政府办公楼设计方案.docx

政府办公楼设计方案.docx

《政府办公楼设计方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《政府办公楼设计方案.docx（100页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

政府办公楼设计方案

政府办公楼设计方案

第一章工程概况

1.1建筑说明

甘肃省省政府办公楼，总占地面积为3204.036㎡，其中空调面积为26856.762㎡。

建筑总高度为55.5米，地上十五层为办公用房以及会议室，每层层高均为3.7米。

工程设计范围为1—15层空调设计，空调系统的设计满足室内工作人员对温度，湿度和新风的要求即可，为舒适性空调。

1.2维护结构性能参数

外墙类型（自内至外）：

04级加气混凝土26号：

K=0.71W/（m2·℃），β=0.47，D=3.74，ξ=8，实用供热空调设计手册下册P151726号墙

内墙类型：

选择4号内墙D，实用供热空调设计手册下P1520

屋面类型：

屋面夏季热工标准1号，吸收系数0.75、衰减系数0.2，实用供热空调设计手册下册P1532。

外窗类型：

铝合金框，中空玻璃间隔层厚6mm窗框修正系数1.23，实用供热空调设计手册下册P1535中空玻璃间隔层厚6mm

第二章空调负荷计算

2.1设计参数

2.1.1室外设计计算参数

台站位置：

北纬36°03'，东经103°40

气候条件：

温带大陆性气候

表2-1室外设计计算参数

大气压力

空调室外干球温度

室外湿球温度

相对湿度

室外平均风速

夏季

843.10hPa

31.2℃

20.1℃

35.81%

1.3m/s

2.1.2室内设计计算参数

参考《公共建筑节能设计标准》，确定各房间的设计参数如下表：

表2-2室内设计计算参数

房间类别

空调温度℃

相对湿度

新风量

人员密度

照明功率密度值

设备功率密度值

夏季

夏季

M³/h·p

㎡/人

W/㎡

W/㎡

会议室

26

50%

30

2.5

18

13

休息室

26

50%

30

20

18

13

办公室

26

50%

30

8

20

13

注：

室内空气压力稍高于室外大气压。

2.2冷负荷的计算

空调房间冷负荷的组成：

通过外墙传入室内的热量、透过外窗进入室内的太阳辐射热量和瞬时得热量、人体散热量、照明散热量、设备的散热量、通过非空调房间进入空调房间的热量形成的冷负荷。

空调房间的散湿量组成：

人体散湿量（其他房间数据不足且散湿量很小，忽略不计）。

冷水机组冷负荷的组成：

空调房间的冷负荷和新风冷负荷。

2.2.1透过玻璃窗的日射得热冷负荷

只有内遮阳，室内深色布窗帘双层标准玻璃窗日射得热冷负荷公式：

CLc=CclcCzDJmaxFc

式中CLc—透过玻璃窗进入的太阳辐射得热形成的逐时冷负荷（W）

—窗玻璃的净面积（㎡）

Cclc—透过无遮阳标准玻璃窗太阳辐射冷负荷系数，按GB50336-2012规范附录H确定

Cz—外窗综合遮挡系数

DJmax—夏季日射得热因数最大值，按GB50336-2012规范附录H确定

2.2.2玻璃窗瞬时得热冷负荷

玻璃窗瞬时得热的冷负荷计算公式如下：

CLwc=KF（twc-tn）

式中CLwc—外窗传热形成的逐时冷负荷

K—窗玻璃的传热系数[W/（㎡·℃）]

twc—外窗的逐时冷负荷计算温度（℃），按GB50336-2012规范附录H确定

—夏季空调区设计方案（℃）。

2.2.3墙体的冷负荷

外墙冷负荷的计算公式如下：

CLwq=KF（twq-tn）

式中CLwq—外墙传热形成的注时冷负荷

K—外墙的传热系数[W/（㎡·C）]

F—外墙的面积

twq—外墙的只是冷负荷计算温度（℃），按GB50336-2012规范附录H确定

tn—夏季空调区设计方案（℃）。

内墙冷负荷的计算公式：

CL=K*F*（t1s-tn）

式中CL—内墙传热形成的逐时冷负荷

t1s—非空调房间的温度（等于室外温度加3℃）

tn—夏季空调区设计方案（℃）。

2.2.4照明的冷负荷

照明设备散热形成的计算时刻的冷负荷

计算公式

Qr=1.2*n1*N*Xτ-T

n1—同时使用系数，当缺少实测数据时，可取0.6-0.8

N—灯具的安装功率

τ—计算时刻，h

T—开灯时刻，h

τ-T—从开灯时刻算起到计算时刻的持续时间，h

Xτ-T—τ-T时刻灯具散热的冷负荷系数，可见使用供热空调设计手册表20.8-1

2.2.5电子设备散热形成的冷负荷

电子设备和驱动设备均在房间内，采用以下公式：

qs=F*qf

qs—总功率

F—设备密度指标

qf—空调区面积

2.2.6人体的冷负荷

CLn=n*Cclrt*Φ*Qrt

式中CLn—人体散热形成的逐时冷负荷（W）

Cclrt—人体的冷负荷系数，按GB50336-2012规范附录H确定

Qrt—人体散热量

n—人数

Φ—群集系数

2.2.7新风冷负荷

通入新风的全热冷负荷的计算公式为

Qw=Gw（hn-hw）

式中Qw—新风全热冷负荷

Gw—新风量，kg/h

hw—室外空气焓值

hn—室内空气焓值

2.2.8各房间冷负荷的计算结果

根据以上负荷计算依据，借助EXCEL的数据处理功能，对该建筑的每一层每一个房间进行了典型日的逐时冷负荷计算，得到15：

00的时候冷负荷最大，为保证冷负荷的充分，附加了10%的余量。

详细结果见附录一

该建筑夏季15：

00的冷负荷参数如下表：

时间

15：

00

顶楼

南楼冷负荷

60590.66

北楼冷负荷

51965.7

标准层

南楼冷负荷

52600.97

北楼冷负荷

42659.63

层数

14

附加冷负荷

144620.5

建筑总冷负荷

1590825

湿负荷计算

南楼

21665.46

北楼

10731.85

汇总

32397.32

注：

各项参数的单位为，冷负荷W、湿负荷g/h。

（下文没注明单位处与此相同）

第三章空调系统方案的确定

3.1空调系统形式的选择

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，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，选定合理的空调系统。

空调系统可以按空气处理的设置情况分为集中系统、半集中系统、全分散系统；按负担室内负荷所用的介质种类可分为全空气系统、全水系统、空气—水系统、冷剂系统；按集中式空调系统处理的空气来源可分为封闭式系统、直流式系统、混合式系统。

随着空调装置的日益广泛使用，大型建筑物设置空调的场合愈来愈多，全靠空气来负担室内热湿负荷，将占用较多的的建筑空间，因此可以同时使用空气和水来负担室内负荷。

又由于风机盘管布置灵活，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，从而比其它系统较节省运行费用，考虑到室内卫生要求和正压要求故采用风机盘管加独立新风系统。

3.2空调及新风系统划分

空调区域划分原则：

根据各空调房间的室内设计参数，减小各个房间相互的不利影响，以及初投资和运行成本来进行划分。

本工程共15层，全部为办公室和会议室，室内设计参数相同，且位置比较集中，故整栋楼采用同一套空调系统。

新风系统划分：

新风系统的送风方式采用分楼层水平式，每层单独设置两台新风机组，承担该层的新风负荷，新风处理到室内焓值，不承担室内负荷，新风经新风机组处理后直接送入室内。

第四章空气处理过程分析计算

4.1空气处理状态点的确定

末端空气处理过程采用风机盘管+独立新风系统）的形式。

新风由新风机组处理到室内空气焓值，并直接送入室内，即新风与风机盘管并联送风。

空气处理过程在焓湿图上的表示如下图，此处忽略风机温升对空调过程的影响。

图4-1夏季工况空气处理焓湿图

N—室内状态点W—室外状态点0—送风状态点

L—新风处理状态点Ｍ—风机盘管处理状态点

新风机组将室外新风Ｗ处理到与室内空气等焓点Ｌ，风机盘管将回风从Ｎ点处理到Ｍ点然后与Ｌ状态的新风在室内大空间混合，达到送风状态点Ｏ，再沿热湿比线达到房间状态点Ｎ。

其中，新风机组承担新风显热负荷和湿负荷，风机盘管承担室内人员、设备冷负荷和建筑维护结构冷负荷。

焓湿图绘制过程：

1）根据室内外设计参数确定Ｗ点和Ｎ点。

2）Ｌ点的确定：

新风机组做与室内状态点等焓的露点送风，即室内状态点N的等焓线与相对湿度90%的交点Ｌ就是新风机组处理后的状态点。

3）Ｏ点的确定：

根据GB50736-2012和夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准确定送风温差为6℃，再根据热湿比线可确定O点状态点。

4）Ｍ点的确定：

Ｍ与Ｌ的混风过程，Ｏ为混合点，所以可由新风比确定Ｍ点。

4.2送风量的计算

1.

2.确定新风量,根据GB50736-2012

Y=X/（1+X-Z）

Y-为修正后的新风比

X-为未修正的新风比

Z-为需求最大的新风比

由新风量的确定原则：

标准层：

热湿比ξ=

=

=10585.39

根据GB50736-2012和夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准，送风温差△t取6℃

状态参数：

tN=260C,

，

，

查h-d图得

，

，

送风量

顶层：

ξ=

=12507.3

查h-d图得：

标准层和顶层的新风量由各个层包含的房间，会议室，休息厅所需要的新风量之和。

下面以标准层418办公室为例计算

房间冷负荷Q=1424.134W

房间面积F=25.992

房间新风量Gw=

kg/h=0.03249kg/s

房间的总风量

下面为顶层418办公室为例计算

房间冷负荷Q=1675.217w

房间面积F=25.992

房间新风量

房间总风量

新风机组的选型

每层楼所需的新风量为Gw=2.2444kg/s，空气密度ρ=1.2kg/m3

每层楼所需的新风量为Gw=6734m3/h

室内空气状态：

tn=26℃，相对湿度

=50％，hn=53.012kJ/kg

室外空气状态：

tw=31.2℃，ts=20.1℃,hw=57.502kJ/kg

每层新风机组的冷负荷Qw=Gw（hw-hn）=2.2444×（57.502-53.012）kW=10.1*1.1=11.11kW

型号

风量

出口余压（pa）

电机功率

低

中

高

低

中

高

m3/h

4排

6排

4排

6排

4排

6排

kW

39G102

2000

220

170

320

270

420

370

0.55

0.55

0.75

39G103

3000

220

170

320

270

420

370

0.75

1.1

1.1

39G104

4000

220

170

320

270

420

370

1.1

1.1

1.5

39G105

5000

220

170

320

270

420

370

1.5

1.5

1.5

39G106

6000

220

170

320

270

420

370

2.2

2.2

2.2

39G107

8000

270

220

370

320

470

420

2.2

2.2

3

型号

风量

4排

6排

额定冷量

水阻

水量

额定冷量

水阻

水量

m3/h

kW

kPa

T/h

kW

kPa

T/h

39G102

2000

11.2

5.6

1.9

14.7

13.7

2.5

39G103

3000

16.9

10.0

2.9

19.3

2.8

3.3

39G104

4000

23.0

15.2

4.0

26.5

4.3

4.5

39G105

5000

28.8

15.2

5.0

33.1

4.3

5.7

39G106

6000

35.5

20.4

6.1

41.1

5.9

7.1

39G107

8000

47.4

35.8

8.1

55.7

11.8

9.6

由于每层楼选用两台新风机组，故每台的风量为3367m3/h，冷量为5.555kW，为满足风量和冷量要求，每层楼需要选用两台额定风量4000m3/h和额定冷量23.0kW的39G104四排管立式新风机组。

第五章末端设备选型

5.1风机盘管的选取

根据负荷计算结果的冷量和风量,对每个房间进行风机盘管选型。

根据冷量优先,兼顾风量的原则,以及考虑到水系统的阻力平衡,选择了水压降均在20千帕左右的风机盘管型号。

标准层办公室418为例：

根据房间的负荷1424.134W

，风513.57m³/h参照国家标准生产参数，选取1台开利的四面出风嵌入式风机盘管，型号为FP-34，风量为340m³/h；额定制冷量1800W。

南向房间顶层

房间号

房间类型

顶层风机盘管冷负荷（W）

顶层风机盘管选型

单台风机盘管额定制冷量

单台风机盘管额定风量

台数

401

办公室

2678.628

FP-51

2700

510

1

402

办公室

2308.821

FP-51

2700

510

1

403

办公室

5128.830

FP-102

5400

1020

1

404

办公室

5088.130

FP-102

5400

1020

1

405

办公室

3970.336

FP-85

4500

850

1

406

办公室

4444.646

FP-51

2700

510

2

407

办公室

4444.646

FP-85

4500

850

1

408

办公室

4444.646

FP-51

2700

510

2

409

办公室

4444.646

FP-85

4500

850

1

410

办公室

4444.646

FP-51

2700

510

2

411

办公室

4444.646

FP-85

4500

850

1

412

办公室

4444.646

FP-51

2700

510

2

413

办公室

3970.336

FP-85

4500

850

1

414

办公室

3800.195

FP-85

4500

850

1

415

办公室

5164.863

FP-102

5400

1020

1

416

办公室

2329.996

FP-51

2700

510

1

417

办公室

3945.405

FP-85

4500

850

1

南向房间标准层

房间号

房间类型

标准层风机盘管冷负荷（W）

标准层风机盘管选型

单台风机盘管额定制冷量

单台风机盘管额定风量

台数

401

办公室

2274.170

FP-51

2700

510

1

402

办公室

2381.194

FP-51

2700

510

1

403

办公室

4747.632

FP-85

4500

850

1

404

办公室

4747.632

FP-85

4500

850

1

405

办公室

3593.112

FP-68

3600

680

1

406

办公室

4089.742

FP-51

2700

510

2

407

办公室

4089.742

FP-85

4500

850

1

408

办公室

4089.742

FP-51

2700

510

2

409

办公室

4089.742

FP-85

4500

850

1

410

办公室

4089.742

FP-51

2700

510

2

411

办公室

4089.742

FP-85

4500

850

1

412

办公室

4089.742

FP-51

2700

510

2

413

办公室

3593.112

FP-68

3600

680

1

414

办公室

3356.107

FP-68

3600

680

1

415

办公室

4692.597

FP-85

4500

850

1

416

办公室

2146.866

FP-51

2700

510

1

417

办公室

3573.929

FP-68

3600

680

1

北向房间顶层

房间号

房间类型

顶层风机盘管冷负荷（W）

顶层风机盘管选型

单台风机盘管额定制冷量

单台风机盘管额定风量

台数

418

办公室

1842.738

FP-34

1800

340

1

419

前室

861.2019

FP-34

1800

340

1

420

办公室

3520.946

FP-68

3600

680

1

421

办公室

3131.703

FP-34

1800

340

2

422

办公室

1177.696

FP-34

1800

340

1

423

电梯厅

2982.170

FP-51

2700

510

1

424

会议室

7251.180

FP-68

3600

680

2

425

电梯厅

3070.278

FP-68

3600

680

1

426

办公室

3299.941

FP-34

1800

340

2

427

办公室

3946.742

FP-85

4500

850

1

428

前室

861.2019

FP-34

1800

340

1

429

办公室

2561.095

FP-51

2700

510

1

430

休息厅

3611.374

FP-68

3600

680

1

431

休息厅

3503.011

FP-68

3600

680

1

432

走廊

12106.88

FP-51

2700

510

6

北向房间标准层

418

办公室

1566.547

FP-34

1800

340

1

419

前室

713.1129

FP-34

1800

340

1

420

办公室

2926.013

FP-51

2700

510

1

421

办公室

2599.628

FP-34

1800

340

2

422

办公室

826.5703

FP-34

1800

340

1

423

电梯厅

2423.285

FP-51

2700

510

1

424

会议室

5888.587

FP-68

3600

680

2

425

电梯厅

2511.392

FP-51

2700

510

1

426

办公室

2767.834

FP-34

1800

340

2

427

办公室

3252.865

FP-68

3600

680

1

428

前室

713.112

FP-34

1800

340

1

429

办公室

2132.655

FP-51

2700

510

1

430

休息厅

2860.647

FP-51

2700

510

1

431

休息厅

2752.284

FP-51

2700

510

1

432

走廊

9559.200

FP-34

1800

340

6

注：

风机盘管机组的选择都是依据中速之冷量，中速风速，且是冷量优先，兼顾风量，风量校核，二者综合考虑的原则。

冷水机组的选取

市场上的冷水机组种类繁多，常见的有活塞式冷水机组、涡旋式冷水机组、螺杆式冷水机组、离心式冷水机组、溴化锂吸收式冷水机组、模块化水冷式冷水机组。

他们的制冷量范围如下表：

项目

活塞式冷水机组

涡旋式冷水机组

螺杆式冷水机组

离心式冷水机组

溴化锂吸收式冷水机组

模块化水冷式冷水机组

制冷量

（ＫＷ）

75～930

84（单机）

240～1500

1000以上

1000以上

不定

本设计中总冷负荷为1800KW，根据各种冷水机组的制冷量范围及它们的优缺点，我们选择的是两台19XL300型离心式冷水机组。

涡旋式冷水机组单机制冷量太小，若多机并联则选用的冷水机组过多，一方面不利于机组布置、设备的维护与保养；另一方面也影响冷水机组的工作性能，所以排除涡旋式冷水机组。

本设计的对象是办公楼，机组运行所使用的能源为电能，而溴化锂吸收式冷水机组所使用的能源为热能，所以它不合适。

模块化水冷式冷水机组由于其蒸发器、冷凝器、进出水环路上没有相应控制装置，不利于系统的调节与控制，所以其不合适。

活塞式冷水机组的制冷性能系数低于螺杆式和离心式，所以将其排除。

螺杆式冷水机组其噪声高，由于此办公楼为政府办公楼，对噪声有相当高的要求，所以将螺杆式冷水机组排除。

离心式制冷剂具有转速高，单机制冷量大，重量轻，体积小，易损件少，振动小，运转平稳，对基础要求低，能经济方便的调节制冷量，易于实现自动化控制。

鉴于离心式冷水机组具有上述优点，完全能够满足此设计的各项要求，故我们选择离心式冷水机组。

离心式冷水机组常用的制冷剂有R11、R12、R22、R123、R134a。

根据这几种制冷剂的特性，考虑到其对环境的影响，我们选用R134a作为该冷水机组的制冷剂。

因为R11、R12属于CFCs类制冷剂目前已被禁用；R22的ODP和GWP均高于R134a，R123有毒，这对于办公楼而言有安全隐患；所以选择R134a作为机组的制冷剂。

19XL300的单机制冷量为1055KW，两台同时运行完全能够满足冷量要求。

之所以选择两台而不是一台其它的符合冷量要求的制冷机的原因是因为两台机组并联运行有利于系统的维护；选择一台运行，虽然其能满足冷量的要求，但是当机组运行异常需要维修时机组将停止运行，这将严重影响该办公楼使用者的正常工作，这是不允许的。

所以选择两台型号为19XL300的离心式冷水机组。

第七章新风系统设计计算

经过处理的新风都必须通过风道才能送入空调房间，而且空调房间的送风量能否达到设计要求，则完全取决于风道系统的压力分布以及风机在该系统中的平衡工作区。

所以风道设计将直接影响空调房间气流组织和空调效果。

同时，空气在风道内流动所损失的能量，是靠风机消耗电能予以补偿的。

所以风道设计也直接影响空调系统的经济性。

因此，风道系统的设计是要在满足设计风量要求等的前提下，尽可能节省能量。

风管水力计算的基本任务如下：

1）假定流速求出风管断面面积，结合建筑特点确定断面尺寸。

2）由断面尺寸算出风管内空气的实际流速，校核其是否在规范的推荐流速范围内。

3）算出最不利环路的阻力损失，校核高静压风管机或新风全热交换器的机外静压是否满足要求。

4）平衡各并联管路的阻力。

7.1楼层新风风管型式的选择

风管材料的选用。

风管一般采用钢板材料，其优点是不燃烧、易加工、耐久，也较经济。

风管形式的确定。

风管的形式很多，一般采用圆