暖通空调全空气中央空调系统设计说明书.docx
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暖通空调全空气中央空调系统设计说明书
课题名称：
福州市铝业大厦中央空调设计
专业：
建筑环境与能源应用工程
学校：
山东华宇工学院
设计人员：
时浩、石德陟
指导教师：
魏丰君
前言
随着国民经济的飞速发展，空气调节技术已是保证室内良好环境的一种必不可少的技术。
经济的发展使从事空调设计人员越来越多，对设计要求也越来越高。
许多其他行业的人也越来越多的关心空调系统设计的合理性和经济性。
尤其是近年来能源危机的出现、环保意识的不断提高，对空调设计提出了新的更为严峻的挑战。
因此，利用自然资源，保护环境成了当前各国空调制冷行业的研究方向。
为了适应时代的发展，各种空调应运而生。
如变频空调，它是目前空调消费的流行趋势，节能环保，能耗低；无氟空调，由当前全球面临的一个重大环境问题所催生，无氟空调是众所期待的产品；舒适性空调得到了很大的发展，健康是空调发展的主题之一，人们对于生活质量的要求越来越高；一拖多的发展从侧面反映了我国居民居住环境的巨大变化，也为自身发展指明了方向。
目前，对于办公楼的空调系统比较推崇的空调方式是风机盘管加新风系统，这种系统灵活性大，能独立的调节室温，不但节能，而且健康，得到了广泛应用。
随着生产和科技的不断发展，人类对空调技术也进行了一系列的改进，同时也在积极研究环保、节能的空调产品和技术，已经投入使用了冰蓄冷空调系统、燃气空调、VAV空调系统、地源热泵系统等。
本次设计中采用风冷螺杆式冷热水机组作为空调系统的冷热源，这样一台机组夏季可进行供冷，冬季又可进行供热。
风冷螺杆式冷热水机组利用室内外空气作为冷热源，它不用冷却水泵、冷却水管路及冷却塔，省去了庞大的冷却水系统，投资省，安装方便。
总之，伴随着科技和社会的进步，节能、环保、健康、智能控制已成为空调发展的大趋势。
由于我们两个人是大三的学生，无论是实践经验还是理论基础都还比较薄弱。
在设计过程中难免存在错误和不足，恳请各位老师指正。
第一章工程概述与设计依据
1.1工程概述
本工程为福州某学院空调系统设计。
该建筑物地处东经:
119°17′，北纬:
26°05′。
本工程总建筑面积为28564.21m2。
建筑高度98.9m，地上26层，地下2层。
其中第五层、六层
1.2设计依据
1.2.1围护结构热工指标
1） 平屋面
材料名称
（由外到内）
材料编号
序号
厚度δ
导热系数λ
蓄热系数S
修正系数
热阻R
热惰性指标
（mm）
W/（m.K）
W/（㎡.K）
α
（㎡K）/W
D=R*S
卵石保护层
446
1
20
1.510
15.360
1.00
0.013
0.203
挤塑聚苯板（17）
441
2
30
0.030
0.381
1.10
0.909
0.381
SBS改性沥青防水卷材
34
3
4
0.230
9.370
1.00
0.017
0.163
1:
3水泥砂浆找平层
184
4
20
0.930
11.370
1.00
0.022
0.245
1:
8水泥憎水膨胀珍珠岩找2%坡
447
5
20
0.058
0.628
1.50
0.230
0.217
钢筋混凝土屋面板
191
6
120
1.740
17.060
1.00
0.069
1.177
石灰水泥砂浆
192
7
20
0.870
10.627
1.00
0.023
0.244
各层之和∑
－
234
－
－
－
1.283
2.629
外表面太阳辐射吸收系数
0.75[默认]
传热系数K=1/（0.15+∑R）
0.70
2）外墙
材料名称
（由外到内）
材料编号
序号
厚度δ
导热系数λ
蓄热系数S
修正系数
热阻R
热惰性指标
（mm）
W/（m.K）
W/（㎡.K）
α
（㎡K）/W
D=R*S
水泥砂浆
1
1
20
0.930
11.370
1.00
0.022
0.245
加气混凝土砌块（B07级）
59
2
200
0.220
3.429
1.25
0.727
3.117
无机轻集料保温砂浆
392
3
25
0.070
1.500
1.25
0.286
0.536
抗裂砂浆
385
4
5
0.930
11.306
1.00
0.005
0.061
各层之和∑
－
250
－
－
－
1.040
3.958
外表面太阳辐射吸收系数
0.75[默认]
传热系数K=1/（0.15+∑R）
0.84
3）内墙
材料名称
材料编号
序号
厚度δ
导热系数λ
蓄热系数S
修正系数
热阻R
热惰性指标
（mm）
W/（m.K）
W/（㎡.K）
α
（㎡K）/W
D=R*S
聚合物混合砂浆
162
1
20
0.870
10.627
1.00
0.023
0.244
加气混凝土砌块（B07级）
59
2
200
0.220
3.429
1.25
0.727
3.117
聚合物混合砂浆
162
3
20
0.870
10.627
1.00
0.023
0.244
各层之和∑
－
240
－
－
－
0.773
3.606
传热系数K=1/（0.22+∑R）
1.01
4）楼板
材料名称
材料编号
序号
厚度δ
导热系数λ
蓄热系数S
修正系数
热阻R
热惰性指标
（mm）
W/（m.K）
W/（㎡.K）
α
（㎡K）/W
D=R*S
水泥砂浆
1
1
20
0.930
11.370
1.00
0.022
0.245
无机轻集料保温砂浆
392
2
20
0.070
1.500
1.60
0.179
0.429
钢筋混凝土
4
3
100
1.740
17.200
1.00
0.057
0.989
石灰水泥砂浆
192
4
20
0.870
10.627
1.00
0.023
0.244
各层之和∑
－
160
－
－
－
0.281
1.906
传热系数K=1/（0.22+∑R）
2.00
5）窗
序号
构造名称
传热系数
自遮阳系数
可见光透射比
备注
1
单框中空玻璃6+12A+6（钢、铝合金窗框）
3.60
0.75
0.710
6）门户构造
序号
构造名称
构造编号
传热系数
面积
备注
是否符合标准
1
多功能户门
17
2.00
1005.10
满足
外墙：
采用专用砂浆砌，加气混凝土200mm厚。
内墙：
采用专用砂浆砌，加气混凝土200mm厚。
K=2.59W/m2K，β=0.45，ε=6.2h，γf=2.0[1]；
屋面：
上人屋面为细石混凝土保护层保温，不上人屋面为水泥砂浆保护层保温，保温层为120mm厚泡沫混凝土。
门：
多功能节能外门
外窗：
断热铝合金低辐射中空玻璃窗（6+12A+6遮阳型），传热系数3.00W/m2.K，玻璃遮阳系数0.57，气密性为6级，可见光透射比0.40。
幕墙：
断热铝合金低辐射中空玻璃窗（6+12A+6遮阳型），传热系数3.00W/m2.K，玻璃遮阳系数0.57，气密性为3级，可见光透射比0.40
外墙外开窗七层及七层以上应采用安全玻璃.
门窗单块玻璃大于1.5m2及距楼地面≤500的玻璃均采用安全玻璃。
门窗洞口过梁不能利用结构梁者，均采用预制钢筋混凝土过梁，按03G332选用。
荷载等级q级，矩形截面，梁宽同墙厚。
楼板：
选用面层+钢筋混凝土楼板+粉刷，K=3.13W/m2K，γf=1.5，β=0.64，ε=4.1h[1]；
墙体类型：
Ⅱ，双层窗户、金属窗框、面积80%，采用标准玻璃；K=1.2
房间类型：
房间类型为中型[2]。
1.2.2室外设计参数
福州市室外设计参数表1-1
冬季
空调室外计算温度
4.4℃
空调室外计算相对湿度
74％
室外平均风速
2.4m/s
通风室外计算（干球）温度
8.4℃
夏季
空调室外计算（干球）温度
35.9℃
空调室外（湿球）温度
28℃
室外平均风速
3m/s
空调室外计算相对湿度
60%
通风室外计算（干球）温度
33.2℃
1.2.3室内设计参数
夏季空调设计温度：
26℃，风速不大于0.3m/s
冬季空调设计温度：
20℃，风速不大于0.2m/s
福州市室内设计参数表1-2
序号
房间名称
温度℃
湿度％
新风量
标准m3/h·人
噪声
dB（A）
夏季
冬季
夏季
冬季
1
办公室
26
20
50~60
35~40
40
≤40
2
健身房
26
20
50~60
≥35
50
≤55
3
舞厅
26
20
50~60
≥35
30
--
4
休息大厅
27
20
55~65
30~35
20
≤55
5
守卫室
26
20
50~60
35~40
40
≤55
6
更衣室
26
20
50~60
35~40
30
≤55
1.2.4体力活动性质
体力活动性质可分为[1]：
`
静坐：
典型场所：
影剧院、会堂、阅览室等；
极轻劳动：
主要以坐姿为主，典型场所：
办公室、旅馆等；
轻度劳动：
站立及少量走动，典型场所：
实验室、商店等；
中等劳动：
典型场所：
纺织车间、印刷车间、机加工车间等；
重劳动：
典型场所：
炼钢，铸造车间、排练厅、室内运动场等。
所以本设计中档案室和办公室属于极轻劳动。
第二章负荷计算
空调房间冷（热）、湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。
在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。
当得热量为负值时称为耗（失）热量。
在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷；为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。
2.1夏季冷负荷的计算
2.1.1夏季冷负荷的组成
夏季空调房间的冷负荷主要有以下组成：
1）通过围护结构传入室内的热量
2）通过外窗进入室内的太阳辐射热量
3）人体散热量
4）照明散热量
5）设备散热量
6）伴随人体散湿过程产生的潜热量
2.1.2空调冷负荷计算方法
冷负荷的计算常采用谐波反应法和冷负荷系数法。
本设计采用谐波反应法。
谐波反应法计算冷负荷的过程很复杂，一般需用电子计算机。
为了便于手算，采用谐波法的工程简化计算方法。
这里以五层501办公室房间为例。
1.外墙和屋顶
（2-1）
式中
—计算面积，m2；
—传热系数，W/（m2·℃）；
—计算时刻，h；
—温度波的作用时间，即温度波作用于围护结构内表面的时间，h；
—作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差，可通过《空气调节》查得。
501办公室南外墙冷负荷表2-1
计算
时刻
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
Tc（
）
tR
26
Δtx-τ
8
8
7
7
6
6
6
6
6
K
0.84
F
11.19
CLQτ
133
133
117
117
100
100
100
100
100
北外墙冷负荷表2-2
计算
时刻
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
Δtx-τ
9
8
8
8
7
7
8
8
9
K
1.49
F
11
CLQτ
148
131
131
131
115
115
131
131
148
屋顶冷负荷表2-3
计算时刻
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
Δtτ-ε
5
5
6
8
11
13
16
19
21
K
1.10
F
41
CLQτ
226
226
271
361
496
586
722
857
947
2.外窗
外窗的冷负荷包括两个部分，即窗户瞬变传导得热形成的冷负荷和窗户日射得热形成的冷负荷。
1）窗户瞬变传导得热形成的冷负荷
CLQτ=KFΔtτ（2-2）
式中Δtτ—计算时刻的负荷温差，℃，可通过《空气调节》查得；
K—传热系数，W/（m2·℃）；
—计算面积，m2。
南外窗瞬变传热冷负荷表2-4
计算
时刻
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
Δtτ
1.8
2.9
3.9
4.9
5.6
6.2
6.6
6.6
6.4
K
6.40
F
4.41
CLQτ
51
82
110
138
158
175
186
186
181
2）窗户日射得热形成的冷负荷
CLQτ=xgxdCnCsFJj·τ（2-3）
式中
—窗的有效面积系数；单层钢窗0.85，双层钢窗0.75；
—地点修正系数，可通过《空气调节》查得；
Cn—窗内遮阳设施的遮阳系数，可通过《空气调节》查得；
Cs—窗玻璃的遮挡系数，可通过《空气调节》查得；
Jj·τ—计算时刻时，透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷，简称负荷强度，W/m2，可通过《空气调节》查得。
南外窗日射得热冷负荷表2-5
计算
时刻
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
Jj·τ
82
130
173
198
199
177
138
102
82
F
4.41
CLQτ
137
217
288
330
332
295
230
170
137
3.内围护结构
1）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（2-1）计算。
此时负荷温差
应按《空气调节》相应表中“零”朝向的数据采用。
2）当邻室为空调房间时，室温均相同，可不用计算
内墙冷负荷表2-6
计算
时刻
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
Δtx-τ
2
1
1
1
2
2
2
3
3
K
2.59
F
15.6
CLQτ
81
40
40
40
81
81
81
121
121
4.地面
查舒适性空调，地面传热可忽略不计。
5.室内热源散热形成的冷负荷
设备、照明和人体散热得热形成的冷负荷，在工程上可用下式简化计算。
1）设备
CLQτ=JEτ-TQ（2-4）
式中Q—设备得热，W；
T—设备投入使用时刻，h；
Eτ-T—
时间内的设备负荷强度系数，可通过《空气调节》查得。
1006办公室有2台台式电脑，（功率约为400W），从早上9：
00工作到下午17：
00。
设备负荷表2-7
计算
时刻
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
JEτ-T
0
0.58
0.77
0.81
0.84
0.87
0.89
0.90
0.92
设备
功率Q
400×2=800
CLQτ
0
464
616
648
672
696
712
720
736
2）照明
CLQτ=JLτ-TQ（2-5）
式中Q—照明得热，W；
T—开灯时刻，h；
Lτ-T—
时间内的照明负荷强度系数，可通过《空气调节》查得。
1006办公室安有2支40W的荧光灯，开灯时间从早上9：
00到下午17：
00。
照明负荷表2-8
计算时刻
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
JLτ-T
0
0.43
0.63
0.70
0.75
0.79
0.83
0.85
0.88
照明功率Q
40×2=80
CLQτ
0
34
50
56
60
63
66
68
70
3）人体
人体冷负荷包括人体显热冷负荷和人体潜热冷负荷。
ⅰ.人体显热冷负荷
CLQτ=JPτ-TQ（2-6）
式中Q—人体得热，W；
T—人员进入房间时刻，h；
Pτ-T—
时间内的人体负荷强度系数，可通过《空气调节》查得。
1006办公室有2人工作，工作时间为早上9：
00到下午17：
00。
人体显热负荷表2-9
计算时刻
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
JPτ-T
0
0.53
0.71
0.77
0.81
0.84
0.86
0.89
0.90
人体显热Q
61×2=122
CLQτ
0
74
99
108
113
118
120
125
126
ⅱ.人体潜热冷负荷
（2-7）
式中
—不同室温和劳动性质时成年男子散热量，W，可通过《空气调节》查得；
—室内全部人数；
—群集系数，可通过《空气调节》查得。
1006办公室的人体潜热负荷：
=73×2×0.90=131W
则1006办公室冷负荷汇总如下：
1006办公室冷负荷表2-10
房间号
1006办公室冷负荷
计算时刻
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
南外墙
133
133
117
117
100
100
100
100
100
东外墙
148
131
131
131
115
115
131
131
148
北内墙
81
40
40
40
81
81
81
121
121
南外窗传热
51
82
110
138
158
175
186
186
181
南外窗日射
137
217
288
330
332
295
230
170
137
设备负荷
0
464
616
648
672
696
712
720
736
照明负荷
0
34
50
56
60
63
66
68
70
显热负荷
0
74
99
108
113
118
120
125
126
潜热负荷
131
总计
696
1321
1597
1714
1777
1789
1772
1767
1765
其他房间亦如上计算，汇总如下：
第5层各房间总冷负荷表2-11
房间号
第一层房间冷负荷汇总
计算时刻
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
1005休息厅
1953
2681
3124
3408
3588
3561
3391
3304
3183
1006办公室
696
1321
1597
1714
1777
1789
1772
1767
1765
1007办公室
526
1171
1448
1565
1643
1655
1622
1614
1595
1008守卫室
453
696
839
924
980
970
922
905
872
1009办公室
526
1171
1448
1565
1643
1655
1622
1614
1595
1010办公室
526
1171
1448
1565
1643
1655
1622
1614
1595
1011办公室
526
1171
1448
1565
1643
1655
1622
1614
1595
1012办公室
526
1171
1448
1565
1643
1655
1622
1614
1595
1013办公室
526
1171
1448
1565
1643
1655
1622
1614
1595
1014办公室
821
1466
1743
1831
1909
1891
1888
1850
1802
总计
7079
13190
15991
17267
18112
18141
17705
17510
17192
二层（同三、四层）各房间总冷负荷表2-12
房间号
二层（同三、四层）房间冷负荷汇总
计算时刻
9:
00
10:
00
11:
00
12:
00
13:
00
14:
00
15:
00
16:
00
17:
00
2001
大办公室
1241
2470
3870
3134
3310
3320
3328
3319
3269
2002办公室
438
1010
1225
1298
1390
1437
1457
1498
1506
2003办公室
556
1069
1284
1357
1508
1555
1575
1675
1683
2004办公室
556
1069
1284
1357
1508
1555
1575
1675
1683
2005办公室
556
1069
1284
1357
1508
1555
1575
1675
1683
2006副检察长办公室
978
1446
1734
1906
2005
1985
1905
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