建筑环境与设备工程毕业设计说明书.docx

青岛理工大学毕业设计摘 要暖通空调设计主要是对室内热环境、空气品质进行设计，这项工作必须在充分了解建筑对暖通空调的要求和暖通空调系统及设备对建筑及其它设施的影响的基础上才可以顺利进行。设计主要内容包括：空调冷热负荷的计算；送风量和新风量的确定；空调系统的划分；空调方式的选择；空调末端处理设备的选型；冷热源的选择；风系统的设计与计算；风管系统的设计；室内送风方式与气流组织形式的确定；水系统的设计与水力计算；管道的保温设计；防排烟的设计；消声防振设计等。本工程位于青岛市，是集图书与办公为一体的建筑。该建筑地下一层，地上八层。机房设于地下层，其地下层主要为报告厅，其余还有贵宾室，一至六层大多为借阅室和书库，七八层则主要为办公室。地下一层层高4.8m，一层层高5.1m，其余4.5m地上总层高36m。该建筑占地面积约8262.4，建筑面积约为40058，空调面积约31427。通过负荷计算得本建筑夏季总冷负荷2997.1kw，冷负荷指标95.4w/；冬季总热负荷为2420.7kw，热负荷指标为77w/。由于青岛属于寒冷地区，有市政集中供热，结合其建筑特点，夏季选用离心式冷水机组供冷，冬季选用水水板式换热器换热。在本设计中，除地下室报告厅采用全空气一起回风处理方案，其余皆采用风机盘管加新风系统。从节能的角度考虑，全空气采用采用露点送风，空气处理机组设在该层的空调机房内，新回风经集中处理后送入各空调房间。其余的风机盘管加新风系统中，将室外新风处理到室内空气焓值的状态， 不承担承担室内负荷。新风由新风机组单独送入每一个房间。风机盘管送风选用下送式，安装形式为卧式暗装。关键字：空调设计，全空气系统，风机盘管系统，冷水机组abstracthvac design is mainly for indoor thermal environment and air quality, however this work must put fully awaring of the requirements for hvac and hvac systems and equipment for construction and other facilities as foundation.in this way,the design can be programmed smoothly. the study content mainly includes: cooling and heating load calculation;the determination of the supply air volume and the fresh air volume;the air-conditioning system division;the selection of modes of air conditoning system;the selection of air conditoning equipment;the selection of the cold and heat source;the design and caculation of the air system;the design of the air duct system; the determination of air supply mode and air distribution mode;the design and the hydraulic calculation of the water system; the thermal insulation design of the pipeline, the design of the smoke prevention and exhaust and the design of noise elimination and vibration prevention.this project is qiao library and administration building air conditioning system design, is a collection of books and office as one of the building. the building underground layer, the ground layer eight. room will be located in the basement, the basement mainly report hall, the vip room, one to six layers of mostly reading room and library, the seven or eight layer is mainly for the office. underground layer of high 4.8m, high 5.1m, layer upon layer, the remaining 4.5m on the total height is 36m. the building covers an area of about 8262.4 square meters, construction area of about 77575 square meters, an area of about 31427 square meters of air conditioning.through the load calculation of the total summer cooling load of building cooling load index 2997.1kw, 95.4w/ ; total heat load in winter for 2420.7kw, the indexes of heat load is 77w/ square meters. because qingdao is in the cold region, the municipal centralized heat-supply, combined with the characteristics of the building, in summer, the selection of centrifugal chiller for cooling, winter use water plate heat exchanger.in this design, in addition to the basement hall with full air return treatment scheme, the others all adopt fan-coil unit plus fresh air system. from the energy point of view, using the full air dew point air, air handling units for air-conditioning in the room the layer, a new air treatment by the concentration into the air conditioning room. fan coil plus fresh air system, the rest, the outdoor fresh air treatment to indoor air enthalpy value of the state, not to take any indoor load. fresh air by fresh air unit separately into each room. fan coil air supply type selection, installation forms dark horizontal loading.key words: air-conditioning design, the entire air system, fan coil system and chiller不要删除行尾的分节符，此行不会被打印1- -青岛理工大学毕业设计目 录摘 要iabstractii第1章 设计原始资料11.1 土建资料11.1.111.1.2 围护结构.11.1.3 冷热源条件11.2 室内外计算参数21.2.1 室外计算参数21.2.2 室内计算参数2第2章 空调负荷计算42.1 夏季冷负荷计算42.1.1 基本概念42.1.2 夏季空调区总负荷的构成42.1.3 计算方法52.2 冬季热负荷计算122.3 负荷计算结果汇总13第3章 空调方案确定143.1 空调方案对比143.1.1 各种空调系统的特点143.1.2 常用空调系统比较163.1.3 空调系统的确定173.2 送排风及新风系统173.3 水系统183.3.1 常见水系统的对比183.3.2 水系统方案的确定21第4章 设备选择计算224.1 全空气系统224.1.1 送风量确定224.1.2 组合式空气处理器选型254.1.3 气流组织计算264.2 风机盘管加新风系统274.2.1 风机盘管的选型及汇总274.2.2 气流组织计算284.2.3 选型汇总304.2.4 新风系统设计304.3 空调水系统设计324.3.1 系统形式324.3.2 水力计算主要步骤：33第5章 空调冷热源设计355.1 设备选型355.1.1 制冷机组355.1.2 换热器375.1.3 冷却塔395.1.1 冷却水泵395.1.2 补水定压和水处理装置415.1.3 分水器和集水器435.2 机房布置435.3 消声减振与防腐保温445.3.1 消声减振445.3.2 防腐465.3.3 保温465.3.4 管材475.4 控制与检测方案47第6章 防排烟系统设计496.1 一般规定496.2 排烟设计496.3 通风和空气调节系统应采取的措施496.4 卫生间排风50第7章 节能篇517.1 负荷计算节能报告51（3）规定性指标检查结果51参考文献52千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“abstract”这一行后加一空行青岛理工大学毕业设计第1章 设计原始资料作为设计的数据依据，原始资料对于空调设计的精确性不言而喻，对于本设计的原始数据，分析如下。1.1 土建资料建筑概况本工程位于青岛市，是集图书与办公为一体的建筑。该建筑地下一层，地上八层。机房设于地下层，其地下层主要为报告厅，其余还有贵宾室，一至六层大多为借阅室和书库，七八层则主要为办公室。地下一层层高4.8m，一层层高5.1m，其余4.5m地上总层高36m。该建筑占地面积约8262.4，建筑面积约为40159，空调面积约31427。1.1.11.1.2 围护结构.根据公用建筑节能标准，青岛市属于寒冷a区，按照寒冷a区围护结构传热系数和遮阳系数限值，来确定墙、窗、门和屋顶等维护结构类型和传热系数。围护结构参数见下表围护结构夏季传热系数(w/(k)围护结构冬季传热系数(w/(k)围护结构延迟(h)围护结构衰减外墙0.60.68.80.2双层6mm外窗2.92.990.41节能外门4.524.740.60.99屋面0.40.411.50.18楼板0.450.4510.60.111.1.3 冷热源条件青岛属于寒冷地区，有市政集中供热，结合其建筑特点，夏季选用离心式冷水机组供冷，冬季选用水水板式换热器换热。1.2 室内外计算参数1.2.1 室外计算参数根据相关规定的室外计算参数是按全年少数时间不保证室内温度湿度标准而制定的，温湿度标准如下：采用历年平均不保证50h的干球温度作为夏季空调室外计算干球温度。采用历年平均不保证50h的湿球温度作为夏季空调室外计算湿球温度。采用历年平均不保证1d的、平均温度作为冬季空调室外计算平均温度。采用历年一月份平均相对湿度的平均值作为冬季空调室外计算相对湿度。因此，若室内温湿度必须保证时，应另行规定。查得青岛市的冬、夏季的室外设计参数见下表：夏季参数夏季大气压(pa)夏季室外空调计算日平均温度()夏季室外空调计算干球温度()夏季室外空调计算湿球温度()夏季室外平均风速(m/s)10004027.329.4264.6冬季参数冬季大气压(pa)冬季室外供暖计算干球温度()冬季室外空调计算干球温度()冬季室外空调相对湿度(%)冬季室外平均风速(m/s)101740-5-7.2635.41.2.2 室内计算参数1. 民用建筑空调室内空气设计参数的确定主要取决于以下内容。（1）空调房间使用功能对舒适性的要求。（2）要综合考虑地区、经济条件和节能要求等因素。严寒和寒冷地区主要房间应采用1824;夏热冬冷地区主要房间宜采用1622 ;设置值班供暖房间不应低于5。根据我国国家标准民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（gb 50736-2012）的规定，对舒适性空调，室内设计参数见下表：类别热舒适度等级温度（）相对湿度（%）风速（m/s）供热工况级2224=30=0.2级1822=0.2供冷工况级24264060=0.25级2628=70=0.3 根据上表及本设计参数，本设计属于热舒适度级。2. 人员短期逗留区域空调供冷工况室内设计参数宜比长期逗留区域提高1020，供热工况宜降低1020。短期逗留区域供冷工况风速不宜大于0. 5m/s，供热工况风速不宜大于0. 3m/s3. 设计的最小新风量应满足以下规定：建筑房间类型新风量m3/(h人)办公室30客房30大堂、四季厅101. 高密度人群建筑没人最小新风量按下表计算：建筑类型人员密度pf（人/m2)pf0.40.41.0影剧院、音乐厅、大会议室、多功能厅、会议室1412116.根据公用建筑节能设计标准中的各种类型房间的计算参数见下表。房间类型温度湿度夏季冬季夏季冬季办公室252055%45%会议室251865%50%合用前室251655%50%第2章 空调负荷计算空调负荷主要包括空调房间冷（热）负荷和湿负荷。空调房间冷（热）负荷、湿负荷是确定空调系统送风量及空调设备容量的基本依据。室内冷热负荷、湿负荷的计算是以室外气象参数和室内要求保持的空气参数为依据计算得出的。2.1 夏季冷负荷计算2.1.1 基本概念冷负荷是指在维持室温恒定条件下，室内空气在单位时间内得到的总热量，也就是采用通风型式的空调设备在单位时间内自室内取走的热量。得热量是指在某一时刻进人室内的热量或在室内产生的热量，这些热量中有显热或潜热得热量不一定等于冷负荷，因为只有得热中的对流成分才能被空内空气立即吸收，而得热中的辐射成分却不能直接被空气吸收。（蓄热能力问题） 夏季空调室外计算干温度：采用历年平均不保证50h的干球温度作为夏季空调室外计算干球温度。夏季空调室外计算湿温度：采用历年平均不保证50h的湿球温度作为夏季空调室外计算湿球温度。夏季空调室外计算日平均温度：采用历年平均不保证1d的、平均温度作为冬季空调室外计算平均温度。室外空气综合温度：室外空气温度加上一个太阳辐射的等效温度值。2.1.2 夏季空调区总负荷的构成空调区总负荷由空调冷负荷和湿负荷组成。确定房间计算冷负荷时，应根据得热量的种类和性质，以及房间的蓄热特性，分别逐时计算，然后逐时叠加，找出综合最大值。1.房间冷负荷的构成： （1）通过围护结构传入的热量；（2）通过外窗进入的太阳辐射热量；（3）人体散热量；（4）照明散热量； （5）设备、器具、管道及其他内部热源的散热量；（6）食品或物料的散热量； （7）渗透空气带入的热量； （8）伴随各种散湿过程产生的潜热量。确定房间计算湿负荷时，应根据以下各项的热量的种类。选用不同的群集系数、负荷系数和同时使用系数，分别逐时计算，然后逐时叠加，找出综合最大值。.房间湿负荷构成：（1） 人体散湿量； （2） 渗透空气带入的湿量； （3） 化学反应过程的散湿量； （4）各种潮湿表面、液面或液流的散湿量； （5） 食品或气体物料的散湿量； （6）设备的散湿量； （7）地下建筑围护结构的散湿量。2.1.3 计算方法本工程的负荷计算采用软件鸿业8.0中的负荷计算进行计算。在进行计算时分别设置了办公室和会议室等房间的模板参数参数都根据相关规范设置参数。热负荷类型为空调热负荷，不做热回收。以下是各种负荷计算原理：1外墙和屋面传热冷负荷计算公式外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷q(w)，按下式计算：q=kft- 式中：f计算面积，；计算时刻，点钟；-温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻， 点钟；t-作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，。注：例如对于延迟时间为5小时的外墙,在确定16点房间的传热冷负荷时,应取计算时刻=16,时间延迟为=5,作用时刻为=16-5=11。这是因为计算16点钟外墙内表面由于温度波动形成的房间冷负荷是5小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果。当外墙或屋顶的衰减系数=正负1度，显热负荷变化较大冷却器要求水系统简单，但室内相对湿度要求不严喷水室1. 采用循环喷水蒸发冷却或天然冷源；2. 室内相对湿度要求较严或相对湿度较大而又有较大发热量者；3. 喷水室兼作辅助净化措施半集中式1. 房间面积大但风管不易布置；2. 多层多室层高较低，热湿负荷不一致或参数要求不同；3. 室内温湿度要求t=正负一度，正负10%，4. 要求各室内空气不要串通；5. 要求调节风量风机盘管1. 空调房间较多，空间较小，切房间要求单独调节温度；2. 空调房间面积较大但主风管敷设困难诱导器多房间层高低，且同时使用，空气不允许互相串通，室内要求防爆分散式1. 各房间工作班次和参数要求不同且面积较小；2. 空调房间布置分散；3. 工艺本更可能性较大或改建房屋层高较低且无集中冷源。冷风降温机组仅用于夏季降温去湿恒温恒湿机组房间全年要求恒温恒湿多联机1. 无水系统和机房；2. 可以分户控制；利于单独计费；3. 无房间空调器影响建筑立面的缺点3.1.2 常用空调系统比较比较项目集中式空调系统单元式空调器风机盘管空调系统设备布置与机房1. 空调与冷热源可以集中布置在机房；2. 机房面积较大，层高较高；3. 空调机组有时可以布置在屋顶上或安装在车间柱间平台上1. 设备成套、紧凑，可以放在房间内，也可以安装在空调机房内；2. 机房面积较小，机房层高较低；3. 机组分散布置，敷设各种管线麻烦1. 只需要新风空调机房，机房面积小；2. 风机盘管可以安设在空调房间内；3. 分散布置，敷设各种管线麻烦风管系统1. 空调送回风管系统复杂，占用空间多，布置困难；2. 支风管和风口较多时不易调节1. 系统小，风管短，各个风口风量的调节比较容易达到均匀；2. 直接放室内时，可不接送风管，也没有回风管；3. 小型机组余压小，有时难以满足风管布置和必需的新风量1. 放室内时，有时不接送、回风管；2. 当和新风系统联合使用时，新风管较小温湿度控制可以严格地控制室内的温度和相对湿度各房间可以根据各自的负荷变化与参数要求进行温湿度调节。对要求全年须保证室内相对湿度，温度范围波动在百分之五以内或室内相对湿度较大时，较难满足。多数机组按1721kj/kg的最大焓降设计，对室内温度要求较低、室外湿球温度较高、新风量要求较多时，较难满足对室内温湿度要求较严时，难以满足。空气过滤和净化可以采用粗效、中效和高效过滤器，满足室内空气清洁度的不同要求。采用喷水室时，水和空气直接接触，易受污染，须经常换水；若水质洁净，可净化空气过滤性能差，室内洁净度要求较高时难以满足过滤性能差，室内清洁度要求较高时难以满足消声与隔振可以有效的消声和隔振机组安设在空调房间内内时，噪声、振动不易处理必须采用低噪声风机，才能满足室内一般噪声级要求分管互相串通空调房间之间有风管连通，易造成交叉污染，当发生火灾时，延期会通过风管迅速蔓延各空调房间之间不会互相污染、串声。发生火灾时烟气也不会通过风管蔓延各个空调房间之间空气不会互相污染。3.1.3 空调系统的确定根据以上比较，本工程中的办公区采用风机盘管加新风系统，500人大报告厅使用单风管定风量一次回风系统。3.2 送排风及新风系统送风系统采用一次回风的单风道定风量送风系统消防控制室及办公区均采用风机盘管加新风的送风方式，单风道定风量低速送风。为抑制建筑物内无组织进风，空调房间内一般应保证一定的正压，这是靠控制送排风量来达到。排风系统可设置独立的排风风机和排风管道或采用卫生间局部排风，排风量应略小于新风量，本设计独立的排风风机加排风管道和卫生间局部排风相结合的方法。本设计设置独立排风系统，为保持房间正压，排风量取新风量80%-90%的新风量卫生间应保持负压，防止气味外泄。公共卫生间和其他房间的卫生间应设机械排风装置，一般设置排气扇，将风排入排风竖井中。卫生间的通风换气量按7次/h。3.3 水系统3.3.1 常见水系统的对比冷水系统方案的确定及优缺点如下表：冷水系统优缺点 表4-1类型特征优点缺点闭式管路系统不与大气相接触，仅在系统最高点设置膨胀水箱与设备的腐蚀机会少;不需克服静水压力，水泵压力、功率均低。系统简单与蓄热水池连接比较复杂开式管路系统与大气相通与蓄热水池连接比较简单易腐蚀，输送能耗大同程式供回水干管中的水流方向相同；经过每一管路的长度相等水量分配，调度方便，便于水力平衡需设回程管，管道长度增加，初投资稍高异程式供回水干管中的水流方向相反；经过每一管路的长度不相等不需设回程管，管道长度较短，管路简单，初投资稍低水量分配，调度较难，水力平衡较麻烦两管制供热、供冷合用同一管路系统管路系统简单，初投资省无法同时满足供热、供冷的要求三管制分别设置供冷、供热管路与换热器，但冷热回水的管路共用能同时满足供冷、供热的要求，管路系统较四管制简单有冷热混合损失，投资高于两管制，管路系统布置较简单四管制供冷、供热的供、回水管均分开设置，具有冷、热两套独立的系统能灵活实现同时供冷或供热，没有冷、热混合损失管路系统复杂，初投资高，占用建筑空间较多1. 定流量系统和变流量系统对比：定流量系统：适合于冷水机组的总台数不超过两台的小型空调系统。台数较多时，低负荷时停止部分机组和水泵的运行，必然造成正在运行的水泵出现超流量的过载状态。水路没有相应的流量控制措施，系统总水量低于设计流量，还可能造成建筑低负荷状态时部分处于较高负荷需求的未端的供水量不能满足。变流量系统：在负荷侧变流量的前提下，冷水变流量系统可归纳为以下几种形式:1.一次泵定流量系统：冷源侧定流量，负荷侧变流量，无变频泵。2.二次泵变流量系统：冷源侧定流量，负荷侧变流量，负荷侧采用变频泵。3.一次泵变流量系统：冷源侧变流量，负荷侧变流量，冷源侧与负荷侧采用同一个变频泵。第1种情况：一次泵定流量系统：冷源侧定流量，负荷侧变流量，无变频泵。必须设置压差控制的旁通阀，以保证冷水机组安全运行的最低水流量要求。旁通阀最大设计流量为一台水泵的设计流量。第2种情况：2.二次泵变流量系统：冷源侧定流量，负荷侧变流量，负荷侧采用变频泵。盈亏管上不能设置任何阀门。其一次泵和二次泵的扬程必须通过精确的计算确定。 一次泵变流量系统的典型配置如图上所示。与一次泵变流量系统相比，一次侧配置变频泵，冷水机组配置自动动截止阀，冷水机组和水泵的台数不必一一对应，启停可分开控制。旁通管上多一个控制阀，当负荷侧冷水量小于单台冷水机组的最小允许流量时，旁通阀打开。使冷水机组的最小流量为负荷侧冷水量与旁通管流量之和，最小流量由流量计或压差传感器测得。负荷侧的二次泵取消，系统末端仍然安装两通调节阀。变频水泵的转速一般由最不利环路的末端压差变化来控制。2. 水泵与冷水机组的设置与连接方式 一一对应连接：设计中应优先考虑这种方式。其优点是各机组相互的影响较小，运行管理方便、合理。缺点是机房内实际管路布置相对复杂。通过母管连接：优点是管道布置整洁、有序。采用这种方式时，必须在每台冷水机组支路上增加电动蝶阀，才能保证冷水机组与水泵的一一对应运行。（多台水泵并联需设置旁通管）3.3.2 水系统方案的确定通过以上系统的对比分析(1)该工程系统选型如下：该建筑采用闭式系统，不与大气相接触，管路不易产生污垢和腐蚀，不需要克服系统静水压头，水泵耗电较小。同时也采用三管制异程、同程与异程结合的水平管、一次泵定流量系统来供应冷冻水，具有结构简单，初期投资小等特点。(2)本设计采用的是离心式冷水机组，机组以及水泵和其它设备都布置在地下层机房中，定压补水系统采用气压罐定压且布置在机房内。(3)冷却水：结合当地水源及气候条件，采用方形逆流式冷却塔。(4)冷凝水：根据本设计的特点，冷凝水采用就近排除，冷凝水管段的坡度为0.005，坡向水流方向。第4章 设备选择计算4.1 全空气系统全空气空调系统的设计应符合下列原则：(1) 除工艺特殊要求外，应采用单风管式系统； (2) 空调区允许采用较大送风温差或室内散湿量较大时，应采用一次回风系统； (3) 要求采用较小送风温差，且室内散湿量较小、相对湿度允许波动范围较大时，可采用二次回风系统； (4) 除温湿度波动范围要求严格的房间外，不宜在同一个空气处理系统中，同时有加热和冷却过程。4.1.1 送风量确定4.1.1.1 夏季空气处理过程本工程的中采用一次回风过程，使用露点送风，这样比较节能和合理。本工程的处理过程用鸿业8.0中的相关功能进行绘制。这里附相关截图。下面是970m2报告厅的夏季处理过程：w点为室外状态点，干球温度（）29.4，湿球温度（）26；焓(kj/kg.干空气)82.25；n点为室内状态点，干球温度（）26，湿球温度（）21；焓(kj/kg.干空气)62.834；c点为混合点，干球温度（）26.9，是球温度21.2; 焓(kj/kg.干空气)67.18；o点为送风状态点，干球温度（）16,湿球温度15.2焓(kj/kg.干空气)43。on为热湿比线，热湿比为20217 kj/kg，送风量18213 m3/h，新风量5801m3/h，回风量12411m3/h。 （1）确定夏季室内空气状态点n。根据夏季室内温度=25, 湿球温度（）18.6。确定室内空气状态点n，并查i-d图得到，室内焓值=53.76kj/kg，含湿量=11.1g/kg。（2）做热湿比线。根据计算出的室内冷负荷q=58kw，湿负荷：w=11g/s，计算热湿比，再通过n点做室内热湿比线。（3）确定送风状态点o。本系统拟采用表冷器作为降温去湿的空气处理设备，以空气处理到=90%的机器露点l与热湿比线相交，交点即为送风状态点o，由此求的机器露点（送风状态点）参数为: ，d0=11。（4）计算系统的总风量g。根据热量平衡关系，可得： （5）确定室外空气状态点w。根据夏季室外空调计算干球温度29.4，湿球温度26，确定室外空气状态点w，查i-d图得，。（6）确定混合状态点c。连接n点和c点，根据 计算得到c点：（7）计算所需冷量: 。4.1.1.2 冬季空气处理过程一次回风冬季空气处理过程，风量与夏季相同。如下图所示： 冬季采用夏季的送风量l为加热点：干球温度12.7，相对湿度度47%，焓值44.307kj/kg.w点为室外状态点，干球温度（）-7.2，湿球温度（）-8.5；焓(kj/kg.干空气)-4.2；n点为室内状态点，干球温度（）22湿球温度（）15；焓(kj/kg.干空气)43.3；c点为混合点，干球温度（）18，是球温度11。8; 焓(kj/kg.干空气)33.7；o点为送风状态点，干球温度（）23,湿球温度15.7焓(kj/kg.干空气)44.7（1）确定室内空气状态点n。根据冬季室内空气温度=22,相对湿度=50%。确定室内空气状态点n，并查i-d图得到，室内焓值=43kj/kg，含湿量=8.3g/kg。（2）做热湿比线。根据计算出的室内热负荷q=6930w，湿负荷：w=0g/s，计算热湿比再通过n点做室内热湿比线。（3）确定室外空气状态点w。根据冬季室外空调计算干球温度，相对湿度=63%，确定室外空气状态点w，查i-d图得，。（4）确定送风状态点o。由于冬夏季送风量相同，故冬季送风温度 ，。（5）确定混合状态点c。连接n点