上海某办公楼空调通风系统设计说明书

河北联合大学轻工学院河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 设设 计计 题题 目目： 上海市某办公楼空调系统设计上海市某办公楼空调系统设计 专专 业业 ： 建筑环境与设备工程建筑环境与设备工程 班班 级级 ： 0808 设备设备 1 1 班班 姓姓 名名 ： 李红阳李红阳 学学 号号 ： 6 指指 导导 教教 师师 ： 张张 振振 迎迎 2012 年年 5 月月 24 日日 摘要摘要 本建筑位于上海市，是一个综合办公大楼，该大楼包括地下一层，地 上八层，地下一层为空调机房， 一层主要为新闻大厅，对外出租，二层 到八层会议室和办公室。总高度 32.2 米，总占地面积 5050.40 平方米。 本文首先利用大项相加法对建筑负荷进行了估算，通过经济性和技术 性比较选择了水冷机组和锅炉作为冷热源。针对各房间的位置和功能不同， 该大楼全部用风机盘管加新风系统， 。本设计根据该建筑各部分的结构特 点及其用途，在充分考虑室内环境的舒适性、运行管理上的方便和节能等 各方面的基础上，这样可以满足不同功能房间使用时间段人员活动情况的 不同要求，布置灵活，控制方便。最大程度上利用自然界的能量，节省能 源。 作者在第二篇中首先对建筑负荷进行了精确计算，对机组参数进行了 修正。对于全风机盘管系统采用独立新风的方式，通过计算确定了各房间 的送风状态和送风量。针对不同的房间作者采用了不同的送风方式，对于 商业、餐饮、休息间、办公室和多功能厅等采用了散流器下送的方式，客 房采用侧送风的方式。本文对空调系统的消声减振及保温也做了一定的讨 论。对于公共卫生间本文采用了机械排风的方式。本文在设计的过程中充 分的考虑到了节能的要求，通过水力计算确保系统能够正常运行。 本作为建筑环境与设备工程专业的毕业设计论文，对于通风、供热、 空气调节等系统的设计皆体现了本专业学科考查的目的，体现了该生对于 专业知识及设计知识的基础的一定掌握。 关键词：空气调节；空气水风机盘管系统；机械排风 AbstractAbstract The building is located in Shanghai City, is a comprehensive office building, the building includes a subsurface layer, on the ground eight, underground layer of air conditioning room, a layer is mainly news hall, rental external, two layer to the eight layer meeting rooms and office. The total height of 32.2meters, covers an area of 5050.40 square meters. This paper first uses the term addition on building load is calculated, through the economic and technical comparison of selected water cooling unit and boiler as cold and heat source. On the position and function of different rooms, the building all in fan coil plus fresh air systems,. According to the design of the building structure of each part of the character and purpose, in full consideration of the indoor environment comfort, operation convenient management and saving energy and other aspects of the foundation, which can satisfy different functional room usage time staff activities of the different requirements, layout is flexible, convenient control. Maximize the use of natural energy, energy saving. The author in the second first do a accurate calculation of the load on the unit, parameter correction. The fan coil unit system with independent fresh air way, is determined by calculating the room air condition and air supply. For different room author with different air supply mode, for commercial, restaurant, office, rest rooms and multi-function hall adopts a diffuser for mode, room by sidewall air way. The air conditioning system of vibration and noise reduction insulation also made some discussion. For the toilet using mechanical ventilation mode. In this paper, the design process to fully consider the energy saving requirement through hydraulic calculation, to ensure the system to normal operation. The specialty of building environment and equipment engineering graduate design thesis, for heating, ventilation, air conditioning system design embody the discipline examination goal, reflects the students for the professional knowledge and design knowledge base must master the. Key words: air conditioning; air-water fan-coil unit system; mechanical ventilation 目录目录 1 绪绪 论论.1 1.1 背景介绍.1 1.2 设计内容.2 1.3 原始资料.2 1.3.1 工程概况.2 1.3.2 气象参数.2 1.3.3 土建资料.2 1.3.4 围护结构传热系数.2 1.4 参数确定.3 1.5 设计目的.3 2 方案初定方案初定.4 2.1 方案设计内容.4 2.2 空调设计负荷概算.4 2.3 室内设计参数.4 2.4 空调冷、热源系统与设备选择.4 2.4.1 选择冷热源系统的基本原则.4 2.4.2 制冷设备的选择.5 2.4.3 换热设备的选择.6 2.5 空调系统的选择.6 2.5.1 空调系统设计的基本原则.6 2.5.2 空调方案的确定.7 2.6 水系统的选择.8 2.6.1 冷却设备初步设计.8 2.6.2 开闭选择.8 2.6.3 管制的选择.9 2.6.4 定、变水量选择.9 2.6.5 同、异程选择.9 2.6.6 水泵初步设计.10 2.6.7 消声隔振措施.10 3 冷负荷的计算冷负荷的计算.12 3.1 房间负荷计算方法.12 3.2 新风负荷计算.17 4 空气处理过程空气处理过程.19 4.1 全空气系统处理过程及选型.19 4.2 风机盘管系统的处理过程.19 4.3 风机盘管选型方案确定.22 5 气流组织的计算气流组织的计算.23 5.1 气流组织概述.23 5.2 散流器的选择.23 5.2.1 大厅的气流组织.24 5.2.2 办公室的气流组织.24 5.3 回风设计.25 5.4 排风设计.25 6 水力计算水力计算.26 6.1 风管的水力计算.26 6.1.1 风道的类型.26 6.1.2 风管水力计算公式.26 6.1.3 风管水力计算结果见附表.27 6.2 水系统的水力计算.27 6.2.1 空调管路系统的设计原则.27 6.2.2 空调水系统的管路计算.27 6.2.3 冷凝水管的设计.28 7 制冷机房的设计制冷机房的设计.31 7.1 方案设计.31 7.2 设备冷负荷的计算.31 7.3 制冷机组的选择.31 7.4 冷冻水泵的选型.31 7.5 空调冷却水系统设计.32 7.5.1 冷却水系统类型的确定.32 7.5.2 冷却塔的选择.33 7.5.3 冷却水泵的选择.33 7.6 补水系统的确定.34 7.7 换热设备的选择.35 7.7.1 换热器的计算.35 7.7.2 冬季热水工况.36 8 水系统附件的选型水系统附件的选型.37 8.1 机房内集管的设计.37 8.2 水系统的排气.37 8.3 冷却水、冷冻水电子水处理器.37 9 空调系统消声减振空调系统消声减振.38 9.1 空调系统消声系统设计.38 9.1.1 空调系统的噪声源及控制.38 9.1.2 管道系统消声设计的计算步骤.39 9.2 空调系统减振系统设计.41 9.2.1 减振设计内容.41 9.2.2 注意事项.41 10 系统防火排烟及管道保温系统防火排烟及管道保温.43 10.1 系统防火排烟.43 10.1.1 通风、空调系统的防火防烟措施.43 10.1.2 排烟设计.43 10.2 管道保温.43 结结 论论.45 致致 谢谢.46 参考文献参考文献.47 第一章 绪 论 1.1 背景介绍 空调对于创造舒适性室内环境的作用是不容忽视的，因而对于大型公用民用 建筑来说，空调是不可或缺的。 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。在我国建筑总能耗中，空调系统的能 耗占有相当大的比重，因此研究探讨空调系统的节能就显得十分重要。在建筑物 空调系统运行能耗中，冷源系统的能耗是最大的。近年来，我国暖通空调学术界 和工程界在空调冷源系统的节能方面做了大量的研究工作。研究工作主要集中在 冷源系统的形式选择上，风冷热泵机组是一种节能、节水和环保的设备,一机冬 夏两用,具有设备利用率高的特点,但也存在冬季低温工况下供热不足、高湿区域 结霜严重等问题,这些问题阻碍了风冷热泵机组北扩的使用趋势。本文分析了提 高热泵机组本身的能效比以节能、改进除霜控制逻辑以减少不必要的除霜而导致 的能耗、增加热回收等节能手段以降低能耗、采用双级压缩以拓宽热泵的使用范 围等措施,对于促进风冷热泵机组更广泛的应用具有积极的意义。 空调系统的能耗主要有两个方面，一方面是为了供给空气处理设备冷量和热 量的冷热源能耗，如压缩式制冷机耗电，吸收式制冷机耗蒸汽或燃气，锅炉耗煤、 燃油、燃气或电等；另一方面是为了给房间送风和输送空调循环水，风机和水泵 所消耗的电能。冷热源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供热量决定，建筑物的 空调需冷量和需热量的影响因素有室外气象参数（如室外空气温度、空气湿度、 太阳辐射强度等） ，室内空调设计标准，外墙门窗的传热特性，室内人员、照明、 设备的散热、散湿状况以及新风量的多少等。风机、水泵的输送能耗受所输送的 空气量、水量和水系统、风系统的输送阻力影响，风系统、水系统的流量和阻力 的影响因素有系统型式、送风温差、供回水温差、送风和送水流速、空气处理设 备和冷热源设备的阻力和效率等。针对上述影响因素和商业建筑的特点，商业建 筑空调节能的技术措施可归纳为七个方面：减少冷热负荷、提高冷热源效率、利 用自然冷源、减少水泵电耗、减少风机电耗、改进气流组织、改善控制。 考虑到空调使用过程中的巨大能耗，其冷热源及水泵的合理选用、设计就显 得格外重要。在设计过程中，阅读了大量书籍、论文、规范对计算方法进行合理 的选择，以确保设计能符合工程中的各类规范。 1.2 设计内容 1.空调、通风系统方案的确定。 2.空调系统冷、湿负荷的计算。 3.空调送、回风量的计算及空调制冷系统的设计选型。 4.风系统、水系统的布置及风系统、水系统的水力计算。 5.空调通风系统施工图的绘制。 1.3 原始资料 1.3.1 工程概况 大楼位于上海市，主要包括咖啡厅，会议室和办公室等。 1.3.2 气象参数 西安市室外设计参数: 北纬：31 东经：121.43 夏季：空调干球温度34，湿球温度28.2，通风温度32。室外风速 3.2m/s，大气压力：Pa。 冬季：室外通风计算温度3，采暖室外计算温度-2，室外风速3.1m/s， 相对湿度75，大气压力：Pa。 1.3.3 土建资料 主要功能：为框架剪力墙结构，主要功能为商用， 建筑规模：共八层，有地下室。 外墙：从外到内 水泥砂浆15，泡沫混凝土250，聚苯板90，抹灰砂浆6 内墙：200,150厚加气混凝土，局部采用100厚（单面双层12厚）轻钢龙骨石膏板 和铝合金玻璃隔断。 屋顶：从上到下 卵石层20，保护薄膜20，聚苯板100，防水层5，15厚水泥砂浆 找平层，最薄30厚轮集料找坡层，钢筋混凝土屋面层200。 外窗：双层（6+6）铝合金中空玻璃 外门：塑料夹板门 内门：木框单层实体门 主要出入口处：20厚玻璃大门 1.3.4 围护结构传热系数 围护结构传热系数见表1-1 。 表表1-1 围护结构传热系数围护结构传热系数 围护结构外墙外门外玻璃门外窗屋面 传热系数0.4972.5045.6623.2010.431 传热衰减0.1360.9880.9990.9860.273 传热延迟0.2620.8390.1360.86210.151 外墙 ：按浅色计算 外窗：窗户日射得热参数：内设浅色窗帘 Cs=0.93； Ci=0.6； Ca=0.85； Dj.max： S251； E575； N122； W575, 水平 844 1.4 参数确定 1.群聚系数的确定： 接待大厅：0.89 活动室：0.93 2.新风量标准： 所有计算送新风的房间均按照 40m/人.小时的保准计算送风量。 走廊，门厅 ：不送新风。 3.房间人数的确定： 办公室、会议室按0.17人/m 估算。 各房间的人员负荷、照明负荷、及新风负荷各小时的分配按公共建筑节能设计 标准选取。 1.5 设计目的 毕业设计是工科大学培养学生的最后一个教学环节，是对四年所学知识的 一次全面总结，是把理论知识应用于实践工程的一次很好的锻炼。在毕业设计中， 除了要熟练掌握大学四年所学的理论知识外，还要熟悉和掌握国家有关的建设方 针政策，综合运用所学的基础理论和专业知识，联系实际来解决工程设计问题。 通过毕业设计，明确设计程序，设计内容及各设计阶段的目的要求和各工种间的 必要配合。 第二章 方案初定 2.1 方案设计内容 大楼空调设计方案论证分别为：冷热源方案，空调方式方案，水系统方案， 消声和隔振方案。 2.2 空调设计负荷概算 表表 2-1 部分民用建筑空调冷负荷估算指标部分民用建筑空调冷负荷估算指标（W/m）1 建筑类型及 房间名称 室内人数 人/ m 建筑负荷 W/ m 人体 负荷 W/ m 照明 负荷 W/ m 新风 量 W/ m 新风 负荷 W/ m 总负荷 W/m 1办公0.14014502527131 2小会议室0.336043402592235 3大会议室0.6740884025190358 4客房0.535584025136269 5商业0.135817303068173 6多功能室0.255831202568177 7宴会厅0.139017602592235 注：本表总负荷为瞬时最大负荷。 表表 2-2 工程冷负荷概算表工程冷负荷概算表 空调面 积(m) 空调体 积(m) 冷负荷指 标(w/ m) 人员密度 (m/人) 新风指标 (m/h人) 人数冷负荷 (kw) 新风量 (m/h) 15300972001105252869105071725 2.3 室内设计参数 2.4 空调冷、热源系统与设备选择 2.4.1 选择冷热源系统的基本原则 (1) 空气调节人工冷热源宜采用集中设置的冷（热）水机组和供热、换热设备。 机型和设备的选择，应根据建筑物空气调节的规模、用途、冷负荷、所在地 区气象条件、能源结构、政策、价格及环保规定等情况，按下列要求综合论证确 定： a.热源应优先采用城市、区域供热或工厂余热； b.夏热冬冷、干旱缺水地区的中小建筑可采用空气源热泵或埋管式地源热泵 冷（热）水机组供冷、供热； c.全年进行空气调节，且各房间区域负荷特性相差较大，需要长时间向建筑 物供热和 供冷时，技术经济比较后，可采用水环热泵空气调节系统供冷、供热； d.在执行分时电价、峰谷电价差较大的地区，空气调节系统采用低谷电价时 段蓄冷（热）能明显节电及节省投资时，可采用蓄冷（热）系统供冷（热）； (2) 需设空气调节的商业建筑或公共建筑群，有条件时宜采用热、电、冷联产 系统或集中设置供冷、供热站； (3) 电动压缩式机组台数及单机制冷量的选择，应满足空气调节负荷变化规律 及部分负荷运行的调节要求，一般不宜少于两台；当小型工程仅设一台时，应选 调节性能优良的机型； (4) 选择电动压缩式机组时，其制冷剂必须符合有关环保要求，其使用年限不 得超过中国禁用时间表的规定。 由于本工程是位于西安.的暖通空调工程夏季需要供冷，冬季需要供热。根 据以上原则拟选择：离心式制冷机+市政热网供热 2.4.2 制冷设备的选择 表表 2-4 冷水机组的容量范围及能耗冷水机组的容量范围及能耗2 制冷机类型机型名称容量（KW）动力能耗或蒸汽，柴油消耗（Kg/kW）备注 水冷活塞式69.8-139.50.315 水冷螺杆式348.9-1744.20.307 水冷离心式697.7-1744.20.281 风冷活塞式69.8-139.50.353 蒸汽压缩式 风冷螺杆式348.9-34890.301 蒸汽单效式348.9-34892.35蒸汽 蒸汽双效348.9-34891.38蒸汽 吸收式 直燃机348.9-34890.0757柴油 表表 2-5 机组经济性比较机组经济性比较3 活塞式、蜗旋式比较选项 目直接膨胀式冷水式 螺杆式离心式吸收式 设备费 （小规模）A*、D*BBCC 设备费 （大规模）AABC 运行费CCABC 容量调节 性能 BCACB 维护管理 的难易 ABACD 安装面积ABBCD 必要层高ABBBC 运转时的 质量 ABBCD 振动和噪 声 ACCCB 注：表中 A、B、C、D 表示优先顺序，A*、D*分别表示房间空调器（分体），多联式空调（热泵）机 组。 由上面设备容量及机组性能的比较分析，本工程拟选用水冷离心式机组。查 水冷离心式冷水机组型号及参数表拟选择型号为SLBLG525的，单台额定制冷量为 525KW。 2.4.3 换热设备的选择 热交换设备是暖通空调工程中的常用设备，用于将不同温度的热媒之间进行 热能的转换，如用高温热水或蒸汽加热低温水。对换热设备的要求是传热效率高， 体积小，结构简单和节省金属耗量，维修保养方便，阻力小等特点。 冬季空调供热介质一般为55-60的热水，在暖通空调重用的比较多有:壳管 式汽-水换热器、浮动盘管式热交换器、板式换热器。 板式换热器的特点是结构紧凑、体积小，拆洗方便，承压能力高。另外，板 式换热器还有一个突出的特点是能在小温差下传热，因而得到广泛的使用。 因此此工程采用板式换热器。 2.5 空调系统的选择 2.5.1 空调系统设计的基本原则 (1)选择空气调节系统时，应根据建筑物的用途、规模、使用特点、符合变 化情况与参数要求、所在地区气象条件与能源状况等，通过技术经济比较确定； 当各空气调节区热湿负荷变化情况相似，宜采用集中控制，各空气调节区温湿度 波动不超过允许范围时，可集中设置共用的全空气定风量空气调节系统。需分别 控制各空气调节区室内参数时，宜采用变风量或风机盘管空气调节系统，不宜采 用末端再热的全空气定风量空气调节系统； (2)选择的空调系统应能保证室内要求的参数，即在设计条件下和运行条件 下均能保证达到室内温度、相对湿度、净化等要求； (3)综合考虑初投资和运行费用，系统应经济合理； (4)尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响； (5)尽量减少风管长度和风管重叠，便于施工、管理和测试； (6)各房间或区的设计参数值和热湿比相接近污染物相同，可以划分成一个 全空气系统。对于定风量单风道系统，还要求工作时间一致，负荷变化规律基本 相同。 2.5.2 空调方案的确定 目前集中空调的空调方式，大致可以分为全空气系统和风机盘管加新风系统。 比较如表2-6所示。 通过比较可以发现全空气系统适用于面积较大，空间较高人员较多的房间以 及房间温度，湿度要求较严格的空调系统。全空气系统所选用的空气处理设备一 般是组合式空调器。因此全空气系统对空气的过滤，消声及房间温，湿度控制都 比较容易处理。另外，全空气系统的新风调节方便，可以根据需要调节新风，会 风比。过渡季节可实现全新风送风，充分利用天然冷源，可节约能源，降低运行 费用。 表表 2-6 集中式系统和风机盘管集中式系统和风机盘管+ +独立新风比较独立新风比较4 4 比较 项目 集中式风机盘管加新风 设备布置 与机房 空调与制冷设备可以集中布置在机房 机房面积较大 有时可以布置在屋顶上 只需要新风空调机房面积 风机盘管可以安装在空调房间里 分散布置，敷设各种管线较麻烦 风管系统 空调送回风管系统复杂，布置困难 支风管和风口过多时不易平衡 放室内时，不接送、回风管； 当系统和新风系统联合使用时，新风 量较小 维护 运行 空调与制冷设备集中在机房内， 便于管理和维修 布置分散，维护与管理不便，系统复 杂，易漏水 温湿度 控制 可严格控制温度和相对湿度室内要求严格时，难以满足要求。 空气过滤与 净化 可以采用初效、中效和高效过滤器，满足 室内空气清洁的不同要求。采用喷水室时， 水与空气直接接触，易受污染，须经常换 水 过滤性能差，室内清洁度要求较高时 难于满足 消声隔 震 可以有效的采取消声和隔震措施 必须采用低噪声风机，才能保证室内 要求 风管互 相串通 空调房间之间有风管连通，使各个房间互 相污染。当发生火灾时会通过风管迅速蔓 延 各个房间之间不会互相污染 使用寿 命 使用寿命长使用寿命长 安装设备和风管安装工程量大，周期长安装投产快 节能和经济 可以根据室外气象参数变化实现全年多工 况节能运行；对热湿负荷不一致或室内参 数不同的多房间不经济；部分房间停止空 调，系统仍运行，不经济 灵活性大，节能效果好 盘管可冬夏兼用，内壁结垢，降低传 热效率 无法实现全年多工况调节 空调房间较多，面积较少，各房间要求单独调节。建筑层高不高，且房间温 湿度要求不严格的房间，宜采用风机盘管加新风系统。风机盘管空调器使用灵活， 调节方便，噪音较小，在空调系统中普遍采用。对于面积比较大的房间，如门厅， 营业厅，多功能厅等。可采用风柜空调器加新风系统。风柜空调器处理风量比较 大，风压比较高，可以接一定长度的风管。卧式吊顶风柜使用方便，不占用建筑 面积，应用比较普遍，但是噪声偏高，尤其是安在空调房间里，更要注意噪声的 控制。 由于大楼实现的功能较多，对室内参数的要求各不相同，且使用时间上也并 不一致。因此采用风机盘管+新风的空调系统。 2.6 水系统的选择 2.6.1 冷却设备初步设计 考虑到中央空调系统所需冷却流量大，因此冷却水采用循环水冷却，这样才 比较节约水资源。为节省投资，采用3层楼顶冷却塔形式。 2.6.2 开闭选择 表表 2-7 水系统比较表水系统比较表 4 类型闭式开式 特征管路系统不与大气相接 仅在系统最高点设置膨胀 管路