同济大学暖通毕业设计-上海市某办公楼空调系统（独立新风）设计说明书

上海市某办公楼空调系统（独立新风）设计说明书目 录1工程概况与设计思想11.1 工程概况11.2 建筑特点分析11.3 设计思想12负荷计算32.1 室外设计参数32.2 室内设计参数32.3 围护结构选取42.3.1 外墙和屋面42.3.2 外窗52.3.3 内墙和地板62.3.4 围护结构汇总62.4 负荷计算方法72.4.1 冷负荷72.4.2 热负荷92.4.3 冬季室内得热量说明102.5 负荷计算示例102.5.1 冷负荷计算112.5.2 热负荷计算142.5.3 鸿业负荷软件计算结果142.5.4 手工计算与鸿业负荷计算软件结果对比152.6 整栋建筑负荷汇总163全年动态负荷模拟173.1 输入参数173.1.1 围护结构173.1.2 室内空调参数173.2 模拟结果173.3 结果分析183.3.1 关于冬季冷负荷183.3.2 关于过渡季异常负荷193.3.3 与鸿业计算结果对比193.4 空调季203.5 负荷统计214新风热回收224.1 文献综述224.2 热回收可行性分析224.2.1 方法224.2.2 上海室外空气焓值234.2.3 设备选型234.2.4 设计工况下静态热回收率234.2.5 动态热回收技术经济分析245空气处理过程305.1 综述305.2 保冷计算315.2.1 防结露厚度325.2.2 经济厚度325.3 温升计算335.3.1 风机得热335.3.2 风管得热345.4 干盘管选型示例345.5 新风机组选型计算365.5.1 功能段365.5.2 表冷器计算375.6 计算结果汇总386冷热源方案对比396.1 可利用资源396.2 方案初选396.3 技术比较396.4 经济性比较406.4.1 评价方法406.4.2 地源热泵+冷却塔416.4.3 风冷热泵446.4.4 常规冷水机组+燃气锅炉466.4.5 直燃式溴化锂吸收式冷热水机组486.4.6 常规冷机+冰蓄冷+燃气锅炉496.4.7 冷热源方案确定527冷热源设计547.1 蓄冷率确定547.2 系统形式确定577.3 设备选型577.4 运行控制628风系统设计638.1 风管638.2 风机638.3 气流组织648.4 CFD模拟648.4.1 物理模型648.4.2 数学模型658.4.3 模拟结果668.5 BIM建模669水系统设计689.1 水系统形式689.1.1 干盘管水系统689.1.2 冰蓄冷系统689.2 空调冷热水温度与水力计算689.3 水泵6910通风及防排烟设计7310.1 通风7310.1.1 厕所7310.1.2 强弱电间7410.2 防排烟设计要点7410.3 机械防烟（加压送风）7610.3.1 综述7610.3.2 防烟楼梯间1 及其前室7710.3.3 防烟楼梯间27810.3.4 合用前室7910.4 机械排烟80参考文献811 工程概况与设计思想1.1 工程概况上海新华传媒创意园位于上海市普陀区延长中路801号，建有A、B、C三栋办公楼，其间办公室向外出租，园区水、电、燃气管网配套完整。本次设计的是其中的A座办公楼。该办公楼总建筑面积18730m2，设294间办公室、8间会议室；该建筑地上共10层，层高3.5m，无地下室。1.2 建筑特点分析该建筑属于传统的办公建筑，空间划分规整，层高适宜，内走道较为狭窄，不适宜布置尺寸过大的风管，因此不适合采用全空气系统，适合半集中式空调系统，即空气-水系统。设计地点位于一线城市，办公室人员密度较大，而人体的散湿是办公建筑潜热负荷的主要来源，因此该建筑潜热负荷占比较大。办公建筑是脑力劳动者聚集的地方，良好的空气品质不但会使工作人员感到舒适，而且还能防止流行性感冒等疾病在人群中传播，公共建筑节能设计规范中规定人均新风量应达到30m3/h而外窗多为不可开启，故需要设立独立的新风系统办公建筑不连续使用，上海对于民用建筑有峰谷电价的优惠政策，夜间（22:006:00）可考虑采用蓄冷技术节约空调系统运行费用1.3 设计思想根据建筑特点，本设计决定采用独立新风系统 (Deviated Outdoor Air System，简称DOAS)DOAS系统由美国宾夕法尼亚大学Stanley A. Mumma教授提出，该系统设计的两个基本原则是：1）采用独立新风系统来输送适宜的空气到室内，来处理所有的新风冷负荷和室内潜热负荷；2）依靠独立于新风系统的室内末端设备来处理剩余的显热负荷。结合该建筑的特点，本次设计采用DOAS系统的原因如下：1）室内末端设备在干工况下运行，防止滋生细菌，有利于提高室内空气品质，特别适合人员长时间逗留的场合，如本设计的办公建筑；2）办公建筑潜热负荷主要来自人体散湿，室内总新风量和总散湿量都和人员数量有关，故室内总新风量和总潜热负荷之间也有确定的比例关系，采用DOAS系统恰好可以利用这种特点去除室内潜热负荷，实现热湿分控；3）由于室内末端没有冷冻除湿的需求，所以其供水可以采用高温冷源处理，有较好的节能效果。在国内，DOAS系统的室内末端常常采用干式风机盘管，所谓干式，即不在风机盘管表面产生冷凝水，与常规风机盘管+新风系统相比，主要的不同在于重新分配了风机盘管和新风机组所承担的显热和潜热负荷比例DOAS系统对于潜热负荷的处理，目前较常用的是溶液除湿和冷冻除湿。前者相对后者而言，在节约能耗上具有更大优势，但通过业界资深专家了解到，目前国内溶液除湿机组的技术处于垄断阶段，定价权掌握在少数几家厂商手中，实际工程的使用率也不高；而冷冻除湿虽然节能性上略逊一筹，但在冷源形式，在冷源选取方面更为灵活，可以通过方案比较选择较为经济的冷源形式。综上所述，本设计采用冷冻除湿来处理潜热负荷。2 负荷计算122.1 室外设计参数本设计位于上海市，查民用建筑供暖通风与空气调节设计规范常见的做法是先写规范名称，之后跟上GB民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012 GB50736-2012附录，徐汇区室外空气参数如下：表 2.1 室外设计参数夏季参数冬季参数夏季大气压 Pa100540冬季大气压 Pa102540空调室外干球温度 34.4空调计算室外干球温度 -2.2空调室外湿球温度 27.9空调室外相对湿度 %75空调室外日平均温度 30.8室外平均风速 m/s2.62.2 室内设计参数参考JGJ-67-2006办公建筑设计规范表1.03，本设计定位为二类办公建筑。根据JGJ-67-2006办公建筑设计规范表6.4.1对室内允许噪声级的规定和7.2.2条文对室内主要空调指标规定，确定本设计的主要空调指标如下表：表2.2 室内空调设计参数夏季冬季新风量m3/（h*p）允许噪声级 dB温度 湿度 %温度 湿度 %普通办公室265018353050经理室265018353050财务室265018353050会议室265018351445依据实用供热空调设计手册第二版1547页表20.7-1，1554页表20.9-4 以及 GB50034-2013建筑照明设计标准表6.3.3，并且结合本建筑实际情况，确定人均面积指标、设备功率密度、照明功率密度如下：表 2.3 室内其他设计参数人均面积 (m2/人)照明功率密度 (W/ m2)设备功率密度 (W/ m2)普通办公室6820经理室813.513财务室613.513会议室2.585走廊5050本设计走廊、电梯厅不设置空调，理由如下：1） 走廊外围护面积很小，冷负荷主要来自于室内热源，经计算走廊的冷负荷指标只有约10 W/ m2；2） 走廊人员流动性大，停留的时间短；3） 另外考虑到走廊较狭窄（2.1m），若设置空调，会给风管布置带来难度；4） 走廊长度大，空调效果也很难保证；参考DGJ 08-107-2015上海市公共建筑节能设计标准附录E表E.0.4-4、表E.0.4-6和表E.0.4-8推荐人员逐时在室率、照明开关时间表、设备逐时使用率，如下图，其中人员逐时在室率和照明开关率相同。图 2.1 内扰参数逐时变化2.3 围护结构选取2.3.1 外墙和屋面依据DGJ 08-107-2015上海市公共建筑节能设计标准表3.3.1-1 和GB50189-2015公共建筑节能设计标准表3.3.1-4对甲类建筑围护结构传热系数限值的规定，屋面的传热系数应小于等于0.5 W/(m2)，外墙的传热系数应小于等于0.8 W/(m2).查实用供热空调设计手册第二版245页表4.2-25保温外墙的热工指标，选择序号3的保温外墙，传热系数K=0.65 W/(m2)，传热衰减为0.24，传热延迟为8.5h，总热惰性D=2.98。查实用供热空调设计手册第二版249页表4.2-27屋面热工指标，选择序号3的屋面，传热系数K=0.37 W/(m2)，传热衰减为0.24，传热延迟为8.8h，总热惰性D=3.62。 2.3.2 外窗A. 外窗基本要求经计算，本次设计建筑的东北、西北和西南三面窗墙比均为0.42，东南无外窗依据DGJ 08-107-2015上海市公共建筑节能设计标准表3.3.1-1对甲类建筑外窗传热系数和夏季综合遮阳系数限值的规定，当单一立面窗墙比在0.40.5之间时，外窗的传热系数K2.0 W/(m2)，东、南、西向的夏季综合遮阳系数SCw0.35，北向SCw0.45。而GB50189-2015公共建筑节能设计标准表3.3.1-4对玻璃的太阳得热系数SHGC限值有规定，当单一立面窗墙比在0.40.5之间时，东、南、西向的太阳得热系数SHGC0.35，北向SHGC0.40.同时，依据DGJ 08-107-2015上海市公共建筑节能设计标准3.2.3条文规定，甲类建筑单一立面窗墙比大于等于0.40时，玻璃的可见光透射比不应小于0.40。另外，根据GB50189-2015公共建筑节能设计标准3.2.5条文规定，夏热冬冷地区各朝向外窗均应采取遮阳措施。B. 玻璃选择林宪德在绿色建筑144页指出，南方节能的秘诀在于玻璃的遮阳性能，在上海采用反射玻璃或low-e玻璃就是最有效的节能对策。双层玻璃对遮阳效益并无帮助，但具有良好的隔音效果。高反射玻璃虽然节能效益最佳，但会增加照明用电，产生反射光危害。所以，结合前述设计标准对外窗的要求，考虑到玻璃的遮阳性能和办公场所的隔音需求，查实用供热空调设计手册第二版234页表4.2-7提供的常用Low-E中空玻璃的主要参数，选择双银Low-E中空玻璃，组成为6+12A+6（充空气），膜代号为CED13-58S/TS，可见光透射比为Tr=0.52，玻璃中部传热系数K=1.69 W/(m2)，遮阳系数为SC=0.37，各项指标均符合前述要求。校核玻璃的太阳得热系数SHGC=SC x 0.87=0.37x0.87=0.32，符合GB50189-2015公共建筑节能设计标准表3.3.1-4要求C. 窗框选择窗框材料选用塑料，窗框比为30%，查实用供热空调设计手册第二版1536页表20.4-2，窗框修正系数a=1.02。所以整樘窗的传热系数K=1.02x1.69=1.72 W/(m2)D. 遮阳设置内遮阳，查实用供热空调设计手册第二版1546页表20.5-4，选择白色活动塑料百叶，内遮阳系数为0.60.根据DGJ 08-107-2015上海市公共建筑节能设计标准第3.3.1条，外窗夏季综合遮阳系数SCw=外窗遮阳系数SW 外遮阳系数SD x 其他遮阳的遮阳系数; SW=玻璃遮阳系数SC x 窗框系数。塑料窗框的窗框系数为0.7，所以外窗遮阳系数SW=0.37x0.7=0.259，综合遮阳系数SCw=0.259x1x0.6=0.16，可见由于选用的玻璃遮阳性能较好，即使不设置任何遮阳措施，该外窗的遮阳系数已符合DGJ 08-107-2015上海市公共建筑节能设计标准表3.3.1-1的要求，但为了进一步降低建筑能耗，采用不影响建筑外观的内遮阳措施，不设置外遮阳。2.3.3 内墙和地板依据DGJ 08-107-2015上海市公共建筑节能设计标准表3.3.1-1 和GB50189-2015公共建筑节能设计标准表3.3.1-4对甲类建筑围护结构传热系数限值的规定，供暖空调房间和非供暖空调房间之间的隔墙和楼板的传热系数应小于等于2.0.查空气调节第四版附录2-9表3，选择序号1的内墙，传热系数K=1.76 W/(m2)，放热衰减倍数Vf=2.0。查空气调节第四版附录2-9表4，选择序号3的楼板，传热系数K=1.82 W/(m2)，放热衰减倍数Vf=1.3。根据楼板和内墙放热衰减倍数对房间进行分类表 2.4 房间类型围护结构放热衰减倍数Vf内墙地板轻型1.21.4中型1.31.91.51.9重型2.02.0地板的放热衰减倍数为1.3，属于轻型；内墙的放热衰减倍数为2.0，属于重型。根据实用供热空调设计手册第二版P1522，“如果楼板和内墙分别属于轻、重两个类型，则视该房间为中型”，故本设计的房间类型为中型。2.3.4 围护结构汇总表 1.5 围护结构汇总KW/m2Kh材质来源外墙0.650.248.5水泥砂浆20mm、钢筋混凝土200mm、EPS板50mm、水泥砂浆20mm实用供热空调设计手册第二版屋面0.370.248.8钢筋混凝土30mm、挤塑聚苯板70mm、防水层5mm、厚水泥砂浆找平层20mm、水泥炉渣100mm、钢筋混凝土屋面板120mm、水泥砂浆25mm实用供热空调设计手册第二版层间楼板1.820.558.72面层、钢筋混凝土楼板、吊顶空间、钢板网抹灰、油漆空气调节内墙1.760.289水泥砂浆10mm、保温砂浆20mm、混凝土多孔砖墙190mm、水泥砂浆20mm空气调节外窗1.7210.56+12A+6双银Low-E中空玻璃，塑料窗框，窗框比30%，窗框修正系数1.02实用供热空调设计手册第二版2.4 负荷计算方法2.4.1 冷负荷A. 外墙、屋面的传热冷负荷外墙、屋面传热形成的计算时刻冷负荷Q(W)按照下式计算Q=KF(t-+-tn) (2.1)式中：K传热系数，W/(m2)；F计算面积，m2；计算时刻，h；-温度波作用时刻，h；t-作用时刻下的冷负荷计算温度，参照实用供热空调设计手册第二版表20.3-1和表20.3-2，；负荷温度的地点修正值，本设计位于上海，取0即可；tn室内计算温度，；B. 外窗的温差传热冷负荷通过外窗形成的计算时刻温差传热冷负荷可按下式计算Q=aKF(t+-tn) （2.2）式中：K窗玻璃的传热系数，W/(m2)，本设计为1.69；t计算时刻下的冷负荷温度，参照实用供热空调设计手册第二版1534页表20.4-1，；地点修正系数，本设计位于上海，取0即可；a窗框修正系数，查实用供热空调设计手册第二版1536页表20.4-2，本设计取1.02；C. 外窗的太阳辐射冷负荷外窗只有内遮阳设施的太阳辐射冷负荷按下式计算Q=FXgXdXzJn （2.3）式中： Xz内遮阳系数，本设计为0.6；Xg窗的构造修正系数，查实用供热空调设计手册第二版1536页表20.5-1，本设计取0.31；Xd地点修正系数，本设计位于上海市，取1即可；Jn计算时刻下，透过有内遮阳设施窗玻璃太阳辐射的冷辐射强度，参照1543页表20.5-3；D. 内围护结构的传热冷负荷走道、电梯厅等存在一定发热量的空间，通过空调房间内墙、间层楼板等内围护结构传热形成的冷负荷，按下式计算：Q=KF(twp+tls-tn) （2.4）式中：tls邻室温升，查实用供热空调设计手册第二版1547页表20.6-1，本设计为0；twp夏季室外空调计算日平均温度，本设计上海市为30.8；E. 人体显热冷负荷人体显热散热形成的冷负荷按下式计算：Q=nq1X-T （2.5）式中：n计算时刻空调区总人数，根据空调区面积和实用供热空调设计手册第二版1547页表20.7-1给出的办公建筑人均面积指标计算；q1一名成年男子的显热散热量，参照实用供热空调设计手册第二版1548页表20.7-3，本设计是办公建筑，故劳动强度为极轻，且室内设计温度为26，查得显热散热量为61W；群集系数；计算时刻，h；T人员进入空调区时刻，h；-T从人员进入空调区时刻到计算时刻持续的时间，h；X-T -T时刻人体显热散热冷负荷系数，参照实用供热空调设计手册第二版1548页表20.7-4；F. 灯具冷负荷本设计采用的灯具为镇流器在空调区之外的荧光灯，荧光灯散热形成的冷负荷按下式计算：Q=n1NX-T （2.6）式中：n1同时使用系数；N灯具安装功率，按照空调区使用面积和照明功率密度计算；计算时刻，h；T开灯时刻，h；-T从开灯时刻到计算时刻持续的时间，h；X-T -T时刻灯具散热冷负荷系数，参照实用供热空调设计手册第二版1551页表20.8-2；G. 设备显热冷负荷办公设备散热形成的冷负荷按下式计算：Q=qsX-T （2.7）式中：qs设备显热散热量，按照空调区使用面积和设备功率密度计算；计算时刻，h；T开灯时刻，h；-T从开灯时刻到计算时刻持续的时间，h；X-T -T时刻设备散热冷负荷系数，参照实用供热空调设计手册第二版1555页表20.9-5；H. 人体散湿量和潜热冷负荷人体散湿量按下式计算:D=0.001ng （2.8）式中：群集系数；n计算时刻空调区的总人数；g一名成年男子小时散湿量，参照实用供热空调设计手册第二版1548页表20.7-3，查得散湿量为109 g/h；人体散湿形成的潜热冷负荷按下式计算：Q=nq2 （2.9）式中：q2一名成年男子小时潜热散热量，参照实用供热空调设计手册第二版1548页表20.7-3，查得潜热散热量为73W；2.4.2 热负荷A. 围护结构基本耗热量Qj计算：（1）外墙和屋面Qj=KF(tn-tw)a（2.10）式中 tw空调冬季室外干球温度，； a温差修正系数；（2）地面传热围护物为贴土非保温地面，其温差传热量Qj.d按下式计算：Qj.d=Kpj.dFd(tn-tw) （2.11）式中 Kpj.d贴土非保温地面的平均传热系数，查参照实用供热空调设计手册第二版304页表5.1-2和5.1-3； Fd温差修正系数房间地面总面积，m2；B. 附加耗热量Q1=Qj(1+ch+f+lang+m)(1+fg)(1+jan) （2.12）式中各项取值如下：朝向修正ch：东北、西北取10%，东南、西南取-15%；风力修正f：本设计并不是位于旷野、海边，不需要修正；两面外墙修正lang：取5%；窗墙比过大修正m：本设计窗墙比为0.42，窗墙面积比为0.72:1，故不需要修正；房高修正fg：本设计层高3.5m，房间净高小于4m，故不需要修正；间歇修正jan：本设计仅白天使用，故取20%；C. 冷风渗透耗热量本设计空调送风量是排风量的1.1倍，室内维持正压，故不必考虑冷风渗透耗热量。D. 冷风侵入耗热量Q3本设计属于多层建筑，单层外门，短时间开启，故Q3=Q1.m65N%=Q1.m585%2.4.3 冬季室内得热量说明根据GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范5.2.1条文说明，本设计中冬季室内有人体、设备得热量，但考虑到此类负荷不稳定，将这部分冷负荷作为安全余量，不扣除。另外，本设计冬季空调设计温度较低，为18，这部分得热量在冬季会使室内温度稍有提高，对于人来说是更加舒适的。2.5 负荷计算示例图 1.2 典型房间图该办公室位于4层，有一面外墙，朝向为东北，上有外窗；三面内墙，左右为空调房间，另一面与非空调区域走廊相邻；该房间上下均为空调房间。房间类型为中型。2.5.1 冷负荷计算A. 东北外墙传热冷负荷表 2.6 东北外墙传热冷负荷计算时刻7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 t -35353434343434343535363636K0.65F20CLQ115115102102102102102102115115128128128B. 东北外窗冷负荷内遮阳系数xz=0.6，窗构造修正系数xg=0.31，地点修正系数xd=1；窗框修正系数a=1.02；表 2.7 东北外窗冷负荷计算时刻7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 J2432862782271771661611531421241047851t 29303131323333333434333333a1.02K1.69F10.05xz*xg*xd0.186CLQ506604606511435432422407404370316267217C. 内墙冷负荷由于左右为空调房间，且设计参数相同，不考虑传热，只考虑与走廊的传热。表 2.8 内墙冷负荷计算时刻7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 twp30.830.830.830.830.830.830.830.830.830.830.830.830.8F20K1.76内墙冷负荷169169169169169169169169169169169169169D. 人体显热冷负荷群集系数取0.93，人员密度为4 m2/人，人体显热散热量为61W。表 2.9 人体显热冷负荷计算时刻7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 JP -T0.520.710.770.810.840.870.890.910.920.930.940.950.96逐时在室率0.10.50.90.90.950.80.80.950.950.950.950.30.3Q911显热冷负荷47 323 631 664 727 634 649 788 796 805 814 260 262 E. 照明冷负荷镇流器在空调区外的荧光灯，照明功率密度为8 W/ m2。表 2.10 照明冷负荷计算时刻7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 JL -T0.420.620.70.750.790.830.860.880.90.910.920.930.94照明开关率0.10.50.90.90.950.80.80.950.950.950.950.30.3Q759CLQ32235478512570504522634649656663212214F. 设备冷负荷照明功率密度为20 W/ m2。表 2.11 设备冷负荷计算时刻7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 JE -T0.780.880.90.920.930.940.950.960.970.970.970.980.98同时使用率0.10.50.90.90.950.80.80.950.950.950.950.30.3Q1897CLQ148835153715711676142714421730174817481748558558G. 潜热冷负荷群集系数取0.89，人员密度为6m2/人，人体潜热散热量为73W。表 2.12 潜热冷负荷计算时刻78910111213141516171819逐时在室率0.10.50.90.90.950.80.80.950.950.950.950.30.3潜热散热量1091潜热冷负荷10954698298210368738731036103610361036327483H. 湿负荷人体散湿量为109 g/h。表 2.13 湿负荷计算时刻7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 逐时在室率0.10.50.90.90.950.80.80.950.950.950.950.30.3散湿量kg/h1.630湿负荷kg/h0.16 0.82 1.47 1.47 1.55 1.30 1.30 1.55 1.55 1.55 1.55 0.49 0.49 I. 负荷汇总表 2.14 负荷汇总计算时刻78910111213141516171819东北外墙冷负荷115115102102102102102102115115128128128东北外窗冷负荷506604606511435432422407404370316267217内墙冷负荷169169169169169169169169169169169169169人体显热冷负荷47323631664727634649788796805814260262照明冷负荷32235478512570504522634649656663212214设备冷负荷148835153715711676142714421730174817481748558558显热负荷1017228135233529367932683306383038813863383815941548潜热负荷10954698298210368738731036103610361036327483全热负荷1126282745054511471541414179486649174899487419212031湿负荷kg/h0.160.821.471.471.551.31.31.551.551.551.550.490.49最大冷负荷为4917W，出现在下午15:00。2.5.2 热负荷计算此房间没有外门，不考虑冷风侵入耗热量，热负荷主要是围护结构耗热量。表 2.15 热负荷计算表名称及方向面积传热系数室内计算温度空调室外计算温度温差修正系数基本耗热量朝向修正1+Xcn+Xf+Xliang+ Xm%修正后耗热量间歇供暖修正围护结构耗热量FKtntwaQ1jXch %QXjan%Q1东北外墙19.70.6518-2.212591011028520341东北外窗10.051.7218-2.213491011038420461内墙19.71.7618-2.20.749001004900490热负荷为1292 W/ m2。2.5.3 鸿业负荷软件计算结果A. 设计日逐时冷负荷表 2.16 设计日逐时冷负荷时间78910111213141516171819人体172752148816261651146014331649169717091718822649设备177777152616501674147314501674171717281737804651灯光61195428565592568541588635646655483314外墙东北107104103106112119126131136139142144146外窗东北659712653509397329342340327295260213150内墙167167167167167167167167167167167167167显热1241219633933651362132983241357737073712370723261770潜热102511972972972818818972972972972307307全热1343270743654623459341164059454946794684467926332077湿负荷0.1530.7641.4511.4511.4511.2221.2221.4511.4511.4511.4510.4580.458最大冷负荷为5658W，出现在下午16:00B. 设计日热负荷表 2.17 设计日热负荷外墙东北总热负荷基本耗热量附加耗热量耗热量朝向修正系数朝向修正值风力修正系数风力修正值高度修正系数高度修正值342259833420.1260000外窗东北总热负荷基本耗热量附加耗热量耗热量朝向修正系数朝向修正值风力修正系数风力修正值高度修正系数高度修正值冷风渗透量(m3/h)冷风渗透耗热量4533431104530.134000000内墙总热负荷基本耗热量附加耗热量耗热量户间传热负荷49149104910总热负荷1286热负荷为1286W2.5.4 手工计算与鸿业负荷计算软件结果对比图 2.3 负荷计算结果对比手算和软件计算相比，冷负荷偏差率为4.7%，热负荷偏差率为0.4%。两者的误差在可接受的范围内，说明计算方法和计算结果是可信的，本设计以鸿业计算结果为准。2.6 整栋建筑负荷汇总表 2.18 整栋建筑冷负荷汇总空调面积(m2)夏季总冷负荷最大时刻 (h)夏季总冷负荷 (W)夏季室内冷负荷(W)夏季室内湿负荷(g/h)夏季新风量(m3)夏季新风冷负荷(W)夏季单位面积冷负荷 (W/m2)1454516:00149606972441822871299771651103表 2.19 整栋建筑热负荷汇总空调面积(m2)冬季空调总热负荷(W)冬季空调室内热负荷(W)冬季新风量(m3)冬季新风热负荷(W)冬季单位面积热负荷(W/ m2)14545 822016174216 71314647801573 全年动态负荷模拟33.1 输入参数3.1.1 围护结构由于DeST的围护结构管理器中没有本设计选定的围护结构，故需自己新增围护结构，从材质库中选取所需材料，通过改变其厚度，使其整体传热系数与设定值接近。由于本设计没有设置外遮阳，仅设置了内遮阳，故只需在对各个房间设置时选择“百叶窗帘”，遮阳系数与前述一致，为0.6.3.1.2 室内空调参数DeST默认的室内设计温度和湿度都是一个区间，例如温度保持在25-27，但为了使模拟计算结果和手算结果有可比性，本设计将室温上限和下限设定为同一个值。DeST设置内扰参数时，一个重要的步骤就是要设置其作息，所谓作息即人员在室率，照明开关率和设备同时使用率等，与前述保持一致。下图为人员作息图 3.1 人员作息设定3.2 模拟结果图 3.2 全年动态负荷模拟结果3.3 结果分析3.3.1 关于冬季冷负荷从图中可以看出，在供暖季有冷热负荷共存，为了分析其原因，选取了5层东北朝向某个房间对其在冬季某一天的负荷变化进行分析。图 3.3 某房间冬季一天的负荷变化可以看出DeST计算逻辑是这样的，冬天房间空调刚开启时需要供热，但随着人员、设备、照明等室内热源不断散热，室内负荷类型逐渐变成冷负荷，所以会在整栋建筑的全年动态负荷图上出现“冷热共存”的现象。但在前述冬季热负荷计算时，是不考虑室内热源散热的，把这部分当成安全余量，为了前后保持一致，在DeST将人员、设备、照明散热设为0，模拟计算出热负荷如下图 3.4 修正后的冬季热负荷3.3.2 关于过渡季异常负荷从图中可以看到过渡季有负荷突变的情况，原因有二：其一是过渡季室内设计参数变化，室内焓值突变，造成室内外焓差突变，所以负荷会突变；其二是通过比对DeST导出的天气文件，发现与室外干球温度和太阳逐时辐射量的突变也有关系。例如3.25-4.15突变集中的这20天，室外干球温度的峰谷与太阳辐射量的峰谷时间吻合，造成冷热负荷突变。3.3.3 与鸿业计算结果对比在计算冷负荷时，室外干球温度是按照历年平均不保证50h取定的，即按温度从高到低排序，取第51小时的干球温度作为室外设计温度。所以在与鸿业计算结果作对比时，应将DeST模拟出的冷负荷取不保证50h的数据进行比较。这个在讲ppt时可以不强调，因为周翔老师问过清华的人，说好像不用取第50个小时，直接用最大的比较，具体原因也没太说清冬季室外计算温度是按不保证一天的平均温度取的，由于不方便确定，故直接取DeST模拟出的冬季最大热负荷与鸿业进行对比。图 3.5 DeST与鸿业计算结果对比DeST与鸿业计算的设计冷负荷误差率为2.9%。设计热负荷误差率为3.8%，可见模拟结果比较可信，由于我们模拟全年动态的目的是获知部分负荷分布规律，那么这些误差的影响在可接受范围内，冷热源总容量仍根据鸿业计算结果来确定。3.4 空调季通常的季节划分6-8月为夏季，12-2月为冬季，这种划分方法比较粗糙，没有考虑到各地气象特征的独特性。根据气候季节划分后面加参考文献信息，夏季为日平均气温或滑动平均气温大于等于22，冬季为日平均气温或滑动平均气温小于10，依照此法确定供冷季、过渡季和供暖季。图 3.6 全年日平均温度变化通过分析DeST生成的室外气象参数，发现4月29日日平均温度首次超过22，达到24.5，日最高温度更是达到了31.1，此后连续几天日平均温度虽有所浮动，但日最高气温都较高，故将4月29日作为供冷季的起点，其余日期的确定均按此法，不再一一赘述。表 3.1空调季时段划分供冷季供热季过渡季时间段4.29-10.1611.26-3.223.23-4.2810.17-11.25天数171117773.5 负荷统计图 3.7 冷负荷分段统计图 3.8 热负荷分段统计在统计负荷时，只统计了工作时间段的负荷，即每天早上7点到晚上7点的负荷，没有统计夜间负荷，所以不会出现常见的低负荷频段过高的情况，较为合理。4 新风热回收44.1 文献综述公共建筑节能设计标准加标准号第4.3.6条指出“新风量不小于5000m3/h，且新风和排风温差不小于8的空调系统，宜设置排风能量回收装置”第4.3.7条指出：1）排风量和新风量比值宜在0.751.33之间；2）排风热回收装置的交换效率应满足表 4.1 排风热回收装置交换效率3）需全年运行的空调系统热回收装置，应设旁通风管上海地区空调系统排风热回收节能效果探讨加参考文献信息一文指出：上海位于北亚热带东亚季风盛行地区，常年受到海洋性气候影响，夏季室外干球温度高，相对湿度大，可供回收的热量中潜热比重很大，利用全热回收装置更为有利。张野在关于排风热回收节能量计算的一个问题同上中指出：排风热回收是有代价的，增加了通风阻力，因此会增加新风和排风机的电耗，有的还会增加设备本身的电耗（转轮热回收），民用建筑新排风温差或焓差有限，随着季节变化，很多时间不能回收热量，但风机电耗全年都会增加，因此在采用热回收装置时要考虑全年能耗，从而进行经济性分析。徐文华在空气-空气能量回收装置的节能效益同上提出：某些装置冬季效率很高，是因为风机能耗有一部分也转化成为新风“收益”；同一产品焓效率低于温度效率，风量越小，效率越高。故综上所述，本设计拟采用新风全热回收装置，并进行经济性分析，以确定其可行性。4.2 热回收可行性分析4.2.1 方法徐文华在空气-空气能量回收装置的节能效益一文中指出，排风热回收并不是只要室内外存在焓差就可以采用，而是只有当能量回收系统能效比大于原新风系统的能效比时，才是节能和可采用的。具体的计算方法如下：1） 逐时计算不同焓差下可回收的能量Er2） 计算能量回收系统增加的能耗Ers3） 计算不同室外比焓差下热回收系统的性能系数COPrCOPr=ErErs （4.1）其中Ers可以设为定值4） 计算与原新风热湿处理相关系统的性能系数COPs5） 判定适合热回收运行的室外空气参数区间，依据为COPrCOPs6） 按全年适合运行期间实际可回收能量计算全年能量回收效益4.2.2 上海室外空气焓值图 4.1 上海全年室外空气焓值4.2.3 设备选型每层选择中惠K-800WD板翅式全热交换器一台，具体参数如下 表 4.2 板翅式全热回收器参数额定风量m3/h阻力Pa显热效率%全热效率%输入功率KW噪音dB800040074夏53/冬635.13684.2.4 设计工况下静态热回收率表 2.2 设计工况下的静态热回收率热回收前热回收后热回收率%盘管系统负荷kW新风系统负荷KW总负