空调工地进程课程设计说明书.doc

第1章 绪论1.1设计目的“空调工程”是建筑环境与设备工程专业的一门重要专业课。本课程的课程设计也是专业课学习的重要环节。在做设计的过程，通过查阅各种规范和资料，使我们的专业知识更加扎实。为以后的工作和学习打下坚实的基础。 在设计的过程中，不仅将使我们对专业知识有更进一步理解掌握，同时还将培养我们的信息获取能力、问题分析能力、知识综合应用能力、语言组织和表达能力，而且我们要应用一些办公软件，像word、excel，熟练应用这些软件将对于我们更快、更好编辑说明书和进行大量的数据计算处理有很大帮助，并且在以后的工作、生活当中，我们也将用到这些东西；在设计过程中，我们还要学习应用CAD，鸿业，天正暖通等专业设计软件，这些软件为我们提高画图的效率和进行一些修改提供了很大的方便性，同时也为今后的工作打下一定的制图基础。通过设计，我们会遇到很多实际的问题，通过老师和同学的帮助，我们对此类问题会有深刻的印象，为以后的学习和工作积累的宝贵的经验。1.2 设计任务福州市某酒店的一二层中央空调设计，包括：建筑物冷、湿负荷计算，送分量的确定，排风量和空调系统设计计算，气流组织的设计计算以及管道的水力计算，施工图的绘制，设计及施工说明的编制等工作。1.3工程概况本工程地下一层为设备机房，地上一层为大堂、西餐厅、保龄球馆等，二层为餐饮、康乐等，三层为多功能厅、KTV等，四层至十二层为客房，地上部分建筑面积约12000m2，建筑高度为44.7米。本次设计内容为地下一层和地上一层的通风、空调系统。第2章 设计依据2.1 气象资料由福州属于夏热冬暖地区，在鸿业软件负荷菜单工程地点气象参数中查得福州市气象参数如下表：表2-1 室外气象参数表地理位置大气压力（kpa）室外平均风速（m/s）东经北纬冬季夏季冬季夏季119.2826.08101.2699.742.702.90室外设计参数（夏季）如下表：表2-2 夏季室外计算参数表干球温度（）湿球温度（）相对湿度（）室外计算温度日平均温度通风28.106036.030.7033.02.2 房间参数说明各房间人员密度和照明密度如表中所列，人员体力活动性质参见表3-151选取不同室温和不同劳动性质的散热量和散失量。不同房间室内计算参数（夏季）如下表所示：表2-3 各房间人数及面积统计表房间名称面积m2人员密度人/ m2 人数（取整）照明密度w/ m2更衣室210.3630办公室1150.12260保龄球场820.715830西餐、咖啡厅1500.7110717大堂6500.16530商务部570.1660办公室2260.12360消防控制室320.13302.3 室内设计参数根据室内空气质量标准（GB/T1883-2002）以及采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003），不同房间室内计算参数（夏季）如下表所示：表2-4 室内设计参数房间名称温度（）风速（m/s）相对湿度（%）更衣室270.250办公室1260.360保龄球场240.360西餐、咖啡厅250.460大堂270.560商务部260.460办公室2260.360消防控制室250.2602.4 建筑参数及其他计算参数1由建筑高度为44.7米,一共十二层，层高为3.6m。2由空调负荷使用计算方法查得：本大楼外墙属于型，墙厚240mm，传热系数为=1.02，由外至内分别为：1）水泥砂浆材质、喷浆。 2）砖墙。3）防潮层。4）保温层。5）水泥砂浆抹灰加油漆。3保龄球场的西面墙设为玻璃幕墙，采用玻璃厚6mm的双层普通玻璃，高度为3.6m。=3.3 w/m2。又由附录12查的玻璃窗的传热系数修正值=1.2.其余外窗采用3mm厚的普通平板单层玻璃窗；窗框为铝合金，玻璃比例为80%；窗帘为白色（浅色）。外窗高度是2100mm；传热系数=6.52.5 其它说明1.冷源：，在本设计中，因是局部设计，不考虑冷源设计，需要时直接取用，冷冻水供、回水温度分别为7、12。2.冷负荷逐时计算时段为10：0021：00，时间间隔为1小时。3.大堂空调运行时间为24小时，开灯时数为18：00至7：00，包厢和宴会厅空调运行时间为16小时，开灯时数为11：00至24：00。4.照明设备均按荧光灯计算。5. 在25时，重度劳动强度下，成年男子散湿量为391g/h；在26时，极轻劳动强度下，成年男子散湿量为109g/h；在24，散失量为96g/h；在25时，散失量为109g/h；在27时，散失量为115g/h。第3章 冷、湿负荷计算3.1 冷负荷计算在设计中，存在两中冷负荷计算的计算方法：一为谐波反应法（负荷温差法），一为冷负荷系数法。谐波反应法（负荷温差法）计算的冷负荷的形成包括两个过程：一是由于外扰（室外综合温度）形成室内得热量的过程（既内扰量）。此一过程考虑外扰的周期性以及围护结构对外扰量的衰减和延迟性。二是内扰量形成冷负荷的过程。此一过程是将该热扰量 分成对流和辐射两种成分。前者是瞬时冷负荷的一部分，后者则要考虑房间总体蓄热作用后才化为瞬时冷负荷。两部分叠加即得各计算时刻的冷负荷。通过冷负荷温度与冷负荷系数直接从各种扰量值求得各分项逐时冷负荷。本设计采用冷负荷系数法计算冷负荷。3.1.1外墙瞬变传热形成的冷负荷计算方法在日射和室外的气温综合作用下，外墙瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算： （3-1） （3-2）式中：-外墙或屋顶瞬变传热形成的逐时冷负荷，W；-外墙传热系数；根据外墙和屋顶的不同构造，由附录51和附录61中查取；-外墙的传热面积（m2）；-外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值（）；-夏季空气调节室内计算温度（）；-以北京地区的气象条件为依据计算出的外墙和屋顶冷负荷计算温度的逐时值（），根据外墙和屋顶的不同类型分别在附录71和附录81中查取；-不同类型构造外墙和屋顶的地点修正值（），根据不同的涉及地点在空调负荷使用计算法表3-5中查取；-外表面放热系数修正值，在表3-71中查取（-外表面吸收系数修正值，在表3-81中查取，考虑到城市大气污染和中浅颜色的耐久性差，建议吸收系数一律采用=0.90，=1.0。3.1.2内维护结构冷负荷计算内围护结构冷负荷时，当邻室与空调区的夏季温差大于3时，宜按下式进行计算通过空调房间隔墙、楼板、内窗、内门等内维护结构的温差传热而产生的冷负荷： （3-3） （3-4）式中：、同式（3-1） 邻室计算平均温度（） 邻室计算平均温度与夏季温度空气调节室外计算平均温度的差值（），由表3-9查的。 夏季空气调节是室外计算日平均温度（）3.1.3外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷计算发方法在室内外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热的冷负荷可按下式计算： （3-5）式中： 、同公式（31）；外玻璃窗传热系数，w/m2；窗口面积，m2；外玻璃窗冷负荷度的逐计算温时值，查附录131；玻璃窗传热系数的修正值，根据窗框类型从中附录121中查得玻璃窗的地点修正值，可从中附录151中查得。根据附录14查的，本大楼采用玻璃厚6mm的双层普通玻璃，=3.3 w/m2.3.1.4透过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷计算方法透过玻璃窗进入室内的日射得热分为两部分，一部分是透过玻璃窗直接进入室内的太阳辐射热，另一部分是玻璃窗吸收太阳辐射后传入室内的热量。由于窗户的类型、遮阳设施、太阳入射角及太阳辐射等因素的各种组合太多，最后根据公式： （3-6）式中： 窗口面积，（m2）；窗玻璃的遮阳系数，有附录171查的。 窗内遮阳设施的遮阳系数，由附录181查的。 有效面积系数，由附录191查得；窗玻璃冷负荷系数，由附录至附录231查得。Dj.max夏季各纬度带的日射得热因数最大值(W/ m2),由附161查得。3.1.5设备显热冷负荷计算方法 办公设备散热量，空调区办公室设备的散热量可按下式计算： （3-7）式中： p设备的种类数； 第i类设备的台数； 第i类设备的单台散热量，见表13-12；3.1.6照明设备冷负荷计算方法由于明装荧光灯，镇流器装设在客房内，故镇流器消耗功率系数取1.2。灯罩隔热系数取0.6。根据室内开灯时间为14:00 21:00，开灯时数为8小时，由附录261查的照明散热冷负荷系数。照明设备冷负荷按下式计算： （3-8）式中： 照明散热引起的冷负荷，W；照明散热的冷负荷系数，可由附录261查得；照明所需要的功率，KW；镇流器消耗功率系数；灯罩得隔热系数。3.1.7人员散热形成的冷负荷计算方法查3-151表，当室温为24时，成年男子每人散发的显热和潜热量分别为145 W和262W，由表3-141查的群集系数=0.92.由保龄球场的开放时间14:0021:00,在球场的时间为8h，由附录271查得人体显热散热冷负荷系数逐值。分别按下面公式可计算：人体散热引起的冷负荷包括显热冷负荷和潜热冷负荷，即： （3-9）人体显热散热引起的冷负荷： （3-10）人体潜热散热引起的冷负荷： （3-11）式中 ： 人体显热散热引起的冷负荷，W；人体潜热散热引起的冷负荷，W；不同室温和劳动性质的成年男子显热散热量，由表3-15 1查得；不同室温和劳动性质的成年男子潜热散热量，由表3-15 1查得；群集系数，由表3-14 1查取；n室内全部人数（取58人）；计算时刻空调区内的总人数；人体显热散热冷负荷系数，由附录271查取。 3.2各空调区的负荷计算 运用上述公式，计算各空调区域的负荷。3.2.1保龄球场的负荷计算保龄球是一项有一定运动量的康乐活动，活动量大，应属重度劳动。西面是玻璃幕墙，玻璃幕墙采用的是玻璃厚6mm的双层普通玻璃，东南北是一般的砖墙结构。通过资料空调工程查取相应的数据。根据公式（3-3）、（3-4）、（3-5）、（3-6）、（3-7）、（3-8）、（3-9）、（3-10）、（3-11）以及表2-3和2-4计算相应的负荷。其计算结果见表3-1。 表3-1 各分项逐时冷负荷汇总表 (单位：W)时间/h10：0011：0012：0013：0014：0015：0016：0017：0018：0019：0020：0021：00窗传热负荷147216611850199820822145214521032019185016611493窗日射负荷135014251500210030003750270045753750180017251575人员负荷123829541759410392131111462615987137307761834767556446灯光负荷1591421241066551187125813111346139914371470总计153631276911068145961884821708220902171914876133961157810984由上表可以看出，保龄球最大冷负荷值出现在16：00时，其值为22090W.3.2.2办公室的负荷计算 根据建筑参数，其中办公室配备了电脑和打印机。由公式（3-1）、（3-2）、（3-3）、（3-4）、（3-5）、（3-6）、（3-7）、（3-8）、（3-9）、（3-10）、（3-11）以及表2-3和2-4分别计算各部分的负荷，其结果见表3-2、3-3。表3-2 办公室1各分项逐时冷负荷汇总表 (单位：W)时间/h10：0011：0012：0013：0014：0015：0016：0017：0018：0019：0020：0021：00墙传热负荷78.774.874.877.985.496.1109123136149159165窗传热负荷627485949910210210095857464窗日射负荷909610110410410410510592615653室内散热810315276275313812515711644654790716总计1040560537551601111483110399679491079998注：其中室内散热包括：室内人员负荷，灯光照明散热负荷，设备散热负荷 表3-3 办公室2各分项逐时冷负荷汇总表 (单位：W)时间/h10：0011：0012：0013：0014：0015：0016：0017：0018：0019：0020：0021：00墙传热负荷87.983.683.687.095.5107122137152167178184窗传热负荷8710311913113814314314013311910389窗日射负荷909610110410410410510592615653室内散热810315276275313812515711644654790716总计94445040940644293879011301054107412181154注：其中室内散热包括：室内人员负荷，灯光照明散热负荷，设备散热负荷。3.2.3商务室的负荷计算根据公式（3-1）、（3-2）、（3-3）、（3-4）、（3-5）、（3-6）、（3-7）、（3-8）、（3-9）、（3-10）、（3-11）以及表2-3和2-4计算各部分的负荷，其结果见表3-4。表3-4 商务室各分项逐时冷负荷汇总表 (单位：W)时间/h10：0011：0012：0013：0014：0015：0016：0017：0018：0019：0020：0021：00外墙传热负荷176168168175192215244275305334356369外窗传热负荷216255294324342355355346329294255221外窗日射负荷479510529522504485479466348112106100内墙负荷586586586586586586586586586586586586室内散热701712499492482680145019871924197020012061总计215822312076209921062321311436603492329633043337注：其中室内散热包括：室内人员散热负荷，灯光照明散热负荷。3.2.4西餐、咖啡厅的负荷计算根据公式（3-1）、（3-2）、（3-3）、（3-4）、（3-5）、（3-6）、（3-7）、（3-8）、（3-9）、（3-10）、（3-11）以及表2-3和2-4计算各部分的负荷，其结果见表3-5。其中其中食物显热冷负荷。进行餐厅冷负荷计算时，需要考虑食物的散热性。食物的显热散热形成的冷负荷，可按每位就餐客人45W考虑。 表3-5 西餐、咖啡厅各分项逐时冷负荷汇总表 (单位：W)时间/h10：0011：0012：0013：0014：0015：0016：0017：0018：0019：0020：0021：00外墙传热负荷496474457441435441452468496518545567内墙传热负荷690690690690690690690690690690690690室内散热701712499492482680145019871924197020012061食物负荷520174568738701567547002712792856428644061302321照明负荷20218416514712911067912301304135913951450总计7290951610549878584908923103981366010842109771076170893.2.5消防室的负荷计算 根据公式（3-1）、（3-2）、（3-3）、（3-4）、（3-5）、（3-6）、（3-7）、（3-8）、（3-9）（3-10）、（3-11）以及表2-3和2-4计算各部分的负荷，其结果见表3-6。表3-6 消防控制室各分项逐时冷负荷汇总表 (单位：W)时间/h10：0011：0012：0013：0014：0015：0016：0017：0018：0019：0020：0021：00外墙传热负荷374364364373393420435480504530550563外窗传热负荷105120136148155161161157150136120107外窗日射负荷193206213211203196193188141454340内墙传热负荷110110110110110110110110110110110110室内散热135152163172179186189193112988982照明负荷716558524539240434460480492512总计988101710441066108511121328156214771399140414143.2.7更衣室的负荷计算根据公式（3-3）、（3-4）、（3-8）、（3-9）（3-10）、（3-11）以及表2-3和2-4计算各部分的负荷，其结果见表3-7。表3-7 更衣室各分项逐时冷负荷汇总表 (单位：W)时间/h10：0011：0012：0013：0014：0015：0016：0017：0018：0019：0020：0021：00内墙传热负荷421421421421421421421421421421421421室内散热4495195615966248329371041717661626598照明负荷484440353126163295313326335348总计91898410221052107612791521175714511408138213673.2.8大堂的负荷计算根据公式（3-1）、（3-2）、（3-3）、（3-4）、（3-5）、（3-6）、（3-7）、（3-8）、（3-9）（3-10）、（3-11）以及表2-3和2-4计算各部分的负荷，其结果见表3-8。表3-8 大堂各分项逐时冷负荷汇总表 (单位：W)时间/h10：0011：0012：0013：0014：0015：0016：0017：0018：0019：0020：0021：00内墙传热负荷105105105105105105105105105105105105室内散热228831383349327434143554387539452332180116261486外墙负荷449432420408404408416428449465486502外窗负荷291932133542360835023413320328892506224720751938照明负荷1544140412631123982842519494069968103891067011091总计7305829286798518840783221279316773153601500714962151223.3 所有冷负荷汇总将各房间所有逐时负荷进行叠加汇总，得出最大冷负荷。表3-9 冷负荷汇总表 (单位：W)时间/h10：0011：0012：0013：0014：0015：0016：0017：0018：0019：0020：0021：00保龄球场153631276911068145961884821708220902171914876133961157810984更衣室9189841022105210761279152117571451140813821367办公室11040560537551601111483110399679491079998办公室294445040940644293879011301054107412181154西餐咖啡厅729095161054987858490892310398136601084210977107617089商务部215822312076209921062321311436603492329633043337消防控制室98810171044106610851112132815621477139914041414大堂730582928679851884078322127931677315360150071496215122总计360063581935384370734105545717528656130049519475064568841465由上表可知，最大负荷点出现在17：00，为61300W。就整体而言，保龄球场的负荷占据总负荷的36.6%。3.4散湿量计算通过空调工程表3-15查得：在24时，中度劳动强度下，成年男子散湿量为219g/h；在26时，极轻劳动强度下，成年男子散湿量为109g/h；在24，散失量为96g/h；在25时，散失量为109g/h；在27时，散失量为115g/h。根据表2-1和2-2计算各空调区的湿负荷。各空调放假散湿量计算结果见下表：表3-10 各房间散湿量汇总表 地点保龄球场更衣室办公室1办公室2西餐、咖啡厅大堂商务部消防控制室人数586231076563人员散湿（g/h）21911510910968115109109总散湿量（g/s）3.530.190.060.12.022.10.180.09 第4章 空调系统的确定空调系统按空气处理设备的设置情况分类，可分为三类：表4-1 空调系统的比较空调系统特点使用范围集中式空气处理设备和风机等集中设在空调机房内，通过送回风管道与被调节的各房间相连，对空气进行集中处理和集中分配。1）建筑空间大，可布置风管；2）室内温湿度、洁净度控制要求严格的生产车间；3）空间容量很大的大空间公共建筑。半集中式把一次空气处理设备和风机、冷风机组等设备集中的空调机房内，而把二次空气空气处理设备设在空气调节器内。1）室内温湿度控制要求一般的场合；2）多层或高层建筑而层高较低的场合，如旅馆和一般的标准的办公楼。分散式局部式或冷剂式空调系统1）空调房间布置分散；2）空调使用时间要求灵活；3）无法设置集中式冷热源。综上表所述，本工程地下一层为设备机房，地上一层为大堂、西餐厅、保龄球馆等；根据建筑使用功能不同，其空调的运行的时间不同，根据负荷的分布，初步将空调房间分为以下系统： 表4-2 空调系统和空调分区系统分区空调房间空调方案1更衣室、办公室1风机盘管加新风系统2保龄球场一次回风系统的集中式空调系统3西餐、咖啡厅风机盘管加新风系统4大堂一次回风系统的集中式空调系统5商务部、办公室2风机盘管加新风系统6消防控制室分散式空调第5章 空调风系统5.1风量的计算5.1.1新风量及其负荷计算根据空调工程表3-34 查得各空调区间的新风量设计指标，见下表5-1。表 5-1 空调房间的设计新风量指标空调房间保龄球场更衣室办公室1办公室2西餐、咖啡厅大堂商务部消防控制室新风指标2030303020103030根据表2-1和表5-1，将各房间新风量计算结果列入下表5-2。表5-2 空调房间的新风量空调房间保龄球场更衣室办公室1办公室2西餐、咖啡厅大堂商务部消防控制室新风量m3/h11601806090214065018090新风量kg/s0.4160.0640.0210.0320.7670.2330.0640.032制冷系统负荷等于室内负荷、新风负荷和其它热量形成的冷负荷之和。下面计算新风冷负荷。空调新风负荷按下式计算： （5-1）式中: 夏季新风冷负荷，kw；新风量，kg/s；室外空气的焓值，kJ/kg；室内空气的焓值，kJ/kg。例如保龄球新风负荷计算，通过天正暖通软件，查出：室内状态点tN=24，N1=60%，；室外状态点tw=36.0，w=60%，。根据公式（5-1）： =0.416（94.8-52.8）=17.472（kw）各房间新风负荷计算如下表： 表5-3 空调房间的新风负荷汇总 （Kw）空调房间保龄球场更衣室办公室1办公室2西餐、咖啡厅大堂商务部消防控制室kg/s0.4160.0640.0210.0320.7670.2330.0640.03294.894.894.894.894.894.894.894.852.855.858.658.655.661.658.655.617.52.50.81.230.17.42.31.35.1.2送风量计算首先确定各房间负荷，确定各房间送风量的计算负荷应以逐时计算汇总最大值所对应时刻各房间的负荷，如下表： 表5-4 各房间计算负荷表 （w）空调房间保龄球场更衣室办公室1办公室2西餐、咖啡厅大堂商务部消防控制室负荷220901408111412181366016773366014145.1.3风机盘管送风量的计算由于西餐、咖啡厅使用的时间的灵活性，可采用风机盘管加新风的空调方式。风机盘管加独立新风系统中新风机组不负担室内冷负荷，只承担新风本身的负荷，风机盘管承担室内冷、湿负荷。其空气处理过程为：根据空调工程P259的处理过程及步骤；将处理过程在焓湿图上表示为： 图5-1新风处理到室内状态的等焓线的夏季空气处理过程通过焓湿图，借助鸿业软件可计算得：西餐、咖啡厅的总的送风量（kg/s）=运用同样的方法，对更衣室、办公室、消防控制室、商务室、西餐咖啡厅、以及大堂进行送风量的计算，结果见表5-5：表5-5 各房间的送风量 空调房间更衣室办公室1办公室2西餐、咖啡厅商务部消防控制室送风量（kg/s）0.0580.1280.1220.8080.430.6送风量179.45395.3438.52471.281550.1450.35.1.4 一次回风系统的送风的计算采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）6.3.5规定，当空气调节区允许采用较大送风温差或室内散失量较大时，应采用具有一次回风的全空气定风量空气调节系统。其夏季空气处理过程为： 其在焓湿图上的体现：图5-2 一次回风式系统夏季处理过程通过计算和鸿业软件计算保龄球场和大堂的送风量：表5-5 各房间的送风量空调房间大堂保龄球场送风量kg/s2.323.71送风量8339.4311382.45.2 各房间参数汇总经校核新风量都大于送风量的10%，故都符合标准。以下是各空调房间的参数汇总：表5-6 各房间参数汇总表空调房间保龄球场更衣室办公室1办公室2西餐、咖啡厅大堂商务部消防控制室温度2427262625272625相对湿度（%）6050606060606060新风负荷（kw）17.52.50.81.230.17.42.31.3冷负荷22090140811141218136601677320001414湿量3.530.190.060.12.022.10.100.09热湿比6258741118567121806762.380002000015711新风量m3/h11601806090214065018090送风量（m3/h）11459404418.93814964.959552.86762.75175.3风机盘管加新风系统的设计5.3.1风机盘管的选型 根据个房间的的负荷和风量确定风机盘管的型号。根据空调工程公式（6-57）盘管负担的冷量（kw）为：，通过计算，其结果见下表：表5-7 风机盘管担负的冷量汇总表空调房间更衣室办公室1办公室2西餐、咖啡厅商务部回风量m3/h224358.92912825582.7回风量kg/s0.0480.0950.090.6120.148室内焓值55.858.658.655.658.6M点焓值33.249.648.638.750.1冷量kw1.08480.8550.910.341.258根据简明空调设计手册表3-17，进行风机盘管的选型。其西餐、咖啡厅选FP-10.，其余的房间选FP-2.5.其技术参数为：表5-8 风机盘管技术参数FP代号名义风量m3/h名义供冷量w名义供热量w单位风机功率供冷量w水压力损失Pa允许声级2.175m，因此满足射程要求。5）计算室内平均风速 夏季工况送冷风，则室内平均风速为0.241.2=0.28，满足舒适性空调夏季室内风速不应大于0.3m/s的要求。6）校核轴心温差衰减 满足舒适性空调温度的波动范围1。故采用4个散流器对称布置符合要求。5.3.5水力计算 1）系统三的水力计算轴测图 图5-1 系统三水力计算简图 2）根据规范，初步设定送风速速度为5m/s,由公式,算得管径。见表5-113）局部阻力系数 该环路只有一个矩形三通，0.200。 4）系统一水力计算表 其中比摩阻由暖通与空调常用设计手册查得：表5-11系统五水力计算表管段编号流量