某综合楼暖通空调设计计算书(模板)

扬 州 大 学本 科 生 毕 业 设 计毕业设计题目： 上海市某综合写字楼暖通空调设计学 生 姓 名： 所 在 学 院： 能源与动力工程学院专业及班级： 指 导 教 师： 罗 翌完 成 日 期： 摘要本工程为上海市某综合写字楼暖通空调设计，大厦共8层，总高33.3 m，总建筑面积7435,空调面积4560,空调总冷负荷430kW,总热负荷320kW，冷冻站设于地下室，通过对空气源热泵、溴化锂吸收式制冷机组加热交换器及螺杆式冷水机组加热交换器三种冷热源方式的技术经济比较，结论是螺杆冷水机组加热交换器的冷热源方案最为佳;因而选择开利型号为30HXY-130A的水冷螺杆式冷水机组作为本工程冷源，永大的BR0.2的汽-水交换器作为本工程的热源；通过空调方案的优缺点及适用场合的比较，结合本工程实际情况，一至二层商场采用了全空气集中式一次回风定风量空调系统，其余部分采用了风机盘管加独立新风的半集中式空调系统；并在此基础上进行空调风、水系统及冷热源机房的设计；按照相关规范要求对该建筑进行通风及防排烟系统的设计。关键词：空调系统 通风系统 冷、热源 防排烟AbstractThe project is the design of a office buildings heating ventilation and air-conditioning in shanghai, it is a tower building having eight floors totally 33.3 meters high and with a wholly area of 7435 square meters, air-conditioned area are 4560 square meters, the cooling load of the project is 430kW, and the heating load is 320kW, the refrigerating station is built in the garage on the ground，through the comparison of technical and economic of this three cold and heat source forms of the air source heat pump, LiBr absorption chiller and heat exchangers, Screw Chillers and heat exchangers, the conclusion is the form of screw chillers and heat exchanger that the most excellent program; so choose 30HXY-130A models of water-cooled screw chillers of carrier company as the cold source of the project, model of BR0.2 of the steam-water exchange of Yongda as a heat source of the project; through the comparison of the advantages and disadvantages and occasions of air-conditioning program, in light of the actual situation of the project, the market used by the entire air concentrate CAV air-conditioning system, the remaining parts used by the fan coil unit plus an independent fresh wind-centralized air-conditioning system，The basis of this air-conditioning design wind, water systems and sources room temperature; In accordance with the relevant regulatory requirements for architectural design of ventilation and smoke control system. Key words: air conditioning system ventilation system cold and heat source smoke control目 录1 绪论11.1引言11.2设计目的21.3设计任务31.4工程概况31.5设计依据31.5.1室外气象参数31.5.2建筑维护结构及其热工性能31.5.3室内设计参数41.5.4室内人数和照明、设备负荷的设计依据41.5.5当地基本条件51.5.6执行规范52 负荷计算62.1夏季空调冷负荷和湿负荷62.1.1制冷系统冷负荷的组成62.1.2夏季空调冷负荷72.2冬季空调热负荷和湿负荷112.2.1围护结构的耗热量112.2.2门窗缝隙渗入冷空气的耗热量122.2.3冬季湿负荷的计算122.3新风量的确定和新风负荷122.3.1新风量的确定122.3.2计算新风负荷142.4设计工况下空调总冷负荷，总热负荷及总湿负荷153 空调方案的确定和系统的划分213.1方案概述213.2系统划分的原则213.3本工程空调方案的确定和系统的划分224 空调风系统的设计计算234.1半集中式系统的设计计算234.1.1 风机盘管加独立新风空调系统的设计计算234.1.2 风机盘管的选型：234.1.3 新风机组的选型254.2集中式系统的设计计算264.2.1全空气系统的设计计算264.2.2全空气机组的选型274.3 集中式系统的水力计算295 气流组织的设计325.1概述325.2空调送风口与回风口325.2.1 送风口325.2.2 回风口335.3空间气流分布的形式345.4送回风口的选择计算346 冷热源的选择376.1冷热源选择概述376.2本课题冷热源选择考虑386.3冷、热源方案的经济性比较416.4冷、热源方案的比较结论437 空调水系统的设计计算447.1空调水系统的确定447.1.1空调水系统的划分447.1.2空调水系统的形式487.2机组的选择497.3冷冻水管路的设计：507.3.1分水器后的冷冻水管的设计507.3.2分水器前的冷冻水管的设计537.3.3 冷却水管路的设计547.4空调水用水泵的选择557.5气体定压罐的选择567.6分、集水器的选择567.7换热器的选择577.8冷凝水管路系统的设计578 空调系统的保温、消声和隔振588.1保温层的计算588.1.1防止结露的保温层厚度588.1.2保温层的经济厚度588.1.3保温层厚度的确定618.2噪声及隔声、减振处理618.2.1噪声来源618.2.2消声、隔声处理618.2.3减振设计629 通风系统的设计639.1 通风方式的选择639.2.1地下室通风量的计算639.2.2卫生间排风量的计算6310 防火及防排烟系统设计6410.1 空调建筑的防火防烟措施6410.2 防排烟设计6411 总结6612 谢辞6713 参考文献681 绪论 XxxxxxxXxxxxxxx本设计为上海市某综合写字楼暖通空调工程，在设计中根据室内空气的温湿度和新鲜空气量等要求对该办公楼设计了中央空调系统， 比较。1.2设计目的毕业设计是学生在校进行的最后一个教学内容，是学生在校学习的质量总检查，其效果将直接影响毕业生的质量。是培养学生理论联系实际的最重要环节，是锻炼学生独立工作能力的有效手段，是综合考核学生掌握和运用所学基本理论知识基本技术，分析解决问题能力，进行工程基本训练的综合环节，通过毕业设计应达到下列目的：1、 通过综合运用所学知识，使之得到巩固、扩大、加深和系统化；2、掌握空调通风工程的设计程序、内容、方法、步骤、和某些技巧，以便更好地适应将来的工作；3、了解本专业有关的设计规范和设计技术措施；4、培养收集加工各种信息与获取新知识的能力，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和技术问题的能力，培养创新精神和创新能力；5、提高分析问题解决问题的能力，提高设计计算及计算机绘图的能力，为今后的专业工作奠定良好的基础。1.3设计任务1、收信相关资料，查阅相关规范，并熟悉规范条文。2、根据工程实际情况，通过简单的技术经济比较，优选一个方案进行设计。3、进行整个办公楼的空调，设计图纸基本要达到施工图要求，具体包括：空调负荷计算空调方案及设备选择、布置；空调风系统的设计及计算；空调水系统冷热源机房通风及防排烟系统的设计。4、撰写设计计算说明书。1.4工程概况该建筑为上海市某综合写字楼，总建筑面积7435平方米,空调面积4560平方米。地上8层，地下1层，总高度为33.3米。地下一层为汽车库与机房,1至2层为商场；3至8层分布大致相同,均为办公区。具体平面布置见建筑图。1.5设计依据1.5.1室外气象参数根据文献7，上海市室外气象参数如表1-1所示表1-1 上海市空调室外气象参数夏季大气压(hPa)夏季空调室外干球温度 夏季空调室外湿球温度()夏季空调日平均温度()夏季计算日较差()：1005.3034.0028.2030.40690夏季室外平均风速(m/s)夏季空调大气透明度等级最热月相对湿度(%)冬季大气压(hPa)冬季室外干球温度3.20583.001025.10-2.00冬季空调室外干球温度()冬季室外平均风速(m/s)最冷月相对湿度(%)地点-4.003.8075.00上海1.5.2建筑 护结构及其热工性能建筑 护结构及其热工性能如表1-2所示表1-2 护结构热工特性参数围护类型名称传热系数(w/.)外墙混凝土30-125-20.979外窗双层透明中空玻璃6mm3.342外门节能外门2.57屋面现浇02-4-70-4 0.788 1.5.3室内设计参数空调系统运行时间：8:00-18:00夏季室内设计温度2628，相对湿度5065%冬季室内设计温度1820，相对湿度30%1.5.4室内人数和照明、设备负荷的设计依据 1.5.5当地基本条件 城市热网提供0.8MPa的蒸汽，1.5.6执行规范1采暖通风与空气调节设计规范（GB5009-2003）.北京2 3民用建筑节能设计标准（JGJ26-29）4通风与空调工程施工质量验收规范（GB50243-2002）5公共建筑节能设计标准 （GB50189-2005）2 负荷计算 空调冷热湿负荷的大小，是确定空调系统送风量和空调制冷设备的基本依据。因此，在系统设计之前，应首先进行负荷计算。2.1夏季空调冷负荷和湿负荷2.1.1制冷系统冷负荷的组成 建筑物空调制冷系统负荷的组成结构见图2-1。 室内冷负荷计算使用鸿业负荷计算4.0软件，采用谐波反应法。 图2-1 建筑物空调制冷系统负荷的组成框图2.1.2夏季空调冷负荷以三层中型办公室3001为例说明夏季空调冷负荷计算方法2.1.2.1外墙和屋面传热冷负荷计算公式外墙或屋面传热形成的计算时刻冷负荷Q(W)，按下式计算： Q=KF (2.1)式中 K围护结构的传热系数， K取0.979W/，F计算面积，； 计算时刻，根据办公的负荷特点，计算时刻为8：0018：00； -温度波的作用时刻，即温度波作用于外墙或屋面外侧的时刻，点钟； 作用时刻下，通过外墙或屋面的冷负荷计算温差，简称负荷温差，。注：例如对于延迟时间为5小时的外墙,在确定16点房间的传热冷负荷时,应取计算时刻=16,时间延迟为=5,作用时刻为-=16-5=11。这是因为计算16点钟外墙内表面由于温度波动形成的房间冷负荷是5小时之前作用于外墙外表面温度波动产生的结果。表2-1 北外墙冷负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00K （W/）0.979F（）25.92传热负荷温差（）7.427.126.916.86.786.857.017.237.527.858.2总辐射照度W/155147165175177175165147155172125冷负荷(W)1881811751721721741781841911992082.1.2.2外窗的温差传热冷负荷 通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷Q按下式计算： Q=KFt (2.2)式中 K外窗的传热系数，本建筑采用双层透明中空玻璃6mm，K取3.342 W/ F玻璃窗面积，t计算时刻下的负荷温差，；2.1.2.3外窗太阳辐射冷负荷外窗只有内遮阳设施，选用该公式 Q=FCsCaCn (2.3)式中 F外窗面积（包括窗框、即窗的墙洞面积）Cs窗玻璃的遮挡系数，透明普通双层玻璃厚度6+6mm，Cs取0.74；Ca窗的有效面积系数，双层钢窗，Ca取0.75，；Cn窗内遮阳设施的遮阳系数，只有内遮阳设施；为45浅灰色活动百叶，Cn取0.75计算时刻下太阳总辐射负荷表2-2 北外窗温差传热和太阳辐射冷负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00K （W/）3.44F（）8.64传热负荷温差（）3.253.954.65.285.96.426.766.896.686.586.19直射面积（）6.8400000006.846.846.84辐射照度W/(直|散)6|960|1210|1360|1440|1450|1440|1360|1216|9636|6950|34冷负荷(W)2993443984414694894914754444504192.1.2.4人体冷负荷人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Q，按下式计算： Q=nq1CclrCr (2.5)式中 n计算时刻空调房间内的总人数，按室内家具布置得到； q1一名成年男子小时显热散热量，室内温度26，轻度劳动时，取58W； Cclr人体显热散热冷负荷系数，对于人员密集的场所，由于人体对围护结构和室内物品的辐射换热量相应减少，可取Cclr为1.0Cr群体系数，取0.92。表2-3 人体冷负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00显热|全热(W)101|209198|404228|433237|442218|390214|387242|447253|459258|463261|4662.1.2.5灯光冷负荷镇流器装在空调房间内的荧光灯 Q=1200n1NX-T （2.6）式中n1同时使用系数，一般为0.5-0.8； N照明设备的安装功率，11W/面积得到； X-T-T时间照明散热的冷负荷系数，取1.0；-T从开灯时刻算起到计算时刻的时间，h。2.1.2.6设备冷负荷电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量 qs=1000n1aN (2.7)式中 n1同时使用系数，一般可取0.5-1.0；a输入功率系数； N设备的总安装功率，取20W/，共1.37kW。表2-4 灯光冷负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00冷负荷(W)151302362379355347387410418424278表2-5 设备冷负荷计算时刻 8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00冷负荷(W)139273043142151943003293363411922.1.2.7伴随散湿过程的潜热冷负荷 1.人体散湿和潜热冷负荷 (1) 人体散湿量按下式计算 D=0.001ng (2.8)式中 D散湿量，kg/h；群体系数，取0.80；n室内全部人数，按照室内家具布置得到； g一名成年男子的小时散湿量，室内温度26，轻度劳动时，取184g/h。(2) 人体散湿形成的潜热冷负荷Q(W)，按下式计算： Q=nq2 (2.9)式中 ，n同上q2一名成年男子小时潜热散热量，室内温度26，轻度劳动时，取123W。 人体散湿形成的潜热冷负荷已计入表4-6。另外，由于空调房间为正压，故不考虑空气渗透、外门开启造成的冷负荷。2.1.2.8 中型办公室3001冷负荷和湿负荷汇总对以上各项负荷进行逐时相加，得到三层中型办公室3001冷负荷和湿负荷的逐时变化，见表2-6。表2-6 3001逐时冷负荷和湿负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00冷负荷(W)9861501167317481602159118041855185218811317湿负荷(g/s)0.04530.08610.08610.08610.07250.07250.08610.08610.08610.08610.0272由表2-6可看到，3001最大冷负荷和湿负荷出现在17：00，冷负荷为1881W，湿负荷为0.0861g/s。2.1.2.9 一层商场冷负荷和湿负荷汇总同理可得一层商场冷负荷和湿负荷的逐时变化，见表2-7。表2-7 一层逐时冷负荷和湿负荷计算时刻8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00冷负荷(W)2314935146391094073437685374644142141931409564029827165湿负荷(g/s)1.13332.15332.15332.15331.81331.81332.15332.15332.15332.15330.68由表2-7可看到，一层最大冷负荷和湿负荷出现在15：00，冷负荷为41931W，湿负荷为2.1533g/s。2.2冬季空调热负荷和湿负荷冬季热负荷的计算采用稳态算法，热负荷主要包括两项； 围护结构的耗热量 门窗缝隙渗入冷空气的耗热量2.2.1围护结构的耗热量围护结构耗热量计算公式： (2.10)Q：围护结构耗热量，W；Qj：围护结构基本耗热量，W； Qx：围护结构基本耗热量修正值，W；K： 围护结构传热系数，W（）；该建筑墙体结构为混凝土30-125-2，冬季K取0.989W/，外窗采用双层透明中空玻璃6mm，K取3.342W/，F：围护结构面积，；tn：冬季室内计算温度，取20；tw：冬季空调室外计算温度，；tw = - 4；：围护结构温差修正系数；外围护结构取1.0，与不采暖的房间有隔墙，且不采暖房间有门窗与室外相通，取0.7。xch：朝向修正率；北向、东北向、西北向取0，东、西方向取-5%，东南、西南方向取-10% -15%，南向取-15% -25%；xf：风力附加耗热量修正率，取0； xg：高度附加率；超过4m每增加1m附加2%；但最大附加率不超过15%； 2.2.2门窗缝隙渗入冷空气的耗热量 该工程冬季采用空调供热，室内为正压，因此冷风渗透耗热量忽略不计；室内保持5Pa正压，将外门开启冷风侵入耗热量计入热负荷。2.2.3冬季湿负荷的计算 计算方法同2.1.2.7夏季湿负荷的计算。以3001中型办公室为例计算冬季热负荷：表2-8 3001办公室冬季热负荷类别面积F（）传热系数K W（）温差修正基本耗热量Qj （W）修正后耗热量高度修正xg热负荷(W)朝向xch风向xf修正后耗热量(W)北外墙25.920.98915190.105710571北外窗6.843.34215680.106250625小计11963001办公室冬季热负荷为1196W，其余房间冬季热负荷见表2-11。2.3新风量的确定和新风负荷2.3.1新风量的确定室外新鲜空气量是保障良好的室内空气品质的关键。因此，空气系统中引入室外新鲜空气是必要的。由于夏季室外空气焓值和气温比室内空气焓值和气温高，空调系统夏季为处理新风势必要消耗冷量。而冬季室外空气气温有比室内气温低室外空气比室内空气含水量少，同样。空调系统冬季为处理新风势必要消耗热量和加湿量。据调查，空调工程中处理新风的能耗大致占到总能耗的25%-30%。所以，空调系统中新风量的大小要在满足空气品质的前提下，尽量选择较小的必要的新风量。否则，新风量过多，将会增加空调制冷系统与设备的容量。一个完善的空调系统，除了满足对环境的温湿度控制外，还必须给环境提供足够的室外新鲜空气。从改善室内空气品质角度，新风量多些为好；但是送入室内的新风都得通过热湿处理，将消耗能量，因此新风量宜少些好。在系统设计时，一般必须确定最小新风量，此新风量应满足以下两个要求：(1)保证每个房间的卫生要求；(2)补充局部排风量+维持空调房间的正压要求：可按全国民用建筑工程设计技术措施中的换气次数估算得出因此最小新风量应取局部排风加维持正压的渗透风量Gw1和卫生要求所需的新鲜空气量Gw2两者中的较大值查文献维持正压的换气次数n取0.5Gw2应为人均新风量与室内人数的乘积查文献8得知新风量至少为30 m3/h人例如，3001中型办公室空调空间高度H暂取2.8 m , 人均新风量取30 m3 / h人,Gw1=Vn= HFn=2.8420.5=58.8m3/ hGw2=306=180 m3/h比较Gw1和Gw2可知3001新风量取180m3/h同理可得其余房间的新风量，汇总见表2-9。表2-9 房间新风量汇总(单位: m3/h)房间卫生要求m3/h维持正压和局部排风m3/h新风量m3/h10013160330033001002902890房间卫生要求m3/h维持正压和局部排风m3/h新风量m3/h20012060274527452002902890房间卫生要求m3/h维持正压和局部排风m3/h新风量m3/h300118058.8180300218058.8180300336097.636030046032.26030051207512030066027.2603007480107 48030083029.43030093058.858.830103010810830113058.858.830123010810830133029.4303014902890注：4-7层同3层房间卫生要求m3/h维持正压m3/h新风量m3/h800118058.8180800218058.8180800342097.642080046029.46080056029.46080063029.43080073058.858.880083010810880093058.858.880103010810880113029.4308012902890各系统新风量汇总结果见表2-10表2-10新风汇总(单位: m3/h)新风系统一层二层三层四至七层分别八层新风总量339028351952.41952.41412.4 2.3.2计算新风负荷2.3.2.1夏季新风冷负荷Qc.o=Mo(ho-hR) (2.12) 式中Qc.o夏季新风冷负荷，kW; Mo新风量，kg/h; ho室外空气焓值，kJ/kg; hR室内空气焓值，kJ/kg。以3001中型办公室为例计算新风冷负荷:新风量Mo=180/h夏季室外t0=34, ts=28.2,ho=92.1kJ/kg室内tR=26，=55%，hR=56.3 kJ/kg3001新风冷负荷Qc.o=Mo(ho-hR)= 1882W冬季新风热负荷计算方法同夏季。2.4设计工况下空调总冷负荷，总热负荷及总湿负荷各典型房间负荷汇总见表2-8。其中室内总冷负荷为建筑物空气调节区夏季室内冷负荷最大值的累计值。由表和附录中可得出：该建筑物总冷负荷为430kW，其中室内总冷负荷为219kW，新风总冷负荷为211kW;总热负荷为320kW，其中室内总热负荷为128kW，新风热负荷为192kW;室内湿负荷为8.72kg/s。表2-11各房间负荷汇总房间室内冷负荷QC(W)新风冷负荷Qc.o (W)总冷负荷Q1 (W)室内湿负荷Mw(g/s)室内热负荷Qh (W)新风热负荷Qh.o (W)总热负荷Q2 (W)最大冷负荷时刻(h)1001商店营业厅40734.1121870.8359434.812.1523408.8339518.3662927.211:001002电梯前室2994.832689.165650.370.124177.293161.477338.7609:002001商店营业厅28184.5522409.6449763.561.5111046.5426345.5837392.1110:002002电梯前室1119.61008.432090.650.05969.231185.552154.7810:003001中型办公室1881.421869.293750.710.091195.621502.072697.6917:003002中型办公室1881.421869.293750.710.091195.621502.072697.6917:003003会议室2946.13784.146636.110.171645.164506.216151.3710:003004小办公室1044.93655.891700.830.03632.16751.041383.1917:003005小办公室（西北角）2874.11246.194120.290.061995.931502.07349816:003006接待室3015.87630.823487.90.041353.38790.372143.7515:003007敞开式办公室3401.074984.788385.850.231386.726008.297395.0115:003008秘书室716.81311.551028.360.01407.6375.52783.1114:003009领导办公室1780623.12403.10.031061.09375.521436.6115:003010休息室912.85311.551224.40.01407.6375.52783.1115:003011领导办公室1780623.12403.10.031061.09375.521436.6115:003012休息室924.76311.551236.310.01416.11375.52791.6215:003014电梯前室1210.161008.432145.20.05989.831185.552175.3811:003013秘书室850.71311.551162.260.01755.09375.521130.614:004001中型办公室1860.491869.293729.780.091171.242371.13542.3417:004002中型办公室1860.491869.293729.780.091170.652253.113423.7617:004003会议室2899.383784.146589.390.171609.424506.216115.6310:004004小办公室1034.47655.891690.360.03619.67751.041370.7117:004005小办公室（西北角）2787.691246.194033.880.061957.721502.073459.816:004006接待室2329.34630.822801.380.041100790.371890.3615:004007敞开式办公室3365.344984.788350.110.231361.196008.297369.4715:004008秘书室703.01311.551014.550.01399.09375.52774.614:004009领导办公室1756.18623.12379.280.031044.07375.521419.5915:004010休息室900.94311.551212.490.01399.09375.52774.615:004011领导办公室1756.18623.12379.280.031044.07375.521419.5915:004012休息室900.94311.551212.490.01399.09375.52774.615:004013电梯前室1189.361008.432124.390.05964.861185.552150.4111:004014秘书室836.9311.551148.450.01746.58375.521122.0914:005001中型办公室1860.491869.293729.780.091171.242371.13542.3417:005002中型办公室1860.491869.293729.780.091170.652253.113423.7617:005003会议室2899.383784.146589.390.171609.424506.216115.6310:005004小办公室1034.47655.891690.360.03619.67751.041370.7117:005005小办公室（西北角）2787.691246.194033.880.061957.721502.073459.816:005006接待室2329.34630.822801.380.041100790.371890.3615:005007敞开式办公室3365.344984.788350.110.231361.196008.297369.4715:005008秘书室703.01311.551014.550.01399.09375.52774.614:005009领导办公室1756.18623.12379.280.031044.07375.521419.5915:005010休息室900.94311.551212.490.01399.09375.52774.615:005011领导办公室1756.18623.12379.280.031044.07375.521419.5915:005012休息室900.94311.551212.490.01399.09375.52774.615:005013电梯前室1189.361008.432124.390.05964.861185.552150.4111:005014秘书室836.9311.551148.450.01746.58375.521122.0914:006001中型办公室1860.491869.293729.780.091171.242371.13542.3417:006002中型办公室1860.491869.293729.780.091170.652253.113423.7617:006003会议室2899.383784.146589.390.171609.424506.216115.6310:006004小办公室1034.47655.891690.360.03619.67751.041370.7117:006005小办公室（西北角）2787.691246.194033.880.061957.721502.073459.816:006006接待室2329.34630.822801.380.041100790.371890.3615:006007敞开式办公室3365.344984.788350.110.231361.196008.297369.4715:006008秘书室703.01311.551014.550.01399.09375.52774.614:006009领导办公室1756.18623.12379.280.031044.07375.521419.5915:006010休息室900.94311.551212.490.01399.09375.52774.615:006011领导办公室1756.18623.12379.280.031044.07375.521419.5915:006012休息室900.94311.551212.490.01399.09375.52774.617:006013电梯前室1189.3610