体育馆中央空调设计说明书.docx

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体育馆中央空调设计说明书

中央空调设计说明书

设计项目：

某新校区体育馆中央空调设计

专业：

供热通风与空调工程技术

设计说明书

工程名称：

某学院新校区体育馆

参考资料：

《暖通空调常用数据手册》（第二版）建筑工程常用数据手册系列手册组编中国建筑工业出版社2002年

《通风与空气调节工程》赵岐华主编武汉理工大学出版社2008年

《空气调节技术》金文主编电子工业出版社2007年

《民用建筑空调设计》马最良姚杨主编化学工业出版社2003年

一、设计概况与方案论证

某学院新校区体育馆面积为2832平方米，层数为两层，首层为一个舞台、一个篮球场（篮球场正对舞台，当有节目表演时篮球场充当观众观看区）、一间健身房、两个库房（一大一小）、一间贵宾接待室、两间化妆间、一间控制室、一间配电室、一间门卫室、男女更衣室各一间、男女厕所各一间,二层为一中空天井（面积大于首层篮球场）、两间面积等大的库房、两间面积等大的备用室、一间台球室、一间乒乓球室、男女浴室各一间、一块器械场地、走廊。

屋顶为轻钢屋面，屋顶带百叶窗。

体育馆特点﹕①体育馆人员集中、流动量大、需要保证空气流通循环量，为室内提供新鲜空气，排除室内异味和空气。

②体育馆各房间使用时间的差别（化妆间与贵宾室不经常使用、库房与备用室人员流动不大），因此需要各房间能单独控制运行，单独使用负荷。

③体育馆属于大空间对温、湿度控制要求严格。

④体育馆个别运动场区房间面积大，一、二为中空天井贯通上下，敷设风管水管都比较困难。

⑤体育馆对噪声要求严格。

⑥体育馆一、二层为中空天井贯通上下，建筑空间较少，不能容纳占用大空间的系统。

⑦体育馆各运动区的运动强度不同，需要的舒适性温度不同，因此负荷供应有差别。

⑧体育馆首层设置空调机房面积有限。

⑨体育馆总标高为18.15米，顶棚高度为6.7米（从11.45米到18.15米）属高大空间。

室内人员与照明等其他机电设备产生的热量向上上升，在顶棚下形成热空气层，需要将此空气风量排至室外。

⑩所设计的体育馆地处北京，春秋季节需要实现全新风送风，保证室内空气的质量。

各系统特点:

全空气系统

变风量系统

风机盘管加新风系统

低温送风系统

水环热泵系统

优点

空调设备集中设置在专门的空调房间内，能满足对空气处理的各种要求，且便于集中调节与维护保养，室内空气质量容易达到保证与控制，消声隔振比较容易且效果好，使用寿命长，初投资与运行资费少，新风调节方便，春秋季节可实现全新风送风

能实现各个空调区域的灵活控制，自行设定环境温度，能够合理的分配气量，减少空调机组的风机能耗，可明显降低运行电费，并可降低空调机组的总装机容量。

不会发生过冷或过热，系统噪声低，无冷凝水烦恼。

系统灵活性好，可根据需要适当增减风口，使系统结构变得十分灵活。

控制灵活，具有个别控制的优越性，可灵活地调节各房间的温度，根据房间的使用状况确定风机盘管的启停；风机盘管机组体型小，占地小，布置和安装方便，甚至适合于旧有建筑的改造；容易实现系统分区控制，冷热负荷能够按房间朝向，使用目的，使用时间等把系统分割为若干区域系统，实施分区控制。

送风量与循环水量减少投资与运行费用减少，有较强的去湿能力，提高热舒适性，在负荷增加的情况下能节省更换风管系统的开支。

节能能同时满足供冷与供暖要求不需隔热处理机房占用面积小收费公平管理方便

适用于公寓旅馆酒店出租写字楼商业建筑

缺点

风管占用建筑空间大，相应要求建筑层数较高，一个空调系统只能处理一种送风状态空气，不便于控制差别大的空间，不能满足不同房间的需求。

设计技术难度较大，设计人员的风险也相应提高，变风量系统更加强调的是“机电一体化”，系统的运行完全靠自动控制，任何一个环节的失误，都可能对系统运行造成影响，设计人员不仅要懂空调还要对电气自控相当熟悉。

设备的国产化程度低，一次投资大

因机组分散设置，台数较多，维修管理工作量大；室内空气品质比较差，很难进行二级过滤且易发生凝结水渗顶事故。

风机盘管机组方式本身解决新风量困难，由于机组风机的静压小，气流分布受限制，实用于进深小于6米的房间。

1.送风温度低，造成局部温度过低

2.风管与风口等表面易结露，既造成冷量损失，产生的滴水还会带来其他问题。

制冷效率低电气安装容量大需另配送风系统维护保养要求高工作量大需采用闭式冷却塔

根据体育馆上述的特点及各空气系统的特点，拟选全空气加变风量末端装置系统。

一、二层共用一冷水机组，一、二层单独使用空气处理机组。

二、设计参数和冷热负荷计算

1、室外空调设计参数

地理位置

干球温度

湿球温度

相对湿度

北京

夏季

冬季

夏季

冬季

33.2℃

—12℃

26.4℃

45％

78％

2、室内空调设计参数

负荷间名称

室内温度／℃

相对湿度

新风量／m³／﹙h·人﹚

夏季

冬季

夏季

冬季

篮球场

≤65％

舞台

≤65％

≥35％

化妆间

≤65％

≥35％

门卫室

65％

≥30％

男更衣室

65％

≥30％

女更衣室

65％

≥30％

男厕

65％

≥30％

女厕

65％

≥30％

控制室

60％

55％

配电室

≤65％

40％

贵宾接待

≤65％

40％

健身房

≤65％

40％

库房

65％

≥30％

乒乓球室

≤65％

40％

台球室

≤65％

40％

男浴室

65％

≥30％

女浴室

65％

≥30％

备用室

≤65％

40％

器械场地

65％

≥30％

注：

①篮球场参数参照体育馆比赛厅设计参数。

②门卫室、男女更衣、浴室、男女厕、库房、器械场地参照体育馆休息厅设计参数,备用室、健身房参照体育馆练习厅参数（教材P33）③贵宾接待、乒乓球、配电参照（大连理工大学体育馆）对应房间参数，台球室参照乒乓球室参数。

④新风量为20m³／﹙h·人﹚参照体育馆参数（教材P122）。

3、冷负荷计算（见EXCEL表格）

公式出处：

《通风与空气调节工程》、赵岐华、武汉理工大学出版社、2008年

（1）外墙和屋面、地面瞬变传热引起的冷负荷

Qτ=KF（tlτ–tn）

式中

Qτ——外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；

K——外墙和屋面的传热系数，W/（㎡·℃），根据外墙和屋面的不同构造分别在附录9.3中查出；

F——外墙和屋面的面积

tlτ——外墙和屋面的冷负荷计算温度的逐时值，℃，根据外墙和屋面的不同类型在附录9.4中查出；

tn——室内设计温度，℃。

149页

t′=（tlτ+td）KaKp

式中

td——地面修正值，℃；

Ka——外表面放热系数修正值；

Kp——外表面吸收系数修正值。

经修正后，相应的冷负荷计算式为：

Qτ=KF（t′lτ-tn）

（2）外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷

Qτ=KF（tlτ-tn）

式中

Q——外玻璃窗的瞬变传热引起的逐时冷负荷；

K——外玻璃窗的传热系数，W/（㎡·℃）。

根据单层和双层的窗不同的情况可分别从附录9.6和附录9.7中查出。

当窗框情况不同时，按表9.8修正。

有内遮阳设施时，单层玻璃窗K应减小25%，双层玻璃窗K应减小15%。

F——窗口的面积，㎡。

tlτ——玻璃窗冷负荷计算温度的逐时值，℃；

tn——空调室内设计温度，℃。

（3）透过玻璃窗日射得热引起的逐时冷负荷

Qτ=FCsCnDj，maxCcl

式中

Qτ——透过玻璃窗的日射得热引起的逐时冷负荷，W；

F——玻璃窗的净面积，㎡，它等于窗洞面积乘以有效面积系数Ca；

Cs——玻璃才遮阳系数，

Cn——窗内遮阳系数

Dj，max——不同纬度带各朝向七月份日射得热因素的最大值，W/㎡

Ccl——冷负荷系数，以纬度27°30′为界划为南北两区。

（4）隔墙、楼板等内维护结构传热形成的瞬时冷负荷

150页

Q=KF（tlτ-tn）

式中

Q——内墙、楼板等内维护结构传热形成的瞬时冷负荷，W；

K——内维护结构的传热系数，W/（㎡·℃）；

F——内维护结构的传热面积，㎡；

tlτ——空调室内设计温度，℃；

tn——相邻计算平均温度与夏季空调室外计算日平均温度的温差，℃，可按表9.13选取。

（5）照明得热引起的逐时冷负荷

由于照明的安装方式不同，其得热量也不同，其中：

白炽灯：

Q=P

荧光灯：

Q=n1n2P

式中

P——照明照明灯具的功率，W；

n1——镇流器消耗功率系数。

明装时n1=1.2；暗装荧光灯的镇流器在顶棚内时，n=1.0

n2——灯罩隔热系数。

当荧光灯罩上部穿又小孔（下部为玻璃板）可利用自然通风散热于顶棚内时，n2=0.5~0.6；而荧光灯罩无通风孔时，则根据顶棚内通风情况取n2=0.6~0.8

151页

照明得热引起的逐时冷负荷用下式计算

Qτ=QCcl

式中

Qτ——照明得热量，W；

Ccl——照明冷负荷系数。

（6）人体散热引起的冷负荷

Q=φn（qsCcl+qr）

式中：

Q——人体散热引起的冷负荷，W；

φ——群集系数；附录9.14

n——室内全部人数，人；

qs——成年男子潜热散热量，W/人；附录9.12

Ccl——人体显热散热冷负荷系数；附录9.11

qr——不同室温和劳动性质时成年男子显热散热量，W/人。

附录9.12

（7）设备散热引起的冷负荷

Q=QsCcl+Qr

式中

Qs——设备和用具的显热散热量，W；

Qr——设备和用具的潜热散热量，W；

Ccl——设备和用具的显热散热冷负荷系数，附录9.14如果空调系统不连续运行，Ccl=1.0。

152页

（详细各房间冷负荷计算另见EXCEL表格）

汇总负荷

首层

篮球场舞台负荷汇总

时间

08:

09:

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

外墙负荷

4210.087

3594.856

3559.79

3645.288

4009.541

4371.445

4977.205

5699.21

6244.703

6765.177

门窗传热

-66.1122

595.0098

1322.244

1917.254

2512.264

2975.049

3239.498

3437.834

3305.61

门窗得热

32601.551

40596.32

38656.72

26584.67

21846.19

22308.98

21906.73

20771.7

19438.32

17972.72

维护结构

4960.854

人体散热

21735

49241.85

54635.35

57871.45

60568.2

62725.6

64883

65961.7

67040.4

37376.15

照明散热

21105

22365

23310

23940

24885

25515

26145

26460

9135

总负荷

63441.38

120093.9

125500

118289.5

117837

122226.9

125482.3

126976.3

127582.1

79515.51

化妆间负荷汇总

时间

08:

09:

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

外墙负荷

761.208

670.588

589.03

525.596

489.348

462.162

480.286

525.596

607.154

门窗传热

-4.158

37.422

83.16

120.582

158.004

187.11

203.742

216.216

207.9

门窗得热

2054.57

2515.8

2348.08

1551.41

1215.97

1174.04

1090.18

1006.32

922.46

维护结构

587.06

人体散热

496.8

1125.528

1248.808

1322.776

1384.416

1433.728

1483.04

1507.696

1532.352

854.312

照明散热

482.4

511.2

532.8

547.2

568.8

583.2

597.6

604.8

208.8

总负荷

3895.48

5418.798

5367.338

4640.224

4381.998

4454.83

4493.244

4479.038

4472.344

3387.686

男更衣室负荷汇总

时间

08:

09:

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

外墙负荷

门窗传热

门窗得热

维护结构

460.98

人体散热

434.7

984.837

1092.707

1157.429

1211.364

1254.512

1297.66

1319.234

1340.808

747.523

照明散热

422.1

447.3

466.2

478.8

497.7

510.3

522.9

529.2

182.7

总负荷

895.68

1867.917

2000.987

2084.609

2151.144

2213.192

2268.94

2303.114

2330.988

1391.203

女更衣室负荷汇总

时间

08:

09:

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

外墙负荷

门窗传热

门窗得热

维护结构

609.912

人体散热

434.7

984.837

1092.707

1157.429

1211.364

1254.512

1297.66

1319.234

1340.808

747.523

照明散热

422.1

447.3

466.2

478.8

497.7

510.3

522.9

529.2

182.7

总负荷

1044.612

2016.849

2149.919

2233.541

2300.076

2362.124

2417.872

2452.046

2479.92

1540.135

控制室负荷汇总

时间

08:

09:

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

外墙负荷

门窗传热

门窗得热

维护结构

509.048

人体散热

273.792

574.08

632.96

668.288

697.728

721.28

744.832

756.608

768.384

444.544

照明散热

241.2

255.6

266.4

273.6

284.4

291.6

298.8

302.4

104.4

总负荷

782.84

1324.328

1397.608

1443.736

1480.376

1514.728

1545.48

1564.456

1579.832

1057.992

南库房负荷汇总

时间

08:

09:

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

外墙负荷

门窗传热

门窗得热

维护结构

584.696

人体散热

496.8

1125.528

1248.808

1322.776

1384.416

1433.728

1483.04

1507.696

1532.352

854.312

照明散热

482.4

511.2

532.8

547.2

568.8

583.2

597.6

604.8

208.8

总负荷

1081.496

2192.624

2344.704

2440.272

2516.312

2587.224

2650.936

2689.992

2721.848

1647.808

配电间负荷汇总

时间

08:

09:

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

外墙负荷

217.685

197.591

190.893

200.94

227.732

267.92

314.806

365.041

408.578

445.417

门窗传热

-2.4948

22.4532

49.896

72.3492

94.8024

112.266

122.2452

129.7296

124.74

门窗得热

1232.742

1509.48

1408.848

930.846

729.582

704.424

654.108

603.792

553.476

维护结构

336.082

人体散热

496.8

1125.528

1248.808

1322.776

1384.416

1433.728

1483.04

1507.696

1532.352

854.312

照明散热

482.4

511.2

532.8

547.2

568.8

583.2

597.6

604.8

208.8

总负荷

2280.8142

3673.534

3745.727

3395.793

3319.814

3448.378

3543.797

3590.257

3615.334

2522.827

北库房负荷汇总

时间

08:

09:

10:

11:

12:

13:

14:

15:

16:

17:

外墙负荷

253.736

231.672

237.188

270.284

319.928

380.604

435.764

479.892

512.988

540.568

门窗传热

-4.9896

44.9064

99.792

144.6984

189.6048

224.532

244.4904

259.4592

249.48

门窗得热

2465.484

3018.96

2817.696

1861.692

1459.164

1408.848

1308.216

1207.584

1106.952

维护结构

860.496

人体散热

869.4

1969.674

2185.414

2314.858

2422.728

2509.024

2595.32

2638.468

2681.616

1495.046

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