[优秀毕业设计精品] 重庆某医院空调系统设计.doc

毕 业 设 计设计题目： 重庆某医院空调系统设计 学 生： 指导教师： 副教授 学 院： 土木工程学院 专 业： 建筑环境与设备工程2006级2班 2010年6月重庆某医院空调系统设计摘要本设计为重庆市武警医院住院楼的空调设计，本文介绍了高层建筑物空调设计的一般项目、设计方法和应注意问题。结合当地的自然条件，对本建筑空调系统做了尽可能合理的设计，同时考虑了医院建筑在洁净、消声等方面的特殊性。文章中还讲述了医院建筑空调系统设计的特殊性，在满足医院环境要求的情况下，尽量使系统合理、节省运行费用。本文重点介绍了建筑负荷的计算、空调形式和冷源、水系统、水力计算、建筑防排烟以及本工程的预算。本设计过程遵守国家相关规范，计算公式来自教材或者权威文献，设计数据准确可靠。关键词：医院空调设计；洁净空调；异程式；风机盘管加新风air conditioning design of a hospital in chongqingabstractthis design is the air conditioning design of armed police hospital building in chongqing city, and this article describes the general projects, design methods and problems that should be paid attention in high-rise buildings air conditioning. this air conditioning system is designed as reasonable as possible considering local natural conditions and hospital buildings particularity in cleaning and noise reduction. this article tells of the particularity of air conditioning of hospital buildings, and makes the system reasonable and the operating costs lower meeting the demands of hospital surroundings. this paper focuses on building load calculation, air conditioning form and cold source, water system, hydraulic calculation, smoke prevention and smoke evacuation, and the project budget. this design comply with relevant national standards strictly, with the formula coming from textbooks or authority literatures, and the design data is accurate and reliable.key words：air conditioning design of a hospital; air cleaning system; direct return system; fan-coil plus fresh air system目 录摘要abstract1 绪论11.1空气调节系统的组成11.2空气技术的进展11.3空调技术的前景及意义21.4空调设计的有关规范及标准21.4.1暖通空调工程制图标准21.4.2通用设计规范21.4.3常用各种标准代号的意义21.5本设计的主要内容22原始资料42.1基本资料42.1.1地理位置及气象资料42.1.2空调室内外设计参数42.1.3建筑围护结构资料42.1.4人员设备及其他情况42.1.5其他资料43空调负荷的计算63.1空调的冷负荷计算63.1.1围护结构传入室内热量形成的冷负荷63.1.2人体散热形成的冷负荷73.1.3照明设备散热形成的冷负荷73.1.4设备散热形成的冷负荷83.2空调的湿负荷计算83.2.1人体散湿量83.2.2水面散湿量83.3空调新风负荷的计算93.3.1室内空气品质93.3.2室内新风量93.3.3新风负荷计算93.3.4各项负荷汇总与小结104方案论证及设备选择114.1空调系统的种类114.1.1空调系统的分类114.1.2空调系统主要形式124.1.3空调方案的确定124.2空调设备的选择134.2.1散流器的选择计算134.2.2风机盘管的选择计算134.2.3新风机组的选择计算145 空调风管的计算155.1风道分类165.1.1按风道形状165.1.2按风道材料165.1.3按风道内的空气流速165.2风系统设计的要点165.3风道水力计算165.3.1风道水力计算的基本任务165.3.2矩形风道的沿程阻力的确定165.3.3局部阻力的确定165.3.4风道的水力计算176 气流组织196.1气流组织196.2气流组织的基本形式196.3空气调节房间送风口的选型的要求196.4空气分布计算196.4.1散流器的布置196.4.2散流器的型号和数量确定206.5本空调系统的主要组织形式206.6卫生间排风207 空调的冷源选择及计算217.1冷热水机组的主要类型及性能217.1.1冷热水机组的类型217.1.2冷热水机组性能特点217.2本空调系统冷源的选择227.3空调冷源的系统形式227.4冷热源设备机房设计228 空调水系统238.1空调水系统的形式及设计原则238.1.1空调水系统的形式238.1.2空调水系统的设计原则238.2空调水系统的设计与原则248.2.1管径及流量的确定248.2.2水管阻力248.3水泵扬程258.3.1冷冻水管路系统258.3.2冷却水管路系统258.4冷冻水系统的水力计算258.5空调水系统补水258.6冷却塔的选择268.7冷却水泵的选择268.8空调水系统辅助设备的选择278.8.1空调水系统的定压278.8.2补水的水处理278.8.3空调水系统的泄水和排气288.8.4分水器与集水器规格及支管间距的确定289 高层建筑的防排烟299.1排烟系统299.1.1自然排烟299.1.2机械排烟299.2机械防烟299.3本设计的防排烟系统设计309.4防烟系统和排烟系统的计算309.4.1防烟的设计计算309.4.2排烟的设计计算3010 空调系统的消声及减震3110.1系统噪声的来源3110.2空调系统中噪声的自然衰减3110.3空调系统的消声设施3110.4空调系统的减震设计3110.4.1常用的基础隔振材料或隔振器3210.4.2减震措施3211 工程经济3311.1直接费3311.2预算编制说明3311.2.1编制依据3311.2.2编制概况3312 结论34参考文献附录致谢毕业设计重庆某医院空调系统设计1 绪论1.1我国暖通空调现状随着我国改革开放的步伐加大，经济取得了迅猛的发展，相应的，人民的收入及生活水平也不断提高，人们对建筑的舒适性需求越来越高；同时，中国加入世贸组织后，与国外的联系日益密切，投资大量的涌入，加速了我国房地产业的发展势头。因而，空调系统对室内环境的调节作用受到越来越多的关注。空调系统的设计和安装也取得了非常广泛的发展。在我国，现代化的大型建筑中，如高层的住宅建筑、宾馆、商场、写字楼、商务中心等都广泛的安装了空调系统，一般采用集中式空调系统，通常称为中央空调系统。对空气的处理集中在专用的机房里，对处理空气用的冷源和热源，也有专门的冷冻站，锅炉房或室外热网。随着全球能源紧张和全球变暖，现在空调设计越来越重视节能与环保，各种节能技术和环保技术得到很大推广。1.2工程概况本工程为四川省重庆市武警医院住院楼空调系统设计。该医院住院地上共十三层，另有制冷机房位于半地下室，总建筑高度48.25米，总建筑面积19879.8平方米，其中半地下室为177.4平方米。该建筑为一类建筑，抗震设防烈度为7度，此楼为框架结构主，按一级耐火等级设防。值班室、办公室等一般场所，采用风机盘管加新风的空调系统形式；在病房采用净化风机盘管机组加新风系统；在手术室的辅助用房内采用立柜式净化空调器加新风系统；在手术室、层流室等对洁净有严格要求的场所采用风机净化单元系统，另设立柜式空调器和送新风系统。冬季空调系统热水采用医院的燃气锅炉房产生的热水经换热器后成为温度适合空调系统的的热水，满足冬季医院的采暖要求。1.3设计范围(1) 系统形式的确定，空气处理过程的确定(2) 冷负荷的计算和系统风量的确定(3) 空调设备包括冷水机组、组合式空气处理机、新风机、风机盘管、送风口、回风口的选型设计(4) 空调风系统设计，风管布置，气流组织设计(5) 制冷机房的设计(6) 冷却塔、水泵、膨胀水箱的选型及空调水系统设计(7) 空调施工图的设计222 设计原始资料2.1室外空气计算参数1四川省重庆市，纬度29.34经度103.45，海拔424.2m。夏季室外计算日平均温度28.9，相对湿度68，平均风速1.4m/s，大气压力95.65kpa，干球温度32.9，湿球温度26.6。冬季相对湿度85，平均风速0.8m/s，大气压力97.33kpa，室外计算干球温度2.3。2.2室内空气设计参数表2-1 室内空气参数表房间名称夏季冬季温度（）相对湿度（）温度（）相对湿度（）病房26552245急救手术室25502550手术室25502550恢复室26552255分娩室25552555婴儿室28552855药房26552245办公室265520452.3围护结构参数1011外墙为普通24砖墙，两面抹水泥砂浆，传热系数k为2.03w/()，窗户为单层普通玻璃塑钢窗，传热系数k为5.79w/()，有白色窗帘内遮阳，门为单层木门传热系数k为5.82 w/()，传热系数为屋面传热系数k为0.45w/() ，不考虑内墙和楼板传热。2.4室内人员设备情况表2-2 室内人员设备情况表房间名称人员密度（人/）集群系数灯光（w/）设备（w/）病房0.20.951110急救手术室0.40.940/手术室0.40.940/恢复室0.20.951110分娩室0.30.933015婴儿室0.40.951115药房0.20.951115办公室0.20.9511203 冷、热、湿负荷计算3.1概念空调区得热量包括通过围护结构传入的热量，透过外窗进入的太阳辐射热量，热体散热量，照明散热量，设备、器具、管道及其他内部热源的散热量，食物或物料的散热量，渗透空气带入的热量，伴随各种散湿过程产生的潜热量。空调冷负荷应根据上述各种得热量的种类、性质以及空调区的的蓄热特性，分别逐时转化计算，确定出各项冷负荷，不应将得热量直接视为冷负荷。热负荷是指在某一室外温度下，为了达到要求的室内温度供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量，它随着建筑物的失热量变化而变化。空调湿负荷由人体散湿量，渗透空气带入的湿量，化学反应过程的散湿量，各种潮湿表面、液面或液流的散湿量，食物或其他物料的散湿量，设备散湿量构成。3.2冷负荷计算2围护结构冷负荷计算分为两种方法：谐波反应法和冷负荷系数法，本次设计采用谐波反应法。3.2.1外墙和屋顶冷负荷clq=kft- （3-1）式中 计算时间，h； 围护结构表面受到周期为24小时谐性温度波作用，温度波传到内表面的时间延迟，h；-温度波的作用时间，即温度波作用于围护结构内表面的时间，h；k维护结构的传热系数，w/k；f围护结构计算面积，；t-作用时刻下，围护结构作用温差，简称负荷温差。3.2.2窗户冷负荷(1) 窗户瞬变传导得热形成的冷负荷 clqc=kft （3-2）式中 t计算时刻的负荷温差，； f窗户面积。(2) 窗户日射得热形成的冷负荷 clqj=xgxdcncsfjj （3-3）式中 xg窗的有效面积系数；单层钢窗0.85，双层钢窗0.75；单层木窗0.7，双层木窗0.6；xd地点修正系数；jj计算时刻时，透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负荷，简称负荷强度，w/；cn 窗内遮阳设施的遮阳系数；cn 窗玻璃的遮挡系数。3.2.3外门冷负荷外门冷负荷包括：外门瞬变传导得热形成的冷负荷；外门日射得热形成的冷负荷；热风侵入形成的冷负荷。外门瞬变传导得热形成的冷负荷计算方法同窗户瞬变传导得热形成的冷负荷，外门日射得热形成的冷负荷计算方法同窗户日射得热形成的冷负荷。热风侵入形成的冷负荷由于外门开启而渗入的空气量g按下式计算： g=nvmw （3-4）式中 vm 外门开启一次（包括出入各一次）的空气渗入量，/人次h； n每小时的人流量，人次/h； w室外空气密度，kg/。因室外空气进入室内而获得的热量，可按下式计算 q=g0.24（tw-tn） （3-5）式中 tw室外空气温度，； tn室内空气温度，。当空调房间内处于正压时，可不计由于门窗缝隙渗入的热湿量。本工程不计此项。3.2.4内墙、内窗、楼板冷负荷与不做空调系统的相邻房间温度小于3的内墙、内窗、楼板不计冷负荷，大于3的冷负荷采用稳定传热法。临室温度从空调设计手册查得。3.2.5地面冷负荷舒适型空气调节区，夏季可不计通过地面传热形成的冷负荷。工艺性空气调节区，有外墙时，宜计算距外墙2m范围内的地面传热形成的冷负荷，地面冷负荷采用地带法。3.2.6设备、照明和人体散热得热形成的冷负荷 clq=qjx-t （3-6）式中 q设备、照明和人体的得热，w；t设备投入使用的时刻或开灯时刻或人员进入的时刻，h；-t从设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻到计算时刻的时间，h；jx-t（je-t、jl-t、jp-t）-t时间的设备负荷强度系数，照明负荷强度系数，人体负荷强度系数 。本工程夏季空调总冷负荷1747.7kw。 本工程冷负荷计算书见附录1。3.3热负荷计算33.3.1围护结构耗热量围护结构的耗热量，应包括基本耗热量和附加耗热量(1) 围护结构的基本耗热量 q=afk(tn-tw) （3-7）式中 k围护结构的传热系数，w/；f围护结构面积，；tn冬季室内计算温度，； tw冬季空调室外计算温度，；a 围护结构温差修正系数。(2) 维护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量，应按其占基本耗热量的百分率确定。各项附加（或修正）百分率，宜按下列规定的数值选用：a 朝向修正率：北、东北、西北 010%东、西 -5%东南、西南 -10%-15%南 -15-30%a 风力附加率：建筑在不避风高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别突出的建筑物，垂直的外围护结构附加5%10%。c 外门附加率： 当建筑物的楼层数为n时： 一道门 65%n 两道门（有门斗） 80%n 一道门（有两个门斗） 60%n 公共建筑和工业建筑的主要入口 65%n3.3.2冷风渗透耗热量在风力和热压造成的室内外压差作用下，室外冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内，被加热后逸出。把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量，成为冷风渗透耗热量。缝隙法计算冷风渗入耗热量冷风渗透量 v=lln （3-8）式中 l每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，m/hm；l门窗缝隙的计算长度，m；n渗透空气量的朝向修正系数。冷风渗透耗热量 q2=0.278vwcp（tn-tw） （3-9）式中 l经门、窗缝隙渗入室内的总空气量，m/h； w室外计算温度下的空气密度，kg/m； cp冷空气定压比热，c=1kj/kg。3.3.3热压和风压对冷风渗透的影响 l0=ml （3-10）式中 l0位于高度h和任一朝向的门窗，在风压和热压共同作用下产生的单位缝长渗透风量，m/hm；l基准风速v0作用下的单位缝长渗透风量，m/hm；m考虑计算门窗所在的高度、朝向和热压差的存在而引入的风量综合修正系数，按式（3-11）确定。 m=ch(n+(1+c)b-1) （3-11）式中 ch 计算门窗中心线标高为h时的渗透空气量对于基准渗透量的高度修正系数；c作用在计算门窗上的有效热压差与有效风压差之比，简称压差比；b与门窗构造有关的特性常数。对木窗，b=0.56；对钢窗，b=0.67；对钢窗，b=0.78。 c=50 （3-12）式中 h计算门窗的中心线标高，m。（当h124621506.2.3系统补水(1) 空调水系统的小时泄漏量，一般为水系统的容量的1%；(2)空调水系统的补水点，宜设在循环水泵入口处水泵的扬程应比补水点的压力高35m，小时流量不小于系统水容量的4%5%；(3) 空调水系统的补水泵应设备用泵；6.3水系统管道保温、保冷6.3.1保温、保冷的目的(1) 减少系统的热损失和冷损失，既节省能量，又保证了输送的冷、热媒参数不偏离冷、热用户的要求；(2) 防止设备或管道的表面温度过高，而致人烫伤，或辐射强度过高对人体造成损害；(3) 防止设备或管道表面温度过低而导致结露，如蒸发器冷冻水管、寒冷地区的新风管道等都可能出现结露；6.3.2保温、保冷结构及材料保温保冷结构由防腐层、保温层和保护层组成。管道经受介质的内腐蚀和大气、土壤的外腐蚀，影响系统的正常运行和使用寿命，故需进行防腐保护。保温工作需要城市市政人员来做，本设计不涉及管道的保温设计。6.3.2保冷厚度计算原则(1) 为减少冷量损失，并防止外表面凝露的保冷工程，应按“经济厚度”的方法计算保冷厚度，并以热平衡法校验其外表面温度，该温度应高于环境空气的露点温度，否则须加厚重新计算，直到满足要求。(2) 为防止外表面凝露以及防冻伤需计算最外层的表面温度时，应采用表面温度法计算保冷层厚度。该温度应高于环境的露点温度，否则须加厚重新计算。(3) 以满足介质输送允许温升的条件，按热平衡方法计算。6.4水泵的选择选择水泵的水量和扬程均为计算值附加10%。冷冻水一次泵台数同冷水机组数量相同，二次泵有一台备用泵，热水泵和冷却水泵台数比冷水机组多一台，多出一台为备用泵。6.5冷却塔选择冷却塔选型须根据建筑物功能、周围环境条件、场地限制与平面布局等诸多因素综合考虑。对塔形和规格的选择还要考虑当地气象参数、冷却水量、冷却塔进出水温、水质以及噪声、散热和水雾对周围环境的影响，最后经技术经济比较确定。也就是说选择冷却塔时主要考虑热工指标、噪声指标和经济指标。冷却塔厂家会提供冷却塔的详细参数，选择时根据冷水机组的冷却水量和散热量来选择，冷却塔一般会有好几种工况下的参数，选择时要注意。7 建筑防排烟设计本建筑高度为48.5m，属于高层建筑。医院属于一类建筑，耐火等级为一级12。根据建筑设计防火规范，耐火等级为一级的建筑，防火分区最大允许建筑面积为250013。本工程每一层的面积都不足2500，故每一层为一个防火分区。防烟分区最大面积为500，设置排烟设施的走道和净高不超过6m的房间，要求划分防烟分区，不设排烟设施的房间（包括地下室）和走道，不划分防烟分区。本工程除走道外其他房间不设排烟，每层走道面积不足500，不设防烟分区。机械加压送风和机械排烟的风速，应符合下列规定：(1)采用金属风道时，不应大于20m / s。(2)采用内表面光滑的混泥土等非金属材料风道时，不应大于15m / s。(3)送风口的风速不应大于7m / s；排烟口的风速不应大于10m / s。7.1自然排烟设计13(1) 除建筑高度超过50m的一类公共建筑和建筑高度超过100m的居住建筑外，靠外墙的防烟楼梯间及其前室、消防电梯间前室和合用前室，宜采用自然排烟方式。(2) 采用自然排烟的开窗面积应符合下列规定：a、防烟楼梯间闪室、消防电梯间前室可开启外窗面积不应小于2.00，合用前室不应小于3.00。b、靠外墙的防烟楼梯间每五层内可开启外窗总面积之和不应小于2.00。c、长度不超过60m的内走道可开启外窗面积不应小于走道面积的2。d、需要排烟的房间可开启外窗面积不应小于该房间面积的2。e、净空高度小于12m的中庭可开启的天窗或高侧窗的面积不应小于该中庭地面积的5。(3) 防烟楼梯间前室或合用前室，利用敞开的阳台、凹廊或前室内有不同朝向的可开启外窗自然排烟时，该楼梯间可不设防烟措施。7.2机械防烟设计13(1) 下列部位应设置独立的机械加压送风的防烟设施：a、不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室。b、采用自然排烟措施的防烟楼梯间，其不具备自然排烟条件的前室。c、封闭避难层（间）。(2) 机械加压送风的防烟楼梯间和合用前室，宜分别独立设置送风系统，当必须共用一个系统时，应在通向合用前室的支风管上设置压差自动调节装置。(3) 高层建筑防烟楼梯间及其前室、合用前室和消防楼梯间前室的机械加压送风量应由计算确定，或按表7-1的规定确定。当计算值和本表不一致时，应按两者中较大值确定。本工程楼梯间负荷自然排烟规定，不做机械防烟。表7-1 防烟楼梯间及其合用前