本次设计为深圳星河办公楼空调系统，建筑共十层，地上九层，建筑面积为15800m2，标准层高4.0m。项目根据办公楼自身的用途功能及所在的深圳地区的气候条件等外部影响因素，通过多项权衡、系统计算给办公楼设计出一套合理、节能的中央空调系统,以满足人们对于室内温度、空气湿度和新风的要求，为其打造舒适的办公环境。整篇论文所论述的主要内容有空调负荷计算、确定系统送风状态、选择系统实施方案、空调设备的选型、系统中气流组织计算、空调风、水系统设计与计算、冷热源设计计算等。遵循节能环保的相关标准完成设计流程。其目的是通过项目巩固专业知识，通过实践熟悉掌握包括从空调工程系统选型、负荷计算、设计管道、碰撞检查再到设备选用及施工安装的整套设计流程。设计方案依据相关节能规范和舒适性要求，该办公楼采用全空气系统，配合风机盘管加独立新风系统。关键词：节能；负荷计算；风机盘管；空调系统AbstractThisdesignisairconditioningsystemofShenzhenXingheofficebuilding,withatotalof10floors,ninefloorsabovetheground,abuildingareaof15800,andastandardfloorheightof4.0m.TheprojectisbasedonexternalfactorssuchastheusefunctionoftheofficebuildingitselfandtheclimateandtemperatureconditionsoftheShenzhenareawheretheofficebuildingislocated.Throughanumberoftrade-offs,thesystemcalculatesanddesignsasetofreasonableenergy-savingcentralairconditioningsystemfortheofficebuilding,soastomeettherequirementsofpeopleforindoortemperature,airhumidityandfreshair,andcreateacomfortableofficeenvironmentforit.Themaincontentsofthewholearticleincludeallrelevantloadcalculation,determinationofsystemairsupplystatus,finalizationofsystemimplementationscheme,selectionofairconditioningequipment,calculationofairdistributioninthesystem,designandcalculationofairandwatersystems,designandcalculationofcoolingandheatingsources,etc.Accordingtorelevantstandards.Energyprotectionandenvironmentalprotectiondesignprocess.Throughtheprojecttoconsolidatetheirexpertise,mastertheoveralldesignprocessintheair.Accordingtotherelevantenergy-savingspecificationsandcomfortrequirements,theofficebuildingadoptstheallaircentralairconditioningsystem.Keywords:energysaving;loadcalculation;fancoil;airconditioning;引言空调制冷系统技术是建筑史中一项重大的质变进步，它的诞生标志着人类的生活从被动的去适应宏观自然的气候发展到可以主动的控制建筑中微气候，人类在改变和征服自然的过程中又迈出了坚实的一大步。如今大城市中的办公楼已经成为了城市建筑群的重要组成部分，随之而来的便是上班族对其工作环境的空气品质的要求逐渐提高，建筑能耗问题也成了设计初期优先考虑的必要因素[1]。同时空调系统又是建筑能耗的重要组成部分，因此从空调系统来减少建筑能耗，为办公楼设计安装节能、健康、舒适的的空调系统来满足办公人群对高生活水平的追求将是未来数十年设计领域的主要研究方向[2]。本篇论文主要是对深圳星河办公楼的空调系统设计进行剖析说明。在考虑空调系统的经济性和实用性的同时，本着节能环保的原则，根据建筑物特征及其对舒适性的要求制定空调方案。从负荷计算到方案选择设备选定，设备之间的布置和连接一步一步进行，文中也都有详细说明。从整体层面来看的话，可以把方案的选定看作设计工作的思路，负荷计算为其奠定基础，制图工作则是将数据形成主观模型的这样一个过程，三项工作相辅相成，与整体工程紧密相连。各个部分都要遵循相关规范标准，以保证设计工作的合理性和经济性。本设计说明书也涉及到了相关理论知识的计算分析过程，有对空调系统选配的论述及相关绘图展示，尽可能保证了该设计项目的完整性。计算部分主要涉及到的有负荷计算、水力计算、新风量计算、冷冻水计算等。其中冷负荷的计算尤为重要，其决定了各个楼层间，不同房间的空气状况是否符合相对应的适配条件，如通过计算提供参考数据以为系统选择实用性较高的冷水机组等。还有其他的风量计算、水系统计算都是贯通整个设计项目，为设备选型提供参考的基础环节。理论知识部分的内容主要集中在本篇文章的前段部分，实际的空调系统安装及设备调试运行这类设计内容的协调工作还要通过绘图去具体实现。通过绘图模拟能给予设计工作很大程度的技术支撑，将设计环节与实际工程紧密联系在一起，把设计方案更为直观具体展示出来。方便时刻发现并解决问题。在项目后期进行设计成果检验的时候也是必不可少的环节。此次设计项目涉及到的主要内容有所有相关的负荷计算、确定系统送风状态、选择系统实施方案、空调设备的选型、系统中气流组织计算、空调风和水系统设计与计算、冷热源设计计算。1工程概况1.1工程概述本项目建筑主体为深圳星河办公楼，位于深圳市龙岗区坂田街道与雅宝路交汇处，是一座用于商务办公建筑面积为15200m2的写字楼，高度为42.8m，层数为10层，标准层高4m，其中一层为接待大堂，二层为食堂，三至九层为办公区，地下一层为地下停车场。办公区每层设有有办公室、会议室、储藏间及卫生间。本项目的空调系统设计范围为一至九层，设计满足建筑使用人员对室内空气的需求即可，尽大程度地采取必要的节能措施。1.2设计依据《采暖通风与空气调节设计规范》[GB50019-2015]《公共建筑节能设计标准》[GB50189－2015]《办公建筑设计规范》[JGJ/T-2019]《声环境质量标准》[GB3096-2008]《采暖通风与空气调节术语标准》[GB/T50155－2015]1.3围护结构相关数据墙体选用240mm厚实心砖砌体的剪力墙体，传热系数k=0.81W/m2K，衰减系数β=0.18，放热衰减度vf=1.2，延迟系数ε=10.7。屋面选用150mm厚钢筋混凝土浇注楼板，传热系数k=1.65W/m2K,密度为2300kg/m3。玻璃幕墙主要采用120系列隐框铝合金型材质,Low-e低辐射玻璃幕墙，玻璃厚度为8mm,外窗部分同样采用6mmLow-e低辐射玻璃。相关材料的选用需要到现场测量尺寸，设计人员根据洞口尺寸，建筑物的立面分隔和设计要求，再确定相关型材的规格、厚度，既要达到构造要求，也要符合设计规范。另外门窗玻璃的厚度也应按《建筑玻璃应用技术规程》的有关规定计算确定以保证经济实用性[3]。1.4室内外设计参数1.4.1室外气象参数本项目的建筑本体位于夏热冬暖地区，位于北回归线之南，东经～，北纬～。其3～9层都是标准办公层，室外空气设计参数如表1.1所示。表1.1深圳市室外气象参数季节参数干球温度（℃）湿球温度（℃）相对湿度（%）大气压力（KPa）风速（m/s）空调通风夏季33.731.227.5-100.242.2冬季6.014.9-72101.662.81.4.2室内设计参数室内各个房间的设计参数如表1.2所示。表1.2室内设计参数功能参数夏季设计参数人员密度新风量噪声标准干球温度（℃）相对湿度（%）大堂26≤60510≤50办公室25≤60830≤45电梯厅26≤60410≤50走道26≤60420≤501.5其他参数1.5.1室内不同区域工作人员的使用面积工作人员的机体活动性质性质根据使用面积选取各个房间的室温和不同人员的机体活动性质的散热量和失热量。不同类型房间人均占有的使用面积（夏季）如表1.3所示。表1.3不同类型房间人均占有的使用面积（m2/人）建筑类别房间类别人均使用面积建筑类别房间类别人均使用面积办公建筑普通办公室4宾馆建筑普通客房15高档客房30（续表）建筑类别房间类别人均使用面积建筑类别房间类别人均使用面积办公建筑高档办公室8宾馆建筑会议室、多功能厅2.5会议室2.5走廊50其他20走廊50商场建筑一般商店3其他20高档商店41.5.2室内照明设备参数室内各个房间的照明设备参数如表1.4所示。表1.4照明功率密度值（W/m2）建筑类型房间类型照明功率密度办公建筑普通办公室11大堂接待厅18会议室11走廊5其他111.6相关说明(1)在本项目中，冷负荷的逐时计算时间段这里以标准作息时间为准即是9：00～16：00，时间间隔为1小时；(2)开灯时数为9：30至22：00；(3)照明设备均按LED光源计算。2空调负荷计算2.1空调冷负荷计算方法我们常说的冷负荷，它就是为维持室内空气状态，系统需向房间输送的冷量；而湿负荷就是为了将室内的空气湿度保持在一个固定的值，系统向房间输送或是从房间抽送出的湿量[4]。空调冷负荷由公式(2-1)计算而得：(2-1)式中：LQ建筑物冷负荷，kW；LQ1由围护结构由室外传入热量形成的冷负荷，kW；LQ2室内人员、照明与设备工作所形成的冷负荷，kW；LQ3向室内供应新风带入的热量所需的冷负荷，kW。在冷负荷的组成上，称LQ1与LQ2之和为室内冷负荷，LQ3为新风冷负荷。冷负荷计算方法：(1)冷负荷系数法；(2)谐波反应法。根据所学知识联系实际设计，可选择使用冷负荷系数法。2.2围护结构冷负荷计算2.2.1外墙和屋面传热冷负荷的计算外墙和屋面传热冷负荷的计算见公式(2-2)：(2-2)式中：CLQτ外墙、屋面传热冷负荷，W；K外墙或屋面的传热系数，W/(m2·K)；F围护结构计算面积，m2；Δtτ-ε负荷温差。2.2.2玻璃幕墙传热冷负荷计算窗户的冷负荷CLQC·τ计算式可简化为公式(2-3)：(2-3)式中：K窗户的传热系数，双层中空玻璃窗取4.1W/(m2·K)；F窗口面积，单位是m2；Δtτ计算时刻的负荷温差，单位是℃。2.2.3玻璃幕墙日射得热冷负荷计算能够影响到日射得热的东西有很多，比如太阳的辐射强弱、阳光入射角纬度、季节、时间段等。还有窗户上不同功能的玻璃其光学性能也不尽相同，以上这些都是能够影响建筑物日射得热点的[5]。除此之外，还与建筑内外放热系数有关联。日射得热冷负荷计算见公式(2-4)：(2-4)式中：CLQj·τ日射得热冷负荷，W；xg窗的有效面积系数；本设计为单层钢窗取0.85；F玻璃窗面积，m2；Cs玻璃窗的遮挡系数；本设计取1；Cn玻璃窗遮阳设施的遮阳系数；本设计取0.5；xd地点修正系数；该建筑位于为深圳市，则xd=1.11（南向）、xd=1.05（北向）、xd=1.06（东北、西北）、xd=1.07（东、西）、xd=1.09（东南、西南）；Jj·τ计算时刻时；W/m2。2.3室内冷负荷计算2.3.1室内设备散热冷负荷计算室内处系统之外的所有设备冷负荷计算见下式(2-5)：(2-5)式中：A空调区面积，单位是m2；qf设备的功率密度，单位是W/m2；JEτ－Tτ－T时刻设备散热的冷负荷系数。2.3.2照明设备散热冷负荷计算其冷负荷可按下式(2-6)、(2-7)计算：白炽灯 (2-6)荧光灯 (2-7)式中：N照明灯具所需功率，W；n1镇流器消耗功率系数；n2灯罩隔热系数；其中：T开灯时刻，h；τ－T开灯时刻到计算时刻得时间，h；Xτ－Tτ－T时刻照明散热的冷负荷系数。2.3.3室内人体散热引起的冷负荷由于不同的人有不同的身体情况，散热量也不尽相同，所以这里取成年男子的散热量进行参考计算。(1)其冷负荷计算见下式(2-8)：(2-8)式中：qs单个成年男子的人体显热散热量，kW；n1室内全部人数；n2室内人员群集系数；CCL人体潜热散热冷负荷系数。(2)潜热散热冷负荷的计算见下式(2-9)：(2-9)式中：qx单个成年男子潜热散热量；n1室内全部人数；n2室内人员群体系数。2.4湿负荷计算湿负荷：室内设备和人体的散湿量，人体散湿量在设计过程中采用的是成年男子的散湿量作为标准量，靠群体系数将其修正[6]。(1)人体湿负荷计算见如下公式(2-10)：(2-10)式中：W1人体散湿量，单位是kg/h；w单个成年男子的人体散湿量，单位是kg/h；n1室内全部人数；n2室内人员的群集系数。(2)设备湿负荷，敞开水面散湿形成的湿负荷可按下式(2-11)计算：(2-11)式中：W水面散湿形成的湿负荷，g/h；F散湿水面的蒸发面积，m2；g单位水面的蒸发量，kg/(m2·h)。(3)食物湿负荷，餐厅的食物散湿量(g/h)，可按下式(2-12)计算：(2-12)式中：W2食物散湿量，g/h。2.5冷负荷计算的实例这里以三楼B310办公室为例，计算其冷负荷如表2.1所示。表2.1建筑物各项冷负荷计算数值北外墙冷负荷（单位：W）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00tc(τ)32.131.83131.431.331.231.231.331.4Δtd1.81.81.81.81.81.81.81.81.8kα0.980.980.980.980.980.980.980.980.98kρ0.90.90.90.90.90.90.90.90.9t’c(τ)29.9029.9428.8329.2829.1929.1129.1129.1929.28tR252525252525252525Δt4.904.643.934.284.194.114.114.194.28K0.540.540.540.540.540.540.540.540.54A14.614.614.614.614.614.614.614.614.6Qc(τ)38.6336.5430.9833.7633.0732.3732.3733.0733.76东外墙瞬时传热冷负荷（单位：W）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00tc(τ)37.336.836.335.935.535.234.934.834.8Δtd0.90.90.90.90.90.90.90.90.9kα0.980.980.980.980.980.980.980.980.98kρ0.90.90.90.90.90.90.90.90.9t’c(τ)33.6933.2532.8132.4632.1031.8431.5831.4931.49tR252525252525252525Δt8.698.257.817.467.106.846.586.496.49K0.540.540.540.540.540.540.540.540.54A20.9420.9420.9420.9420.9420.9420.9420.9420.94Qc(τ)98.9293.3088.5484.7780.3477.3574.3573.3673.36（续表）照明设备散热引起的冷负荷（单位：W）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00CLQ0.370.670.710.740.760.790.810.830.841.21.21.21.21.21.21.21.21.2111111111N36.8×11=405CL179.82325.62345.06359.61369.36383.94393.66403.38408.24室内人体散热引起的冷负荷（单位：W）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:000.510.610.670.720.760.80.820.840.3860.560.560.560.560.560.560.560.560.53333333330.960.960.960.960.960.960.960.960.9688.86106.28116.74125.45132.42139.39142.87146.3666.2173.373.373.373.373.373.373.373.373.3211.1211.1211.1211.1211.1211.1211.1211.1211.1合计299.96317.38327.84336.55343.52350.49353.97357.46277.31各分项逐时冷负荷汇总（单位：W）时间9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00外墙负荷136.9129.8119.3118.1113.4109.7106.7106.4107.1窗传热负荷84.7103.7119.2134.8146.9153.8159.0159.0155.5窗日射负荷193.8281.01348.84406.98387.6300.49218.0155.0116.28人员负荷299.96317.38327.84336.55343.52350.49353.97357.46277.31灯光负荷179.82325.62345.06359.61369.36383.94393.66403.38408.24总计895.21157.51260.313561360.81298.31231.31181.21064.53空调系统设计方案选定3.1空调系统的种类空调系统按照不同建筑的功能性和使用需求可以分为很多种类型：(1)根据空气处理设备的集中度可分成集中式、半集中式和分散式系统；(2)根据需要承载负荷的介质种类分成全空气、全水、空气-水、冷剂系统；(3)按空气来源可分成直流式、封闭式、混合式系统。3.2办公楼空调系统选定此次设计项目为办公写字楼的空调系统设计，所以在选定具体的空调系统要从安全性、节能性、实用性、舒适性及经济性等多方面角度进行权衡。根据此前所掌握的专业知识并研究建筑使用特性，此次设计项目我选用的是全空气系统及风机盘管加独立新风系统。因为一层大堂的面积比较大，所以采用全空气系统。二层至九层食堂及各办公室面积相对较小，不适用于全部使用全空气系统，所以采用风机盘管加新风系统进行调节。也就是在每层安装新风机组，通过这些将新风输送进房间内，其风机盘管承担部分冷负荷，采用这套组合的好处就是其不需要占用太大的空间，使用方式也相对简单。虽然技术上的一些问题得以解决，但是对于其自身在运行过程中产生的振动和噪音还要在后期通过其他的措施来解决掉。3.2.1空调系统综合性对比这里在确定前挑选了两个相对合适的空调系统进行了各方面性能的对比，如表3.1所示。表3.1全空气系统与空气-水系统方案计较表项目全空气系统空气-水系统设备布置与机房1.空调与制冷设备可以集中布置在机房；2.机房面积较大层高较高；3.有时可以布置在屋顶或安设在车间柱间平台上。1.只需要新风空调机房、机房面积小；2.风机盘管可以设在空调机房内；3.分散布置、敷设各种管线较麻烦。（续表）项目全空气系统空气-水系统风管系统1.空调送回风管系统复杂、布置困难；2.支风管和风口较多时不易均衡调节风量。1.放室内时不接送、回风管；2.当和新风系统联合使用时，新风管较小。节能与经济性1.结合考虑室外气候变换和室内负荷的改变进行整年的多工况运行调节并负荷节能原理，借助新风降低冷热互减，缩短冷冻机运行时间；2.对热湿负荷变化不一致或室内参数不同的多房间不经济；3.部分房间停止工作不需空调时整个空调系统仍需运行不经济。1.灵1.活性大、节能效果好，可根据各室负荷情况自我调节；盘管2.冬夏兼用，内避容易结垢，降低传热效率风机盘管可以设在空调机房内；3.无法实现全年多工况节能运行。使用寿命使用寿命长使用寿命较长安装设备与风管的安装工作量大周期长安装投产较快，介于集中式空调系统与单元式空调器之间维护运行空调与制冷设备集中安设在机房便于管理和维护布置分散维护管理不方便，水系统布置复杂、易漏水温湿度控制可以严格地控制室内温度和室内相对湿度对室内温度要求严格时难于满足空气过滤与净化可以采用初效、中效和高效过滤器，满足室内空气清洁度的不同要求，采用喷水室时水与空气直接接触易受污染，须常换水过滤性能差，室内清洁度要求较高时难于满足消声与隔振可以有效地采取消防和隔振措施必须采用低噪声风机才能保证室内要求风管互相串通空调房间之间有风管连通，使各房间互相污染，当发生火灾时会通过风管迅速蔓延各空调房间之间不会互相污染3.2.2风机盘管加独立新风系统特点这类运行系统的优点有：安装方位可调性高，能够与新风系统相配合共同运作进行空气调节，也可以独自实现空气调节；处于不同位置的运行空调房间之间不发生关联影响，能够自主地控制室内温度,省下了许多的运行维护方面的费用，节能环保；它不需要设置回风管道，能够节省许多空间；零部件模块化，方便用户根据需求选配不同标准的部件搭配组装；它的设备机房的不需要太大的面积；其运行年限相对较长；不会造成房间之间的相互污染，保证了每个房间内气体的独立性[7]。当然了，这套系统就该项目而言并不是完美的，如它的制作要求较其它系统会较高，维护起来也会比较麻烦；它的管线的铺设方式比较凌乱不是很规整，这也导致在后期维护保养的时候不方便维修；系统中的流体容易泄露；系统内的杂质不能有效的过滤出去。该系统能达到高层办公楼内人员对舒适性的要求。4空气处理过程4.1新风量要求在空调系统的设计阶段，通常要必须确定房间需要输送新风量的最低值，下面时根据专业知识整理的确定新风量的要素：(1)达到相应的卫生标准：在满足室内工作人员对于新风量的要求并提供尽可能多的新风；(2)补充局部排风量：为了保证房间一直是正压，不产生负压，要有一部分新风补偿进来，所以设有局部排风装置，维持室内正压所需风量；(3)满足送风房间对于正压要求：在空调系统中靠一定量的新风来保持房间的正压，且空调房间正压值要低于50Pa，主要是为了不让房间内混入室外不干净的空气[8]。在工程上要根据上述的三点要素，结合每一点的要求计算出不同新风量，再将它们放在一起进行比较，选出其中的大于总风量10%的最大值。新风量的计算公式如下：(1)系统总风量的10%的新风量见下式(4-1)：(4-1)(2)根据初步设计方案，要求达到卫生要求的人均新风量为30m3/(h·人)，可计算出各个房间需要的新风量。满足卫生要求的新风量见下式(4-2)：(4-2)(3)满足正压所需风量见下式(4-3)：(4-3)则新风量为见下式(4-4)：(4-4)新风量的计算流程如图4.1所示。图4.1新风量确定示意图根据具有不同功能性建筑内相各个房间的设计新风量数值可参考表4.1所示。表4.1公共建筑主要空间的设计新风量建筑类型与房间名称新风量[m³/(h•p)]旅游旅馆客房5星级504星级403星级30餐厅、宴会厅、多功能厅5星级304星级253星级202星级15大堂、四季厅4～5星级10商业、服务4～5星级202～3星级10美容、理发、康乐设施30旅店客房1～3级304级20文化娱乐影剧院、音乐厅、录像厅20游艺厅、舞厅、K歌厅30酒吧、茶座、咖啡厅10体育馆20商场、书店20饭馆、餐厅20办公30学校教室小学11初中14高中174.2夏季空气处理方案湿负荷计算：对于这个项目来说，设有空调的房间的湿负荷都来自于室内工作人员的散湿量和卫生间那些露在空气中的洗手台、水槽、座便器等设备的散湿量。因为在本办公室一般不会安装这些设备，所以这里只需要计算人体散湿量Dτ，可按式(4-5)计算：(4-5)式中：Dw1人体散湿量，kg/h；g成年男子的小时散湿量，g=109g/h；n室内全部人数；群集系数，=0.90。室内湿负荷(4-6)热湿比(4-7)送风量(4-8)式中：Ms送风量，kg/s；Q室内全热冷负荷，kw；hr、hs分别为室内空气和送风的比焓，kJ/kg。4.3风机盘管风量的计算以1楼G2-1001接待办公室为例，室内冷负荷为Q=8480w,湿负荷W=2.41kg/h,室内温度25℃，相对湿度φ=55%，室外干球温度35.2℃，采用风机盘管加新风系统，新风量为180kg/h,新风处理到室内空气等焓，其处理过程如图4.2所示。图4.2处理过程图(1)热湿比及送风量：(2)盘管风量：(3)(4)全冷量:显冷量:34.4风机盘管的型号选择风机盘管冷负荷和风量是选定风机盘管的两个重要依据[9]，在此次项目设计中，风机盘管是根据冷量及风量来进行选择的，室内的新风负荷当然是要由新风机组来负担。在风机盘管的选择阶段，它的额定制冷量必须满足下式(4-9)和(4-10)：(4-9)(4-10)式中：β1风机盘管换热损耗附加率，夏季为10%，冬季为15%，冬夏两用的为20%。β2风机盘管间歇使用附加率为20%。各个房间选用的风机盘管型号如表4.2所示。表4.2房间盘管选型表房间冷负荷盘管选型额定制冷量数量总制冷量G21001[招办报名室]8479.8YGFC05CC2SEFX-LDG4.0128.02G21002[办公]3280.5YGFC04CC2SEFX-LDG3.7213.72G21003[接待]5887.4YGFC07CC2SEFX-LDG5.7515.75G21004[大堂]17752.2YGFC07CC2SEFX-LDG5.75317.25（续表）房间冷负荷盘管选型额定制冷量数量总制冷量G21005[办公]2988.5YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G21006[办公]2988.5YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G21007[办公]2988.5YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G21008[办公]1439.5YGFC02CC2SEFX-LDG1.7811.78G2109[办公]1444.4YGFC02CC2SEFX-LDG1.7811.78G21010[消防控制室]2409.2YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G21011[办公]2409.2YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G21012[信访接待室]11360YGFC07CC2SEFX-LDG5.75211.5G21013[办公]2409.2YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G21014[办公]2409.2YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G21015[办公]2409.2YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G21016[办公]2409.2YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G22001[工作人员室]3043.9YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G22002[保密室]3196YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G22003[餐厅]3196YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G22004[餐厅]2856.6YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G22005[餐厅]2856.6YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G22006[餐厅]2856.6YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G22007[餐厅]1725.6YGFC02CC2SEFX-LDG1.7811.78G22008[文书档案室]3379.5YGFC04CC2SEFX-LDG3.7213.72G22009[餐厅]1444.4YGFC02CC2SEFX-LDG1.7811.78G22010[餐厅]1622.8YGFC02CC2SEFX-LDG1.7811.78G22011[餐厅]1622.8YGFC02CC2SEFX-LDG1.7811.78（续表）房间冷负荷盘管选型额定制冷量数量总制冷量G22012[餐厅]2545YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G22013[餐厅]2545YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G22014[餐厅]2545YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G22015[餐厅]2545YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G22016[餐厅]2545YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G22017[餐厅]2545YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G23001[办公]3043.9YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G23002[办公]3196YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G23003[办公]3196YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G23004[办公]2856.6YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G23005[秘书室]2856.6YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G23006[办公]2856.6YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G23007[办公]2856.6YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G23008[办公]2856.6YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G23009[办公]2856.6YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G23010[公]4446.3YGFC06CC2SEFX-LDG4.814.8G23011[办公]3427.3YGFC04CC2SEFX-LDG3.7213.72G23012[小会议室]10235.1YGFC06CC2SEFX-LDG4.829.6G23013[办公]1511.8YGFC02CC2SEFX-LDG1.7811.78G23014[办公]2277.3YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G23015[办公]2277.3YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G23016[中会议室]24357.6YGFC07CC2SEFX-LDG5.75423G24001[人事档案室]6199.3YGFC03CC2SEFX-LDG2.7225.44G24002[装订间]3149.3YGFC03CC2SEFX-LDG2.7212.72（续表）房间冷负荷盘管选型额定制冷量数量总制冷量G24003[过案间]2884.4YGFC03CC2SEFX-LDG2.7212.72G24004[办公]2884.4YGFC03CC2SEFX-LDG2.7212.72G24005[办公]2884.4YGFC03CC2SEFX-LDG2.7212.72G24006[办公]2884.4YGFC03CC2SEFX-LDG2.7212.72G24007[办公]2884.4YGFC03CC2SEFX-LDG2.7212.72G24008[办公]2884.4YGFC03CC2SEFX-LDG2.7212.72G24009[健身房]14245.2YGFC08CC2SEFX-LDG7.11214.22G24010[文娱活动室]10784.7YGFC07CC2SEFX-LDG5.75211.5G24011[工会活动室]18050.8YGFC08CC2SEFX-LDG7.11214.22G24012[办公]2305.1YGFC03CC2SEFX-LDG2.7212.72G24013[办公]2305.1YGFC03CC2SEFX-LDG2.7212.72G24014[办公]2305.1YGFC03CC2SEFX-LDG2.7212.72G24015[办公]2305.1YGFC03CC2SEFX-LDG2.7212.72G24016[小会议室]11355.6YGFC07CC2SEFX-LDG5.75211.5G210001[办公]3309.1YGFC04CC2SEFX-LDG3.7213.72G210002[贵宾休息]3016.7YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G210003[休息厅]3964.1YGFC05CC2SEFX-LDG4.0114.01G210004[休息厅]3964.1YGFC05CC2SEFX-LDG4.0114.01G210005[办公]2941.5YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.74G210006[办公]3100.9YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.7410007[多功能大会议室]85650.1YGFC08CC2SEFX-LDG7.111285.32G210008[办公]2522.6YGFC03CC2SEFX-LDG2.7412.745气流组织计算5.1气流组织形式的分类气流组织形式一般分成上送上回、上送下回、中送式、中送上回式、中送下回式、下送上回式[10]。5.2气流组织选型该建筑一层高6m，二层以上标准层高为4m，故气流组织采用上送下回式，散流器送风的方式为佳。5.3新、送、回风口形式和布置对于风口的选择在此次项目设计中要遵守以下原则：(1)新风口与送风口间的距离不宜过大，好方便新风回风相互融合；(2)送风口尺寸要适当增大。风量的改变会引起风速的变化可能叫人感到不舒适。这个问题最简单的解决方法就是加大尺寸，尽可能减少风速，减小风速变化带来的影响[11]。故本次设计采用的散流器送风形式，挑选双层百叶带滤网用作回风口、用双层百叶用作送风口，防雨百叶用作室外新风进口。5.4新、送、回风口尺寸计算(1)计算要求因为防风口产生的噪音过大，出口风速宜用2～5m/s。将每个封口的面积设计在20～25m2之间，其风量大约在500m3左右[12]。回风口在房间上部时，风速取4～5m/s,回风口于下部时，取1.5～2m/s。(2)计算步骤对于工作区的流速，我国现采用《采暖通风与空气调节设计规范》[GB50019-2015]规定：舒适性空调室内风速夏季不应大于0.3m/s[13]。这就作为我们进行气流组织计算的依据。散流器的速度衰减方程如式(5-1)：(5-1)式中：x以散流器中心为起点的射流水平距离，m；vx在x处的最大风速，m；vs散流器出口风速，m/s；x0平送射流原点到散流器中点的长度，多层锥面散流器取0.07m；散流器的有效流通面积，m2；K送风口常数。散流器器的气流组织设计步骤[14]：(1)参考办公室的面积大小来安装散流器，再去计算这些散流器的送风量；(2)进行散流器的初次选型；(3)按规定散流器正常情况下的出口面积应该是它的井部面积的85%，所以其出口风速计算见下式(5-2)为：(5-2)(4)按下式(5-3)计算射程，即散流器中心道风速为：(5-3)(5)按下式(5-4)计算工作区平均风速：(5-4)式中：L散流器服务边长，m，当两个方向不等时，可取平均值；H房间净高，m；x射程，m。当系统是在输送冷风的时候，应该增加20%，送热风时应减少20%，若Vm能够达到办公区人员所提出的对于风速的要求，则认为设计合理，反之则需要重新把设备在布置一遍，也需要重新进行计算[15]。6空调风系统设计计算6.1风管水力计算6.1.1风管的选材和存在形式(1)风管的材料综合考虑本设计风管则采用镀锌钢板。(2)风管形式空调的送、回风管均选取矩形风管，其优点在于安装简易且占用空间小。6.1.2风管系统设计要点要点如下：(1)风管管道要简短，以达到省材和减小阻力的效果；(2)安装位置要与相邻管道协调布置，以免发生管道相互碰撞的情况；(3)风管的布置坡度要大于0.05，方便排除管道内滞留的多余气体[16]；(4)风管的一些位置要安插阀门。6.1.3风管水力计算方法根据以往专业课上学得的知识来判断，此风管系统的水力计算方式我使用的是假定流速法，它的具体计算步骤方法见下：(1)用制图软件画出风管系统的平面图，过程中对管道一一标号；(2)分析影响风管系统的各个因素，来确定各分管管道间最合适的经济流速；(3)参考通过管道的风量以及气体流速来选择合适的管段管径确定管，用它来算出沿程和局部阻力数值；(4)将那些与最不利环路存在并联关系的管道的阻力平均分配，统一计算。算得的平衡率要大于85%；(5)计算出总阻力。系统的总阻力=最不利环路阻力+空气处理机组阻力；(6)风机选择及其配用的电机。在对风机进行选型时，要预先留出10%的误差值；(7)在确定风管时考虑到其经济实用性，要参照表6.1选取[17]。表6.1低速风管内的风速（m/）室内允许噪声级dB主管风速支管风速新风入口25-353-4≦2335-504-72-33.550-656-92-54-4.565-858-125-85故本设计应选择主管最大速度为5m/s，支管最大风速应取2.5m/s，新风入风速度为4.5m/s。6.1.4风管阻力计算(1)进行沿程阻力计算回顾上学时专业课上老师教授的有关流体力学的知识，可以想到新风流过恒定断面的管道时，它的所受的摩擦阻力计算见下式(6-1)： (6-1)式中：λ摩擦阻力系数； ν管内空气平均流速，m/s； ρ空气密度，kg/m3； l管道长度，m； Rs管道的水力半径，m； Rm单位长度的摩擦阻力，Pa/s。(2)进行局部阻力计算局部阻力一般按式(6-2)计算： (6-2)式中：z局部阻力，Pa；ζ局部阻力系数；ν与ζ对应的风道断面平均速度，m/s。6.2风管水力计算实例在这里我选取了三楼（办公楼层）的新风系统，它的风管水力计算具体数值如表6.2所示。表6.2新风系统水力计算数值表管段标号风量(/h)管宽(mm)管高(mm)管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ动压(Pa)△Pj(Pa)△Py+△Pj(Pa)124705002501.25.4890.9451.1343.218.04457.7458.87421801601203.22.6040.7412.371.24.0624.8747.244322905002506.85.0890.8255.6071.215.5118.61224.21943302001203.23.8191.3064.181.28.73710.48414.664519605002004.55.4441.1225.0491.217.75321.30326.35262802001201.13.2410.9761.0730.16.290.6291.7027601201201.11.1570.2120.23310.8020.8021.035815605002006.54.3330.7444.8391.211.24613.49518.3349601201201.11.1570.2120.2330.10.8020.080.3131014404002003.251.0473.349114.97314.97318.322113302001203.23.8191.3064.180.18.7370.8745.054128302501606.55.7641.97512.8361.219.89723.87636.712133302001203.23.8191.3064.1818.7378.73712.91714601201203.21.1570.2120.6780.10.8020.080.758154402001203.25.0932.1816.98115.53215.53222.51216601201203.21.1570.2120.6780.10.8020.080.758173601601203.25.2082.5348.1091.216.24619.49527.60418601201203.21.1570.2120.67810.8020.8021.4819601201203.21.1570.2120.6780.10.8020.080.758202401201203.24.632.4217.7471.212.83715.40423.151211201201202.22.3150.7111.5641.23.2093.8515.41522601201201.11.1570.2120.2330.10.8020.080.313合计1358070.576.60819.61231.878308.4916.3新风机组选型参照考虑系统设计的需求，我将会在二到九层的每一层中都会安置一台新风机组。其型号的选定要参考各个楼层间的新风负荷、新风量和新风管道阻力。本系统选用的是吊顶式空气处理机组，具体到各层间的布置情况如表6.3所示。表6.3新风机组选型与布置楼层新风机组型号风量1层YAH03A41000000L1D30002层YAH015A4100000L1D15003层YAH04A41000000L1D40004-9层YAH04A41000000L1D40007空调水系统设计计算7.1空调水系统的选型7.1.1空调水系统的设计原则设计原则的具体内容：(1)系统要具备有够大的输送能力来保证空调水系统的正常运转；(2)合理布置水管管路，以保证水里稳定性；(3)在保证设计流量的前提下，减小阻力损失，降低水流噪声；(4)设计要遵循相关的节能原则；(5)在管材及其配件的选择时应符合相关规范及设计要求；(6)管路系统前期设计要保证其在后期维护过程中方便维修调节[18]。7.1.2空调水系统的分类管路系统常见分类如下：(1)根据水管内介质与空气是否接触空气将其分成开闭式两种系统；(2)根据流程将其划分成同程与异程两种系统；(3)根据系统中循环水的特点将其划分成定流量与变流量两种系统；(4)根据系统里安装的水泵的参数将其划分成单级泵与多级泵两种系统；(5)根据管道的布置将其划分成双管制、三管制和四管制三种系统。分析考虑此次项目的设计需求，结合专业课学习的知识，该空调水系统应采用单级泵系统，膨胀水箱定压的闭式系统。另外考虑到多管制的设计复杂，后期维修困难设计较复杂，因此采用两管制系统。由于每一楼层的建筑面积适中，所以在这里选用了异程式系统。7.2冷冻水系统的形式及设备连接方式本次项目的建筑主体——深圳星河办公楼共10层，属于中高层建筑，所以要采用单级泵变水量系统。系统间主机与循环水泵的连接方式为四台水泵相互间备用。7.3空调冷冻水系统设计计算7.3.1冷冻水计算步骤冷冻水具体的计算实施步骤：(1)首先要用软件制作出空调水系统的工程图，明确冷冻水的流向；(2)结合管道负荷，计算每根管道的水流量；(3)根据流速流量计算管径，并算出实际流量；(4)绘制系统图，确定最不利环路；(5)计算每个环路的局部、沿程阻力；(6)绘制管网与水泵性能曲线，确定冷水泵。7.3.2冷冻水系统计算公式(1)流量的计算见式(7-1)：(7-1)式中：W水流量，kg/s；Q设备所需提供的冷量，kW；tg供水温度，7℃；Th回水温度，12℃；cp水定压比热，kJ/(kg·℃)，常温时c＝4.1868。(2)管径的计算，实际管径可由式(7-2)计算：(7-2)式中：d水管管径，m；W水流量，m3/s；ν水流速，m3/s。就通常情况而言，水系统中管内流体流速需要如表7.1中的数值进行选取。表7.1管径及相应的流速（m/s）管径/mmDN15DN20DN25DN32DN40DN50闭式系统0.2-0.50.4-0.60.5-0.70.6-0.90.7-1.00.9-1.2开式系统0.2-0.40.3-0.60.4-0.60.5-0.80.6-0.90.8-1.0管径/mmDN65DN80DN100DN125DN150DN175闭式系统1.1-1.41.2-1.61.2-1.81.4-2.01.4~2.21.6~2.4开式系统0.9-1.21.1-1.41.2-1.61.3-1.81.4~1.81.5~2.0(3)系统阻力计算沿程阻力计算水在管道内的沿程阻力见下式(7-3)计算：(7-3)式中：Rf单位管长沿程阻力，又称比摩阻； l管段长度。局部阻力计算管段内的水在流过三通、弯头等这一类不是常规形状的水管管件时，与管壁摩擦消耗能量和造成水流漩涡消耗能量最终制造的局部阻力计算见下式(7-4)：(7-4)式中：ζ局部摩擦阻力系数； ρ冷水密度，kg/m3； ν管内流速，m/s。(4)水系统的总阻力计算见下式(7-5)：(7-5)系统总阻力即为水泵沿程，由系统总阻力即可选择所需水泵。7.3.3水力计算实例以9层的冷冻水系统为例，计算结果如表7.2所示。表7.2水力计算结果序号负荷(kW)流量(kg/h)管径管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ动压(Pa)△Pj(Pa)△Py+△Pj(Pa)171.8512358.2DN707.20.945187.8421352.4632446.806893.6112246.074214.972574.84DN326.10.713251.8621536.361253.887253.8871790.2473104.317939.6DN803.90.979161.975631.7021479.387479.3871111.08944.01689.72DN202.60.54297.332773.0631145.933145.933918.9965100.2917249.9DN8050.942150.222751.1081443.233443.2331194.341614.222445.84DN326.60.677228.4441507.7312229.085458.1691965.9（续表）序号负荷(kW)流量(kg/h)管径管长(m)ν(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)ξ动压(Pa)△Pj(Pa)△Py+△Pj(Pa)714.222445.84DN326.60.677228.4441507.7312229.085458.1691965.98110.7619050.7DN802.31.04181.829418.2073540.6091621.8272040.034914.222445.84DN326.60.677228.4441507.7312229.085458.1691965.91014.222445.84DN326.60.677228.4441507.7312229.085458.1691965.91143.417466.52DN507.20.94256.1761844.4662441.954883.9082728.3741214.222445.84DN326.60.677228.4441507.7312229.085458.1691965.91314.222445.84DN326.60.677228.4441507.7312229.085458.1691965.9146.461111.12DN250.80.539215.224172.1791145.315145.315317.494154.01689.72DN202.660.54297.332790.9032145.933291.8661082.769162.74471.28DN202.50.369146.266365.664168.13468.134433.798178.221413.84DN320.50.39181.63240.8162.576.549191.373232.189182.74471.28DN202.60.369146.266380.291168.13468.134448.425195.48942.56DN252.30.457158.145363.7321104.57104.57468.3022010.961885.12DN321.80.522139.722251.51136.087136.087387.587合计564.7498535.9287.0618718.83132.58476.27927249.0457.4冷凝水系统设计管路管网中的支管管径和接管管径尺寸上是相同的。如果系统中缺少冷凝水干管要在管路中将其添加时，它的具体管径需要参考和它所在的管段连接的空调设备总冷量来确定，可按表7.3来选定凝水管的参考管径。表7.3冷凝水干管管径的选定参考数值干管承担冷量（kW）干管公称直径（mm）干管承担冷量（kW）干管公称直径（mm）≤1720177~598507.1~17.625599~10558017.7~100321056~1512100101~176408冷热源设计计算8.1冷水机组的选型此次的空调系统设计在这个模块采用的是常规的螺杆式冷水机组担任系统中冷源。关于设备的相关参数如表8.1所示。表8.1螺杆式冷水机组螺杆式冷水机组小型小于1460kW1.构造简易，运行配件少，运作可靠性高；2.容积效率较高，压缩比大，对湿冲的反应不剧烈；3.润滑体系比较复杂，油耗大，噪声比离心式冷水机组高。中型小于2280kW大型小于3516kW8.