毕业设计（论文）南京某综合办公楼中央空调系统设计

毕业设计PAGEI本科毕业论文南京某综合办公楼中央空调系统设计thecentralairconditioningsystemdesignofanofficebuildinginNanjing学院（部）：土木建筑学院专业班级：建环07-1学生姓名：指导教师：许登科讲师年月日

综合办公楼中央空调设计摘要本设计是南京市某综合楼中央空调系统设计，该建筑地下一层，地上十二层。地下一层为车库。一楼为银行营业大厅和办公室，二楼为税务大厅和办公室，三至十一层为办公室和会议室，十二层是活动场所，包括多功能厅，健身房，桌球室。在设计中所有空气都经过处理，其中包括新风冷负荷。设计中对办公室和小型会议室采用风机盘管加独立新风系统，对大厅，多功能厅及大会议室采用一次回风系统。建筑各层的新风都有相应独立的新风系统，室外新风经过空气处理机组处理到所需要的状态，然后通过新风管道送入各个空调房间，各空调房间主要采用和风机盘管共用双层栅栏侧送侧回的方式，系统不再设独立的回风系统，空调室内的回风直接进入风机盘管的回风口来进行处理。一次回风系统中室外新风与室内回风混合后，经过空气处理组处理到要求状态，通过散流器送入房间。该综合楼每层都有新风机房，在地下室设一个独立的制冷机房。系统采用冬夏两用两管制系统。在夏季，冷水机组制冷，冷冻水被送入空调房间的各个风机盘管及空气处理机组，以降低房间室内温度，冷水机组的出水温度7℃、回水温度12℃；冬季则利用换热器与锅炉95℃/70℃的热水换热，制得冬季用的空调热水，通过管道送入房间的风机盘管，出水温度60℃，回水温度45关键词：新风系统，一次回风系统，风机盘管，空气处理机组，冷冻水，冷却水CENTRAlAIRCONDITIONINGDESIGNOFFICEBUILIDINGABSTRACTThisdesignisacomplexinNanjingcentralairconditioningsystemdesign,theconstructionofundergroundlayer,theground.Undergroundforgarage.Forthebank'sbusinesshallandthegroundfloor,lobbyforthetaxofficewithoffice,3-11layerforofficesandmeetingrooms,10secondplaces,includingmulti-functionhall,gymnasium,billiards.Inthedesignofallairareprocessed,includingaircoolingload.Inthedesignofofficesandsmallmeetingroomsadoptfan-coilunitplusfreshairsystemofindependent,multi-functionalconferencehall,andusingareturnairsystem.Constructionoftheairhasacorrespondingindependentairsystem,outdoorairthroughtheairhandlingunitswiththeneeded,andthenthroughtheairconditionroomairpipeintotheair,allroomsadoptfan-coilunitandShareddoublefencesidesentbacktotheside,anindependentsystemnolongertheairconditioningsystemofindoorairfan-coilunitdirectlyintotheairinletforprocessing.Agroupofindoorandoutdoorairsystem,throughtheairaftermixingairtreatmentgroupstorequestprocessing,throughthediffuserintotheroom.Thebuildingofeachlayerisinthebasement,freshroomsetanindependentrefrigerationroom.Systemadoptstwocontrolsystemandwinterandsummer.Inthesummer,refrigerationfreezingwaterchiller,airconditioningroomintoeveryfancoilunits,airhandlingandroomtoreduceindoortemperature,thetemperatureofwaterchillers,July12degreesreturnwatertemperature,Winterisusingheatexchangerandboiler95°c/70degreesofhotheatinwinter,thesystemofairconditioningwaterthroughthepipeintotheroom,thefancoil,thewatertemperature60degrees,the45degreesCelsiustemperaturevariations.Provide30°c/coolingwater35°c.KEYWORDS:airsystem，returnsystem，fancoil，airhandlingunits，frozenwater,coolingwater目录摘要(中文)……………………Ⅰ摘要(外文)……………………ⅡTOC\h\z\t"章标题,1,节标题,2,小节标题,3"目录 i绪论 11建筑物地理信息及气象参数 21.1地理位置 21.2室外计算参数（干球温度℃）表 21.3室内设计参数 21.4空调房间人员容量 21.5空调房间照明容量 2空调房间设备单位发热量 31.7其他 32建筑物围护结构信息 42.1建筑物墙体的选择 42.2建筑物窗体及遮阳设施 43负荷计算方法 53.1冷负荷计算内容 5围护结构瞬变传热形成的冷负荷 53.1.2照明、设备形成的冷负荷 63.1.3人体散热形成的冷负荷 63.1.4新风冷负荷 73.2热负荷计算： 7湿负荷 73.4夏季冷、湿负荷计算示例 83.5夏季办公楼各空调房间冷、湿负荷汇总 124空调系统方案选择 13设计方案比较 134.2风系统设计原则 134.3新风处理方案的种类 144.4空调方案的确定 155空调房间新风量和送风量计算 175.1空调房间新风量确定 17新风量确定原则 17新风量确定 175.2空调房间热湿平衡 175.2.1送风状态点确定 175.2.2空调送风状态和送风量的确定 186风机盘管的选择与计算 217空调风系统 25空调房间气流组织 257.2风口的布置 257.2.1风口布置原则 257.2.2新风入口注意事项 257.2.3风道的布置和制作要求 257.2.4百叶送风口的选择步骤 257.3.气流组织设计计算 268风系统水力计算及空气处理机组的选择 318.1空气在管道内流动的阻力类型及计算公式 318.1.1摩擦阻力的确定 318.1.2局部阻力的确定 328.1.3空气管道的水力计算方法及步骤 328.1.4新风系统水力计算举例 338.2新风机组的选择 409水系统水力计算 429.1水管水力计算内容 429.1.1空调水系统的管材 429.1.2管内流速确定 42空调管道水力计算 439.2水系统管路设计计算方法 439.3冷冻水系统和冷却水系统水力计算详细说明 449.4冷凝水系统的设计 459.4.1水封的设置 459.4.2冷凝水管材 469.4.3冷凝水水管管径 469.4.4冷凝水的排放 469.4.5冷凝水排水系统常遇到的问题及解决办法 4610空调制冷机房设计 4710.1制冷机房的确定 4710.2制冷机冷负荷的确定 4710.3制冷机组选择 47水泵的选择 5010.4.1冷冻水泵的选取 5010.4.2冷却水系统选择 5010.4.3水处理设备选取 5210.4.4过滤器选择 5310.5管道伸缩量 5410.6管道固定 5410.7管道的保温 5410.8补充说明 5411防排烟系统的设计计算 5512消声、减振和保温设计 5612.1消声、减振设计 5612.1.1概述 5612.1.2消声器的选择 5612.1.3减振设计 5712.2管道保温设计 5812.2.1保温部位的选择 5812.2.2保温材料的选择 5812.3保温层厚度计算 58结论 59参考文献 60附表 611冷湿负荷汇总 612风机盘管送风量汇总 983水力计算 101绪论空调技术是伴随着现代文明社会的进步而发展起来的。而当人们在享受着空调技术给人们的生产与生活带来方便和舒适时，紧接着也就在思考如何减少空调所需要销耗的能量。特别是进入20世纪70年代以来，以石油危机为标志的世界能源危机更加促使一些发达国家在各业中研究和推广节能技术。改革开放以来，随着我国国民经济的飞速发展、人民生活水平的逐步提高，人们对自身生活环境也越来越重视，尤其是室内的空气环境。我国幅员辽阔，气候复杂，室内空气调节就显得非常必要，而且需求量越来越大。特别是近十年来，空调技术在我国得到空前发展，从事空调行业的专业技术队伍日益壮大，同时，大量的空调设计资料也日益完善。目前，几乎所有的大型公共建筑都要安装中央空调系统，对生产工艺和室内洁净度有特殊要求的地方还必须建立洁净室。本设计便是针对南京市某办公楼的空调设计，系统主要由夏季空调系统、冬季供暖系统两部分组成。设计内容在本设计说明上均有详细的说明和计算，图纸包括空调系统平面图、空调水系统图、制冷机房布置图、空调机房布置图、水系统流程图及主要材料明细表。本设计中所有计算及文字说明均参考目前通行的相关规范、设计及施工手册。系统方案由本人单独完成，而消声防震及防排烟等部分，由于本人所学知识所限不能对其进行更具体详细的设计，只能依据设计手册中的相关资料，对其原理进行说明。但作为我们毕业前的一次综合实践，我觉得本次毕业设计对我们专业素质提高有非常积极的意义也为我们今后的出色工作打下了坚实的基础。在这里还需要强调的是，在设计过程中，承蒙许登科老师的耐心指导和大力支持，在此表示衷心感谢！1建筑物地理信息及气象参数1.1地理位置地理位置（南京）海拔(m)大气压力(Kpa)室外平均风速m/s北纬东经冬季夏季冬季夏季31°10′118°43′1.2室外计算参数（干球温度℃）表冬季夏季夏季空调室外计算湿球温度空气调节通风空气调节空调日平均通风-6235321.3室内参数设计名称房间用途温度(℃)湿度(%)室内风速m/s夏季办公室2655v≤冬季办公室2050v≤1.4空调房间人员容量㎡㎡·㎡。1.5空调房间照明容量本设计中照明容量按照规范要求大厅、门厅取20/W·㎡，乒乓球厅、桌球厅、健身房取40/W·㎡、其他各空调房间取30/W·㎡。本设计中房间设备容量按照规范要求多功能厅、办公室、会议室、乒乓球厅、桌球厅、健身房取30W/㎡；大厅、门厅、资料档案室取15W/㎡。1.7其他A、空调房间设计噪声声级要求不高于40dB；B、空调房间空气中含尘量不大于0.30mg/m³；C、室内空气压力稍高于室外大气压；D、各空调房间每人最小新风量的选取按照规范要求选取大厅、门厅按20m3/h计算、其他各空调房间按30E、各空调房间类型属中等类型；F、本设计中办公楼建筑空调使用时间按照每天使用10小时，即8：00～18：00。2建筑物围护结构信息2.1建筑物墙体的选择A、对于外墙外墙为厚度为240mm的砖墙，墙外表面为水泥砂浆抹灰加浅色喷浆，墙为厚为夏季外墙的热工参数见《空气调节》附录2－9查得分别为：K=1.17W/(m2·K)、β=0.23、v=31.92、ε=10.0h。B、对于内墙本设计选择内墙为120mm砖墙，内外粉刷。夏季内墙的热工参数见《空气调节》附录2－9查得分别为：K=2.37W/(m2·K)、β=0.59、v=6.32、ε=5.2h。C、对于屋顶本设计选择屋顶为防水层加小豆石，水泥砂浆，水泥膨胀珍珠岩内粉刷。夏季屋顶的热工参数见《空气调节》附录2－9查得分别为：K=1.1W/(m2·K)、β=0.52、v=15.15、ε=5.9h。D、对于楼板：楼板为80mm现浇钢筋混凝土，上铺水磨石预制块，下面粉刷E、对于外门和内门：W/(m2·K)W/(m2·K)2.2建筑物窗体及遮阳设施W/(m2·K)。B、窗户构造：本设计中选取窗户单层玻璃钢窗厚普通玻璃。则=0.93。C、内遮阳类型：本设计选用窗体内遮阳设施为浅色白布帘，则=0.5。3负荷计算方法3.1冷负荷计算内容空调冷负荷主要包括：（1）通过围护结构传入室内的热量；（2）透过外窗、天窗进入室内的太阳辐射热量；（3）人体散热量；（4）照明、设备等室内热源的散热量；（5）新风带入室内的热量。围护结构瞬变传热形成冷负荷的计算1）外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算：CLQ1=K·F·△Tt-ε式中：CLQ1——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷,W；F——外墙和屋面的面积，㎡；K——外墙和屋面的传热系数，W/(㎡·℃),可根据外墙和屋面的不同构造查取；△Tt-ε——作用时刻下，维护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差。2）内墙传热维护结构形成的瞬时冷负荷当空调房间的温度与相邻非空调房间的温度大于3℃时,要考虑由内维护结构的温差传热对空调房间形成的瞬时冷负荷,可按如下传热公式计算LQ2=F·K·(tls-tn)W式中：F——内维护结构的传热面积，m²；K——内维护结构的传热系数，W/(m²·k)；tn——夏季空调房间室内设计温度，℃；tls——相邻非空调房间的平均计算温度，℃。t'ls按下式计算t'ls=t+tls℃式中：t——夏季空调房间室外计算日平均温度，℃；tls——相邻非空调房间的平均计算温度与夏季空调房间室外计算日平均温度的差值,此设计取t'ls=13）外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷在室内外温差的作用下,玻璃窗瞬变热形成的冷负荷可按下式计算：CLQ2=KF△Tt-εW式中：F——外玻璃窗面积，m²；K——玻璃的传热系数，W/(m²·k)；本设计单层玻璃K=6.26W/(m²·k)；△Tt-ε——计算时刻的负荷温差，℃；当所计算的城市室外平均气温与制表地点不同时，应适当加以修正。4)窗户日射得热形成的冷负荷，计算公式如下:CL=F式中：窗户的有效面积系数；单层钢窗为0.85，双层钢窗0.75；单层钢窗为0.7；双层木窗为0.6，本设计中取0.85。xd：地点修正系数，本设计中南窗取1.10，北窗取1.06，西窗取1.02，东窗取1.02；：窗的遮挡系数，本设计中取0.93；：窗户的遮阳系数，本设计中取0.5；：计算时刻时，透过但为窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷，简称负荷强度，w/㎡，见《空气调节》附录2－13。照明、设备形成的冷负荷用下式简化计算：CLQ3=QJ式中Q：设备、照明、人体显热的得热，W；T：设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻，h；-T：从设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻到计算时间的时间，h；J(J、J、J)：-T时间的设备负荷强度系数（见《空气调节》附录2-14），照明负度强度系数（见《空气调节》附录2-15）、人体负荷强度系数（见《空气调节》附录2-16）。人体散热形成的冷负荷用下式简化计算：CLQ4=qnn′W式中q：不同室温和劳动性质是成年男子散热量，W；见《空气调节》表2－16；n：室内全部人数；n′：群聚系数，见《空气调节》表2－15，本设计中取群聚系数为n′=0.96。根据各空调房间在室内工作的人员由上午8时至下午18时共停留10个小时，中午的两个小时午休时间也计算在内，这样计算是偏安全的，而且中午的日射负荷比较大。新风冷负荷目前，我国空调设计中对新风量的确定原则，仍采用现行规范、设计手册中规定或推荐的原则,办公楼的新风量一般取30m³本设计方案采取新风不承担室内冷负荷,即将室外空气处理到室内状态的等焓线上一点。夏季空调新风冷负荷按下式计算：CLQ=G·（hw-hn）式中G：新风量，kg/s；hw：室外空气焓值，kJ/kg；hn：室内空气焓值，kJ/kg。3.2热负荷计算：本设计采用空调系统用于冬季采暖，所以室内始终保持一定的正压。因此，在计算热负荷是不需要计算冷风渗透耗热量和冷风侵入耗热量。仅仅需要计算围护结构的温差传热量。由于冬季空调系统加热加湿所需费用小于夏季冷却减湿的费用，为了便于计算，冬季围护结构传热量可按稳态传热方法计算，不考虑室外气温的波动。因而可以只给定一个冬季空调室外计算温度作为计算新风冷负荷和计算围护结构传热之用。其中室内人员及灯具所形成的热负荷作为安全因素来保证冬季的供暖温度。所以由上查《实用供热空调设计手册》81页可以得出冬季围护结构传热量可按下式计算：Q=KF(tn-tw)式中Q：围护结构耗热量，W；K：围护结构传热系数，W/㎡·℃；F:围护结构传热面积，㎡；tn：室内计算温度，℃；tw:冬季室外空调计算温度，℃。冬季湿负荷认为与夏季相同。湿负荷即人体散湿量人体散湿量可按式：D=n·n’·w·10-3kg/h计算式中D：人体散湿量，kg/h；n’：群集系数；w：成年男子的小时散热量，kg/(h·p)。3.4夏季冷、湿负荷计算示例现以一层101房间为例来介绍室内冷负荷的计算方法。通过建筑物围护结构传热引起的冷负荷：表3-4-1建筑物围护结构的传热系数传热系数外墙内墙外窗内门W/(㎡·k)1根据冷负荷的计算方法，101房间围护结构的冷负荷由以下几个部分组成：a、101房间外墙瞬变传热引起的冷负荷计算见表3-4-2：表3-4-2北外墙瞬变传热引起的冷负荷北外墙冷负荷时刻t8：0010：0012：0014：0016：0018：00ε(h)△Tt-ε887788KF31．05CLQ1292292255255292292b、1)外窗瞬变传热引起的冷负荷计算见表3-4-3：表3-4-3外窗瞬变传热引起的冷负荷外窗瞬变传热冷负荷计算时刻t8：0010：0012：0014：0016：0018：00△Tt5．0KFCLQ21352042663063232982）外窗日射得热形成的冷负荷计算见表3-4-4：表3-4-4外窗日射得热形成的冷负荷外窗日射传热冷负荷计算时刻t8：0010：0012：0014：0016：0018：00Jnt486678776468FXgXzXdCLQ2213293346342284302c、101房间东北内墙传热引起的冷负荷计算：CLQ=KF△t=KF(∣twp－tn∣＋△ts)×66×(31.4-26+1)=1001WB.101房间照明、设备得热形成的冷负荷，用下式简化计算：CLQ3=QJ×6.65=56.1㎡，所以：照明得热Q=30×56.1=1683Wn1设备得热Q=30×56.1=1683W×××61=493W(由《空气调节》表2—16查的成年男子散热散湿量为：显热61W/人，潜热73W/人，散湿109g/h·人。取群集系数n′=0.96)照明冷负荷见表3-4-7表3-4-7照明冷负荷计算时刻T08:0010:0012:0014:0016:0018:00t-T02468100Q1683ｎ１n2CL20636757838889303b、设备冷负荷见表3-4-8表3-4-8设备冷负荷11:00计算时刻T08:0010:0012:0014:0016:0018:00t-T02468100Q1683CL201296141414991548320c、人体散热冷负荷见表3-4-9表3-4-9人体散热冷负荷计算时刻T08:0010:0012:0014:0016:0018:00t-T02468100Q493Q显热0350399424444113Q潜热×××73=590C．新风冷负荷夏季空调新风冷负荷按下式计算：CLQ=G·（hw-hn）=270××(91.7-56.1)／3600=3204W101房间新风量具体见附表D．101房间湿负荷的计算人体散湿量可按下式计算：D=n·n’·w·10-3=×××109×10-3=0.88kg综上可知101房间的冷、湿负荷见表3-4-10表3-4-10101房间的冷、湿负荷汇总房间名称分项时间08:0010:0012:0014:0016:0018:00办公室北外墙冷负荷292292255255292292内墙冷负荷100110011001100110011001外窗日射得热冷负荷213293346342284302外窗瞬时传热冷负荷135204266306323298照明冷负荷0636757838889303设备冷负荷01296141414991548320人体冷负荷显热0369419448468118潜热590590590590590590室内冷负荷223146815048527953953224新风冷负荷320432043204320432043204总冷负荷588583358702893390496878总湿负荷kg/h由上表可知：101房间最大冷负荷出现在16：00，其值为9049W。3.5夏季办公楼各空调房间冷、湿负荷汇总见附表4空调系统方案选择在对一座建筑物的空调系统进行设计时，必须首先确定其空调方案。空调系统一般均由空气处理设备和空气输送管道以及空气分配装置所组成，根据需要，它能组成许多不同形式的系统，在工程上应考虑，建筑物的用途和性质，热湿负荷的特点，温湿度的调节和控制的要求，空调机房的面积和位置，初投资和系统运行及调节的灵活性和经济性，根据技术性、经济性和使用效果综合的比较后，择优选取来确定空调系统的方案。空调系统按空气处理设备的设置情况分类有：集中式系统、半集中式系统，和全分散式系统。集中式和半集中式系统也可统称为中央空调，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；⑴空调效果好；⑵可送新风，保证室内空气新鲜度；⑶投资低；⑷运行管理灵活方便，运行费用低；⑸故障少，便于维修；⑹设备寿命长⑺噪声小；⑻易与装饰配合，达到现代建筑的高档、舒适和美观的目的。=9\*GB2⑼局部空调（窗体或分体式）的凝结水不易处理好。在对一座建筑物的空调系统进行设计时，必须按照空调系统不同方式的能耗，投资和使用效果进行综合比较后，择优选取。经对办公楼采用集中制冷空调和局部空调在能耗，造价方面比较，本设计采用中央空调系统。4.2风系统设计原则空调风系统原则上分为空调送风和排风系统。空调送风系统可分为两类：⑴低风速全空气单（双）风道送风方式；=2\*GB2⑵风机盘管加新风系统的送风方式。较大面积的公用场所，如商场、交易大厅、宴会厅、影剧院和体育馆等，多用第一种送风方式，而写字间和宾馆饭店中的一、二、三级客房等较小面积的空调房间，则多采用第二种送新风的方式。采用全空气空调方式送风系统的划分公用场所各厅室，如采用全空气单（双）风道空调方式时，送风系统应按照空调房间使用时间的不同而划分区域，根据各个空调场所的营业时间和高峰使用时间来划分，各个空调场所负荷特点也不一样。为了达到经济运行和便于管理的目的，必须根据这些空调房间的使用规律、负荷特点划分系统的服务范围和规模，并尽量使空调机组设置在靠近空调房间的地方。采用风机盘管加新风空调方式新风系统的划分无论是写字间、客房新风系统还是公用场所各厅室新风系统，应以楼层和房间使用功能按中小规模划分新风区域。最大系统的新风量不宜超过4000m3/风系统划分区域不宜过大无论全空气风系统还是新风系统均不宜将区域划分过大，以防止风系统区域过大使系统风量过大，输配距离过长所带来的弊病：主干风管断面过大，需占用较大的建筑空间；空气输配用电过大；系统风量的沿途漏损增大。按中小规模划分系统，可在非旅游季节餐厅、舞厅等公用场所宾客少和在客房出租率低时，便于关停部分楼层或区段的风系统。送风系统应设置风量调节装置送风系统宜采用双速电机或并联风机。因为，各个空调场所每天人流量的高峰时间和低谷时间均不同。在人流量小时不但可以减少新风量，而且可以减少循环风量。再如，宾馆、饭店的客房中留宿的宾客，白天一般外出进行商事活动或外出游玩，故白天可以将客房中的新风量减少到设计风量的1/4~1/3。新风系统必须设置随季节变化的风量调节系统装置。非直流式空气处理装置的设计新风量标准确定的。在过度季节，当室外空气状态与室内状态接近时，可以适量加大新风比例，改善室内空气质量；当室外空气状态与设计送风状态一致时，可按全新风进行，以变节省空气处理能耗。因此新风系统必须设置可以随季节变化而调节的新风量的装置。4.3新风处理方案的种类在空调建筑中，人们经常只重视了空调房间的舒适度，即对温度的需求，而忽略了卫生的要求，或者卫生达不到要求，其原因就是没有新风或新风的风量太小，造成室内污浊空气循环，有怪味，因而必须考虑新风的要求，尤其是宾馆建筑中，新风方案的选择是至关重要的。常见的新风方式有以下几种：⑴渗入新风和排风室内不设新风系统，机组再循环室内空气，仅靠排风造成负压，促使新风经门窗缝隙无组织渗入。系统特点是节省初投资，室内建筑空间和运行费用，但其新风量无法控制，且当室外大气污染严重时，新风洁净度很差，故难以保证室内卫生要求，该方式仅用于要求不高，旧建筑加装空调，或因地理位置限制无法布置机房和风道的建筑物等。⑵墙洞引进新风在紧靠机组的外墙上开洞，设短管引入机组新风，有初投资，节约建筑空间，但噪声、污物、雨水易进入室内，其空气量平衡易于破坏，机组易受腐蚀，且有冻裂危险。这种方式用于低层部分或相临楼房墙壁构成的避风建筑或改造的旧建筑。⑶由内部区空调系统兼供周边区新风当设计内区空调系统时，将周边区的新风量考虑在内，送风量温差按内区系统确定。这种系统省去了单独的周边新风系统。周边房间建筑处理方便，通风效果好，初投资，运行费用，占用空间等比单独设立新风系统节省。⑷独立新风系统这种系统设置单独空调处理机组，可随室外气象参数变化进行调节，保证了室内参数，特别是房间的湿度。房间的新风量全年平均可保证，但投资大一些，占地较多。4.4空调方案的确定由于此办公大楼都以中小型的办公室为主，少数为大空间会议室，在一楼有银行大厅，二楼有税务大厅，十二楼有多功能厅。故在本设计中对小型会议室及办公室采用风机盘管加新风空调方式的系统，冬季送热风，夏季送冷风，风管送风，集中回风后回风。对银行大厅，税务大厅。多功能厅和大会议室采用一次回风系统。选用风机盘管加独立新风系统具有以下优点：=1\*GB2⑴与集中式全空气系统比较，可节省空间，从而可满足旅馆建筑层高所限的要求；=2\*GB2⑵布置灵活，各房间能单独调节控制，房间不住人时可以关掉机组，不影响其他房间的使用；⑶节省运行费用，运行费用与单风道集中式系统相比约低20%-30%，而综合投资费用大体相同，甚至略低；⑷机组定型化、规格化、易于安装选择。对于风机盘管加独立新风系统空调方式中，独立新风有以下几种处理方式：⑴新风处理到室内干球温度此种方式风盘承担室内负荷及部分新风冷负荷，新风机组承担部分新风冷负荷和部分新风湿负荷。其特点：新风处理焓差小，新风机组不能完全发挥作用；新风送风温度可由室内干球温度控制机组两通阀或三通阀调节；风机盘管负荷大，机型大，湿工况运行，；卫生条件差，积垢不能清除。⑵新风处理到室内空气焓值该方式风机盘管只负担室内冷负荷及部分新风湿负荷，而新风机组只负担新风冷负荷和部分新风湿负荷。其特点：风机盘管负荷较大，机组大，按湿工况运行。新风送风焓值可根据室内焓值控制。风机盘管湿工况，发生霉菌，卫生条件差，积湿垢，不易清理，由于风机盘管处理风量大，风机风量，耗电量和噪声大，只在地方紧张，新风口不易布置时使用。⑶风处理后的焓值低于室内焓值此方式，风盘承担房间显热负荷，新风承担围护结构的渐变传热负荷与室内的潜热负荷。风盘按干工况运行，但新风处理的焓差较大，其特点：风盘负荷小，型号可选小一号，风盘要求的冷水温度较高，在干工况下运行，无霉菌问题，卫生条件较好。新风机组要在冷水温度较低，大焓差处理，盘管排数6—8排，用于卫生要求高的场合，其缺点是新风机组要求的冷水温度低于风盘要求的冷水温度，水系统控制复杂。本设计中可采用将新风处理到室内焓值的风机盘管加独立新风系统。在新风机房设新风机组，将新风处理至等焓状态送风，室内空调负荷由风机盘管独立承担。空气调节系统的划分应考虑运转和调节的灵活与经济性。多层建筑的系统划分应根据各层平面布置和机房的位置等条件而定，尽量做到风管布置合理，系统运转灵活而经济，空气调节系统不宜过大，以便于调节和减少噪声。国外在大型办公楼设计中，在周边区采用风机盘管时，新风的补给常由内区系统提供，其优点是：各房间可独立调节室温，房间不住人时可方便的关掉机组，不影响其他房间，从而比其他系统较节省运转费用。因风机多档变速，在冷量上能由使用者直接进行一定的调节。空气调节系统一般均由空气处理设备和空气输送管道以及空气分配装置所组成。新风机处理室外新风，即独立新风系统，新风处理到室内空气焓值，不承担室内负荷，新风机仅承担新风负荷，而风机盘管承担全部室内冷湿负荷，盘管在湿工况下工作。此种方式我国经常采用，风机盘管冷量可充分发挥。空气调节系统的新风量不应小于总送风量的10％，且不应小于补偿排风和保持室内正压所需的新风量和保证各房间每人每小时所需的新风量。在保证必需的新风量的条件下，冬、夏季应尽量采用较大的回风百分比，尽量减少新风量，以节约能量。室内散湿量较小，且全年使用的集中式系统，应考虑有变动一、二次回风比的可能性。5空调房间新风量和送风量计算5.1空调房间新风量确定新风量确定原则一个完善的空调系统，除了满足对环境的温、湿度控制外，还必须给环境提供足够的室外新鲜空气（简称新风）。从改善室内空气品质角度新风量多些为好；但是送入室内的新风都是经过热湿处理，将消耗能量，因此新风量宜少些好。在系统设计时，一般必须确定最小新风量，此新风量通常应满足以下三个要求：（1）稀释人体本身和活动所产生的污染物，保证人群对空气品质的要求；（2）补充室内燃烧所消耗的空气和局部排风量；（3）保持房间的正压。在全空气系统中，通常取上述要求计算出新风量中的最大值作为系统的最小新风量。如果计算所得的新风量不足系统送风量10％，则取系统送风量的10％。本设计新风量确定该工程设计所需要的新风主要是用于稀释人体本身和活动所产生的污染物，保证人群对空气品质的要求，所以新风量的多少主要是考虑到人员的要求，并且各个房间送风量的10％均小于保证人群对空气品质的要求所需的新风量，所以本设计按每人所需新风量确定。按照规范的要求，各房间每人最小新风量：30m35.2空调房间热湿平衡送风状态点确定以表示一空调房间的冷负荷，表示其湿负荷，表示向该房间的送风量，和为送风空气的比焓和含湿量。通常采用的空调方法是在向室内送风的同时，自室内排除相应量的空气，后者称为排风。当排风重复利用时，这一部分排风称为回风。排风或回风具有的参数即为室内参数，比焓为，含湿量为。根据热湿平衡的原理，如果室内空气状态维持不变，送排风所带走的热量和湿量必等于室内的热负荷和湿负荷。可用下式表示：或则在焓湿图上定出室内空气状态点N，通过N点作一条数值为的热湿比线，在这一热湿比线上的任一点都能作为送风状态点。如果选择的送风状态点O离N越远的话，(或)将愈大，其结果是送风量愈小。对空调系统来说，当然是风量愈小愈经济，但是O点与N点的距离是有限的O点温度过低，使送风量太小，有可能使室内温湿度分布不均匀；此外，送风温度过低，有时会使室内人员感到吹冷风而不舒服。可按室温允许波动值确定合适的送风温差(见下表)，根据选定的送风温差就可确定送风温度。在焓湿图上线与线的交点就是送风状态点O。按室温允许波动值确定送风温差室温允许波动范围（℃）送风温差Δt（℃）室温允许波动范围（℃）送风温差Δt（℃）±0.1～±2～3±6～10±3～6±Δt,Δ≤15空调送风状态和送风量的确定在确定了空调房间的冷(热)、湿负荷后，即可确定消除室内的余热余湿、维持空调房间要求的空气参数所必须的送风量和送风状态。.1空调房间的换气次数空调房间的换气次数，是空调工程中用以确定送风量的一个重要指标。表示为：(次/h)式中L：房间送风量，；V：房间体积，n房间的换气次数，次/h；换气次数n不仅与空调房间的功能有关，也与房间的体积、高度、位置、送风方式以及空气质量等因数有关，具体见《空气调节》57页表218。.2确定空调房间的送风量和送风状态的方法在空调和通风工程中，按以下步骤确定送风量和送风状态：①在h—d图上找出空调房间内空气状态点N；②由已知的空调房间冷负荷Q、湿负荷W求出热湿比；③在h—d图上过N点作过程线；④由选定的，计算出送风温度；⑤由等温线与过程线的交点，确定送风初始状态点O的比焓和焓湿量；⑥由下式求出送风量L：(㎏/s)(3-2-4)⑦将送风量G折合成空调房间的换气次数n，看是否满足该类型空调房间的换气次数要求，否则调整送风温差后，再计算。对舒适性空调系统来说，在h—d图上作线与线相交于L点(即机器露点温度)，此时可得出最大送风温差下的送风量。.3空调房间的送风量和送风状态的计算举例现以101房间作为风机盘管加独立新风系统的例子进行计算。101房间—风机盘管加独立新风系统已知条件：夏季室内冷负荷Q＝5.395KW，湿负荷W＝0.926kg/h=/s，室内空气温度=26℃，相对湿度＝55％，室外空气干球温度＝℃，相对湿度＝60.6％，该客房要求的新风量=210。采用新风不负担室内负荷的方案，即送入室内新风的焓处理到与室内空气焓相等，根据室内空气焓线，新风处理后的机器露点的相对湿度即可定出新风处理后的机器露点L和温升后的K点。室内热湿比及房间送风量=Q/W==20974采用可能达到的最低参数送风，过N点作线按最大送风温差与＝90％线相交，即得送风点O（见图5-2）则送风量为:L=Q/(hN-ho)=5.395/(56.1-44.3)=1656kg/h=1380m3校核换气次数：n=L/V=1380/263=6次/h，查《空气调节》57页表218换气次数≥5次/h，满足要求。②风机盘管风量：要求的新风量=180，则风机盘管风量GF=L-=1380-210=1170以上整个过程的处理过程图如图风机盘管加独立新风空气处理过程h—d图根据以上的计算方法计算每个房间所需要的送风量，并校核各个房间的换气次数，经校核都满足要求，计算结果统计见附表。6风机盘管的选择与计算首先由计算所得的冷负荷，室内状态参数，送风温差确定房间送风量。风机盘管的室温控制方法有两种，风量控制和水量控制。风量控制是采用高、中、低三档转速来增加或减少送风量，从而控制室温，但这种方式当风机停止运行时，冷水仍在盘管中流动，时间长。机壳表面易结露，特别是暗装在顶棚内的机组要注意。另外送风量减小后，也会对气流分布产生影响，但此方法简单且投资少，故使用仍很普遍。水量控制的方法比风量控制方法所需费用高很多，也不存在结露问题和气流分布问题，一般用于室温控制要求较高的场所。本设计中根据建筑的性质和使用情况可知，该空调系统只属于一般舒适性空调，要求不高，因而采用风量控制的风机盘管。现以一层101房间为例选取风机盘管的型号：本设计由于新风处理到室内焓值，不承担室内负荷。查各房间送风量汇总表，可以查出101房间里的送风量为1380m3/h，房间的新风为270m3/h，则风盘的处理风量为二者之差为1110m3/h。且房间进深大于五米，面积较大。故采用两个风机盘管。选择春梅空调设备厂FP系列风机盘管空调器。选择风盘中档冷量与上述冷量相近的，且风盘处理的风量接近101房间要处理的风量的型号，为安全起见，一般尽量选择略大者，以满足用户要求。因此101房间选取国标型号FP-68卧式暗装风盘两台。用同样方法，可选出办公楼其他各房间的风盘型号，见表房间风机盘管型号个数房间风机盘管型号个数101FP-682702FP-68FP-513102FP-682703FP-682103FP-1022704FP-681104FP-852705FP-512105FP-1022706FP-851一楼休息厅FP-852707FP-512银行营业大厅708FP-682201FP-682七楼休息厅FP-1362202FP-68FP-513801FP-852203802FP-511204FP-682803FP-682二楼休息厅FP-852804FP-681税务大厅805FP-681301FP-1021806FP-681302FP-851807FP-512303FP-1022808FP-851304FP-681809FP-851305FP-852810FP-512306FP-851811FP-851307FP-851八楼休息厅FP-1362308FP-511901FP-852309FP-511902FP-512310FP-682903FP-851311FP-1022904FP-852401FP-852905FP-681402FP-68FP-513906FP-512403FP-682907FP-851404FP-681908FP-512405FP-512909FP-682406FP-851九楼休息厅FP-1362407FP-5121001FP-852408FP-6821002FP-511四楼休息厅FP-13621003FP-682501FP-8521004FP-682502FP-5111005FP-68FP-512503FP-6821006FP-85FP-512504FP-6821007FP-512505FP-68FP-5121008FP-682506FP-85FP-512十楼休息厅FP-1362507FP-5121101FP-852508FP-6821102FP-511五楼休息厅FP-13621103FP-682601FP-8521104FP-682602FP-68FP-5131105FP-68FP-512603FP-6821106FP-85FP-512604FP-6811107FP-512605FP-5121108FP-682606FP-851十一楼休息厅FP-1362607FP-512多功能厅608FP-682音响室FP-511六楼休息厅FP-1362桌球室FP-852701FP-852健身房FP-1022乒乓球室FP-13637空调风系统空调房间气流组织本设计室内温湿度参数冬季供暖20℃，φ=50%；夏季空调26℃，φ=55%，房间送风高度不大于风口的布置风口布置原则风机盘管加新风系统的送风口根据送风管尺寸、新风量和风机盘管风量之和选择合适的双层百叶送风口(45度角)，同时也要考虑送风距离、送风速度的影响。新风送风口选择双层百叶风口。本设计中房间中均不再设置回风管道，所有的回风由风机盘管的回风口直接吸入，在吊顶中与新风混合后，再进入风机盘管的进风口。新风入口注意事项1）新风进口位置：本系统采用独立的新风系统，因此只须考虑风机盘管机组配置合理；布置时应尽量使排风口与进风口远离，进风口应尽量放在排风口的上风侧；为避免吸入室外地面灰尘，进风口底部应距地面不宜低于2m。2）风口其他要求：进风口应设百叶窗，以防雨水进入，百叶窗应采用固定的百叶窗，在多雨地区，宜采用防水的百叶窗。风道的布置和制作要求1）风管应注意布置整齐，美观和便于维修、测试，应与其他管道统一考虑，要防止冷热源管道之间的不利影响，设计时应考虑各管道的装拆方便。2）风管布置应尽量减少局部阻力，弯管中心曲率半径要不小于其风管直径或边长。一般采用倍直径或边长。3）风管法兰间应放置具有弹性的垫片，如海绵橡胶、橡皮等，以防止漏风，风管与风管之间不应有看得见的孔洞。4）风管涂漆。本系统设计时选用镀锌薄板钢板，可以不涂漆，但咬口损坏处要涂漆，施工时已发现锈蚀时要涂漆。百叶送风口的选择步骤1）绘制系统轴测图，标注各段长度和风量。当气流组织及风口位置确定后，接下来就是布置风管，通过风管将各个风口连接起来，为风口提供一个输送空气的渠道。2）选定最不利环路（一般是指最长或局部构件最多的分支管路）。3）根据房间空调风机盘管送风量和使用场合要求的风口颈部最大风速来确定送风速度和百叶风口的尺寸。4）将选到的其他参数的要求，例如允许噪声，进行校核。若噪声超出，则重新选择风口。5）按所选的风口的参数，对其进行射程的校核计算。所有房间的风机盘管送风口及新风均采用侧送侧回的气流组织方式，如图7-1所示（以101房间为例）：图7.1101房间气流组织图该接待室尺寸为××4.3m3；室内空调系统为风机盘管加新风系统，其安装的风机盘管为FP-68型两台，风量1380m3/h本计算方法理论依据张萍编著的《中央空调实训教程》。1）选定送风口形式，确定过程拟采用双层百叶送风口，其紊流系数为ɑ，射程为6.05-0.5=m（0.5m为射流末端宽度）。2）选取送风温差Δt根据办公室风机盘管选型计算中送风温差的确定方法，得出Δt=10℃3）定送风口的出流速度v0(7.1)式中：Fn——垂直于单股射流的空间断面面积，m2,见（7.2）d0——送风口直径或当量直径，m。（7.2）式中：H——房间高度，m；B——房间宽度，m；L——房间的总送风量，m3/h；先假定v0=3m/s×0.5由公式（7.2）算出射流自由度0为10.47，代入公式（7.1）=0.36×=m/s。所取v0=3m/s<m/s，且在建议送风温度2～5m/s范围之间，则满足要求。4）确定送风口数目N（7.3）式中：a——送风口紊流系数；x——送风射流的射程，m；——受限射流无因次距离，见式（7.4）（7.4）式中其他符号含义同上。取Δtx=1℃,由（Δtx/Δt0）×（）=（1/10）×=1.047，查得受限射流距离65；由公式（7.4）得N=×/[0.16×5.5565]2=,因此风口数目N为2个。5）确定送风口尺寸由下式算得每个风口面积m2(7.5)式中：——送风口面积；式中其他符号含义同上。由公式（7.5）=1380/(3600×3×2)=0.0639m3，选取春梅系列双层百叶风口，尺寸为600×15则v0=L/(3600·a·b)=1380/(3600×0.6×0.15)=4.2mde=2·a·b/(a+b)=26）校核射流的贴附长度阿基米德数Ar按下式计算：（7.6）式中：——射流出口温度，K；——房间空气温度，K；——风口面积当量直径，m；——重力加速度，m/s2；式中其他符号含义同上。由Ar数的绝对值查得x/d0值，就可以得到射流贴附长度x。由公式计算阿基米德数Ar×4×8/2×049查得x/d0=30,则x=30×0.24=>5.55，满足要求。7）校核房间高度公式H=h+w+·x+0.3m（7.7）式中：h——空调区高度，一般取2mw——送风口底边至顶棚距离，m；0.07·x——射流向下扩展的距离，m；——安全系数，m。房间高度>=H为满足要求；·×5.55+=2.92<m符和要求。用相同方法计算其他房间风机盘管送风口，见表7-1。表7-1房间风机盘管送风口汇总表房间风口类型风口数量风口尺寸房间风口类型风口数量风口尺寸101双层百叶风口（45度角）双层百叶风口（45度角）2600*150702双层百叶风口（45度角）双层百叶风口（45度角）3750*1501022900*15070326001507041750*1501042900*1507052500*1501052900*1507061750*150一楼休息厅2750*1507072500*150银行营业大厅7082750*1502012600*150七楼休息厅21000*1502023750*1508012750*1502038021600*1502042750*1508032600*150二楼休息厅21000*1508041600*150税务大厅80516001508061750*1503021750*1508072500*1503032900*1508081750*1503041900*1508091750*1503052900*1508102500*1503061750*1508111900*1503071750*150八楼休息厅21000*1503081500*1509012750*1503091500*1509021500*1503102750*15090315001509042900*1504012750*1509051750*1504023750*1509062500*1504032600*1509071750*1504041750*1509082500*1504052500*1509092750*1504061750*150九楼休息厅21000*15040725001504082750150四楼休息厅21000150501275015050216001505032600150504260015050526001505062500*150十楼休息厅21000*15050725001505082750150五楼休息厅21000150601275015060237501506032600150604175015060525001506061750*150十一楼休息厅21000*1506072500*150多功能厅6082750*150音响室1750*150六楼休息厅21000*150桌球室2750*1507012750*150健身房2900*150乒乓球室31000*1508风系统水力计算及空气处理机组的选择空气管道的任务是传输既定的空气量以满足空调房间的送风量、回风量和排风量要求。对于风机盘管加独立新风系统，其新风干管一般均布置在走廊吊顶里，新风支管一直接到风机盘管的送风口旁，在实际工程中，为了美观的需要，一般是把风机盘管送风口的双层栅栏风口加长，其后相连的是风机盘管送风管和新风支管两部分，从外观上看还是在一个风口。新风管路新风口进风口应设在室外较洁净的地点,进风口处室外空气有害物的含量不应大于室内作业地点最高允许浓度的30%,布置时要使排风口和进风口尽量远离,进风口应尽量放在排风口的上风侧,且进风口应低于排出有害物的排风口.为了避免吸入室外地面灰尘,进风口的底部距离外地坪不宜低于2m,布置在绿化地带时也不宜低于1一个好的空气管道系统设计应该达到令人满意的系统平衡、较低的噪声水平和适当的压力损失。空气管道系统设计难于综合系统平衡、噪声水平、管道阻力特性和造价等方面因素进行优化设计，但考虑到上述因素，恰当地选择管内流速，使能耗和管道材料及工时费处于合理的水平则是可能的。下表8-1-1给出了空气管道系统适用于低速风管内的风速。表8-1-1低速风管内的风速（m/s）室内允许噪声级dB(A)主管风速支管风速新风入口25-353-4≤2335-504-72-350-656-92-565-858-125-858.1空气在管道内流动的阻力类型及计算公式空气在管道内流动由于与管壁的摩擦而产生摩擦阻力；由于在局部管件处流体产生流速和流动方向的改变，因而产生局部涡流形成局部阻力。摩擦阻力的确定据流体力学，空气在任意横断面不变的管道内流动时，产生的摩擦阻力可按下式计算：（Pa）式中——摩擦阻力系数；——空气在管内的平均流速，m/s；——空气密度，；——管道长度，m；——管道的水力半径，m；按下式决定：，为管道内充满流体的横截面积，㎡；p为湿周，在风道内