西安市某办公楼空调设计说明毕业设计(论文).doc

西安市某办公楼空调设计 院 （系）： 实验学院 专 业：建筑环境与设备工程学号： 6072610727 指导教师： 毕业设计（论文） 题 目 西安市某办公楼空调设计 专 业 建筑环境与设备工程 学 号 6072610727 学 生 指 导 教 师 答 辩 日 期 2011年6月30日 哈尔滨工业大学毕业设计（论文）评语姓名： 学号： 6072610727 专业： 建筑环境与设备工程 毕业设计（论文）题目： 西安市某办公楼空调设计 工作起止日期：_2011_ 年_3_ 月_14_ 日起 _2011_ 年_6_ 月_24_ 日止指导教师对毕业设计（论文）进行情况，完成质量及评分意见：_ _指导教师签字： 指导教师职称： 评阅人评阅意见：_ _ _ _ _ _ _评阅教师签字：_ _ 评阅教师职称：_ _答辩委员会评语：_ _根据毕业设计（论文）的材料和学生的答辩情况，答辩委员会作出如下评定：学生 毕业设计（论文）答辩成绩评定为： 对毕业设计（论文）的特殊评语：_ _答辩委员会主任（签字）： 职称：_ _答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员（签字）：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 年 月 日哈尔滨工业大学毕业设计（论文）任务书姓 名：崔鑫 院 （系）：实验学院专 业：建筑环境与设备工程 班 号： 0736172任务起至日期： 2011 年 3 月 14 日至 2011 年 6 月 24 日毕业设计（论文）题目： 西安市某办公楼空调设计 立题的目的和意义：毕业设计是本科生的一个重要实践环节，通过设计培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，解决实际工程技术的初步能力，提高计算、绘图和查询文献资料（包括规范、手册、标准等）的能力，独立完成所要求的设计任务，为以后的工作奠定基础。技术要求与主要内容：技术要求：1.所选方案可行且进行必要的方案比较； 2.比较建筑物的节能效果，确定节能墙体。主要内容：1.冬夏季负荷计算； 2.确定空调方案及风量计算； 3.确定房间气流组织方案； 4.布置空调系统，进行风管水力计算； 5.确定空气处理方案，计算空气处理过程，选择空气处理设备； 6.空调冷、热源及水系统设计； 7.确定消声、减震、保湿、防火等措施； 8.确定控制与检测方案，进行空调系统的全年运行工况分析。 进度安排：负荷计算 （1周）空调方案的确定 （0.5周）集中空调系统、新风系统的设计 （1.5周）排风系统设计 （0.5周）防排烟系统设计 （0.5周）冷却水系统设计 （1.5周） 绘图 （7周）同组设计者及分工：无指导教师签字_ 年 月 日 教研室主任意见：教研室主任签字_ 年 月 日 哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）摘 要本设计为西安市某办公楼空调设计，该办公楼总建筑面积11 000m2，地上十一层，地下一层，一层层高4.2m，标准层层高3.6m、顶层层高4.5m，地下室层高4.2m，空调面积8310.82 m2。顶层大会议室采用全空气空调系统，设一台ZK15空调机组，考虑到新风量较大，加设转轮式热回收段以达到节能的目的；选用散流器送风。办公室、展厅、活动室采用风机盘管加新风空调系统，设3台ZK15和1台ZK06空调机组。全空气空调系统空气处理过程为新风与回风混合后冷却至机器露点，经过管道温升后送入室内。空气水系统夏季空气处理过程为新风单独处理后与风机盘管处理的回风通过静压箱混合后送入室内，新风不承担室内冷负荷。制冷机房设在地下一层，冷源选用两台水冷螺杆式冷水机组，制冷剂为R407c，并设两台冷却塔。热源为城市热网供应参数为95/70的热水，经水-水板式换热器转换成60/50的热水。空调水系统采用闭式单级泵定流量两管制，采用补给水泵定压。办公楼各办公室可开启外窗面积均满足自然排烟规定，所以采用自然排烟方式。办公室排风排至竖井后，再引至屋顶排风机排到室外。防烟楼梯间前室采用加压送风系统。长度超过60m的内走廊采用机械排烟系统。地下室设通风系统，不满足自然排烟的房间设置机械排烟系统。关键词： 全空气系统；风机盘管；冷水机组；冷却塔；防排烟AbstractThis design is about the air conditioning engineering of an office building in Xi an. The gross floor area is about 11000m2, including one floor below and eleven floors above. The height of the first floor and 4.2 meters, the height of the standard floor is 3.6 meters; the height of the 11st floor is 4.5 meters, while the underground floor is 4.2 meters. The air-conditioned area is 8310.82 sqm.Meeting room in 11st floor is all air-concentrated system which adopts ZK15 serial sectional air conditioner. A rotary heat recovering unit has been added to the system in order to save the energy. Other rooms, such as offices and activity rooms, adopt air-water system, using three ZK15 serial sectional air conditioners and one ZK06 serial sectional air conditioner. The progress of air disposal for air-concentrated system in summer is cooling the mixture of fresh and returned air to the dew point, and then the air is send to the room after the temperature rising in pipeline. The progress of air disposal for air-water system in summer is that the fresh air is disposed by the fresh air handling unit to the enthalpy of the indoor air, and then the fresh air is send to the room after the temperature rising in fan, mixing with the returned air which is disposed by the fan coil unit in the room.The design adopts cool source of district chilling water supply which is set in the basement. Refrigerators are two water chilling unit with screw compressors, the refrigerant is R407c. The cooling system adopts two cooling towers. The heat sourse is 95/70 which is supplied by the city heating net. The hot water is converted into hot water of 60 by the water-water plate heat exchanger. The chilled water system is impenetrable two-pipe system with primary pumps. And a make up water pump is used for setting the pressure of the water system.The window areas of each room in this office building meet the natural draft, so adopt natural draft. Exhaust air is discharged into the shaft，and then discharged out of rooms by exhaust air fan on the roof. Smoke preventing system adopts pressurized air supply system in smoke preventing staircase rooms. Mechanical smoke extraction system should use for the corridors whose lengths are more than 60 meters. A ventilation system has been adopted in the basement and mechanical smoke extraction system has been adopted in the rooms of the basement.Keywords： all air-concentrated system， fan coil unit，water chilling unit， cooling tower， smoke control system 目 录摘 要IABSTRACTII第1章绪论11.1课题来源及研究的目的和意义11.1.1课题来源11.1.2课题目的11.1.3课题意义11.2研究现状及分析21.3主要研究内容3第2章负荷计算42.1原始资料42.1.1地质资料42.1.2气象资料42.1.3土建资料42.1.4室内负荷资料52.2夏季冷负荷计算62.2.1围护结构瞬变传热形成的冷负荷62.2.2室内热源散热形成的冷负荷82.2.3空调新风负荷计算102.3空调湿负荷计算112.3.1人体湿负荷112.4热负荷计算112.4.1围护结构的耗热量112.4.2门窗缝隙渗入冷空气的耗热量132.5负荷计算数据14第3章空气处理方案和空气处理设备的确定153.1空气处理方案的论证153.1.1空调系统选择的一般原则153.1.2空调系统形式概述153.2空气处理方案的选择183.2.1顶层大会议室空调系统的选择183.2.2一至十层以及十一层的办公室和大厅空调系统的选择193.3风量计算193.3.1全空气一次回风集中空调系统风量计算193.3.2风机盘管加新风系统风量计算213.4空气处理设备选择233.4.1新风机组233.4.2集中空气处理机组243.4.3各空调系统编号及空调机组型号表253.4.4风机盘管263.4.5风机盘管的校核26第4章气流组织确定284.1气流组织方案的确定284.2气流组织的计算284.2.1一、二层大厅气流组织计算284.2.2会议室气流组织计算294.2.3办公室气流组织计算30第5章通风管路布置与水力计算325.1风道阻力计算方法325.2风道布置34第6章空调系统冷源及水系统设计356.1制冷机组的选择及机房布置356.1.1冷水机组的选择356.1.2制冷机房的布置366.2冷冻水系统设计366.2.1冷冻水管路水力计算366.2.2冷冻水泵的选择386.3冷却水系统的设计386.3.1冷却水管路386.3.2冷却塔的选择386.3.3冷却水泵的选择396.4冷冻机房附属设备的选择396.4.1除污器的选择396.4.2集水器，分水器的选择406.4.3补水泵和补给水箱的选择406.4.4水处理装置的选择416.5热水系统设计416.5.1热力系统方案416.5.2热力设备的选择41第7章排风及防排烟系统设计437.1排风系统设计437.1.1公共卫生间排风系统设计437.1.2标准层及顶层排风系统设计437.2排烟系统设计437.2.1排烟方式437.2.2自然排烟条件447.2.3机械排烟部位457.2.4排烟系统设计457.3加压防烟系统设计467.3.1加压防烟说明467.3.2加压送风量的确定方法477.3.3送风量计算48第8章消声、隔振及保温设计508.1空调系统的消声设计508.1.1空调系统的噪声来源508.1.2空调系统的消声措施518.1.3系统设计中消声注意事项518.2空调系统的隔振设计528.2.1空调系统的振动来源528.2.2隔振措施528.3空调系统的保温设计538.3.1保温的目的538.3.2保温结构及材料538.3.3经济保温和保冷厚度54第9章空调系统的自动控制设计569.1空调系统自动控制的目的569.2空调系统自动控制示例569.3检测、信号与连锁57第10章设备及主要材料表59结论64参考文献65致谢66附表1 冷负荷计算67附录2 10层冷负荷计算85附录3 顶层冷负荷108附录4 首层热负荷计算表125附录5 顶层热负荷计算表132附录6 夏季送风量计算137附录7 首层空调系统风管水力计算144附录8 顶层空调系统风管水力计算146附录9 空调水系统水力计算147-VI-哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）第1章 绪论1.1 课题来源及研究的目的和意义1.1.1 课题来源本设计为西安市某办公楼空调设计，建筑面积为11000m2 ，地上十一层，地下一层。其中地下一层为制冷机房、配电室等设备用房；地上一层为大厅、展厅及办公室；二层以上为办公室、大小会议室以及活动室等。1.1.2 课题目的近几年来，随着我国城市化进程的加快，建筑业得到了迅速的发展。建筑水准和设备水准是一个国家现代化程度和技术水平的标志，而其空调方式应能适应建筑的功能需求，因此搞好建筑空调设计是至关重要的。在此设计中采用中央空调系统，满足室内的温湿度要求，满足工作人员的舒适感，给办公人员和设备创造一个良好的环境，提高工作效率。1.1.3 课题意义据资料显示，在密闭的写字楼中工作的人，患呼吸系统和神经系统疾病的比例比一般人高出45%。由于缺乏自然通风，缺乏阳光，缺乏绿意，除了身体健康问题，写字楼内高工作强度的办公人员心里健康问题也逐渐显露。创造放松的空间有很多方式，其中最重要的就是创造一个舒适健康的空调环境，只要开发商暖通空调设计上考虑全面，保证正常运行，人们的工作环境就会有很大改观。事实证明，创造一个良好的空调环境可以使工作效率有效提高，同时可大大提高员工的健康状况。在好的工作环境中，才可以做出最理智的决策和判断；员工们在远离噪音和尾气污染的环境里工作，才能创造出更好的业绩。可见，空调在办公建筑中的意义是十分重要的，在进行暖通空调的设计时，也应考虑全面，设计出实用，经济，美观的作品出来。1.2 研究现状及分析创造并保持某一特定空间内的温度、湿度、清洁度和流动速度等参数符合一定要求并提供足够量新鲜空气的空气环境控制技术，称为空气调节技术，简称空调。空气调节的意义在于“使空气达到所要求的状态”或“使空气处于正常状态”。空气调节对国民经济各部门的发展和对人民物质文化生活水平的提高具有重要意义。这不仅意味着受控的空气环境对工业生产过程的稳定操作和保证产品质量有重要作用，而且对提高劳动生产率、保证安全操作、保护人体健康、创造舒适的工作和生活环境有重要意义。实践证明，合理应用空气调节来改善人们的工作和生活环境条件不是一种奢侈手段，而是现代化成产和社会生活中不可缺少的保证条件。在公共与民用建筑中，为保证大会堂、会议厅、图书馆、展览馆、影剧院、办公楼等的使用功能均需设空气调节。空气调节在宾馆、酒店、商业中心、游乐场所也是不可缺少的。由于不同建筑功能不同，负荷特点、建筑特点也不同，使得所采用的空调系统也各有特点。常规写字楼的空调可采用一般的舒适性空调，目前写字楼常用的空调系统有以下几种。（1）全空气低风速空调系统。这种空调系统又分为定风量单风道方式、变风量单风道方式和双风道方式。定风量单风道空调系统就是依靠单一的送回风管道，夏季将经过处理的冷风、冬季将经过处理的热风集中送到各个房间的空调方式。双风道空调系统于单风道系统不同的是，该系统有两条送风管道，分别送冷风和热风。冷风和热风在每个房间或区域的混合箱内按一定比例混合，然后送入室内。上述单、双风道均为定风量空调系统。而变风量系统由于节能效果突出，目前应用越来越多。变风量系统是利用改变送入室内的送风量来实现对室内温度调节的全空气空调系统，它的送风状态保持不变。（2）风机盘管加新风系统。风机盘管加新风系统是写字楼标准层常用的一种空调方式。其设计方法与宾馆客房类似，只不过对于大空间的写字楼，常常采用高静压、大的风机盘管，这样可以减少水管的分支管路，减少冷凝水和渗漏水的危害。新风机组可以采用组合式机组或安装灵活方便的吊装式机组。（3）热泵空调系统。由于智能化写字楼的负荷特点，加之有常年需要供冷的内部区和负荷变化频繁的周边区，因此这种建筑非常适合采用热泵空调系统。特别是写字楼夏季需要供冷，冬季需要供热，而由于城市环境的要求，不允许建锅炉房，在又没有集中供热系统的情况下，采用热泵空调系统就是最佳选择。写字楼采用的热泵空调系统基本上可以分为三类：即水环热泵空调系统、空气源热泵空调系统、空气源热泵冷热水机组加风机盘管空调系统。1.3 主要研究内容本设计是针对西安市某办公楼的空调设计，主要设计内容有：1、空调负荷计算。2、确定空调方案。3、空调系统的风量计算。4、房间的气流组织计算。5、确定空气处理方案，计算空气处理过程，选择设备。6、布置空调系统，进行水力计算。7、确定空调冷、热源方案。8、选择冷源设备。9、选择热源设备。10、布置水系统，进行水力计算。11、消声、减振、保温设计。12、建筑防排烟设计。13、确定控制与检测方案，进行全年运行工况分析。以上内容在本设计说明书上均有详细的说明和计算，图纸包括空调系统平面图、空调水系统图、制冷机房布置图、空调机房布置图、水系统原理图、排风及排烟系统图、地下室通风平面图、设计和施工说明及主要材料明细表。第2章 负荷计算空调房间冷湿负荷计算是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。本空调房间的冷负荷包括建筑围护结构传入室内热量、太阳辐射进入的热量和室内外空气温差经围护结构传入热量形成的冷负荷、人体散热形成的冷负荷、灯光照明形成的冷负荷、设备散热引起的冷负荷以及由温差的房间所形成的传热负荷。采用冷负荷系数法计算夏季冷负荷，采用动态逐时计算。2.1 原始资料2.1.1 地质资料设计地点：西安城市位置：北纬34°18´、东经108°56´海 拔：396.9m2.1.2 气象资料1.大气压力夏季大气压力：959.2kPa冬季大气压力：978.7kPa2.室外气象条件（1）室外空调计算干球温度：夏季为35.2，冬季为-8；（2）夏季空调室外计算湿球温度：26.0 ；（3）冬季空调室外计算相对湿度：67%；（4）室外风速：冬季平均1.8m/s，夏季平均2.2m/s；3.室内设计参数：夏季： tR=25±2 =65±10% 2.1.3 土建资料1.外墙：（由外向内） 公共建筑节能外墙：聚合物砂浆加强面层-混凝土空心砌块-聚苯板90：（1）、20mm 外涂料装饰层（2）、20mm 聚合物砂浆加强面层（3）、90mm 聚苯板 （4）、200mm 混凝土空心砌块200（5）、20mm 内墙面刮腻子传热系数：K= 0.471W/·K，小于公共建筑节能设计标准的限值（0.60 W/(.k)）。2.屋顶：（由外向内）（1）、20mm 混凝土板（2）、200mm 架空层（3）、5mm 防水层（4）、15mm 15厚水泥砂浆找平层（5）、30mm 最薄30厚轻集料混凝土找坡层（6）、100mm 加气混凝土砌块500（7）、70mm 聚苯板（8）、200 钢筋混凝土屋面层传热系数：K= 0.45W/·K，小于公共建筑节能设计标准的限值（0.55 W/(.k)）。3.外窗： 双层铝合金框，80玻璃，6mm厚单片Low-E中等透光型玻璃。遮阳方式为内遮阳（活动百页窗）。4.楼板K=3.0 W/(m2.K)上、下层温差t5本次设计不考虑楼板间传热及地面传热。2.1.4 室内负荷资料1.人员情况：人员密度： 小型办公室、休息室： 4人/房； 大型办公室、会议室：410人/房； 大厅、楼梯间、走廊： 0.2人/m2；人员活动情况： 8：0018：002.照明情况：办公室，会议室为荧光灯，明装，其负荷为：10W/m²，开灯时间10小时（时间：8：0018：00）；大厅、走廊、楼梯间为荧光灯，明装，其负荷为5W/m，开灯时间10小时（时间：8：0018：00）。2.2 夏季冷负荷计算2.2.1 围护结构瞬变传热形成的冷负荷 2.2.1.1 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式(2-1)计算。 (2-1)式中： 外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷，W； 外墙和屋面的传热系数，W/（.k）； 外墙和屋面的面积，；外墙和屋面冷负荷计算温度的逐时值，； 室内计算温度，。各围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，对于不同设计地点、不同的外表面放热系数、不同的维护结构表面颜色应对进行修正。所以外墙和屋面的冷负荷计算温度可按式(2-2)计算。 (2-2)式中： 同上式；温度地点修正值，；外表面放热系数修正；外表面吸收系数修正。因设计地点在武汉，此项将进行修正。 2.2.1.2 玻璃幕墙和外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷在室内外温差作用下，通过玻璃幕墙和外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷可按式(2-3)计算。 (2-3)式中： 外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷，W；外玻璃窗传热系数，W/（m2·k）；窗口面积，；修正值；外窗玻璃的冷负荷温度的逐时值，。 2.2.1.3 透过玻璃幕墙和玻璃窗的日射得热引起冷负荷的计算方法透过玻璃窗的日射得热形成的逐时冷负荷可按式(2-4)计算。 (2-4)式中： 窗口面积，²；有效面积系数；窗玻璃冷负荷系数，其值按南北区的划分而不同；窗玻璃的遮阳系数；窗内玻璃遮阳设施的遮阳系数；日射得热因数的最大值2.2.2 室内热源散热形成的冷负荷 2.2.2.1 照明设备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然以对流和辐射两种方式进行散热，因此，照明散热形成的冷负荷计算仍采用相应的冷负荷系数。根据照明设备的类型和安装方式不同，其冷负荷计算式分别如下。白炽灯 (2-5)荧光灯 (2-6) 式中：灯具散热形成的冷负荷，W；照明灯具所需功率，KW；镇流器消耗功率，当荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取=1.2；当暗装荧光灯的镇流器装设在顶棚内时，可取=1.0；灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部穿有小孔（下部位玻璃板），可利用自然通风散热于顶棚内时，取=0.50.6；而荧光灯罩无通风小孔者，=0.60.8；照明散热冷负荷系数。 2.2.2.2 电动设备引起的冷负荷电动设备引起的冷负荷可按式(2-7)计算。 (2-7)式中：电动设备显热引起的冷负荷， W ； 利用系数，一般可取0.70.9 ；电动机负荷系数，可取0.5左右； 同时使用系数，一般取0.50.8；N 电动机安装功率，kw；设备和用具显热散热冷负荷系数； 2.2.2.3 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）等多种因素有关。人体散发的潜热量和对流热直接形成瞬时冷负荷，而辐射散发的热量将会形成滞后的冷负荷。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，计算以成年男子散热量为计算基础。而对于不同功能的建筑物中的各类人员（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，下表