本科毕业设计论文北京某商场中央空调设计说明书.docx

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本科毕业设计论文北京某商场中央空调设计说明书

10.管道保温设----------------------------------------------------------------------------------------41

1.绪论

本次毕业课程设计的题目为“北京某商场中央空调设计”。

毕业课程设计是我们学院在结束了专业课程的学习后，对学生专业知识综合运用能力的考察过程，也是一个锻炼设计能力、巩固专业知识、提高学习能力的过程，是毕业后走上工作岗位的前备战。

在我国，空调是个起步比较晚行业，与众多发达国家相比，无论是从技术上还是从理论上都还处于比较落后的局面。

随着我国社会的进步和经济的高速发展，以及人们生活品质的不断提高，对具体环境的整体要求也愈来愈高，显示在空气调节上就是对舒适性洁净性的生活环境的要求不断提高。

随着各种建筑的技术装备和自动化水平的日益提高，洁净空调以及舒适性空调开始逐渐出现在各个需要的场合，以优化、洁净、舒适环境。

在近些年，空调越来越受到各行各业人士的重视，通过计算机和网络的优化组合，空调工程的标准、质量和功能得到了提高和完善，使空调设备的效用得到了更充分的发挥，为创建高效、节能、舒适、安全的工作和生活环境奠定了基础。

随着社会大发展，功能齐全的现代化新建筑，尤其是高层建筑不断涌现，如酒店，超市，办公楼等，使人们越来越意识到空调是现代建筑必须具备的条件之一，特别是大型建筑，因为它能够改善和提高人们工作和居住环境的质量，改善和提高人们的生活和健康水平。

就建筑的使用成本而言，空调设备工程的设计及其性能的好坏，能耗的多少，是直接影响经济效益的重要因素。

因此，必须重视空调工程的设计，充分发挥设备的功能和体现建筑本身的整体效果。

商场建筑安装空调系统的主要目的是保持室内适宜的温湿度，创造吸引顾客入内的；舒适冷、暖环境，增进顾客的购物欲望；防止室内商品（衣服、家具等）质量变劣；同时为商场职工提供舒适的工作环境。

本次设计采用舒适性空调的设计标准，系统采用集中式一次回风定风量空调系统。

该工程是一个大型工程，涉及到的空调工程设计内容较全面。

通过该空调工程设计，使我们对空调工程设计有了一个系统、全面的认识，并且对设计的各个环节又有了更近一步的深入了解，达到了基本的设计要求。

由于设计经验有限，以及专业知识的不全面，在本次设计中，一定有很多的缺点与不足，请各位老师在检阅后给予批评和指正。

2.原始资料及工程概况

2.1设计题目

北京市某商场中央空调设计

2.2设计目的

毕业设计是工科学校主要的教学环节之一。

通过毕业设计，使学生了解建筑环境与设备工程专业工艺设计的内容、程序和基本原则，学习设计计算方法和步骤，提高运算和制图能力。

同时，通过设计巩固所学的理论知识和实际知识，并学习运用这些知识解决工程问题。

2.3设计要求

对北京市某商场中央空调进行工艺设计。

设计深度应达到施工图的标准。

设计应提交设计图纸一套、计算说明书一份、设计内容相关参考外文一篇及其译文。

2.4设计依据

（1）设计任务书；

（2）《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）

2.5原始资料

（1）工程所在地：

北京市某商场、

（2）土建资料：

见建筑图纸

（3）各房间内的空调参数：

查有关资料

（4）室外气象资料参数：

北京：

北纬：

39°48´东经：

116°28´海拔：

31.2m

室外参数：

大气压力：

冬季：

102.4kPa夏季：

99.86kPa

干球温度：

冬季采暖：

-9℃冬季空调：

-12℃

夏季空调：

33.2℃空调日平均：

28.6℃

夏季空调室外计算湿球温度：

26.4℃

室外相对湿度：

冬季：

45％夏季：

59.1％

室外风速：

冬季2.8m/s夏季1.9m/s

（5）灯光照明：

商场40W/m2（日光灯）。

（6）其他说明：

（1）屋面：

1预制细石混泥土板125mm，表面喷白色水泥浆；

2通风层≥200mm；

3卷材防水层；

4水泥砂浆找平层20mm；

5保温层，沥青膨胀珍珠岩70mm；

6隔气层；

7现浇钢筋混凝土板70mm；

8内粉刷

属于Ⅱ型，传热系数K=0.48W/（㎡·k）

（2）外墙：

①水泥砂浆；

②砖墙；

③白灰粉刷；

④壁厚370mm

由《空气调节设计手册》查的，此类外墙属于Ⅱ型，传热系数K=1.5W/（㎡·k）

（3）外窗：

双层3mm普通玻璃

（4）窗帘：

商场部分不挂窗帘。

（5）建筑层高：

地下室和一层是4.8m，二层和三层是4.2m

（6）冷热源：

全年集中供热：

60℃热水，由外网供给。

冷源由外管网提供7℃的冷水，回水12℃。

2.6设计内容

2.6.1确定室内、外计算参数

（1）查阅有关手册确定夏季、冬季室内外计算温度、湿度。

（2）确定商场新风量。

2.6.2计算夏季空调冷、湿负荷及冬季热、湿负荷。

（负荷计算要求组织成表格形式）

2.6.3确定空调方案。

（包括系统划分、空气处理过程设计、计算总冷量、总热量、总风量）

（1）提出设计方案并进行比较选择，商场可选用全空气系统。

（2）本空调为舒适性空调，无洁净度要求，可只选粗效过滤器。

2.6.4主要设备选型计算包括

（1）空气处理设备，送回风口。

（2）空调机组，机房配套设备等。

2.6.5进行空调送、回风管道系统的水力计算（数据要求整理成表格形式）

2.6.6消声减振计算。

2.6.7考虑全楼防排烟。

2.6.8考虑管道保温防腐。

2.6.9全年运行工况调节分析

2.6.10编写设计计算说明书

（1）内容包括：

封面、目录、设计任务书、设计参数的选择及设计计算的依据，计算过程及结果，各方案的比较及最终确定的方案优、缺点说明，以及参考书目、参考资料等。

（2）书写字体要求认真、整洁，用纸要统一，版面要符合毕业设计论文要求。

（3）每页字体要求均匀，字数不少于1.5万字。

2.6.11绘制施工图

（1）设计图纸要有计算机绘图和手绘图，其中手绘图纸至少1张。

图纸应包括①封面、图纸目录②总说明、设备明细表③新风空调室平面布置图，剖面图④送、回风系统平面图、系统轴侧图⑤绘制送、回风管剖面图。

（2）绘图要求：

①图纸规格应符合国家规定，内容应完整，并基本达到施工图要求。

②图面应整洁、美观，布置要合理，图例应符合“制图标准”。

③图纸线条要粗细分明，字体要求工整并用仿宋体书写。

④图纸上的尺寸标注应齐全、准确、不重复。

⑤尽量选用标准图号，标题栏按照统一规定格式绘制，图例及绘图方法执行国家有关制图规范。

⑥为保证毕业设计是自己独立完成，设计结束后，应上交有关电子文件。

2.7进度安排

毕业设计时间为自第6周至第18周，共13周，18周答辩。

其中：

第6周——收集资料,阅读熟悉资料。

第7周——空调热、湿负荷计算

第8周——空调热、湿负荷计算

第9周——设计方案选择。

第10周——空调机组及风管布置

第11周——空调风系统水力计算

第12周——新风空调室平面布置图，剖面图

第13周——送、回风系统平面图

第14周——送、回风系统轴侧图

第15周——送、回风管剖面图。

第16周——设计说明及设备表、主材表。

第17周——整理计算说明书。

第18周——答辩。

2.8装订顺序

（1）论文部分（要求单独装订成册）

①封面；②毕业设计（论文）任务书；③开题报告表；④学生自查表；

⑤中文摘要、关键词；⑥英文摘要、关键词；⑦目录；⑧正文；⑨致谢；

⑩参考文献；附录；封底；有关图纸（大于3#图幅时单独装订）；另附英文翻译及原文。

（2）图纸部分（要求单独装订成册）

①图纸封面及目录

②图纸设计说明

③图纸

2.9主要参考资料

⑴《空气调节设计手册》（第二版）电子工业部第十设计院主编中国建筑工业出版社1995

⑵《中央空调》何耀东何青主编冶金工业出版社

⑶《实用供热空调设计手册》陆耀庆编中国建筑工业出版社

⑷《民用建筑暖通空调设计技术措施》（第二版）

⑸《实用制冷与空调工程手册》尉迟斌主编卢士勋周祖毅副主编机械工业出版社

⑹《旅馆建筑空调设计》何耀东何青编著中国建筑工业出版社

⑺《国际建筑照明设计标准》GB50034--2004

（8）有关设备的产品样本

*有关暖通网站，可以查阅相应资料。

3.冷负荷、热负荷和湿负荷计算

3.1空调建筑物的计算冷负荷

3.1.1当空调系统末端装置不能随负荷变化而自动控制时，应采取同时使用的所有房间最大冷负荷的累加值

3.1.2当空调系统末端装置能随负荷变化而自动控制时，应将同时使用的所有房间各计算时刻冷负荷累加，得出建筑物冷负荷的时间序列，然后取其中的最大值。

3.2冷负荷计算

目前，在我国暖通空调工程中，常用冷负荷系数法计算冷负荷，冷负荷系数法是建立在传递函数法的基础之上，是便于在工程上进行手算的一种简化的计算方法。

为了简化计算，对日射得热所形成的冷负荷，冷负荷系数法利用传递函数的基本方程和相应的房间传递函数形成了空调冷负荷。

对经围护结构传热形成的冷负荷，冷负荷系数法利用相应的传递函数形成了冷负荷温度。

这样，用一维稳态热传导公式即可计算出日射的热形成的冷负荷和经围护结构传入热所形成的冷负荷。

夏季建筑围护结构的冷负荷是指由于室内外温差和太阳辐射作用，通过建筑围护结构传入室内的热量形成的冷负荷。

具体计算方法如下。

3.2.1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：

Q´c（t）=AK（tc（t）－tR）式（3.1）

式中Q´c（t）——外墙和屋面瞬变引起的冷负荷，W；

K——外墙和屋面的传热系数，W∕（m2.℃），可根据外墙和屋面的不同构造，由《暖通空调》附录2—2和2—3中查取；

A——外墙和屋面的面积，m2；

tR——室内计算温度，℃；

tc（t）——外墙和屋面的冷负荷计算温度逐时值℃，根据外墙和屋面的不同类型分别在《暖通空调》【2】附录2—4和2—5中查取。

必须指出：

（1）附录2—4和2—5中给出的各维护结构的冷负荷温度值都是以北京地区气象参数为依据计算出来的，因此，对于不同设计地点，应对tc（t）进行修正，即应为tc（t）+td。

其地点修正值可由《暖通空调》【2】附录2—6查得。

（2）当外表面放热系数不同于18.6W∕（m2.℃）时，应将（tc（t）+td）乘以《暖通空调》【2】表2—8中的修正值kα。

（3）当内表面放热系数变化时，可不加修正。

（4）考虑到城市大气污染和中颜色的耐久性差，建议吸收系数一律采用ρ=0.90，即对表中tc（t）不加修正。

但如确有把握经久保持维护结构表面的中、浅色时，可将表中数值乘以《暖通空调》【2】表2—9所列的吸收系数修正值kρ。

综上所述，外墙和屋面的冷负荷计算温度为：

t´c（t）=（tc（t）+td）kαkρ式（3.2）

则冷负荷计算式应该为：

Q´c（t）=AK（t´c（t）－tR）式（3.3）

3.2.2外窗瞬变传热引起的冷负荷

Q´c（t）=CwKWAw（tc（t）+td-tr）式（3.4）

式中Q´c（t）——外窗瞬变传热引起的冷负荷,W；

Cw——对不同窗框修正值；由《暖通空调》【2】附录2—9中查取；

KW——外窗传热系数，W∕（m2.℃）,由《暖通空调》【2】附录2—7和2—8查取；

Aw——窗口面积,m2；

tc（t）——外窗的冷负荷计算温度逐时值℃,由《暖通空调》【2】附录2—10查取；

td——地点修正值，由《暖通空调》【2】附录2—11中查取。

3.2.3透过外窗日射得热引起的冷负荷

Q´c（t）=CaAwCsDj.maxCLQ式（3.5）

式中Q´c（t）——日射得热引起的冷负荷，W；

Ca——有效面积系数，由《暖通空调》【2】附录2—15查取；

Cs——窗玻璃的遮阳系数，由《暖通空调》【2】附录2—13查取；

Cj——窗内遮阳设施的遮阳系数，由《暖通空调》【2】附录2—14查取；

Dj.max——日射得热因数，由《暖通空调》【2】附录2—12查取；

CLQ——窗玻璃冷负荷系数，由《暖通空调》【2】附录2—16和2—19查取。

3.2.4照明散热形成的冷负荷

当电压一定时，室内照明散热量是不随时间变化的稳定散热量，但是照明散热方式仍以对流和辐射两种方式进行散热，因此，照明散热形式的冷负荷计算仍采用相应的冷负荷系数。

根据照明灯具的类型和安装方式不同，其冷符合计算式分别为：

白炽灯Q´c（t）=1000NCLQ式（3.6）

荧光灯Q´c（t）=1000n1n2NCLQ式（3.7）

式中Q´c（t）——灯具散热形成的冷负荷，W；

N——照明灯具所需功率，KW；

n1——镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取n1=1.2；当安装荧光灯镇流器装设在顶棚内时，可取n1=1.0；

n2——灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部穿有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散热于顶棚内时，取n2=0.5~0.6；而荧光灯罩无通风孔者n2=0.6~0.8；

CLQ——照明散热冷负荷系数，由《暖通空调》【2】附录2—22查取。

3.2.5人体散热形成的冷负荷

人体散热与性别、年龄、衣着、劳动强度及周围环境条件（温、湿度）等多种因素有关。

人体散发的潜热量和对流直接形成瞬时冷负荷，而辐射散发的热量将会形成滞后冷负荷，因此，应采用相应的冷负荷系数进行计算。

为了设计计算方便，计算已成年男子散热量为基础，而对于不同功能的建筑物中有各类人员（成年男子、女子、儿童等）不同的组成进行修正，为此，引入群集系数ψ，在《暖通空调》【2】表2—12中给出一些数据，可作参考。

（1）人体显热散热形成的冷负荷

Q´c（t）=qsnψCLQ式（3.8）

式中Q´c（t）——人体显热散热形成的冷负荷,W；

qs——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量,W查表2—13；

n——室内全部人数；

ψ——群集系数；

CLQ——照明散热冷负荷,由《暖通空调》【2】附录2—23中查取；

但应注意：

对于人员密集的场所（如影院、剧院、会堂等），由于人体对维护结构和室内物品的辐射换热量相应的减少，可取CLQ=1.0。

（2）人体潜热散热形成的冷负荷

Q´c=qlnψ式（3.9）

式中Q´c——人体潜热散热形成的冷负荷;W；

ql——不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量；W查《暖通空调》【2】表2—13；

n、ψ——同式（3.8）。

3.2.6内围护结构冷负荷

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而产生的冷负荷可按下式计算

Q´c（t）=AK（tc（t）－tR）式（3.10）

当邻室有一定的发热量时，通过空调房间隔墙、楼板、内窗、内门等内维护结构的温差传热而产生的冷负荷，可视作为稳定传热，不随时间变化，可按下式计算：

Q´c（t）=K1A1（to.m+Δtα-tR）式（3.11）

式中ki——内围护结构传热系数，W/（m2·℃）；

Ai——内围护结构的面积，m2；

to.m——夏季空调室外计算日平均温度，℃；

Δtα——附加温升，可按《暖通空调》【2】表2-10查取。

下面以一层商场冷负荷计算表（局部）为例计算夏季的空调冷负荷：

（1）外墙冷负荷

由《暖通空调》【2】附录2—4查得Ⅱ型外墙冷负荷计算温度，将其逐时值及其计算结果列入下表中。

表3.1-东外墙冷负荷

东外墙冷负荷

时间

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

tc（t）

35.6

36.1

36.6

37.1

37.5

37.9

38.2

1.06

kρ

0.94

ťc（）

35.4718

35.9700

36.4682

36.9664

37.365

37.7635

38.0624

8.47184

8.97004

9.46824

9.96644

10.365

10.7635

11.0624

1.5

516.5

Q´c（t）

6563.55

6949.53

7335.51

7721.499

8030.284

8339.068

8570.656

表3.2-西外墙冷负荷

西外墙冷负荷

时间

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

tc（t）

35.2

34.9

34.8

34.9

35.3

35.8

1.06

kρ

0.94

ťc（）

35.0732

34.7743

34.6747

34.7743

35.1729

35.6711

8.07328

7.77436

7.67472

7.77436

8.17292

8.67112

1.5

492.3

Q´c（t）

5961.71

5740.976

5667.397

5740.976

6035.293

6403.189

表3.3-南外墙冷负荷

南外墙冷负荷

时间

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

tc（t）

32.8

32.9

33.1

33.4

33.9

34.4

34.9

1.06

kρ

0.94

ťc（）

32.68192

32.78156

32.98084

33.27976

33.77796

34.27616

34.77436

5.68192

5.78156

5.98084

6.27976

6.77796

7.27616

7.77436

1.5

182.5

表3.4-北外墙冷负荷

北外墙冷负荷

时间

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

tc（t）

31.2

31.3

31.4

31.6

31.8

32.1

1.06

kρ

0.94

ťc（）

31.0876

31.1873

31.2869

31.4862

31.6855

31.9844

4.08768

4.18732

4.28696

4.48624

4.68552

4.98444

1.5

182.5

Q´c（t）

1119.00

1119.002

1146.279

1173.555

1228.108

1282.661

1364.49

（2）外窗瞬时传热冷负荷

根据α0=3.5+5.6×1.9=14.14w/（㎡·k）,αi=8.7由《暖通空调》【2】附录2―8查得Kw=2.86w/（㎡·k）.再由附录2―9查得玻璃窗传热系数的修正值，对金属框双层窗应乘以1.2的修正系数。

由附录2―10查得玻璃窗冷负荷计算温度tc（t），根据式（3.4）计算，计算结果列于下表中：

表3.5-东外窗瞬时传热冷负荷

东外窗瞬时传热冷负荷

时间

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

tc（t）

31.9

32.2

31.6

30.8

29.9

4.9

5.2

4.6

3.8

2.9

2.86

277.9

Q´c（t）

3894.491

4132.929

3973.97

3656.052

3020.217

2304.903

表3.6-西外窗瞬时传热冷负荷

西外窗瞬时传热冷负荷

时间

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

tc（t）

31.9

32.2

31.6

30.8

29.9

4.9

5.2

4.6

3.8

2.9

3.432

209.7

Q´c（t）

3526.483

3742.39

3598.452

3310.576

2734.824

2087.102

表3.7-南外窗瞬时传热冷负荷

南外窗瞬时传热冷负荷

时间

14:

15:

16:

17:

18:

19:

20:

tc（t）

31.9

32.2

31.6

30.8

29.9

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