毕业设计（论文）-武汉XX工商局大楼空调系统设计.docx

毕业设计题 目 武汉XX工商局大楼空调系统设计 学院名称 城市建设学院 指导教师 职 称 班 级 建环1201班 学 号 学生姓名 2016年6月1日摘 要本设计为武汉XX工商局大楼空调系统设计，该建筑系办公建筑，集对外办证、办公、会议为一体。本栋楼地下一层，地上十二层，由裙楼和塔楼两部分组成。地下一层主要为停车场、自行车车库、风机房、水泵房及配电机房，地上为办证大厅、会议室、办公室、接待室等。屋顶设制冷供热机房。本楼总建筑面积为8095.7m2，空调面积为6043.4m2，地上建筑总高47.4m，地下建筑总高-3.9m，夏季冷总负荷为940.3kW，冬季热负荷为802.2kW，夏季平均负荷指标为116.2W/m2，冬季平均负荷指标为99.1W/m2。制冷机组选用螺杆式冷水机组一台，冷冻水泵，冷却水泵各两台，一用一备。冬季供暖选用常压热水锅炉一台，热水泵两台，一用一备。整个系统分为东西两个区，全楼水系统均采用闭式双管异程式。根据各不同功能房间划分空调系统，办证大厅、会议室采用全空气一次回风系统，其他房间采用风机盘管加独立新风系统，新风处理到室内等焓点，气流组织采用侧送和上送上回方式。卫生间设机械排风系统，地下室、冷热源机房设防排烟系统。关键词：办公建筑；负荷计算；空调设计。ABSTRACTThis projection is the HVAC design for the WuHan Trade and Industry Bureau located in HuBei province, the architecture of office construction, which is made of one floors underground and 12 floors, is consists of skirt buildings and towers. One floor underground is used as car park, bicycle park, ventilator room, water pump house and switch room. Twelve floors ground is used as rush hall, meeting room, office, reception room. The top floors in the tower is made up of air-conditioned room. The architecture, 47.4 m tall on the ground and - 3.9 m high underground ， has 8095.7 m2 that includes area of 6043.4 m2 for air conditioning. Cooling load in summer is 940.3 KW, heating load is 802.2 KW in Winter. Average cooling load is 116.2 W/m2, average heating load is 99.1 W/m2. One refrigeration unit is chosen for the entire building with two frozen Water pump and cooling Water pump, one of two is for a case. In Winter, heating is obtained by boiler. The Whole system is divided into two areas. Water system is closed double tube With the different program In the building.According to different function room, there are two different air conditioning system. Rush hall, meeting room, adopts full air primary return air system, however other room adopt fan-coil unit With fresh air system independently Where fresh air is abstracted into the indoor enthalpy line points. Airflow organization including side sent and ceiling sent. Toilet set mechanical air exhaust system, smoke control system is sent in the basement, air-conditioned room.Key Word: Office building; load calculation; air conditioning design.III南华大学城市建设学院本科毕业设计目录摘 要IABSTRACTII第1章 工程概况11.1 建筑概况11.2 室外空调计算参数11.3 建筑结构热工参数11.4 室内空调设计参数2第2章 负荷计算42.1 冷负荷计算42.1.1 外墙和屋面逐时传热形成的冷负荷42.1.2 内围护结构冷负荷42.1.3 外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷42.1.4 透过玻璃窗的日射得热形成冷负荷的计算方法52.1.5 室内热源散热引起的冷负荷52.1.6 新风负荷72.1.7 湿负荷72.2 热负荷计算82.2.1 围护结构基本耗热量82.2.2 冬季新风负荷82.3 典型房间负荷计算举例92.4 负荷汇总10第3章 冷热源设计113.1 负荷特点113.2 空调冷热源方案比选113.3 制冷机组选型123.4 锅炉选型12第4章 空调系统设计144.1 空调系统方案144.2 风机盘管加独立新风系统处理计算144.2.1 风机盘管选型154.2.2 夏季风机盘管校核164.2.3 冬季风机盘管校核164.3 全空气处理系统174.4 新风机组选型18第5章 气流组织205.1 散流器计算原理205.2 散流器计算举例21第6章 空调风系统计算226.1 风系统水力计算原理226.2 全空气机组管道设计计算举例24第7章 空调水系统水力计算267.1 空调管路系统的设计267.2 冷水系统水力计算267.2.1 水平管水力计算277.2.2 立管水力计算29第8章 水泵及其他设备选择328.1 冷却塔选型328.2 循环水泵选型328.3 分集水器358.4 膨胀水箱36第9章 通风及防排烟设计379.1 地下车库的防排烟设计379.1.1 防火分区与防烟分区的划分379.1.2 防排烟系统的设计379.2 地下自行车库的防排烟设计389.3 设备房通风和排烟计算389.3.1 锅炉房通风设计389.3.2 制冷机房通风设计389.3.3 水泵机房通风设计389.3.4 配变电所的通风设计39第10章 消声、减振与保温设计4010.1 消声与隔声设计4010.2 减振设计4010.3 保温设计41参考文献42致 谢43附 录44VI第1章 工程概况1.1 建筑概况本建筑系办公建筑，位于湖北武汉，总建筑面积为8095.7m2，建筑总高47.4m。地上12层，地下1层，其中地上裙房部分（共三层）层高4.5米，地上标准层部分高为3.6米，地下层高3.9米。办公建筑地上一层进门处为内封闭式共享大厅（三层空高）以及办证大厅、办公室、接待室等区域组成；二层主要包括档案库、阅档室、会议室等功能；三层主要房间包括智能化中心、会议室、健身房等；四层至十一层主要包括行政办公、会议接待等功能；十二层主要为会议室及会议室附属机房、接待室休息厅等；地下一层包括停车库、配电房、水泵间、风机机房等附属机房；屋顶设有冷热源机房。1.2 室外空调计算参数查民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（GB50736-2012）1附录A.室外空气计算参数得湖北武汉气象参数，详见表 1-1。表 1-1湖北武汉室外空调计算参数纬 度3037夏季通风室外计算温度（）32.0经 度11408夏季通风室外计算相对湿度（%）67夏季室外大气压力（Pa）100210夏季室外平均风速（m/s)2.0夏季空调室外计算干球温度（）35.2冬季空气调节室外计算温度（）-2.6夏季空调室外计算湿球温度（）28.4冬季空气调节室外计算相对湿度（%）771.3 建筑结构热工参数建筑结构及门窗传热系数见Error! Reference source not found.表 1-2 建筑结构传热系数表结构类型传热系数W/(m2K)屋面0.72外墙10.91外墙20.84地面3.13外窗6.4外门4.81.4 室内空调设计参数查全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调动力2表1.2.2及民用建筑空调设计3表2-3、表2-8、表2-10可得室内空调设计参数、新风量，详见表 1-3，人员、设备、照明密度详见Error! Reference source not found.表 1-3 夏/冬季空调室内设计参数房间类型夏季冬季新风量 （m3/(ph)温度（）相对湿度（%）温度（）相对湿度（%）办证大厅、休息厅、共享大厅2665175030办公室2655204530接待室2655205030会议室2655175025活动室、健身房2655205030更衣室2655245030表 1-4 人员、照明、设备密度房间功能人员密度（m2/人）照明密度（W/m2）设备密度（W/m2）办证大厅、休息厅0.6305共享大厅0.6305办公室0.13013接待室0.5205中会议室0.33305大会议室0.78305活动室、健身房0.2200更衣室0.2200第2章 负荷计算2.1 冷负荷计算2.1.1 外墙和屋面逐时传热形成的冷负荷外墙和屋面的逐时冷负荷按（2.1）式计算：（2.1）式中：Qc() 外墙屋面的逐时冷负荷，W;A外墙或屋面的面积，m2；K外墙与屋面的传热系数，W/(m2)；tR室内计算温度，；tc()外墙或屋面的逐时冷负荷计算温度，可查民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（GB50736-2012）1附录H：夏季空调冷负荷简化计算方法系数表，得逐时冷负荷计算温度值及地点修正值。2.1.2 内围护结构冷负荷当邻室有一定的发热量时，通过空调房间的隔墙、楼板等内围护结构的温差传热而产生的冷负荷，可作为稳态传热计算，按式（2.2）计算：（2.2）式中：Ki内围护结构传热系数，W/(m2)；Ai内围护结构的面积，m2；to.m夏季空调室外计算日平均温度， ta附加温升，2.1.3 外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷在室外温差下，通过外玻璃窗的传热形成冷负荷按式（2.3）计算：（2.3）式中：Qc()外玻璃窗的逐时冷负荷，W;AW外窗玻璃传热系数，W/(m2)；kW窗口面积，m2； tc()外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，可由民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（GB50736-2012）1表H.0.2典型城市外窗传热逐时冷负荷计算温度查得。2.1.4 透过玻璃窗的日射得热形成冷负荷的计算方法 透过玻璃窗的日射得热形成的逐时冷负荷按式（2.4）计算：（2.4）式中：Qc()外玻璃窗的逐时冷负荷，W;Ca有效面积系数，双层钢窗有效系数取0.75；CS窗玻璃的遮阳系数，本设计中取0.86；Ci窗内遮阳设施的遮阳系数，本设计中取0.5；Djmax日射得热因素的最大值W/m2，根据不同朝向查民用建筑空调设计3表2-56；CLQ窗玻璃冷负荷系数，无因次，查民用建筑空调设计3表2-57表2-60。2.1.5 室内热源散热引起的冷负荷 室内热源散热主要有室内设备散热、照明散热和人体散热三部分。室内热源散热包括显热和潜热两部分。潜热散热一般成为瞬时冷负荷，潜热散热中以对流形式散出的热量成为瞬时冷负荷，而以辐射形式散发的热量则被周围围护结构吸收，然后再缓慢释放散出，形成滞后冷负荷。 人体散热形成的冷负荷人体散热与年龄、性别、衣着、劳动强度及环境条件（温、湿度等）等多种因素有关。一般采用冷负荷系数进行计算。 人体显热散热引起的冷负荷计算式见式（2.5）：（2.5）式中：Qc()人体显热散热形成的逐时冷负荷，W;qs不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W，查民用建筑空调设计3表2-66不同室温和劳动性质的成年男子显热散湿量、潜热散热量、全热散热量和散湿量可得；n室内全部人数；群集系数，查民用建筑空调设计3表2-67空调建筑物内的群集系数可得；CLQ人体显热散热冷负荷系数，查民用建筑空调设计3表2-68可得。 人体潜热散热引起的冷负荷计算见（2.6）：（2.6）式中：Qc()人体潜热散热形成的冷负荷，W；q1不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W；民用建筑空调设计1表2-66不同室温和劳动性质的成年男子显热散湿量、潜热散热量、全热散热量和散湿量可得；n、同式（2.5）；照明散热形成的冷负荷根据照明灯具的类型和安装方式不同，逐时冷负荷计算见（2.7）：（2.7）式中：Qc()灯光散热形成的逐时冷负荷，W;N照明灯具所需功率，kW;n1镇流器消耗功率系数，当荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取n1=1.2；当安装荧光灯镇流器装在顶棚内时，取n1=1.0；n2灯罩隔热系数，当荧光灯罩上不穿有小孔。课利用自然通风散热置于顶棚内，取n2=0.50.6；而荧光灯罩无通风孔则n2=0.60.8；CLQ照明散热冷负荷系数，计算时应注意其值为从开灯时刻算起到计算时刻的时间，查民用建筑空调设计3表2-65。 设备散热形成的冷负荷 设备和用具显热形成的冷负荷可按式（2.8)计算：（2.8）式中：Qc()设备和用具显热形成的冷负荷，W;QS设备和用具实际显热散热量，W;CLQ设备和用具显热散热冷负荷系数，可由民用建筑供暖通风与空气调节设计规范1查得。2.1.6 新风负荷 夏季，空调新风负荷按式（2.9)计算：（2.9）式中：Qc.o夏季新风冷负荷，kW；Mo新风量，kg/s；ho室外空气焓值，kJ/kg； hR室内空气的焓值，kJ/kg。2.1.7 湿负荷（1） 人体散湿量 人体散湿量可按式（2.10）计算：（2.10）式中：mw人体散湿量，kg/h；g成年男子的小时散湿量，g/h；n、同式（2.5）；（2） 食物散湿量形成的冷负荷本建筑不予考虑本部分。2.2 热负荷计算对于一般的民用建筑空调房间，室内保持正压，不计门窗缝隙渗入室内冷风消耗的热量，冬季房间热负荷即指围护结构的耗热量。采用简化计算的方式，参考民用建筑空调设计3。2.2.1 围护结构基本耗热量围护结构基本耗热量按式（2.11）计算：（2.11）式中：Q围护结构的基本耗热量形成的热负荷，W；围护结构的温差修正系数；F围护结构面积，； A围护结构的传热系数，W/（m2）；tR冬季采暖室内计算温度，；tW冬季采暖室外计算温度，。2.2.2 冬季新风负荷冬季新风量仍以夏季设计的最小新风量为准，新风热负荷的计算公式按式（2.12）：（2.12）式中：空调新风热负荷，kW；cp空气的定压比热，kJ/(kg)取1.005kJ/(kg)；tR冬季空调室外计算温度，；to冬季空调室内计算温度，。2.3 典型房间负荷计算举例以一楼101西办证大厅为例，其长宽如图2.1所示，高为4.5m。空调面积为256.75m2，夏季室外设计温度为35.2，湿球温度为28.4，室内设计温度为26，相对湿度65%，冬季室内设计温度为17，相对湿度50%，其各项负荷计算详见附录1、附录2、附录3。 夏季新风负荷计算：查焓湿图可知夏季室内空气焓值 为58.9kJ/kg，室外空气焓值为 图 2.1 101西办证大厅平面图 92.2kJ/kg，且室内最小新风量为30m3/(人h)，新风量为3026=780m3/h=0.26kg/s，根据式（2.9）计算新风负荷可知Qc.o=8658W。由附录3可知办公室最大冷负荷出现在16点，其值为20273W，因此总冷负荷为28931W，单位面积冷负荷为112.68W/m2。 夏季室内湿负荷为mw=0.001260.89=1.574kg/h。冬季新风负荷计算：根据式（2.13）计算新风负荷可知Qc.o=5120W。并由附录4 负荷汇总表可知冬季热负荷为15465.06W。总的热负荷为20585.06W，单位面积热负荷为80.18W/m2。2.4 负荷汇总全楼夏季最大冷负荷出现在15:00时，为940.34kW，冬季热负荷为802.02kW，夏季平均负荷指标为116W/m2，冬季平均负荷指标为99W/m2，汇总表见附录4。第3章 冷热源设计3.1 负荷特点本工程夏季24小时内冷负荷变化趋势如折线图3.1所示 ，最大冷负荷出现在15:00时，为940.34kW，冬季热负荷为802.02kW，空调建筑面积为6043.4m2，夏季平均负荷指标为116W/m2，冬季平均负荷指标为99W/m2。本栋办公建筑工作时间为夏季上午8:0012:00，下午15:0018:00，冬季上午8:0012:00，下午14:3017:30，会议室可能并不是全天开启，负荷变化范围在85%至100%之间，因而整栋建筑负荷在时间上可以基本是一致的，按照最大负荷计算值选择冷热源。根据该建筑冷负荷分布特点，可选一台机组。图 3.1 整栋楼负荷分布曲线3.2 空调冷热源方案比选空调冷热源方案的选择，主要考虑因素有设备的初投资、运行费用、技术方案的可行性、机组的可调节性和可操作性、节能环保性等。按实际情况可供选择的满足基本要求的冷热源方案及方案比较如下：方案一：溴化锂直燃机组方案二：螺杆冷水机组+燃气热水锅炉方案三：空气源热泵初投资：方案一初投资较高，方案三次之，方案二最少。运行费用：方案一适用于电价便宜的地区，此处运行费用较高，方案三次之，方案二最少。可行性：方案一采购方便，需有燃气供应；方案二适用于有燃气供应场所；方案三适于冬季温度零度以上地区，需考虑除霜问题。可调可操作性：方案一管理、操作复杂；方案二可调性良好；方案三利用电驱动，操作控制简便。节能环保性：方案一燃料燃烧排放烟气、省电不节能；方案二利用电驱动，同时燃料燃烧有烟气排放；方案三利用低品位能量，节能可持续。综合考虑选择方案二作为冷热源。3.3 制冷机组选型选用一台螺杆式冷水机组，其机组型号为：LSBLG1050，机组其他具体参数如表 3-1表 3-1 螺杆式冷水机组参数表制冷量1044kw输入功率229kw工作电压400V压缩机型式半封闭双螺杆压缩机数量2蒸发器型式干式壳管式水流量m/h179.5水压降kpa82接管尺寸DN200冷凝器型式壳管式水流量m/h218.9水压降kpa68接管尺寸DN125外形尺寸mm4220151021503.4 锅炉选型本次采用燃气常压热水锅炉，选定CWNS1.05-60/50-QT锅炉一台，其他具体参数如表 3-2表 3-2 热水锅炉参数表额定出水压力Mpa0.0 天然气耗量Nm/h118.6热功率Mpa1.05供气压力mmH2O400-2000额定进出口温度60 50工作电压 V380循环流量t/h90外形尺寸mm428020852716设计热效率%90.5进水口尺寸mmDN125锅炉净重t5.8出水口尺寸mmDN125锅炉水容量t2.2烟囱内径mm273第4章 空调系统设计4.1 空调系统方案本建筑主要的空调方式有全空气系统和风机盘管加独立新风系统，办公建筑空调房间多以单独办公室为主，建筑层高不高，各功能房间需要单独控制，办证大厅和会议室因人员较多、湿负荷较大，所以除办公室和会议室采用全空气系统以外，其余各房间采用风机盘管加独立新风系统。全空气系统除湿、除热能力大、节省空间且在室内人员过多冷负荷较大时可以调节新风量，保持室内舒适环境，其次在过渡季节时可采用全新风运行，降低运行成本，风机盘管加独立新风系统，控制灵活，能根据用户的需求灵活控制风机盘管的启停，适用于功能房间比较多的建筑。4.2 风机盘管加独立新风系统处理计算根据武汉气象参数和室内设计参数，确定室外状态点W和室内状态点N。新风机组处理到与室内状态点N的等焓线和相对湿度为90%的交点L处。通过线与相对湿度为90%的交点为送风状态点O。最后根据L和O点确定风机盘管的处理状态点M。夏季处理过程焓湿图如图4.1所示：图 4.1 风机盘管加独立新风空气处理过程4.2.1 风机盘管选型以202办公室为算例：此房间夏季室内冷负荷最大值为Q=5748.1W，湿负荷为W=0.556g/s，室内空气参数tN=26，；室外空气设计参数to=35.2，ts=28.4；房间所需新风量Mo=0.06kg/s。1）计算热湿比及房间送风量热湿比 （4.1）在i-d图上根据及确定N点；过N点做线与线相交，即得送风状态点O，则总送风量为：（4.2）2）计算风机盘管风量 （4.3）3）确定M点 （4.4） 由连接L、O两点并延长与相交得M点， 4）风机盘管供冷量全冷量 （4.5）显冷量 （4.6）5）根据以上计算参数，选用麦克维尔FP-85型风机盘管机组2台，中档风量为697m/h，全热4.635KW，显热3.345KW，可以满足条件。4.2.2 夏季风机盘管校核以202办公室为例进行校核。FP-85型风机盘管机组中档风量时全冷4635W，显热3345W，因此风机盘管处理过程的热湿比见式（4.7）：（4.7）式中：SHF风机盘管的平均显热比 风机盘管热湿比线见式（4.8）：（4.8）式中：FC风机盘管的热湿比线 4.2.3 冬季风机盘管校核冬季风机盘管处理过程如图4.2所示：图 4.2 冬季风机盘管加独立新风处理过程点W为室外空气状态点，干球温度为-2.3，相对湿度77%，点N为室内状态点，点L为新风处理到室内设计温度状态点，点M为室内回风经风机盘管处理后的状态点，O点为处理后的新风与回风的混合点。以101办证大厅为例，令冬季送风量等于夏季送风量，经校核计算，所选风机盘管的供热量能满足冬季供热需求。4.3 全空气处理系统本次设计办证大厅、共享大厅及大会议室采用全空气露点送风系统，空气处理过程如图4.3 ：图4.3 一次回风全空气处理过程以大会议室为例，室内全热冷负荷为87359.6 W，湿负荷为17.3g/s，室内空气设计温度为26，相对湿度为65%，室外干球温度tW=35.2，湿球温度ts=28.4，房间新风量为4075m/h，焓湿图如图4.3所示.1）热湿比（4.9） 2）在大气压力B=100210Pa的焓熵图上，通过N点做=5049.69kJ/kg的直线与18温度线（温差8）相交，其交点即送风状态S。3） 总送风量为：（4.10）4）新风量：a.按人均风量选择新风量：M w=人数25 m3/h人=4075 m/h；b.新风量按送风量的10%计算；M =15787.8810%=1578.79 m/h；所以取上述计算出新风量中的最大值作为系统的最小新风量ML=4075m/h5） 新风比：（4.11）6） 混合点（4.12）（4.13）8） 空调机组承担冷量：（4.14）式中：Qq全空气处理机组承担的全热量，kWMh送风量，kg/shH，hS混风状态点焓值和送风点焓值，kJ/kg。9）选型：根据以上计算，选择格力G-12空气处理机组2台，机组名义风量12000m/h，在该工况下制冷量为175.8kW。可以满足条件具体参数见下表 4-1。表 4-1 空气处理机组性能参数机组型号风量m/h制冷量kW机外余压Pa机组重量kg水流量t/h水阻力kPa机组尺寸长宽高G-1212000175.84005103.3712269112507604.4 新风机组选型对于风机盘管加新风系统中，新风需要经新风机处理到室内状态点的等焓点上，送入室内。故需要选择新风处理机组。新风机组所承担的显热负荷和全热负荷按式（4.15）（4.16）计算。（4.15）（4.16）式中：QX新风机组承担的显热量，kW；Qq新风机组承担的全热量，kW；M新风量，kg/s；tw，tL室外状态点温度和露点温度，；hw，hL室外状态点焓值和露点焓值，kJ/kg。以一楼为例，该新风机的新风负荷为32.48kW，总的新风量为1622.77 m/h。根据以上计算，选择开立DBFP3I新风机组1台。其处理风量为3000 m/h，标况下的名义制冷量为39.1kW，制热量为42.6kW，机组静压为280pa。第5章 气流组织送风口型式及其紊流系数的大小，对射流的发展及流型的形成都有直接影响。因此，在设计气流组织时，根据空调精度、气流型式、送风口安装位置以及建筑装修的艺术配合等方面的要求选择不同型式的送风口。 结合该建筑的功能特性，本建筑办公功能部分采用下送的送风方式，会议室、办证大厅及共享大厅等区域内均采用散流器顶送风，气流组织形式均为上送上回。根据实用供热空调设计手册4规定，对于舒适性空调，工作区风速夏季不应大于0.3m/s，冬季不应大于0.2m/s。5.1 散流器计算原理本设计中散流器均采用顶送方式，散流器送风气流分布计算，主要选用合适的散流器，使房间内风速满足设计要求。散流器的速度衰减方程为：（5.1）式中：x以散流器中心为起点的射流水平距离，m；vx在x处的最大风速，m/s；v0散流器出口风速，m/s；x0平送射流原点与散流器中心的距离，此处取0.07m；A散流器的有效流通面积，m2；K系数，此处取1.4。室内的平均风速m(m/s)与房间的大小、射流的射程有关，可按下式计算：（5.2）式中：L散流器服务区边长，m；H房间净高，m；r射流射程与边长L之比，因此rL即为射程，射程为散流器中心到风速为0.5m/s处的距离，通常把射程控制在房间边缘之75%。5.2 散流器计算举例以101西办证大厅为例计算。房间尺寸见图5.1，净高H=4.5m，送风量为10000m/h。1、确定送风形式：本区域采用上送侧回形式，送风为散流器平送。2、布置散流器，由于房间比较大，布置九个散流器，平均一个散流器覆盖28.5，送风量平均1111m/h。3、初选散流器选用300300mm的方型散流器，颈部面积为0.09m2，则颈部风速为：v=1000/(36000.09)=3.42m/s， 图5.1 101办证大厅示意图 实际出口面积为颈部面积的90%：A=0.040.9=0.036，散流器的出口流速。由公式（5.1）求射流末端速度为0.5m/s的射程为：x=1.95m。 由公式（5.2）求室内平均风速为：m=0.235m/s。 如果送冷风，则室内平均风速为0.287m/s，送热风时，室内平均风速为0.189m/s。所选散流器符合要求。 第6章 空调风系统计算6.1 风系统水力计算原理采用假定流速法进行水力计算。其步骤及方法如下：1、绘制系统轴测图，对各段风道进行编号、标注长度和风量；2、假定风道流速，根据民用建筑空调设计3中表7-4 民用建筑空调系统风速的选用可得知风道经济流速如表 6-1 空气管道内推荐风速所示：表 6-1 空气管道内推荐风速管道部位推荐风速（m/s）最大风速（m/s）住宅公共建筑工厂住宅公共建筑工厂风机吸入口3.5454.557风机出口586.5108128.57.5118.514主风道3.54.556.569465.586.511支风道334.5453.5546.559支管接出的风管2.533.543.2544658 3、根据各风道的风量和流速确定各管段的管径。根据流量、流速计算沿程阻力和局部阻力。沿程阻力和局部阻力计算方法如下：沿程阻力：在实际中，通常采用平均比摩阻Rm来计算沿程阻力，Pm=RmL(Pa)，（L：管段长度），其中风管的尺寸和平均比摩阻可根据假定流速由实用供热空调设计手册4表18-13 查得。也可由式（6.1）求得：1） 单位管长沿程阻力损失可用下式计算：（6.1） 式中：摩擦阻力系数； 空气密度，kg/m3； de风管当量直径，m。 而风管的阻力系数由雷诺数确定，雷诺数为：（6.2） （6.3） 式中：运动粘度； a、b风管断面的长、宽，mm。本工程选用镀锌钢板制风管，查得其当量粗糙度为K=0.15mm；查流体力学泵与风机（第五版）尼古拉兹粗糙管沿程损失系数表，其在紊流过渡区内，为简化计算，可使用阿里特苏里公式（6.4）进行计算：（6.4）进而由式7-1以及管道长度求得沿程阻力为:（6.5）2）沿程压力损失的简化计算根据实用供热设计空调设计手册1可知：在使用手算法或者用excel电子表格计算风管的沿程损失时，可考虑能够直接求解的简化计算公式。该近似公式适用于内壁绝对粗糙度为K=0.15mm的钢板风管。（6.6）（6.7） 3）局部阻力： （6.8）式中： Z局部构件的局部阻力，Pa； 局部阻力系数， 由局部阻力系数表查得； 动压，Pa； v管段内空气流速，m/s； 空气密度， kg/m3， 取1.2kg/m3。又初选的流速确定风管尺寸时，然后按照实际流速计算沿程阻力和局部阻力。最大阻力计算应该选择最不利环路进行计算；4、与最不利环路并联的管路的阻力平衡计算。一般的空调系统要求并联管路之间的不平衡率不超过15%。若超出上述规定，则可采取调整管径或风量以及加阀门的方法。6.2 全空气机组管道设计计算举例以12楼会议室全空气机组管道为例，如图6.1.1、选定最不利环路1-3-9-10。2、根据每根管道内的送风量及假定风速，确定风管的断面尺寸。本次设计风管采用矩形风管。（注：相同流量及长度的管道不再重复计算，表中也不一一列出）3、根据所求风管的断面尺寸求风管的实际流速。管段1-2：假定风速为3.5m/s，风 量为2000m/h，管长l=2.45m，则风管 图6.1 全空气机组管道示意图 截面积f=2000/(2.453600)=0.2268，故选择630250的管道，实际风速为2000/(0.630.323600)=3.53m/s，根据式（6.2）、（6.3）以及实际风速，可求得雷诺数为6.3104，由式（6.1）、（6.4）可求得Rm=0.82Pa/m，则该管道的摩擦阻力为Pm=Rml=0.822.45=2.01Pa。（2）局部阻力计算散流器取风口平均风速4.5m/s，则风口面积=2000/(36004.5)=0.123m2，取风口尺寸为350mm350mm，实际平均流速为4.61m/s。查得散流器的局部阻力系数为=1，对应得管内流速=4.61/0.9=5.11m/s（假定有效面积为90%）。多叶对开风量调节阀：按0时查得=0.52。矩形风管接垂直管段送风：=0.46。矩形分叉三通：=0.27。同理可计算其余管段的流速、管径、摩擦阻力与局部阻力。（3）支管阻力平衡计算管段1-3-9与管段4-8-9并联，故不平衡率为：由于该风系统所有支管相互对称，因此其不平衡率均与前者一致。（4）系统总阻力计算空气处理机组所提供的阻力满足最不利环路1-3-9-10的阻力之和即可，即为99.64Pa，其中考虑房间10Pa的正压以及回风口阻力。所选机组余压为160Pa，满足要求。第7章 空调水系统水力计算7.1 空调管路系统的设计此建筑为办公建筑，各种功能房间多且面积小，东西两区空调水系统虽然为异程式，但路线较短，较易平衡。该系统中管路不与大气接触，在系统的最高点设置膨胀水箱，系统所需的冷负荷由冷水机组供给，冬季空调负荷由锅炉供给，整个系统选用闭式双管系统，冷水、热水共同使用一套管路，系统简单，不需要克服静水压力。冷却水系统使用冷却塔循环冷却处理，冷却塔置于楼顶。7.2 冷水系统水力计算空调冷热水一般采用焊接钢管和无缝光管，当公称直径DN50mm时，采用普通焊接钢管；DN50mm，采用无缝钢管；DN250mm，采用螺旋焊接钢管。根据管内流量初选管径，然后查水管路计算图得管内流速和比摩阻。比摩阻一般控制在100600pa/m。 采用假定流速法进行水力计算。其步骤及方法如下。1、绘制系统轴测图，对各段水管进行编号、标注长度。2、计算管段的冷水流量G，可按式（7.1）计算； （7.1） 式中：G冷水流量，kg/s； qi计算管段的空调冷负荷，kW； t供回水温差，。 确定计算管段的冷水量时，可以根据管段所连接的末端设备的额定流量进行叠加。可先查民用建筑空调设计3表8-4，根据流量初定冷水供回水的管径DN。根据初定管径，结合民用建筑空调设计3表8-3，假定管段流速。3、根据流量以及管径，可按式（7.2）计算出冷水管道摩擦阻力。 （7.2）使管段比摩阻控制在100300Pa/m，最大不超过400Pa/m，调整管径在比摩阻范围内，进而确定管径与流速，并按照实际流速计算沿程阻力和局部阻力，两者之和即为总阻力。沿程阻力： （7.3）局部阻力：（7.4）式中：管段中总的局部阻力系数，局部阻力系数可查民用建筑空调设计3表8-5。最大阻力计算应该选择最不利环路进行计算。 4、计算管段的不平衡率。 （1）由于同程式水系统供回水主干管上阻力大致相同，不平衡率主要出现在末端设备阻力较大与较小者之间的差值，因此只需选择其末端阻力小的作为最利环路，阻力大者作为最不利环路进行阻力计算。 （2）异程式系统的不平衡率计算应选择最近和最远环路进行计算，不平衡率在15%30%可以加阀门调节；当不平衡率大于30%则选用同程式系统。 （3）管道不平衡率不得超过15%，若不平衡率超过不大可使用阀门调节，若不平衡率很大，应当调节管径。5、冷凝水管管径查实用供热空调设计手册4表26.5-14，根据冷负荷确定。7.2.1 水平管水力计算以一层西区系统为例进行计算，由图7.1可知，最不利环路为123456，其环路阻力为4009.62Pa；最利环路为76，其环路阻力为3566.62Pa；水力计算见表7-1。图7.1 一层西区水力计算简图第 32 页 共 73 页管段房 间全冷量供水管段冷量供水管段水量管段长度冷供回水管径管段流速动压单位长度摩擦阻力沿程阻力局部阻力系数局部阻力总阻力kWm/h10-4m3/smmmm/sPaPa/mPa构件PaPa12107 1/21.62 1.62 0.78 0.87 200.25 30.53 52.41 45.60 闸阀、过滤器、软接5.40 164.85 210.44 231073.24 3.24 1.55 2.08 200.49 122.11 188.93 392.98 三通0.10 12.21 405.19 34107+108+1095.70 8.94 4.28 9.00 320.53 141.66 125.07 1125.64 三通、变径管0.20 28.33 1153.97 45106-1106.56 15.50 7.42 7.84 400.59 174.36 116.74 915.22 三通0.10 17.44 932.66 561115.15 20.65 9.88 4.20 400.79 309.42 198.43 833.42 三通0.10 30.94 864