PAGEPAGE41第一章緒論1.1本設計的基本內容1.1.1工程概況該辦公樓位于上海市，為六層建筑物，并設有地下室，一層有大廳，二～六為辦公室；大樓一層高5.0m，吊頂高1.5m，窗高3.0m；二～六層高3.2m，窗高2.5m，建筑物總高17m。查取陸耀慶主編的《實用供熱空調設計手冊》[M](1993版)中表11.4-1到表11.4-4中的數據:外墻：80號；內墻：2號；屋面：6號，表面為中間色；樓板：37號；外窗：3mm普通玻璃單層鋼框窗，內側裝淺藍布簾；外門：傳熱系數K＝4.6W/(?K)；內門：傳熱系數K＝2.70W/(?K)；1.1.2設計依據(1)《戶用和類似用途冷水熱泵機組》[M]國家標準（GB/T18430.2-200119－87）(2)《采暖通風與空氣調節設計手冊》[M]（GB19－87）(3)《家用中央空調實用技術手冊》[M]（交通出版社）(4)空氣調節的四度：溫度、濕度、潔凈度和風速度1.1.3設計原則主要依據國家規范、行業標準、品牌品質、舒適環保、經濟實用、高效可靠、豪華美觀、操作簡便、維護便利等原則，進行本空調系統設計。1.1.4主要設計內容一層，二至六層空調、屋頂設備和制冷機房的設計。設計計算部分：房間冷、熱、濕負荷及送風量的計算；空調系統方式的確定及風系統、水系統阻力計算；空氣處理機組選型計算；冷凍機房的設計與計算。圖紙部分：一層風管水管布置平面圖，二至六層風管、水管布置平面圖，冷凍機房布置平面圖。1.2設計目的初步了解建筑空調系統設計全過程，熟悉空調設計步驟與現代工程設計方法。深入進行與專業有關的基本工程訓練，例如：提高運用CAD進行制圖的能力。獲得一些工程概念。綜合和深化技術基礎課、專業課知識，培養分析問題和解決問題的能力。1.3設計意義合理地根據具體的實際情況來設計簡單而又高效的空調系統，無論對于國民生產還是所帶來的能源節約，環境保護等方面都是具有十分重要作用和意義。而且能夠不斷滿足人們對于節能，健康，環保的現代化生活消費的需求。本課題通過對辦公樓這一建筑空調系統的設計，能夠是設計者更好地掌握制冷制熱相關知識，并且對于今后的設計應用具有重要的指導和啟發的作用。因此，設計一項節能、舒適、健康、環保的中央空調是很有實際意義的。第二章負荷計算2.1基本氣象參數地理位置：上海市地理位置：北緯31度14分，東經121度29分夏季參數大氣壓:1005.3室外平均風速：3.2m/s冬季參數大氣壓：1025.1室外平均風速：3.1m/s2.2室內設計參數此辦公樓的室內設計參數見表2-1所示表2-1室內設計參數表房間名稱夏季冬季新風量溫度相對濕度溫度相對濕度℃%℃%辦公室2660244030會議室2660244030其他室26602440302.3建筑結構組成及傳熱系數主要圍護結構的夏季熱工指標見表2-2表2-2主要圍護結構的夏季熱工指標名稱Kβ外墻80號2401.940.358.52.02.0內墻2號1801.740.417.11.92.3屋面6號2000.490.3310.22.02.8樓板27號1.350.336.42.32.22.4冷負荷計算2.4.1冷、濕負荷的概念為連續保持空調房間恒溫、恒濕，在某一時刻需向房間供應的冷量稱為冷負荷；為維持室內相對濕度恒定需從房間去除的濕量稱為濕負荷。房間冷、濕負荷也是確定空調系統送風量及各種設備容量的依據。主要冷負荷由以下幾種：（1）外墻及屋面瞬變傳熱引起的冷負荷；（2）玻璃窗、門瞬變傳熱引起的冷負荷；（3）透過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷；（4）燈光照明、設備等引起的冷負荷；（5）人體散熱引起的冷負荷。主要濕負荷有以下幾種：（1）人體散濕；（2）工藝設備散濕。2.4.2冷負荷的計算方法在空調工程設計中，存在兩中冷負荷計算的計算方法：一為諧波反應法（負荷溫差法），一為冷負荷系數法。諧波反應法（負荷溫差法）計算的冷負荷的形成包括兩個過程：一是由于外擾（室外綜合溫度）形成室內得熱量的過程（既內擾量）。此一過程考慮外擾的周期性以及圍護結構對外擾量的衰減和延遲性。二是內擾量形成冷負荷的過程。此一過程是將該熱擾量分成對流和輻射兩種成分。前者是瞬時冷負荷的一部分，后者則要考慮房間總體蓄熱作用后才化為瞬時冷負荷。兩部分疊加即得各計算時刻的冷負荷。冷負荷系數法是在傳遞函數的基礎上為便于在工程中進行手算而建立起來的一種簡化計算法。當計算某建筑物空調冷負荷時，則可按照條件查出相應的冷負荷溫度與冷負荷系數，用穩定傳熱公式形式即可算出經圍護結構傳入熱量所形成的冷負荷和日射得熱形成的冷負荷。本設計采用冷負荷系數法。外墻和屋面的負荷（2-1）式中—外墻傳熱引起的逐時冷負荷，W；A—外墻的面積，；K—外墻的傳熱系數[4]，W/(?℃)，由文獻[1]查取；—室內計算溫度，℃—外墻和屋面冷負荷計算溫度的逐時值，℃；—地點修正值，由《暖通空調》附錄2-6查取；—吸收系數修正值，取=0.97；—外表面換熱系數修正值，取=0.94；窗戶的負荷窗戶的傳熱負荷：（2-2）式中—外玻璃窗瞬變傳熱引起的冷負荷，W；—外玻璃窗傳熱系數，W/(?℃)，由《暖通空調》附錄2-7和附錄2-8查得；—窗口面積，㎡；—外玻璃窗的冷負荷溫度的逐時值，℃，由《暖通空調》附錄2-10查得；—玻璃窗傳熱系數的修正值；由《暖通空調》附錄2-9查得；—地點修正值，由《暖通空調》附錄2-11查得；玻璃窗日射得熱引起的冷負荷：（2-3）式中Ca—有效面積系數，由《暖通空調》附錄2-15查得；—窗口面積，；—窗玻璃的遮陽系數，由《暖通空調》附錄2-13查得；—窗內遮陽設施的遮陽系數，由《暖通空調》附錄2-14查得；—日射得熱因數，由《暖通空調》附錄2-12查得；—窗玻璃冷負荷系數，無因次，由《暖通空調》附錄2-17查得。人體的冷負荷人體的冷負荷由顯熱散熱和散濕形成的潛熱兩部分形成。①人體顯熱散熱形成的計算時刻冷負荷:（2-4）式中——人體顯熱散熱形成的逐時冷負荷，W；——不同室溫和勞動性質成年男子顯熱散熱量，W；n——室內全部人數；＆——群集系數；——人體顯熱散熱冷負荷系數，計算時應注意其值為人員進入房間時算起到計算時刻的時間；②人體潛熱散熱引起的冷負荷計算公式：（2-5）式中——人體潛熱散熱形成的冷負荷，W；——不同室溫和勞動性質成年男子潛熱散熱量，W；n——室內全部人數；＆——群集系數；查得群集系數&=0.93（5）設備冷負荷（2-6）——設備和用具顯熱形成的冷負荷，W；——設備和用具的實際散熱量，W；——設備和用具顯熱散熱冷負荷系數，由《暖通空調》附錄2-20查得。①電熱設備散熱量（2-7）②電動機和工藝設備均在空調房間內的散熱量（2-8）③只有電動機在空調房間內的散熱量（2-9）④只有工藝設備在空調房間內的散熱量（2-10）式中n——設備的總安裝功率，kW；——電動機的功率；——同時使用系數，一般可取0.5～1.0；本文取0.8——利用系數，取0.9——小時平均實耗功率與設計最大功率之比，一般可取0.5左右；——通風保溫系數；0.5——輸入功率系數。（6）照明冷負荷本設計用熒光燈明裝，11W/㎡，開燈時間為8:00-16:00。（2-11）式中N—照明燈具所需功率，W；—鎮流器消耗功率稀疏，明裝時，=1.2，暗裝時，=1.0—燈罩隔熱系數，燈罩有通風孔時，=0.5—0.6；無通風孔時，=0.6—0.8；內圍護結構冷負荷當鄰室有一定的發熱量時，通過空調房間內窗、隔墻、樓板或內門等內圍護結構的溫差傳熱負荷。（2-12）式中—內圍護結構的傳熱系數,W/(·℃)；—內圍護結構的面積，—夏季空調室外計算日平均溫度，℃；—附加溫升；內墻及內門的附加溫升均取3℃，2.4.3濕負荷計算人體散濕量可按下式計算（2-13）式中——散濕量，kg/h；——群集系數；n——計算時刻空調房間內的總人數；g——一名成年男子的小時散濕量。2.4.4計算實例以二樓辦公室201進行冷負荷計算外墻冷負荷由參考文獻附錄查得冷負荷計算溫度逐時值，計算出外墻的逐時冷負荷南外墻各時刻的冷負荷見表2-3表2-3南外墻各時刻冷負荷時間9101112131415161718192035.134.934.834.634.434.234.033.933.833.833.934.0-0.80.970.9431.331.13130.830.630.530.330.230.130.130.230.3K1.94A12.162612512011811310910610199979799101外窗冷負荷（普通玻璃單層鋼窗，內側裝淺藍色布簾）南外窗瞬時傳熱冷負荷見表2-4表2-4南外窗瞬時傳熱冷負荷時間9101112131415161718192027.92929.930.831.531.932.232.23231.630.829.9128.93030.930.832.532.933.233.23332.631.830.9265.945186119146172193205214214208196172146（3）外窗日射冷負荷南外窗日射得熱冷負荷見表2-5表2-5南外窗日射得熱冷負荷時間910111213141516171819200.40.580.720.840.80.620.450.320.240.160.10.0917410.65178257320373355275200142107714440人員散熱引起的冷負荷人體各時刻散熱冷負荷見表2-6表2-6人體散熱冷負荷時間91011121314151617180.530.620.690.740.770.80.830.850.870.8960.560.9317920923325026027028028729430173.3409合計588618642659669679689696705710照明散熱冷負荷各時刻照明散熱冷負荷見表2-7表2-7照明散熱冷負荷時間91011121314151617180.90.910.930.930.940.950.950.950.960.961.20.80.2173175178178180182182182184184設備冷負荷設備各時刻冷負荷見表2-8表2-8設備散熱冷負荷時間91011121314151617180.330.460.550.620.680.720.760.790.810.84設備安裝總功率2000同時使用系數0.8利用系數0.9電動機負荷系數1.0通風保溫系數0.5冷負荷238331396446490518547569583605內圍護結構冷負荷內門冷負荷：內墻冷負荷：濕負荷人體濕負荷（9）新風負荷新風負荷辦公室201-206各時刻的負荷匯總辦公室201-206各時刻總冷負荷見表2-9表2-9201-206逐時冷負荷時間91011121314151617181920南外墻12512011811310910610199979799101南外窗264376466545548480414356315267216186內墻767676767676767676767676內門383838383838383838383838照明173175178178180182182182184184——人體588618642659669679689696705710——設備238331396446490518547569583605——總計1502173419142055211020812047201619981977——所以房間最大冷負荷出現在13：00，且最大值為2.11W。濕負荷為0.61kg/h。2.4.5其余各層負荷計算結果其余各層各房間可同理依次計算，計算結果如下：二層各房間負荷計算辦公室207各時刻冷負荷匯總見表2-10表2-10207逐時冷負荷時間91011121314151617181920東南外墻374359354354333323318318318323338338東南外窗1756176414741164958944904848740640516444內墻727272727272727272727272內門767676767676767676767676照明346350356356360364364364368368——人體1176123612841318133813581378139214061418——設備47666279289298010361094113811661210——總計4276451944084232411741734206420841464107——所以房間最大冷負荷出現在10：00，且最大值為4519W。濕負荷為1.22kg/h。辦公室208-210各時刻冷負荷匯總見表2-11表2-11208-210逐時冷負荷時間91011121314151617181920東南外墻158152149149141137135135135137143143東南外窗878882737582479472452424370320258222內墻767676767676767676767676內門383838383838383838383838照明173175178178180182182182184184——人體588618642659669679689696705710——設備238331396446490518547569583605——合計2149227222162128207321022119212020912070——所以房間最大冷負荷出現在10：00，且最大值為2272W。濕負荷為0.61kg/h。辦公室211各時刻冷負荷匯總見表2-12表2-12211逐時冷負荷時間91011121314151617181920東南外墻158152149149141137135135135137143143東北外墻209200196188180180176176176180184188東南外窗878882737582479472452424370320258222東北外窗721521453479500491479436377323257220內墻767676767676767676767676內門383838383838383838383838照明173175178178180182182182184184——人體588618642659669679689696705710——設備238331396446490518547569583605——合計3079299328652795275327732774273226442573——所以房間最大冷負荷出現在9點。且最大值為3079W。濕負荷為0.61kg/h。辦公室212各時刻冷負荷匯總見表2-13表2-13212逐時冷負荷時間91011121314151617181920西北外墻172170168163159157153148146146144144西北外窗30836241144746857581710181086905310252內墻767676767676767676767676內門383838383838383838383838照明173175178178180182182182184184——人體588618642659669679689696705710——設備238331396446490518547569583605——總計1593177019092007208022252502272727502664——所以房間最大冷負荷出現在17點。且最大值為2750W。濕負荷為0.61kg/h。辦公室213-216各時刻冷負荷匯總見表2-14表2-14213-216逐時冷負荷時間91011121314151617181920北外墻112112109105103101999797979797北外窗277339384415436437422390387395247217內墻767676767676767676767676內門383838383838383838383838照明173175178178180182182182184184——人體588618642659669679689696705710——設備238331396446490518547569583605——總計1502168918231917199220312053204820702105——所以房間最大冷負荷出現在18：00為3815W。濕負荷為0.61kg/h。辦公室217各時刻冷負荷匯總見表2-15表2-15217逐時冷負荷時間91011121314151617181920外墻419413405395385377366356351349345345外窗30836241144746857581710181086905310252內門383838383838383838383838照明173175178178180182182182184184——人體588618642659669679689696705710——設備238331396446490518547569583605——總計1764193720702163223023692639285929472791——所以房間最大冷負荷出現在17：00為2947W。濕負荷為0.61kg/h。辦公室218-220各時刻冷負荷匯總見表2-16表2-16218-220逐時冷負荷時間91011121314151617181920西南外墻165163158154150146141137135133133133西南外窗277338365534746901815967771549277241內墻767676767676767676767676內門383838383838383838383838照明173175178178180182182182184184——人體588618642659669679689696705710——設備238331396446490518547569583605——總計1555173918532085234925402488266524922295——所以房間最大冷負荷出現在16：00為2665W。濕負荷為0.61kg/h。辦公室221各時刻冷負荷匯總見表2-17表2-17221逐時冷負荷時間91011121314151617181920西南外墻389385373363354345333323319314314314西南外窗5546767301068150218021630193415421098554482內墻727676767676767676767676內門763838383838383838383838照明346350356356360364364364368368——人體1176123612841318133813581378139214061418——設備47666279289298010361094113811661210——總計3089345736834145468250534947529949494556——所以房間最大冷負荷出現在16點。且最大值為5299W.濕負荷為1.22kg/h。一層各房間負荷計算辦公室101-102各時刻冷負荷匯總見表2-18表2-18101-102逐時冷負荷時間91011121314151617181920南外墻307297291280270259248243237237243248外門257257257257257257257257257257257257內墻565565565565565565565565565565565565照明346350356356360364364364368368——人體1176123612841318133813581378139214061418——設備47666279289298010361094113811661210——合計2870311032883410351335823649370237423798——辦公室103各時刻冷負荷匯總見表2-19表2-19103逐時冷負荷時間91011121314151617181920南外墻384370363350337323310303296296303310南外窗52775393110891096960828712629534432372內墻565565565565565565565565565565565565照明346350356356360364364364368368——人體1176123612841318133813581378139214061418——設備47666279289298010361094113811661210——總計3474393642914570467646064539447444304391——辦公室104各時刻冷負荷匯總見表2-20表2-20104逐時冷負荷時間91011121314151617181920東南外墻584561553553520505497497497505528528東南外窗1756176414741164958944904848740640516444內墻127127127127127127127127127127127127內門767676767676767676767676照明346350356356360364364364368368——人體1176123612841318133813581378139214061418——設備47666279289298010361094113811661210——總計4541477646624486435944104440444243804344——辦公室105各時刻冷負荷匯總見表2-21表2-21105逐時冷負荷時間91011121314151617181920東南外墻365350345345325315310310310315330330東南外窗1756176414741164958944904848740640516444內門767676767676767676767676內墻509509509509509509509509509509509509照明346350356356360364364364368368——人體1176123612841318133813581378139214061418——設備47666279289298010361094113811661210——總計4704494748364660454646024635463745754536——辦公室106各時刻冷負荷匯總見表2-22表2-22106逐時冷負荷時間91011121314151617181920東南外墻365350345345325315310310310315330330東北外墻327313306294281281275275275281288294東南外窗1756176414741164958944904848740640516444內墻509509509509509509509509509509509509照明346350356356360364364364368368——人體1176123612841318133813581378139214061418——設備47666279289298010361094113811661210——總計4479518450664878475148074834483647744741——辦公室107各時刻冷負荷匯總見表2-23表2-23107逐時冷負荷時間91011121314151617181920西北外墻269266263255248245239231228228225225西北外窗30836241144746857581710181086905310252內墻127127127127127127127127127127127127內門383838383838383838383838照明173175178178180182182182184184——人體588618642659669679689696705710——設備47666279289298010361094113811661210——總計1979224824512596271028823186343035343402——辦公室108各時刻冷負荷匯總見表2-24表2-24108逐時冷負荷時間91011121314151617181920北外墻174174171164161158155151151151151151北外窗277339384415436437422390387395247217內墻127127127127127127127127127127127127內門383838383838383838383838照明173175178178180182182182184184——人體588618642659669679689696705710——設備238331396446490518547569583605——合計1615180219362027210121392160215321752210——辦公室109-110各時刻冷負荷匯總見表2-25表2-25109-110逐時冷負荷時間91011121314151617181920北外墻348348342328322316310302302302302302北外窗277339384415436437422390387395247217內墻565565565565565565565565565565565565內門383838383838383838383838照明346350356356360364364364368368——人體1176123612841318133813581378139214061418——設備47666279289298010361094113811661210——總計3226353837613912403941144171418942324296——辦公室111各時刻冷負荷匯總見表2-26表2-26111逐時冷負荷時間91011121314151617181920西南外墻258255247241234228220214211208208208西北外墻397391386377367361352342338338331331西南外窗277338365534746901815967771549277241西北外窗30836241144746857581710181086905310252內門383838383838383838383838照明173175178178180182182182184184——人體588618642659669679689696705710——設備238331396446490518547569583605——總計2277250826632920319234823622402639163537——辦公室112各時刻冷負荷匯總見表2-27表2-27112逐時冷負荷時間91011121314151617181920西南外墻258255247241234228220214211208208208西南外窗277338365534746901815967771549277241內門383838383838383838383838內墻127127127127127127127127127127127127照明173175178178180182182182184184——人體588618642659669679689696705710——設備238331396446490518547569583605——總計1699188219932223248426732618279326192421——辦公室113各時刻冷負荷匯總見表2-28表2-28113逐時冷負荷時間91011121314151617181920西南外墻516510494482468456440428422416416416西南外窗277338365534746901815967771549277241內墻254254254254254254254254254254254254照明346350356356360364364364368368——人體1176123612841318133813581378139214061418——設備47666279289298010361094113811661210——總計3045335035453836414643694345454343874215——辦公室114各時刻冷負荷匯總見表2-29表2-29114逐時冷負荷時間91011121314151617181920西南外墻608602583567553539520505498491491491西南外窗277338365534746901815967771549277241內墻127127127127127127127127127127127127內門767676767676767676767676照明346350356356360364364364368368——人體1176123612841318133813581378139214061418——設備47666279289298010361094113811661210——總計3086339135833870418044014374456944124239——（3）六層負荷計算由于第六層作為最頂層，且二至六層的房間布置相同，所以其各房間冷負荷與二至五層的對應的房間的冷負荷只相差屋面冷負荷，所以下面直接利用二至五層的計算結果來計算第六層的冷負荷，其計算結果如下：辦公室601-606各時刻冷負荷匯總見表2-30表2-30601-606逐時冷負荷時間91011121314151617181920屋面冷負荷145134127127132145164186210234256274對應冷負荷1502173419142055211020812047201619981977——總負荷1647186820412182224222262211220222082211——辦公室607各時刻冷負荷匯總見表2-31表2-31607逐時冷負荷時間91011121314151617181920屋面冷負荷258239226226235258292331374417456488對應冷負荷4276451944084232411741734206420841464107——總負荷4534475846344458435244314498453945204524——辦公室608-610各時刻冷負荷匯總見表2-32表2-32608-610逐時冷負荷時間91011121314151617181920屋面冷負荷145134127127132145164186210234256274對應冷負荷2149227222162128207321022119212020912070——總負荷2294240623432255220522472283230623012304——辦公室611各時刻冷負荷匯總見表2-33表2-33611逐時冷負荷時間91011121314151617181920屋面冷負荷145134127127132145164186210234256274對應冷負荷3079299328652795275327732774273226442573——總負荷3224312729922922288529182938292828542807——辦公室612各時刻冷負荷匯總見表2-34表2-34612逐時冷負荷時間91011121314151617181920屋面冷負荷145134127127132145164186210234256274對應冷負荷1593177019092007208022252502272727502664——總負荷1738190420362134221223702666291329602898——辦公室613-616各時刻冷負荷匯總見表2-35表2-35613-616逐時冷負荷時間91011121314151617181920屋面冷負荷145134127127132145164186210234256274對應冷負荷1502168918231917199220312053204820702105——總負荷1647182319502044212421762217223422802339——辦公室617各時刻冷負荷匯總見表2-36表2-36617逐時冷負荷時間91011121314151617181920屋面冷負荷145134127127132145164186210234256274對應冷負荷1764193720702163223023692639285929472791——總負荷1909207121972290236225142803305531573025——辦公室618-620各時刻冷負荷匯總見表2-37表2-37618-620逐時冷負荷時間91011121314151617181920屋面冷負荷145134127127132145164186210234256274對應冷負荷1555173918532085234925402488266524922295——總負荷1700187336902212248126852652285127022529——辦公室621各時刻冷負荷匯總見表2-38表2-38621逐時冷負荷時間91011121314151617181920屋面冷負荷258239226226235258292331374417456488對應冷負荷3089345736834145468250534947529949494556——總負荷3347369639094371491753115239563053234973——2.5熱負荷的計算2.5.1冬季熱負荷的計算依據（1）冬季室內耗熱量主要包括兩個方面：維護結構基本耗熱量及附加耗熱量，外門、外窗的冷風滲透耗熱量。 （2）冬季室內得熱量主要來自三個方面：人體散熱量，照明燈具散熱量，設備散熱量。（3）冬季室內散濕量主要來自人體散濕量。（4）熱負荷用熱指標估算，熱指標取。2.5.2圍護結構的熱負荷圍護結構的耗熱量包括基本耗熱量和附加耗熱量兩部分。圍護結構的基本耗熱量：（2-14）式中——j部分圍護結構的基本耗熱量，W；——j部分圍護結構的表面積，；——j部分圍護結構的傳熱系數；——冬季室內計算溫度，℃；——冬季室外空氣計算溫度，℃；——圍護結構的溫差修正系數(1)朝向附加耗熱量：朝向附加耗熱量是考慮建筑物受太陽照射影響而對維護結構基本耗熱量的修正。不同朝向的維護結構的修正率見下表2-39表2-39圍護結構的朝向修正率朝向修正率東，東北，西北朝向0東、西朝向-5%東南、西南朝向-10%~-15%南向-15%~-25%(2)高度附加耗熱量：根據所需條件，此辦公大樓一層高5米，二至六層高3.2米。由于室內溫度梯度的影響，往往使房間上部的傳熱量加大。因此定當房間凈高超過4米時，每增加1米，附加率為2％，但最大附加率超過15％。應注意：高度附加率應加在基本耗熱量和其他附加耗熱量總和上。(3)風力附加耗熱量：風力附加耗熱量是考慮室外風速變化而對維護結構基本耗熱量修正。在計算基本耗熱量時，外表面換熱系數是對應風速約為4m/s的計算值。我國大部分地區冬季平均風速為2～3m/s。因此《規范》規定，一般情況下，不必考慮風力附加。綜合(1)、(2)、(3)、(4)通過維護結構的總耗熱量可用下式綜合表示：（2-15）式子——高度附加率，0≤Xg≤15％；——朝向修正率，詳細選取見3-4；——風力附加率，Xf≥0。2.5.3冷風滲透耗熱量在風力和熱壓造成的室內外壓差作用下，室外的冷空氣通過門、窗等縫隙滲入室內，被加熱后逸出，此部分耗熱量為冷風滲透耗熱量。為防止外界環境空氣進入空調房間，干擾空調房間內溫濕度變化而破壞室內潔凈度，需要在空調系統中由一定量的新風來保持房間的正壓。因此，空調房間冬季可以不考慮冷風滲透耗熱量。故，在此空調設計設計中忽略此項。綜上所述，各樓層個房間熱負荷估算如下表2-40。表2-40冬季熱負荷估算一層房間熱指標（）大堂608604.7服務總臺603077.5服務間1601234.4服務間2601586.9商務1607766.5商務2603033.4商務3606769.6辦公室601567.6二層辦公室201601251.6辦公室202-211601647.9辦公室212603007.6辦公室213-216601625.6辦公室217-220601597.6辦公室221602157.7總熱負荷37237.7注：三層至六層相應各辦公室同于二層。第三章空調系統計算3.1空調系統的分類3.1.1按照空氣處理設備的集中程度情況分類集中系統集中系統所有的空氣處理設備（包括風機，冷卻器，加濕器，過濾器等）都設置在一個房間內。半集中系統除了集中空調機房外，半集中系統還設置有分散在被調房間內的末端設備，其中多半設有冷熱交換裝置，它的主要功能是在空氣進入被調房間之前，對來自集中處理設備的空氣做進一步補充處理。全分散系統這種機組把冷熱源和空氣處理，輸送設備集中設置在一個箱體內，形成一個緊湊的空調系統。可以按照需要，靈活而分散的設置在空調房間內，因此局部機組不需要集中的機房。3.1.2按負擔室內負荷所用的介質種類分類全空氣系統是指空調房間的室內負荷全部由經處理的空氣來負擔的空調系統。在室內熱濕負荷為正的場合，用低于室內空氣焓值的空氣送入房間，吸收余熱余濕后排出房間。低速集中式空調系統，雙管高速空調系統均屬這一類型。由于空氣的比熱較小，需要用較多的空氣量才能達到消除余熱余濕的目的，因此要求有較大斷面的風道或者較高的風速。全水系統房間的熱濕負荷全靠水作為冷熱介質來負擔，由于水的比熱比空氣大的多，所以在相同條件下只需要較小的水量，從而使管道所占的空間減小許多。但是，僅靠水來消除余熱余濕，并不能解決房間的通風換氣問題。因而通常不單獨采用這種方式。空氣-水系統隨著空調裝置的日益廣泛使用，大型建筑物設置空調的場合越來越多，全靠空氣來承擔熱濕負荷，將占用較多的建筑物空間，因此可以同時使用空氣和水來負擔空調的室內負荷。誘導空調系統和帶新風的風機盤管系統就屬于這類型。冷劑系統這種系統是將制冷系統的蒸發器直接放在室內來吸收余熱余濕。這種方式通常用于分散安裝局部空調機組，但由于制冷劑管道不便于長距離輸送，因此這種系統不適宜作為集中空調系統來使用。3.1.3根據集中空調系統處理的空氣來源分類閉式系統它所處理的空氣全部來自于空調房間本身，沒有室外空氣補充，全部為再循環空氣。因此房間和空氣處理設備之間形成了一個封閉環路。封閉式系統用于無法采用室外空氣的場合。這種系統冷熱消耗量最省，但衛生效果差。當室內有人長期停留時必須考慮空氣的再生。這種系統應用于戰時的地下庇護所等戰備工程以及很少有人進出的倉庫。直流式系統它所處理的空氣全部來自室外，室外空氣經過處理后送入室內，然后全部排除室外，因此與封閉式系統相比，具有完全不同的特點。這種系統適用于采用回風的場合。混合式系統從上述兩種系統可見，封閉式系統不能滿足衛生要求，直流式系統經濟上不合理，所以兩者都只在特定的情況下使用，對于絕大多數場合，往往需要綜合這兩種的利弊，采用混合一部分回風的系統。3.2空調系統的劃分3.2.1系統劃分的原因由于同一建筑物同層及垂直方向冷濕負荷會存在差異，房間用途和使用時間也不盡相同，為使空調系統既能保證室內參數要求，又經濟合理，既需將系統分區。3.2.2系統化分的原則能保證室內要求的參數，即在設計條件下和運行條件下均能保證達到室內溫度、相對濕度、凈化等要求，室內設計參數及熱濕比相同或相近的房間宜劃分為一個系統。對于定風量單風道系統，還要求工作時間一致，負荷變化規律基本相同；初投資和運行費用綜合起來較為經濟；盡量減少一個系統內的各房間相互不利的影響；盡量減少風管長度和風管重疊，便于施工、管理和測試；一般民用建筑中的全空氣系統不宜過大，否則風管難于布置；系統最好不要跨樓層設置，需要跨樓層設置時，層數也不應過多這樣有利于防火；房間朝向、層次和位置相同或相近的房間宜劃分為一個系統；工作班次和運行時間相同的房間宜劃分為一個系統；氣體潔凈度和噪聲級別要求一致或產生有害物一致的房間宜劃分為一個系統。3.3空調系統的選擇根據建筑物所在地，房間冷負荷，以及小面積房間多的特點和之后的便于設計和安裝的原則，辦公樓的空調系統采用風機盤管加新風的半集中式空調系統。該系統與全空氣系統比較，可節省空間；布置靈活，具有個別控制的優越性，各房間單獨調節溫度，房間無人時，可關調機組，不影響其他房間的使用并且可以節省運行費用。3.4空調系統計算3.4.1計算實例以辦公室201計算為例:風機盤管加新風機組的原理圖如下：圖3-1風機盤管加新風機組原理圖室內設計參數：夏季：=26℃，=60%熱濕比==22471確定送風狀態點：在i-d圖上由已知條件=26℃，=60%，確定室內狀態點N，查得：=58.85kJ/kg，=12.79g/kg由=58.85kj/kg，與相交于一點L，此點極為及其露點，查的：=14.88g/kg，=20.85℃。室外溫度為=35℃，=28.3℃，在i-d圖上查得：=91.63kj/kg，=21.94g/kg過N點作=22471線與交于一點O點，O點即為送風狀態點。查得：=50.05kj/kg，總送風量：G=，故G=，確定M點：所以，空氣處理機組冷量風機盤管的全冷量3.4.2其余各房間計算結果表3-1其余各房間計算結果匯總房間冷負荷濕負荷熱濕比新風量總風量風機盤管處理風量空氣處理機組冷量風機盤管全冷量QWGKWKg/sKg/sKg/sKg/skwkw一層101-1033.80.00034111760.120.4320.3123.932.971044.780.00034140590.120.5430.4233.934.021054.950.00034145590.120.5630.4433.934.211065.180.00034152350.120.5890.4693.934.461073.530.00017207650.060.4010.3411.973.241082.210.00017130000.060.2510.1911.971.82109-1104.300.00034126470.120.490.373.933.521114.030.00017237060.060.4580.3981.973.781122.790.00017164120.060.3170.2571.972.441134.540.00034133530.120.5160.3963.933.771144.570.00034134410.120.5190.3993.933.79二至五層201-2062.110.00017124110.060.2400.181.971.712074.520.00034132940.120.5140.3943.933.75208-2102.270.00017133530.060.2580.1981.971.882113.080.00017181180.060.350.291.972.762122.820.00017165880.060.320.261.972.47213-2162.110.00017124110.060.240.181.971.712172.940.00017172940.060.3340.2741.972.61218-2202.670.00017157060.060.3030.2431.972.312215.300.00034155880.120.6020.4823.934.58六層601-6062.240.00017131760.060.2550.1951.971.8546074.760.00034140000.120.5410.4213.934.004608-6102.340.00017137650.060.2660.2061.971.966113.220.00017189410.060.3660.3061.972.916123.030.00017178240.060.3440.2841.972.701613-6162.340.00017137650.060.2660.2061.971.966173.160.00017185880.060.3590.2991.972.84618-6202.850.00017167650.060.3240.2641.972.516215.630.00034165590.120.6400.5203.934.953.5空氣處理設備的選擇3.5.1風機盤管的選擇依據風機盤管所要承擔的風量與冷負荷進行風機盤管型號的選擇。以一層辦公室101為例，依據,,所以選擇一臺FP85可滿足要求。其余各房間風機盤管的選擇如下：表3-2一到六層各房間風機盤管的選擇房間號FP的風量FP的冷量型號臺數101-1039362970FP85210412694020FP136210513294210FP136210614074460FP136210710233240FP10221085731820FP681109-11011103520FP136211111943780FP13611127712440FP85111311883770FP102111411973790FP1362201-2065401710FP51120711823750FP1362208-2105941880FP6812118702760FP10212127802470FP681213-2165401710FP5112178222610FP851218-2207292310FP68122114464580FP1362601-6065851854FP51160712634004FP1362608-6106181960FP6816119182910FP10216128522701FP851613-6166181960FP6816178972840FP1021618-6207922510FP85162115604950FP17023.5.2新風機組的選擇新風機組承擔的冷量即為每層的所需的新風負荷，新風機組的選擇根據所需新風量和新風負荷。各層的新風機組型號如下：表3-3各層新風量和新風負荷層數新風量新風負荷機組型號備注一層396044DBFPX41臺二層414046DBFPX51臺三層414046DBFPX51臺四層414046DBFPX51臺五層414046DBFPX51臺六層414046DBFPX51臺3.6排風方式的確定中央空調排風系統是整個中央空調系統的一個不可或缺的組成部分。為了改善空調房間內的空氣品質，必須向空調房間提供一定量的室外新鮮空氣，而為了保持房間空氣量的平衡，有進風則一定有排風。另外，一些空調房間的局部，如衛生間等有污染氣體產生，也必須通過排風來加強換氣，控制污染氣體的擴散，凈化室內的空氣。一般情況下，由于空調建筑圍護結構的密實性，排風不可能就地向外排出，必須通過建筑物內的專用風道排風。從原理上看，空調建筑的排風方式分為下面三種：（1)自然排風方式，（2)機械排風方式，（3)混合排風方式。本工程一層大廳利用室內正壓向外滲透排風，其他各層也利用室內正壓向外滲透排風。衛生間的排風系統選擇機械排風，采用衛生間吸頂排氣扇，各層單獨向外排放的方式。按換氣次數計算排風量，換氣次數根據有關規范規定不應該小于5次/h。3.7送風方式的確定側送側送是空調房間中最常用的一種氣流組織方式。一般為貼附射流形式出現，工作區通常是回流。對于室溫允許波動范圍有要求的空調房間，一般能夠滿足區域溫差的要求。因此，除了區域溫差和工作區風速要求很嚴格，以及送風射程很短不能滿足射流擴散和室溫溫差衰減的要求以外，通常宜采用這種方式。散流器平送和下送散流器平送和側送一樣，工作區總處于回流，但送風射流射程和回流的流程都比側送短。空氣由散流器送出時，沿著頂棚和墻形成帖附射流，射流擴散較好，區域溫差一般能滿足。散流器下送，只有采用頂棚密集布置向下送風時，工作區風速才能均勻，有可能形成平行流，對有潔凈度要求的房間有利。噴口送風噴口送風是大型體育館、禮堂、劇院、通用大廳以及高大空間等建筑中通常采用的一種送風方式。由高速噴口送出的射流帶動室內空氣進行強烈混合，使射流流量成倍的增加，射流截面不斷擴大，速度逐漸衰減，室內形成大的回旋氣流，工作區一般是回流。由于這種送風方式具有射程遠、系統簡單、投資較省，一般能夠滿足工作區舒適條件。因此，在高大空間以及要求舒適性的空調建筑中，宜采用噴口送風。回風口由于回風口的氣流流動對室內氣流組織影響不大，因而回風口的構造比較簡單。常用的回風口有單層百葉風口、格柵風口、網式風口及活動蓖板式風口。回風口的形狀和位置根據氣流組織要求而定。在選擇氣流組織形式的時候，要根據各系統的特點及要求，并結合建筑的特點，選擇合適的形式。常見的送風形式有：側送，孔板送風，散流器送風，噴口送風，條縫送風。根據不同送風方式的特點，經過綜合考慮比較及本辦公樓的特點，本設計采用的是側送風方式,風口為百葉柵。第四章空調風系統的設計4.1風管管徑的確定本設計中管徑的確定采用假定流速法，首先確定風管內的合理流速，選定流速時，要綜合考慮建筑空間、初始投資、運行費用及噪聲等因素。根據風道的風量和選定流速，計算各管段的斷面尺寸，并使斷面尺寸符合通風管道的統一規格，再用規范化的斷面尺寸，算出風道內的實際流速。根據風量或實際流速和斷面當量直徑查得單位長度沿程阻力。計算沿程阻力和局部阻力，計算時應選取最不利環路進行。最后校核環路間的平衡性。現以計算一層機組出口處的風管管徑為例，其它管徑計算方法相同，具體尺寸見圖紙標注。以管路0-1計算為例，取風速6m/s，所需風量為1860，則風管截面積為：由國標查得，可選用320×250矩形管，則實際流速為6.5m/s則其余管路計算如下4-1所示。表4-1一層新風系統表管道編號風量G管長規格實際流速摩擦阻力局部阻力管段總阻力mmmm/spapapa1-31807.47120*1203.512.553.5216.072-341404.4500*4005.85.722.48.123-439600.9500*4005.50.411.331.744-5378010.3500*4005.34.81.085.885-634207.65500*32064.491.155.646-730601.88400*4005.31.661.543.27-828805.4400*3206.34.581.315.898-925200.82400*3205.50.851.662.519-1021604.18400*25063.951.345.2910-1118001.22320*2506.31.471.643.1111-1216208.48320*2505.68.311.309.6112-1312606.15320*2005.55.531.136.6613-149005.56200*2006.39.551.6411.1914-165404.8160*1605.99.663.112.76圖4-1一層新風系統計算圖表4-2二至六層新風系統表管道編號風量G管長規格實際流速摩擦阻力局部阻力管段總阻力mmmm/spapapa1-21806.576120*1203.510.037.9517.982-341404.517500*4005.82.811.984.792-439600.908500*4005.50.411.061.474-537803.762500*4005.32.471.554.025-636003.741500*3206.32.261.413.676-734203.349500*32061.841.233.077-832403.415500*3205.62.371.53.878-930603.036500*3205.31.981.633.619-1028803.453500*32052.091.453.5410-1127000.769500*25060.361.191.5511-1225202.973500*2505.62.401.714.1112-1323400.345400*3205.10.241.361.613-1421603.489400*25062.191.163.3514-1519800.271400*2505.50.151.21.3515-1618003.68320*2506.33.211.254.4616-1716200.912320*2505.60.551.071.6217-1814403.005320*25053.41.354.7518-1912602.25320*2005.51.921.353.2719-2010803.051250*20065.62.277.8720-219003.769250*20054.911.466.3721-227203.727250*16053.560.854.4122-235403.469200*1604.75.341.176.5123-243600.467160*1205.20.930.861.7924-261808.414120*1203.514.32.616.9圖4-2二到六層新風系統計算圖4.2最不利管路校核相關計算公式及依據如下：當量管徑＝2×管寬×管高/（管寬+管高）；單位長度沿程阻力由流速，管徑，K查設計手冊阻力線圖；沿程阻力＝管段長度×單位長度沿程阻力；局部阻力系數根據局部管件的形狀查設計手冊；動壓＝×1.2/2；局部阻力＝局部阻力系數×動壓；總阻力＝沿程阻力＋局部阻力。備注：各部件局部阻力系數，查《簡明空調設計手冊》表5-2及相關資料，相關數據如下：送風口：ξ＝0.79（有效面積80%）軟接：ξ＝1.0彎頭（不變徑）：ξ＝0.29蝶閥（全開）：ξ＝0.3分流旁三通：ξ＝0.45分流直三通（變徑）：ξ＝0.1分流直三通（不變徑）：ξ＝0.05分叉三通（變徑）：ξ＝0.304分叉三通（不變徑）：ξ＝0.247導流片：ξ＝0.45電動調節閥：ξ＝0.83防火閥：ξ＝0.3一層最不利風系統管路計算得沿程阻力為73.53，局部阻力為24.14，總阻力為97.67，次不利管路總阻力為84.88pa。計算兩管路的不平衡率為：二至六層最不利風系統管路計算得沿程阻力為82.71Pa，局部阻力為37.74Pa，總阻力為120.45，次不利管路總阻力為103.85pa。計算兩管路的不平衡率為：第五章空調水系統設計5.1水系統的比較、選擇空調水系統包括冷（熱）水系統、冷卻水系統以及冷凝水系統三部分。按照冷（熱）水的循環方式分為開式循環系統和閉式循環系統。按供、回水制式分為雙管制供水系統、三管制供水系統和四管制供水系統，它們的比較見下表5-1所示。表5-1空調水系統比較表類型特征優點缺點閉式管路系統不與大氣相接觸，僅在系統最高點設置膨脹水箱與設備的腐蝕機會少;不需克服靜水壓力，水泵壓力、功率均低。系統簡單與蓄熱水池連接比較復雜開式管路系統與大氣相通與蓄熱水池連接比較簡單易腐蝕，輸送能耗大同程式供回水干管中的水流方向相同；經過每一管路的長度相等水量分配，調度方便，便于水力平衡需設回程管，管道長度增加，初投資稍高異程式供回水干管中的水流方向相反；經過每一管路的長度不相等不需設回程管，管道長度較短，管路簡單，初投資稍低水量分配，調度較難，水力平衡較麻煩兩管制供熱、供冷合用同一管路系統管路系統簡單，初投資省無法同時滿足供熱、供冷的要求三管制分別設置供冷、供熱管路與換熱器，但冷熱回水的管路共用能同時滿足供冷、供熱的要求，管路系統較四管制簡單有冷熱混合損失，投資高于兩管制，管路系統布置較簡單四管制供冷、供熱的供、回水管均分開設置，具有冷、熱兩套獨立的系統能靈活實現同時供冷或供熱，沒有冷、熱混合損失管路系統復雜，初投資高，占用建筑空間較多單式泵冷、熱源側與負荷側合用一組循環水泵系統簡單，初投資省不能調節水泵流量，難以節省輸送能耗，不能適應供水分區壓降較復式泵冷、熱源側與負荷側分別配備循環水泵可以實現水泵變流量，能節省輸送能耗，能適應供水分區不同壓降，系統總壓力低。系統較復雜，初投資較高根據以上各系統的特征及優缺點，結合本辦公樓情況，水管布置采用異程，水系統選擇閉式等溫變流量的形式。這樣布置的優點是過渡季節只供給新風，不使用風機盤管的時候便于系統的調節，節約能源。并利用進出冷水機組的主管道之間的壓差旁通閥通過調節水量來適應負荷變化。末端風機盤管或新風機組回水管上采用電動二通閥調節水量來調節風機盤的冷量。5.2基本公式5.2.1沿程阻力（5-1）沿程阻力系數ξe=0.025?L/d5.2.2局部阻力水流動時遇彎頭、三通及其他配件時，因摩擦及渦流耗能而產生的局部阻力為：（5-2）5.2.3水管總阻力（5-3）5.2.4確定管徑mm （5-4）式中：Vj——冷凍水流量,m3/s；vj——流速,m/s。5.2.5阻力系數選取局部阻力系數、管內水的最大允許水流速圖表5-2，管內水的最大允許水流速見表5-3。表5-2幾種情況的局部阻力系數直流三通：1旁流三通：1.5合流三通：3分流三通：3立管合流三通：5立管分流三通：6.5截止閥：1閘閥：0.5彎頭：1風機盤管水阻：37熱泵水阻：41表5-3管內水的最大允許水流速表公稱直徑：DNV（m/s）公稱直徑：DNV（m/s）>150.3651.15200.65801.60250.801001.80321.001252.00401.50≥1502.00-3.00501.505.3管路的布置和管徑的確定5.3.1水系統管路的布置水系統管路的布置應根據建筑物的具體條件和用戶要求選擇合理的布置方案。管路布置的原則是使系統構造簡單，節省管材，便于調節和排氣，易于阻力平衡。在滿足冷、熱水用戶需要與建筑整體要求下，管路布置一方面要使安裝方便，另一方面還要考慮到檢修方便。引入口引入口是室外網路進入建筑物的位置，是室外系統的連接點。引入口位置的確定，有條件時盡量時各分支環路負荷分布對稱，譬如設在建筑物的中部，以減少系統作用半徑，便于各環路阻力平衡。b)干管布置為了排除系統空氣和便于回水，水平干管需要設置坡度。坡度的要求根據重力循環還是機械循環系統而有不同。機械循環系統作用壓力大，水中的氣泡在較大流速的水流帶動下，與水同向而行，坡度可小些，不小于0.002，一般為0.003。管道的坡向指的是管道下降的風向。對于機械循環系統，由于水流速大，氣泡被水帶走同行，故管道上升風向應與水流前進風向一致，使氣泡能順利地上升到高處。干管的位置設在頂棚下。這樣可減少管道無效熱損失，也少了一些保溫、防水等工作量。c)立管布置立管應盡量布置在墻角或廁所，可少占室內有效面積，本工程立管布置于對應樓層廁所墻角。5.3.2風機盤管的供、回、凝水管路設計計算水管設計計算（供回水溫差△T=5℃）。冷凍水供回水管<DN50時采用鍍鋅鋼管；≥DN50時采用無鋼管。空調凝結水管采用UPVC管，并且按冷凍水供回水7/12℃計算流量5.3.3凝結水設計凝結水管徑按表5-4選取表5-4凝水管徑選取冷量(W)≤7Kw≤7.1~17.6Kw≤17.7~100Kw≤101~176Kw凝水管徑DN20mm25mm32mm40mm5.3.4冷凍水設計計算及依據如下:（1）水流量的計算：風機盤管的水流量按照產品樣本選取；新風機組按新風冷量乘以1.1的系數后計算。（2）管徑、實際流速、比摩阻(Pa/m)根據流量、流速大致范圍查水力計算表，并用內插法計算。5.4水環路阻力損失的計算由于水系統異程，選擇一層的一條主計算環路進行水力計算。繪制計算環路的簡圖，標出各段標號、長度、流量、管徑，列表計算沿程和局部損失，以決定所需水泵的揚程。5.5水環路水力平衡計算表5.5.1一層水環路一層水環路計算設計表見5-5。表5-5一層水管設計計算表供水管管段長度流量管徑流速沿程阻力單位管長摩擦阻力局部阻力總阻力(m)(m3/s)×10-4(mm)(m/s)(Pa)（Pa/m）(Pa)(Pa)1～37.471.92200.6122623516423262～34.427.2650.82585.2133121706.23～40.925.5650.77119.7133100219.74～51221.9650.6612361038513215～67.6519.65012157.3282672224.36～71.8817.9500.91432.4230144576.47～85.415.9500.81988.21831001088.28～90.8214.1500.72116.4414288204.449～104.1812.1400.9616473