建筑环境与设备工程专业2009级本科毕业设计说明书.doc

安徽理工大学土木建筑学院毕业设计建筑环境与设备工程专业71南京市XXX办公楼中央空调系统设计摘要本设计为南京市XXX办公楼中央空调系统设计,拟为之设计合理的中央空调系统,为室内工作人员提供舒适的工作环境。设计内容包括: 空调冷热负荷的计算；空调系统的划分与系统方案的确定；冷源的选择；空调末端处理设备的选型；通风系统的设计与计算；室内送风方式与气流组织形式的选定；水系统的设计、布置与水力计算；风管系统与水管系统保温层的设计；消声防振设计等内容。本设计依据有关规范考虑节能和舒适性要求，设计的空调系统采用风机盘管新风系统和全空气系统。关键字：办公楼，中央空调，风机盘管新风系统，全空气系统，性能比较DESIGN OF GUANGZHOU XX OFFICES CENTRAL AIR-CONDITIONING SYSTEM AbstractThe graduation project designs a central air conditioning system for XXX official building in Nanjing City, so as to create a comfortable work environment for the stuff. It contains: cooling load calculation; the estimation of system zoning; the selection of refrigeration units; the selection of air conditioning equipments; the design of air duct system and calculation; the estimation of air distribution method and the selection of relevant equipments; the design of water system and its resistance analysis; the insulation of air duct plant and chilled water pipes; noise and vibration control; etc. According to some correlation standard, allow for energy safe and indoor comfort, the air condition system of the design is Fan coil units (FCUs)-fresh air system. Key words: official building，Central air conditioning，Fan coil units (FCUs)-fresh air system，total air system，The functions compare. 绪论进入90年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用空调，空调技术已成为衡量建筑现代化水平的重要标志之一。近年来，由于能源结构的变化，促进了吸收式冷热水机组的快速发展，以及热泵技术在长江中下游地区的应用。随着生产和科技的不断发展，人类对空调技术也进行了一系列的改进，同时也在积极研究环保、节能的空调产品和技术，已经投入使用了冰蓄冷空调系统、燃气空调、VAV空调系统、地源热泵系统等。暖通空调技术的发展，必然会受到能源、环境条件的制约，所以能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境必然是今后发展的主题。我国是一个人均资源相对贫乏的国家，因此节能降耗有着十分重要的意义。近年来，由于国民经济的快速发展，使我国的能源显得越来越紧张。随着经济建设的不断深入和人们生活水平的不断提高，空调建筑物越来越多，建筑物消耗的能量也越来越大，甚至出现了空调系统与经济建设争抢电力资源的情况。因此，在建筑物节能显得十分迫切。据统计，我国建筑能耗约占全国总能能耗的35%，空调能耗又约占建筑能耗的50%60%左右。由此可见，暖通空调能耗占总能耗的比例可高达22.75%。因此，建筑中的空调系统节能已成为节能领域中的一个重点和热点。于是降低空调能耗也被纳于建筑节能的任务中，如何更好的利用现在的空调技术服务人类同时又能满足建筑能耗的要求，是现阶段专业技术人员的工作要点。暖通空调设计方案的好坏直接影响着建筑环境的质量和节能状况。随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，暖通空调领域中新的设计方案大量涌现，针对同一个设计项目，往往可以有很多不同的设计方案可供选择，设计人员要进行大量的方案比较和优选工作，设计方案技术经济性比较正在成为影响暖通空调设计质量和效率的一项重要工作。如何对暖通空调设计方案进行科学的比较和优选，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。由于本人只是一名即将毕业的大学生，不仅自己的理论基础比较羸弱，而且实践经验也存在不足。在设计过程中难免存在错误和缺点，恳请各位老师批评指正。一、设计总说明1.1设计原始资料1.1.1工程概况本工程为南京市XXX办公楼中央空调系统设计，南京地处我国长江下游地区，属北亚热带季风气候区，四季分明，夏热冬冷，春秋短暂，雨量集中，历年平均气温16，主导风向夏季为西南风，冬季为东北风。该办公楼共七层，底层3.3m，二层到六层3.6m，七层4.5m，全部设计空调系统，每层配有公共卫生间。建筑物总高度约为29.4m。总建筑面积约为5167m 。建筑尺寸参见建筑平面、剖面图（解释）。1.1.2土建资料1、屋顶：结构同空气调节附录2-9中序号17，K=1.05W/. ，衰减系数0.52，衰减度15.83，延迟时间=5.9h。 2、外墙：结构同空气调节附录2-9中11号墙，K=1.07 W/. ，衰减系数=0.22，衰减度=37.14，延迟时间=10.2h。 3、内墙：结构同附录2-9中的2号墙，K=2.01 W/. ，f=1.9 ，f=2.3h。（按稳态传热计算）4、窗户：外窗、内窗，同取单层钢窗，窗框材料为塑钢,玻璃为6mm厚本色玻璃，外窗内挂浅色窗帘遮阳，K=5.7W/. 。窗框修正系数为=0.9，无外遮阳。5、门：分铝合金门和木门。1.1.3办公资料1、人员情况：人员数的确定是根据各房间的使用功能及使用单位提出的要求确定的，本办公楼办公室人员密度按每平方米0.15人估算，小会议室人员密度按每平方米0.4人估算。2、工作时间（办公楼空调每天使用11小时，即7：0018：00）；3、照明、设备情况：由建筑电气专业提供，照明设备为暗装荧光灯，镇流器设置在顶棚内，荧光灯罩无通风孔，功率为11w/m，办公设备负荷为20 w/m。会议室设备负荷为5 w/m。1.1.4动力和能源资料：a. 动力：工业动力电 380V50Hz；b. 能源：由自备空调机房供给，空调冷媒供水温度7 度；回水温度12度。1.1.5新风量办公室新风量取30 会议室或者接待室新风量取20 1.2气象资料1.2.1室外气象资料地理位置（南京）海拔（m）大气压力（Kpa）室外平均风速（m/s）北纬东经8.9冬季夏季冬季夏季3110118431025.21004.02.62.61.2.2室外设计参数冬季空调室外计算温度-6空调室外计算相对湿度73室外平均风速3.8m/s通风室外计算（干球）温度-1.1夏季空调室外计算（干球）温度34.8空调室外（湿球）温度28.1室外平均风速2.4m/s通风室外计算（干球）温度30.61.2.3室内设计参数办公室夏季室内计算干球温度为261；室内空气相对湿度为505%。办公室冬季室内计算干球温度为231；室内空气相对湿度为405%。二、房间冷负荷计算公式及过程2.1冷、湿负荷的概念为连续保持空调房间恒温、恒湿，在某一时刻需向房间供应的冷量称为冷负荷；为维持室内相对湿度恒定需从房间去除的含湿量称为湿负荷。房间冷、湿负荷也是确定空调系统送风量及各种设备容量的依据。主要冷负荷由以下几种： 1）外墙及屋面瞬变传热引起的冷负荷； 2）外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷； 3）透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷； 4）人体散热引起的冷负荷； 5）照明散热量；6）设备散热量；7）内墙内门稳定传热引起的冷负荷。2.2房间冷负荷计算公式2.2.1外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷计算公式为 （2.1）其中 计算时间，h； 围护结构表面受到周期为24h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，即温度作用于围护结构外表面的时间； 围护结构传热系数，； 围护结构计算面积，m2 ； 作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差。2.2.2外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷 计算公式为 （2.2）其中计算时刻的负荷温差，。2.2.3透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷计算公式为 (2.3)其中窗的构造修正系数；本设计取为单层塑钢窗40%的窗框比0.58地点修正系数；窗内遮阳设施的遮阳系数，本设计取为浅色窗帘遮阳系数0.6窗有效面积系数，本设计取为单层塑钢窗0.85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5，；2.2.4照明散热形成的得热计算公式为 （2.4）其中 镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取；当暗装荧光灯镇流器装在顶棚内时，可取；灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部穿有小孔，可利用自然通风散热于顶棚内时，取；而荧光灯内无通风孔者，则视顶棚内通风情况，取； 照明灯具所需功率，kW。2.2.5设备散热形成的得热计算公式为 （2.5）其中电动机安装功率，kW；电动机效率，可由产品样本查得；利用系数，电动机最大实际耗功率与安装功效之比，一般可取0.70.9，可用以反映安装功率的利用；同时只用系数，即房间内电动机同时使用的安装功率与总安装功率之比，根据工艺过程的设备使用情况而定，一般为0.50.8；负荷系数，每小时的平均耗功率与设计最大实耗功率之比，电子计算机可取1.0。2.2.6人体散热形成的得热计算公式 （2.6）其中不同室温和劳动性质时成年男子散热量，W 室内全部人数； 群集系数，本设计办公楼群集系数为0.932.2.7设备照明和人体散热得热冷负荷计算公式 （2.7）其中 设备、照明和人体得热，W； 设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻，h； 从设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入时刻到计算时刻，h； 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。2.2.8内墙、内门按稳定传热计算的冷负荷计算公式为 （2.8）其中设计计算给定的温差，为4。2.3各房间冷负荷计算结果汇总各房间冷负荷计算结果汇总情况如下，先以底层办公室101、115为例计算：底层办公室冷负荷计算数据表房间名称冷负荷类型建筑参数计算时刻传热系数K面积F冷负荷7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00办 公 室 101南外墙1.0710.488t-776665556667CLQ(W)78.555178.555167.33367.33367.33356.110856.110856.110867.33367.33367.33378.5551西外墙1.0724.717t-10109988877788CLQ(W)264.472264.472238.025238.025211.578211.578211.578185.13185.13185.13211.578211.578北内墙2.0114.058Q5113.026113.026113.026113.026113.026113.026113.026113.026113.026113.026113.026113.026南外窗5.73.57t-3.64.35.166.77.588.58.88.98.78.3CLQ(W)73.256487.5007103.78122.094136.338152.618162.792172.967179.071181.106177.036168.897日照0.38283.57Jj233852769911411410081695337CLQ(W)34.574957.123778.1693114.247148.822171.371171.371150.326121.764103.72579.672555.6205人体显热量W/人61负荷系数JPt-T00.510.70.760.80.830.860.880.90.910.930.94潜热量W/人73CLQ(W)339.45484.112538.005555.024566.37574.88583.389589.062594.735597.572603.245606.081全部人数n5群集系数n0.93散湿量g/h109人体散湿kg/h0.50685照明房间照明W/m2房间面积m2负荷系数JPt-T00.40.610.680.740.780.820.850.870.890.910.921131.91CLQ(W)0140.404214.116238.687259.747273.788287.828298.359305.379312.399319.419322.929设备房间设备W/m2房间面积m2负荷系数JPt-T00.780.880.90.920.930.940.950.960.960.970.972031.91CLQ(W)0497.796561.616574.38587.144593.526599.908606.29612.672612.672619.054619.054合计房间总冷负荷W903.3351722.991914.072022.822090.362146.921862171.272179.112172.962190.362175.74房间总湿负荷kg/h0.50685底层办公室冷负荷计算数据表房间名称冷负荷类型建筑参数计算时刻传热系数K墙体面积F冷负荷7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00办 公 室 115北外墙1.0712.438t-766665556666CLQ(W)93.160679.85279.85279.85279.85266.543366.543366.543379.85279.85279.85279.852东内墙2.0119.206Q4154.416154.416154.416154.416154.416154.416154.416154.416154.416154.416154.416154.416南内墙2.0122.638Q5182.01182.01182.01182.01182.01182.01182.01182.01182.01182.01182.01182.01北外窗5.710.2t-3.64.35.166.77.588.58.88.98.78.3CLQ(W)209.304250.002296.514348.84389.538436.05465.12494.19511.632517.446505.818482.562日照0.34810.2Jj494856667378797771646769CLQ(W)184.366180.604210.704248.33274.668293.481297.244289.718267.143240.805252.093259.618人体显热量W/人61负荷系数JPt-T00.510.70.760.80.830.860.880.90.910.930.94潜热量W/人73CLQ(W)407.34580.934645.606666.029679.644689.855700.067706.874713.682717.086723.893727.297全部人数n6群集系数n0.93散湿量g/h109人体散湿kg/h0.60822照明房间照明W/m2房间面积m2负荷系数JPt-T00.40.610.680.740.780.820.850.870.890.910.921139.93CLQ(W)0175.692267.93298.676325.03342.599360.169373.346382.13390.915399.699404.092工艺 设备房间设备W/m2房间面积m2负荷系数JPt-T00.780.880.90.920.930.940.950.960.960.970.972039.93CLQ(W)0622.908702.768718.74734.712742.698750.684758.67766.656766.656774.642774.642合计房间总冷负荷W1230.62226.422539.82696.892819.872907.652976.253025.773057.523049.193072.423064.49房间总湿负荷kg/h0.60822二六层房间冷负荷汇总表楼层房间名称各时间段计算负荷7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00二层201963.74 1816.95 2012.64 2126.42 2196.10 2253.97 2294.68 2277.74 2286.87 2280.13 2298.94 2284.54 2021327.77 2882.58 3339.13 3619.39 3864.44 4029.05 4115.76 4121.90 4100.48 4065.23 4006.49 3929.39 2031232.85 2448.33 2841.95 3120.45 3365.34 3538.79 3616.96 3616.30 3579.18 3533.16 3454.75 3363.63 2041329.14 2884.97 3340.46 3620.72 3864.72 4029.33 4116.04 4120.11 4097.67 4062.42 4004.74 3926.62 205934.88 1759.25 1983.79 2097.57 2196.10 2253.97 2294.68 2335.44 2373.42 2366.68 2356.64 2371.10 2061295.26 2291.69 2609.58 2771.97 2898.89 2988.95 3059.48 3110.26 3143.28 3133.73 3156.95 3148.09 2071044.23 1687.89 1849.07 1926.82 1964.85 2000.35 2036.18 2038.85 2064.91 2065.37 2104.64 2103.98 大厅1052.76 1630.73 2020.80 2415.87 2765.12 3033.67 3126.45 3078.71 2957.73 2869.77 2708.28 2518.08 监控室565.26 1164.54 1331.78 1428.99 1510.32 1564.26 1596.07 1597.88 1596.18 1586.39 1573.50 1552.33 值班室670.92 1268.04 1479.95 1659.62 1813.19 1931.81 1977.29 1957.04 1912.51 1875.98 1818.41 1739.78 会议室2084.73 3020.96 3445.92 3666.35 3830.96 3954.58 4051.25 4117.71 4159.85 4153.04 4185.46 4179.92 接待室1295.26 2291.69 2609.58 2771.97 2898.89 2988.95 3059.48 3110.26 3143.28 3133.73 3156.95 3148.09 三层301963.74 1816.95 2012.64 2126.42 2196.10 2253.97 2294.68 2277.74 2286.87 2280.13 2298.94 2284.54 3021327.77 2882.58 3339.13 3619.39 3864.44 4029.05 4115.76 4121.90 4100.48 4065.23 4006.49 3929.39 3031232.85 2448.33 2841.95 3120.45 3365.34 3538.79 3616.96 3616.30 3579.18 3533.16 3454.75 3363.63 3041235.30 2459.30 2844.40 3122.90 3359.26 3532.71 3610.88 3593.16 3547.52 3501.50 3431.61 3331.97 3051329.14 2884.97 3340.46 3620.72 3864.72 4029.33 4116.04 4120.11 4097.67 4062.42 4004.74 3926.62 306934.88 1759.25 1983.79 2097.57 2196.10 2253.97 2294.68 2335.44 2373.42 2366.68 2356.64 2371.10 3071044.23 1687.89 1849.07 1926.82 1964.85 2000.35 2036.18 2038.85 2064.91 2065.37 2104.64 2103.98 3081305.68 2351.41 2679.92 2845.19 2974.72 3066.36 3138.47 3190.56 3224.61 3215.61 3239.86 3231.27 3091270.75 1902.25 2200.43 2366.85 2494.46 2584.61 2657.01 2707.51 2741.34 2733.26 2754.04 2745.90 3101305.68 2351.51 2680.05 2845.32 2974.86 3066.51 3138.62 3190.71 3224.76 3215.76 3240.01 3231.42 中庭828.17 1178.03 1339.65 1392.58 1434.71 1463.74 1492.77 1513.83 1529.76 1542.86 1558.79 1566.76 四层401963.74 1816.95 2012.64 2126.42 2196.10 2253.97 2294.68 2277.74 2286.87 2280.13 2298.94 2284.54 4021327.77 2882.58 3339.13 3619.39 3864.44 4029.05 4115.76 4121.90 4100.48 4065.23 4006.49 3929.39 4031161.07 2416.22 2817.46 3097.88 3344.51 3519.59 3598.81 3591.50 3546.96 3501.31 3423.58 3324.55 4041497.00 2988.34 3524.91 3955.09 4335.41 4620.21 4730.84 4698.64 4594.21 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室北外墙1.0786.4t-766665556666CLQ(W)647.136554.688554.688554.688554.688462.2432.1462.24554.688554.688554.688554.688南外墙1.0755.53t-776665556667CLQ(W)415.92415.92356.503356.503356.503297.086297.086297.086356.503356.503356.503415.92西外墙1.078.505t-10109988877788CLQ(W)91.003591.003581.903281.903272.802872.802872.802863.702563.702563.702572.802872.8028东外墙1.078.505t-9888888910101011CLQ(W)81.903272.802872.802872.802872.802872.802872.802881.903291.003591.003591.0035100.104内墙2.01106.83Q5858.913858.913858.913858.913858.913858.913858.913858.913858.913858.913858.913858.913屋顶1.05306.68t-765679111416192122CLQ(W)2254.11932.081610.071932.082254.12898.133542.154508.25152.226118.276762.297084.31南外窗5.743.47t-3.64.35.166.77.588.58.88.98.78.3CLQ(W)892.0041065.451263.671486.671660.121858.341982.232106.122180.462205.232155.682056.57南日照0.38283.57Jj233852769911411410081695337CLQ(W)34.574957.123778.1693114.247148.822171.371171.371150.326121.764103.72579.672555.6205北外窗5.712.6t-3.64.35.166.77.588.58.88.98.78.3CLQ(W)258.552308.826366.282430.92481.194538.65574.56610.47632.016639.198624.834596.106北日照0.34812.6Jj494856667378797771646769CLQ(W)227.747223.099260.282306.761339.296362.535367.183357.887330297.465311.408320.704人体显热量W/人61负荷系数JPt-T00.510.70.760.80.830.860.880.90.910.930.94潜热量W/人73CLQ(W)16836.724011.92668527529.2280922851428936.129217.529498.929639.529920.930061.6全部人数n248群集系数n0.93散湿量g/h109人体散湿kg/h25.13976照明房间照明W/m2房间面积m2负荷系数JPt-T00.40.610.680.740.780.820.850.870.890.910.9211306.68CLQ(W)01349.392057.822293.972496.382631.312766.252867.462934.933002.43069.873103.6设备房间设备W/m2房间面积m2负荷系数JPt-T00.780.880.90.920.930.940.950.960.960.970.9720306.68CLQ(W)04784.215397.575520.245642.915704.255765.585826.925888.265888.265949.595949.59合计房间总冷负荷W22598.635725.439643.741538.943030.5