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暖通方向毕业设计说明书

环境与设备工程系

毕业设计说明书

环境与设备工程系建筑环境与设备工程专业

设计（论文）题目福州市某文体中心空调工程设计

学生姓名__学号__

起止日期_____

设计地点__________

指导教师_________________

第一章工程概况

1.1工程概况：

该大楼是福州市某文体中心，共四层。

一层高4.8m，二、三层层高4.2m，四层层高5.4m。

房间类型有阅览室、大堂、共享大厅、展示间、麻将室、乒乓球室、游泳池以及设备用房等。

福州属海洋性亚热带季风气候，全年冬短夏长，温暖湿润，本设计仅考虑夏季供冷。

由于该建筑各种房间面积较大，再根据建筑房间的作用，本设计将为该文体中心设计布置集中式中央空调系统，中央空调系统便于集中管理，可以满足建筑物的温湿度等舒适性要求，是广泛使用的空调系统。

1.2设计范围：

1）方案设计：

福州某文体中心楼整栋建筑；

2）施工图深化设计范围：

地下室及一、二、三、四层。

1.3设计依据

1.3.1设计任务书

福建工程学院毕业设计（论文）任务书《福州某文体中心空调工程设计》

1.3.2设计规范及标准：

1）《采暖通风与空气调节设规范》（GB50019—2003）；

2）《民用建筑热工设计规范》（GB50176—93）；

3）《民用建筑节能设计标准》JGJ26-95；

4）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；

5）《简明空调设计手册》；

6）《空调负荷实用计算法》。

1.4设计方案论证

本次设计拟采用中央空调系统，中央空调系统由冷热源系统和空气调节系统组成。

制冷系统为空气调节系统提供所需冷量，用以抵消室内环境的冷负荷；制热系统为空气调节系统提供用以抵消室内环境热负荷的热量。

制冷系统是中央空调系统至关重要的部分，其采用种类、运行方式、结构形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。

中央空调系统有主机和末段系统。

按负担室内热湿负荷所用的介质可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统、冷剂系统。

按空气处理设备的集中程度可分为集中式和半集中式。

按被处理空气的来源可分为封闭式、直流式、混合式。

主要组成设备有空调主机风柜风机盘管等等。

其优点主要有：

1）经济节能：

可以采用主机由微电脑控制形式，每个区间末端风机盘管可自行调节温度，区间无人时可关闭，系统根据实际负荷做自动化运行，开机计费，不开机不计费，有效节约能源和运行费用。

中央空调都采用直流变频技术，室外机的耗电量是根据室内机的工作量来消耗，最高能效比达到6.18，从而使压缩机一直处于最佳工况，耗电量小。

2）环保：

主机采用水源热泵型机组，电制冷，没有燃烧过程，避免了排污；整个系统为密闭式管路系统，可避免霉菌灰尘等杂质对系统的污染，使环境清新优美，特别适于高档别墅、高级公寓与写字楼的使用。

3）节约空间：

主机体积小巧，不设机房，无需占用设备层，减少公用设施和土建投资，室内末端暗藏在吊顶内，极易配合屋内装修。

4）个性化：

中央空调系统以区间为单元，满足用户不同区间需求，室内末端安装采用暗藏方式，不影响室内的审美观，不占据室内空间，适应用户的个性化需求。

中央空调使室内气流分布更合理均匀，自然轻柔的送风方式以及精准的温度调节控制都给人以愉悦感，克服了壁挂机或柜式机直吹过冷和室内冷热不匀等不足之处，可以保持温度±0.5℃的恒温状态，自然更加舒适。

5）简化管理：

于采用不同区间单独控制系统为用户所有，产权关系明确，可简化空调设施管理。

6）提升档次：

中央空调主机可以避免破坏楼体的整体外观，使用户充分享受高档综合环境的同时，提升其内在品质。

7）美观：

家用中央空调因其“隐身看不见”的产品特质赢得了更多的青睐！

通过超薄的吊顶，可以完美解决传统空调占地、占空间的问题，也缓解了层高限制而产生的压抑感。

8）寿命长：

柜挂式空调和中央空调因为执行国家的工业制造标准不同，所以使用寿命也不同。

中央空调一般设计寿命是20-30年。

第二章室内外设计计算参数

2.1基本气象参数

地理位置：

福州市站台位置：

北纬26.08°东经119.28°

大气压:

996.4kPa室外计算干球温度:

35.2℃

空调日平均计算温度:

30.4℃计算日较差:

9.2℃

室外湿球温度:

28℃室外平均风速:

2.9m/s

计算相对湿度：

78%

2.2室内设计参数

室内空气的空调设计参数，在我国的“采暧通风与空气调节设计规范”中规定，舒适性空调的室内设计参数为：

夏季：

温度：

24∽28℃；相对湿度：

40%∽65%；风速：

≯0.3m/s

冬季：

温度：

18∽22℃；相对湿度：

40%∽60%；风速：

≯0.2m/s

根据实际要求，本设计室内设计参数的温度与相对湿度等参数的设定详见表3-1。

表2-1夏季空调室内设计计算参数

房间类别

夏季设计参数

人员指标

照明指标

新风指标

温度

相对湿度

℃

人/m2

w/m2

m3/h

共享大厅

26-28

0.2

阅览室

26-28

大堂

26-28

乒乓球室

26-28

瑜伽室

26-28

管理用房

26-28

卫生服务站

26-28

麻将室

26-28

社区居委会

26-28

展示间

26-28

2.3设计注意事项

吊顶高度很大程度上取决于风管截面高度方向的尺寸。

风管走线不宜太长,否则施工难度大,其它管线也难布置。

合理布置各专业管线，提高建筑物有效使用空间。

空调末端设备运转噪声超标,是暖通空调工程中经常碰到的设备噪声问题，设计中要标出对设备噪声参数的要求，对设计时采用大风量空调机组应考虑隔声措施。

新风机、空调机安装采用弹簧阻尼减振器，风机与风管连接采用软连接，新风机组与水管采用软接头连接，风机盘管采用弹簧吊钩，风机盘管与水管采用软管连接。

第三章热湿计算

3.1空调冷负荷估算

根据面积指标法估算空调冷热负荷，负荷指标查自相关资料。

表3-1民用建筑空调冷负荷估算指标

序号

建筑物类型及房间名称

冷负荷指标

序号

建筑物类型及房间名称

冷负荷指标

旅游旅馆：

客房标准

80～110

一般手术室

100～150

酒吧、咖啡厅

100～180

医院：

洁净手术室

300～500

西餐厅

160～200

X光、CT、B超诊室

120～150

中餐厅、宴会厅

180～350

商店：

营业厅

150～250

商店、小卖部

100～160

影剧院：

观众席

180～350

中庭、接待

90～120

休息厅（允许吸烟）

300～400

小会议室（允许少量吸烟）

200～300

化妆室

90～120

大会议室（不允许吸烟）

180～280

体育馆：

比赛馆

120～250

理发、美容

120～180

观众休息厅（允许吸烟）

300～400

健身房、保龄球

100～200

贵宾室

100～200

弹子房

90～120

展览厅、陈列室

130～200

室内游泳池

200～350

会堂、报告厅

150～200

舞厅（交谊舞）

200～350

图书阅览室

75～100

舞厅（迪斯科）

250～350

科研、办公

90～140

办公

90～120

公寓、住宅

80～90

医院：

高级病房

80～110

餐馆

200～350

负荷计算方法应该是考虑围护结构、太阳辐射、人体散热、设备散热等系列因素逐项累加计算出来的结果。

但是这种计算方法太繁琐，受很多因素限制，如果某个参数掌握的不全就可能导致计算结果不准确，本设计先根据估算指标法估算冷湿负荷。

负荷估算指标要根据建筑物的功能、围护结构、朝向、末端系统的形式及建筑物所在地区的纬度决定，建筑物的详细负荷要以设计院提供负荷为准，也可以用空调负荷估算指标法计算。

具体实施过程为，若是朝向以东、南、西为主，那么估算指标要比北向的房间大一些；若是开窗面积较大，相对估算指标要相应提高；相同功能房间人员较为集中的房间估算指标应取得比人员相对较少的要高；相同房间建筑物纬度靠南的要比靠北的估算指标大。

楼层各房间的负荷计算方法，用房间面积与负荷指标相乘得出结果即是估算的冷负荷。

各层估算冷负荷计算结果如表3-2。

表3-2各层负荷估算

一层

名称

面积（m2）

人数

照明负荷（w/m2）

冷负荷指标（w/m2）

冷负荷（w）

共享大厅

156.6

14094

阅览室

247.9

100

24790

大堂

135.9

12231

二层

共享大厅

116.4

10476

乒乓球室

390.8

100

39080

瑜伽室

375.9

100

37590

管理用房

29.4

105

3087

三层

服务站

363.4

105

38157

管理用房

135.4

115

15571

麻将室

145.6

120

17472

社区居委会

199.6

115

22954

共享大厅

75.2

6768

四层

展示间

878.5

250

130

114205

3.2热湿负荷计算

3.2.1建筑结构组成及传热系数的确定

本设计所选用围护结构如下：

屋面：

预制细石混泥土板（25mm），表面喷白色水泥浆+通风层（≥200mm）+卷材防水层+水泥沙浆找平层（20mm）+保温层（加气混凝土75mm）+隔汽层+现浇钢筋混泥土板+内粉刷（5mm）；

玻璃为单层6mm透明中空玻璃，窗高1.8m，采用活动百叶帘；

内门：

木框单层玻璃门，高2.1m，大堂外门为玻璃门；

外墙：

外粉刷+200mm厚改性粉煤灰（陶粒）小型空心砌块+内粉刷；

内墙：

外粉刷+200mm厚改性粉煤灰（陶粒）小型空心砌块+内粉刷；

由以上建筑结构查得传热系数：

外墙K=1.2W/（m2·℃）内墙K=1.2W/（m2·℃）

玻璃K=2.775W/（m2·℃）内门K=3.54W/（m2·℃）

3.2.2外墙和屋面瞬变传热形成的冷负荷

以一层阅览室为例，其空调房间设计面积为247.9㎡。

因为在夏天影响建筑物室内温度变化的主要是室外气象参数，而在夏季空调负荷计算的时候，正是考虑到了随着时间的变化而负荷也回随之变化的这一现象，对每个时间的负荷分别进行计算汇总，并比较其最大值作为空调计算负荷，外墙冷负荷的计算公式如下面公式：

CL=K*A*（t’c（t）-tn）*ka*kρ

式中：

CL—通过外墙和屋面的得热量所形成的冷负荷，W

K—外墙和屋面的传热系数，W/（m2·oC）

F—外墙和屋面的面积，m2

tc（t）—外墙或屋面冷负荷逐时计算温度，oC

tn—室内设计温度，oC

t’c（t）=tc（t）+td

t’c（t）—经过修正的本地外墙或屋面计算温度逐时值，oC

td—地点（福州市）修正值，oC由《暖通空调·动力》3.2.8-5查得

ka—外表面放热系数修正值，由《暖通空调》表2-8计算查得

kρ—吸收系数修正，由《暖通空调》表2-9查得。

阅览室有东、南、北三个方向的外墙，没有屋面，利用逐时法计算其冷负荷，其负荷计算结果计入表3-3、表3-4和表3-5中。

表3-3东外墙冷负荷

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

tc（τ）

30.6

30.8

33.9

36.2

38.5

40.3

41.4

41.9

42.1

△td

1.1

kρ

0.97

t′c（τ）

30.75

30.94

32.11

33.95

36.18

38.41

40.16

41.23

41.71

41.90

41.81

△t

4.75

4.94

6.11

7.95

10.18

12.41

14.16

15.23

15.71

15.90

15.81

1.2

70.8

Qc（τ）

403.48

419.96

518.85

675.43

864.98

1054.52

1202.86

1293.52

1334.72

1351.20

1342.96

表3-4南外墙冷负荷

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

tc（τ）

30.3

29.7

29.3

29.8

30.8

32.3

34.1

36.1

37.8

39.1

△td

-0.8

kρ

0.97

t′c（τ）

28.62

28.03

27.65

28.13

29.10

30.56

32.30

34.24

35.89

37.15

△t

2.62

2.03

1.65

2.13

3.10

4.56

6.30

8.24

9.89

11.15

1.2

21.3

Qc（τ）

66.84

51.96

42.05

54.44

79.24

116.43

161.05

210.64

252.79

285.02

表3-5北外墙冷负荷

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

tc（τ）

30.6

30.8

33.9

36.2

38.5

40.3

41.4

41.9

42.1

△td

2.2

kρ

0.97

t′c（τ）

31.82

32.01

33.17

35.02

37.25

39.48

41.23

42.29

42.78

42.97

42.87

△t

5.82

6.01

7.17

9.02

11.25

13.48

15.23

16.29

16.78

16.97

16.87

1.2

43.92

Qc（τ）

306.53

316.75

378.10

475.23

592.81

710.40

802.42

858.65

884.22

894.44

889.33

3.2.3外窗瞬时传热冷负荷

通过窗户进入室内的得热量有瞬时传热得热和日射得热量两部分，其中瞬时传热冷负荷的计算公式如下：

CL=K*F*△t

式中：

CL—通过外墙和屋面的得热量所形成的冷负荷，W

F—外墙和屋面的面积，m2

K—玻璃窗传热系数

Δt—计算时刻下，结构的负荷温差

表3-6为瞬时传热冷负荷的计算结果。

表3-6瞬时传热冷负荷

东窗瞬时传热冷负荷

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

tc（τ）

26.9

27.9

29.9

30.8

31.5

31.9

32.2

31.6

△td

t′c（τ）

28.9

29.9

31.9

32.8

33.5

33.9

34.2

33.6

△t

2.9

3.9

5.9

6.8

7.5

7.9

8.2

7.6

3.04

1.2

39.78

Qc（τ）

420.84

565.96

725.59

856.19

986.80

1088.38

1146.43

1189.96

1160.94

1102.89

南窗瞬时传热冷负荷

tc（τ）

26.9

27.9

29.9

30.8

31.5

31.9

32.2

31.6

△td

t′c（τ）

28.9

29.9

31.9

32.8

33.5

33.9

34.2

33.6

△t

2.9

3.9

5.9

6.8

7.5

7.9

8.2

7.6

3.04

1.2

5.58

Qc（τ）

59.03

79.39

101.78

120.10

138.42

152.67

160.81

166.92

162.85

154.70

西窗瞬时传热冷负荷

tc（τ）

26.9

27.9

29.9

30.8

31.5

31.9

32.2

31.6

△td

t′c（τ）

28.9

29.9

31.9

32.8

33.5

33.9

34.2

33.6

△t

2.9

3.9

5.9

6.8

7.5

7.9

8.2

7.6

3.04

1.2

22.32

Qc（τ）

236.13

317.55

407.12

480.40

553.68

610.68

643.24

667.67

651.39

618.82

3.2.4内墙、内门、地面楼板传热形成得冷负荷

围护结构被外界加热时，先是外表面温度升高，然后热量向内传递，围护结构中部、内部温度依次升高，最后由内表面将热量传递给室内空气。

内围护结构计算公式如下：

CL=K*F*△t1s

式中：

K—内结构传热系数，W/（m2·oC）

F—内结构面积，m2

△t1s—计算温差，对于走道，取2oC；对地下室上楼板，取5oC。

阅览室有南内墙和西内墙，内窗和内门按照墙体面积计算，其计算结果见表3-7。

表3-7内围护结构传热冷负荷

南内墙冷负荷

1.2

55.68

to.m

30.4

Δta

tc（τ）

494.44

西内墙冷负荷

1.2

85.92

to.m

30.4

Δta

tc（τ）

762.97

3.2.5通过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷

日射得热取决于很多因素，从太阳辐射方面来说，辐射强度、入射角均依纬度、月份、日期、时间的不同而不同。

从窗户本身来说，它随玻璃的光学性能，是否有遮阳装置以及窗户结构（钢、木窗，单、双层玻璃）而异。

此外，还与内外放热系数有关。

工程中用下式计算：

CL=Ca*Fw*Cs*Ci*Dj,maxCLQ

式中：

Fw—窗户面积，m2

Ca—有效面积系数

Cs—窗玻璃的遮阳系数

Ci—窗内遮阳设施的遮阳系数

CLQ—窗玻璃冷负荷系数

Dj,max—夏季各纬度带的日射得热因数最大值，W/m2

（说明：

以上修正值均可在《暖通空调》附录2中查得）

阅览室的日射的热量的计算结果计入表3-8。

表3-8玻璃窗的日射得热引起的冷负荷

东窗透入日射得热引起的冷负荷

时间

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

18:

CLQ

0.48

0.61

0.57

0.38

0.31

0.3

0.29

0.28

0.27

0.23

0.21

Dj，max

515

0.93

0.65

CC.S

0.6045

0.85

33.813

Qc（τ）

5052.7

6421.2

6000.1

4000.1

3263.2

3157.9

3052.7

2947.4

2842.1

2421.1

2210.5

南窗透入日射得热引起的冷负荷

CLQ

0.33

0.42

0.48

0.54

0.59

0.7

0.57

0.52

0.44

0.35

Dj，max

146.8

0.93

0.65

CC.S

0.6045

0.85

28.74

Qc（τ）

841.66

1071.2

1224.2

1377.2

1504.7

1785.3

1453.7

1326.2

1122.2

892.67

北窗透入日射得热引起的冷负荷

CLQ

0.52

0.55

0.59

0.63

0.66

0.68

0.69

0.6

Dj，max

130.6

0.93

0.65

CC.S

0.6045

0.85

24.43

Qc（τ）

1002.9

1060.7

1137.9

1215.0

1272.9

1311.5

1330.7

1157.2

3.2.6人员散热引起的冷负荷

CL=CLx+CLq

人体显热散热引起的冷负荷：

CLx=qx*n*Φ*CLQ

人体潜热散热引起的冷负荷：

CLq=ql*n*Φ

式中：

CLx—人体显热散热引起的冷负荷，W

CLq—人体潜热散热引起的冷负荷，W

n—室内全部人；

Φ—群集系数；

CLQ—人体显热散热引起的冷负荷系数。

qx—不同室温和劳动性质的成年男子显热散热量，见《暖通空调》表2-13

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