郑州某大学教学楼空调系统设计

题目：郑州某大学教学楼空调系统设计第一章设计任务1.1设计题目郑州某大学教学示范楼暖通设计1.2原始资料1.2.1土建图纸本建筑物为西南某大学教学示范楼（项目所在地可选邵阳、南昌、福州、广州、郑州等任意一个），总建筑面积：28894㎡，建筑占地面积6452.8㎡，建筑层数地上4层地下1层，建筑高度23.4m。建筑所在校区内的位置如图1所示，建筑结构类型为框架结构，抗震设防烈度为6度。主要外装饰用材为真石漆、玻璃幕墙、铝合金百叶及铝板。建筑层高详见建筑平面图和立面图。建筑功能分区如表所示：图1建筑区位图图2建筑鸟瞰图图3建筑主入口透视图1.2.2围护结构构造围护结构构造如果建筑设计图纸中有详细做法，以图纸为准。1）平屋面材料名称（由外到内）材料编号序号厚度δ导热系数λ蓄热系数S修正系数热阻R热惰性指标(mm)W/(m.K)W/(㎡.K)α（㎡K)/WD=R*S卵石保护层4461201.51015.3601.000.0130.203挤塑聚苯板(17)4412300.0300.3811.100.9090.381SBS改性沥青防水卷材34340.2309.3701.000.0170.1631:3水泥砂浆找平层1844200.93011.3701.000.0220.2451:8水泥憎水膨胀珍珠岩找2%坡4475200.0580.6281.500.2300.217钢筋混凝土屋面板19161201.74017.0601.000.0691.177石灰水泥砂浆1927200.87010.6271.000.0230.244各层之和∑－234－－－1.2832.629外表面太阳辐射吸收系数0.75[默认]传热系数K=1/(0.15+∑R)0.702）外墙材料名称（由外到内）材料编号序号厚度δ导热系数λ蓄热系数S修正系数热阻R热惰性指标(mm)W/(m.K)W/(㎡.K)α(㎡K)/WD=R*S水泥砂浆11200.93011.3701.000.0220.245加气混凝土砌块（B07级）5922000.2203.4291.250.7273.117无机轻集料保温砂浆3923250.0701.5001.250.2860.536抗裂砂浆385450.93011.3061.000.0050.061各层之和∑－250－－－1.0403.958外表面太阳辐射吸收系数0.75[默认]传热系数K=1/(0.15+∑R)0.843）内墙材料名称材料编号序号厚度δ导热系数λ蓄热系数S修正系数热阻R热惰性指标(mm)W/(m.K)W/(㎡.K)α(㎡K)/WD=R*S聚合物混合砂浆1621200.87010.6271.000.0230.244加气混凝土砌块（B07级）5922000.2203.4291.250.7273.117聚合物混合砂浆1623200.87010.6271.000.0230.244各层之和∑－240－－－0.7733.606传热系数K=1/(0.22+∑R)1.014）楼板材料名称材料编号序号厚度δ导热系数λ蓄热系数S修正系数热阻R热惰性指标(mm)W/(m.K)W/(㎡.K)α(㎡K)/WD=R*S水泥砂浆11200.93011.3701.000.0220.245无机轻集料保温砂浆3922200.0701.5001.600.1790.429钢筋混凝土431001.74017.2001.000.0570.989石灰水泥砂浆1924200.87010.6271.000.0230.244各层之和∑－160－－－0.2811.906传热系数K=1/(0.22+∑R)2.005）窗序号构造名称传热系数自遮阳系数可见光透射比备注1单框中空玻璃6+12A+6(钢、铝合金窗框)3.600.750.7106）门户构造序号构造名称构造编号传热系数面积备注是否符合标准1多功能户门172.001005.10满足1.3设计任务1.3.1围护结构构造空调设计方案应完成的基本内容包括如下各点：（1）空调冷热源设计根据所确定的方案，包含下列各项中设计方案可能涉及到的内容。1）冷、热源机组的型式、容量、台数；2）机房换热设备的型式、容量、台数；3）冷（热）水循环水泵型式、容量、台数；4）冷却水泵的型式、容量、台数；5）冷却塔的型式、容量、台数；6）机房设备布置与管路的布置连接；7）系统原理、流程等。1.3.2本项目设计具体要求1）根据建筑功能及特点，提供舒适性中央空调。2）合理的选择方案，要求体现节能环保理念；3）空调工程初投资合理；4）要求出施工图，图纸清晰规范；只选择典型楼层绘制空调平面图即可。建筑防排烟设计不做强制性要求；但所设计的通风空调系统必须符合相关防火设计规范的要求。5）水、电、燃气管网配套完备，冷热源方式可合理自定。

第二章空调冷、热、湿负荷的计算2.1夏季空调室内冷负荷计算夏季空调室内冷负荷包括：建筑围护结构的冷负荷和室内热源散热形成的冷负荷。2.1.1建筑围护结构的冷负荷建筑围护结构的冷负荷包括：（1）通过外墙的瞬时传热；（2）通过外窗内外温差的传热；（3）通过内维护结构和地面传热。2.1.2内热源散热形成的冷负荷内热源散热形成的冷负荷包括：（1）照明形成的冷负荷；（2）人体形成的冷负荷；（3）工艺设备形成的冷负荷。2.1.3渗透风耗冷量有空调的房间，空气只有通过缝隙由室内渗透到室外，因而可不考虑渗透风带入的耗冷量。2.2夏季空调冷负荷计算方法采用冷负荷计算法计算。以会议室（精装修区）为例：会议室（精装修区）长12.5m，进深8.4m,高4.8m，窗面积14.58㎡。2.2.1西外墙西外墙逐时冷负荷计算表时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Tc34.634.334.133.933.933.934.134.334.735.336.1修正值0T’c34.634.334.133.933.933.934.134.334.735.336.1Tr25温度变化9.69.39.18.98.98.99.19.39.710.311.1Kw0.84Aw60围护修正系数1Qc483.8468.7458.6448.6448.6448.6458.6468.7488.9519.1559.42.2.2西外窗非稳态传热西外窗非稳态传热逐时冷负荷计算表时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Tc28.529.330.030.831.532.132.432.432.332.031.5Tr25温度变化3.54.355.86.57.17.47.47.376.5Kw3.6Aw8.1Qc102.1125.4145.8169.1189.4207.0215.8215.8212.9204.1189.42.2.3西外窗日射得热西外窗日射得热逐时冷负荷计算时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00CLQ0.10.130.140.160.170.220.30.40.480.520.52Dj·max579CS0.74Aw8.1Qc347.0451.2485.9555.3590.0763.51041.21388.21665.91804.71804.72.2.4北外墙与西外墙相同算法可得到北外墙负荷计算表。北外墙逐时冷负荷计算表时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Tc33.533.232.932.632.332.332.532.733.134.334.8修正值0T’c33.533.232.932.632.332.332.532.733.134.334.8Tr25温度变化8.58.27.97.67.37.37.57.78.18.38.8Kw0.84Aw40.32围护修正系数1Qc287.9277.7267.6257.4247.2247.2254.0260.8274.3281.1298.0北外窗非稳态传热逐时冷负荷计算表时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Tc28.329.129.830.431.632.032.132.432.232.031.3Tr25温度变化3.34.14.85.46.67.07.17.47.27.06.3Kw3.6Aw6.48Qc77.095.6112.0126.0154.0163.3165.6172.6168.0163.3147.0北外窗日射得热逐时冷负荷计算时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00CLQ0.10.120.140.150.180.210.280.350.420.490.50Dj·max537CS0.74Aw6.48Qc257.5309.0360.5386.3463.5540.8721.0901.31081.51261.81287.52.2.4内围护结构校史档案内墙外均为空调房间，可不必计算热损失。2.2.5室内热源散热形成的冷负荷设备、照明和人体散热形成的冷负荷，在工程上可用下式简化计算。1）设备散热设备散热逐时冷负荷计算表时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00Qs603CLQ0.780.940.930.940.950.960.960.970.970.980.98Qc470.3548560.8566.8572.9578.9578.9584.9584.9590.9590.92）照明散热白炽灯荧光灯照明散热逐时冷负荷计算表时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00CLQ0.410.730.780.820.840.860.880.890.910.920.93n11.2n20.7N452.25Qc155.7277.3296.3311.5319.1326.7334.3338.1345.7349.5353.33）人体人体冷负荷包括显热冷负荷和潜热冷负荷。i.人体显热冷负荷

人体显热、潜热散热逐时冷负荷计算表时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00CLQ0.410.730.780.820.840.860.880.890.910.920.93qs60.5n11群集系数0.96Qc显热262466498524537549562569581588594ql184Qc潜热19431943194319431943194319431943194319431943合计22052409244124672480249225052512252425312537ii.人体潜热冷负荷会议室30人的人体潜热负荷：Qc=5299.2

W会议室30人冷负荷汇总如下：校史档案冷负荷逐时冷负荷汇总表时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:00西外墙冷负荷483.8468.7458.6448.6448.6448.6458.6468.7488.9519.1559.4北外墙冷负荷287.9277.7267.6257.4247.2247.2254.0260.8274.3281.1298.0西外窗瞬时冷负荷102.1125.4145.8169.1189.4207.0215.8215.8212.9204.1189.4北外窗瞬时冷负荷77.095.6112.0126.0154.0163.3165.6172.6168.0163.3147.0西窗透过玻璃窗日射得热引起的冷负荷347.0451.2485.9555.3590.0763.51041.21388.21665.91804.71804.7北窗透过玻璃窗日射得热引起的冷负荷257.5309.0360.5386.3463.5540.8721.0901.31081.51261.81287.5人员散热引起的冷负荷22052409244124672480249225052512252425312537房间照明散热形成的冷负荷155.7277.3296.3311.5319.1326.7334.3338.1345.7349.5353.3设备散热470.3548.0560.8566.8572.9578.9578.9584.9584.9590.9590.9总计438749855128516054655808627668457346770577672.3湿负荷的计算2.3.1湿负荷的组成空调房间的湿负荷有以下组成：人体、渗透空气、潮湿表面的散湿量等。2.3.2湿负荷的计算方法本次设计湿负荷主要考虑的是人体散湿量。人体湿负荷可按下式计算：2.3.3代表房间人体散湿量统计表校史档案人体散湿量如下：校史档案人体散湿量统计表室内人数n11群集系数ψ0.96成年男子小时散湿量g119人体散湿量mw0.542.4冬季热负荷的计算对于民用建筑，冬季热负荷包括两项：围护结构的耗热量和由缝隙渗入室内的冷空气耗热量。2.4.1围护结构传热耗热量1）围护结构的基本耗热量表2-12围护结构的温差修正系数外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等1.0屋顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板等0.9与有外窗的不供暖楼梯间相邻的隔墙1～6层建筑7～30层建筑0.60.5与不供暖房间相邻的隔墙不供暖房间有门窗与室外相通不供暖房间无门窗与室外相通0.70.4非采暖地下室上面的楼板，外墙上有窗时0.75非采暖地下室上面的楼板外墙上无窗且位于室外地坪以上时外墙上无窗且位于室外地坪以下时0.60.4伸缩缝墙、沉降缝墙0.3防震缝墙0.72）围护结构附加耗热量①朝向修正本次设计中朝向修正系数选定为：东、西：-5%；南：-20%；北：0%；东南：-10%。②风力修正因位于郑州市中心，平均风速不大，对传热的影响不很显著，故一般情况下可忽略不予考虑。③高度修正层高为4.8m，附加率取1%。2.4.2门窗缝隙渗入冷风耗热量1）渗入冷风量由下表计算渗透冷风量，房间渗入冷风量L=0.75*V。换气次数房间类型一面有外窗的房间两面有外窗的房间三面有外窗的房间门厅换气次数（h-1）0.25～0.670.5～1.01.0～1.52.02）渗入冷风量耗热量2.4.3热负荷计算举例及汇总校史档案围护结构的基本耗热量计算表围护结构表面积100.32围护结构传热系数0.84冬季室内计算温度20供暖室外计算温度-3.8围护结构温差修正系数1Qc2005.6校史档案围护结构附加耗热量统计表朝向修正东西-5%

南-20%北0%东南-10%风力附加率不考虑高度附加率1%Qc1953.7校史档案门窗缝隙渗入冷空气的耗热量统计表渗入冷空气量352.8供暖室外计算温度下的空气密度1.024空气定压比热1供暖室外计算温度-3.8Q2390.3校史档案逐时冷负荷中最大冷负荷即为校史档案的冷负荷，为7767W。校史档案软件计算负荷统计表分类夏季室内冷负荷夏季室内湿负荷夏季新风量夏季总冷负荷指标夏季室内冷负荷指标校史档案7515.990.54315101.3971.58夏季会议室最大负荷为7515.99W，与手算符合相差3.3%，小于5%，可以使用此软件进行计算。2.5建筑物夏季热负荷软件计算分类夏季室内冷负荷(全热)夏季室内湿负荷夏季新风量夏季总冷负荷指标(含新风)夏季室内冷负荷指标夏季总冷负荷最大时刻(含新风/全热)夏季室内冷负荷最大时刻(全热)1001[校史馆]62382.7715.479000130.0353.4317171002[管理]585.390.0844.8868.9439.1317171003[接待区]4150.380.34198.6692.4862.6814141004[校史馆前厅]4147.740.43198.6692.4562.6414141005[工作用房]1184.340.1162.4086.7556.9417171006[档案左]3688.600.47270.5170.7240.9117171007[档案右]3624.180.42244.9574.2044.3917171008[安保监控及消防控制室]3195.670.35184.5081.7751.9617171009[人事职工档案整理查阅]4563.010.46266.2281.2351.4214141010[阅览区]13262.010.97511.38107.6177.8010101011[学生档案整理]5710.870.68397.2072.9443.1317171012[收集利用指导部]3733.400.25147.60105.6975.8810101013[档案内部门厅]2822.540.1460.00170.94141.13991014[值班]598.960.0633.1284.0654.2517171015[信息技术室]2768.920.1590.00122.1192.3010101016[校史编研]4549.190.20117.00146.46116.6510101017[工作室]2824.470.1272.00147.50117.6910101018[副馆长工作室,2]2629.000.1060.00161.26131.4510101019[接待室]2670.920.1272.00141.10111.2910101020[会议室]4196.790.19108146.39116.5810101021[馆长工作室]1821.260.1373.71103.9374.1317171022[资料室]5994.950.27157.53143.98114.1717171023[专家咨询室]3530.090.1695.58140.61110.8017171024[建设工作室]1971.430.1058.41131.06101.2517171025[育人联盟、研究中心]4752.310.20115.05153.73123.9217171026[西大记忆室]1147.300.1481.4272.0842.2717171027[影像室]1310.080.1695.5870.9341.1217171028[采访室（精装修区）]1616.960.20114.3672.2342.4217171029[会议室（精装修区）]7515.990.54315.00101.3971.5817171030[管理室]1524.70.0950.4120.5790.7617171031[志愿者工作室]2224.110.1690.72103.3673.5517171032[校史档案]7371.91.12651.3663.7633.9517171033[信息中心机房]769.330.1060.0069.6339.8217171034[计算中新管理]1338.040.20115.9264.4434.6317171035[档案装具室左]3416.940.5129764.3234.5117171036[档案装具室右上]1491.890.20116.6468.1838.3717171037[档案装具右下]1418.190.22128.5262.9133.1017171038[综合档案]2523.620.36210.6065.7635.9517171039[学生档案]3344.080.55319.8061.1831.3717171040[职工档案]3486.610.52304.2064.1934.3817171041[综合档案]7776.431.18686.9463.7733.9617171042[综合档案,2]6839.61.02595.3564.2734.4717171043[综合档案,3]6000.680.99573.3061.2131.417172001[校史馆]62119.0712.927500.00109.7249.8817172002[咨询售票]2509.420.19112.3296.8367.0314142003[前厅]13174.491.18635.7091.9862.1714142004[值班]1041.040.18103.5059.9830.1817172005[备用展厅]43084.9510.406000.00140.6959.0217172006[临时专题展厅]90019.5612.387200.0096.7453.917172007[文化创意馆]8031.480.63366.0095.6465.8317172008[安保集训]4917.220.35204.18102.0672.2517172009[接待中心你]1176.600.1798.4065.6835.8717173001[工会活动室]6172.560.39225.00112.1182.3017173002[物管用房]4283.200.24138.60122.5292.7117174001[历史展览馆150人]51591.127.744500.0083.1244.5315154002[历史展览馆200人]38457.0210.326000.00128.1050.2317174003[郭克教授作品陈列厅]4345.330.68393.6662.9233.1117174004[陈列厅]12767.192.011166.462.6532.8417174005[美术馆]67287.8212.387200.00125.9261.0317174006[美术工作室]4391.900.26150.66117.2687.4517174007[历史办公室上]2138.900.1693.0098.8169.0017174008[历史工作室下]4364.480.24139.50123.6793.8617175001[自然展览馆下]107573.977.834500.00134.3194.8717175002[陈列室兼雅集室]12636.881.35750.001004.46631.8414145003[电子阅览室]20694.741.61900.00230.11160.6715155004[博物文化体验厅]23070.621.35750.00158.42119.7416165005[多功能厅]42671.049.145280.00293.29131.5517175006[文献资料中心]11634.021.09600.00246.86163.2215155007[休息室]6385.030.1586.40251.51221.715155008[更衣]5168.760.0531.68519.28489.4714145009[多媒体播放中心]17306.33.151800.00350.80172.5116165010[自然展览馆上]165720.0012.387200.00142.4899.5217175011[自然工作室右]7118.220.1478.90300.46270.6515155012[自然工作室上]8169.510.1590.00302.13272.3215155013[自然工作室中]6499.710.0954.00390.90361.0915155014[自然工作室下]9530.960.23135.00241.61211.801616

第三章冷热源选型及机房布置3.1冷热源选型3.1.1项目情况项目为教学楼，共有6层，并且大多为办公室，房间的同时使用系数高，使用时间也大概相同，比较集中。项目使用地下水，满足作为冷热源的要求。3.1.2总装机容量的确定上述的计算冷负荷中，包括新风冷负荷，但实际情况中，供热量Q应该按照下列情况计算：Q=K1×K2×Q1（kw）考虑到有些房间采用单体式空调，不采用集中式空调，故其负荷不用计算入建筑所需总冷量，算出建筑所需总冷量为1509KW。因此，当采用电压缩机时Q=1.05×1×1509=1584.4KW。当采用非电压缩机时Q=1.05×1.1×1509=1743.9KW。根据规范知，在选择制冷机组时其台数宜为2~4台，台数不宜过多，也不宜仅用1台。3.1.3水泵初选的方法暖通设计中水泵的选择，通常选用比转速ns在130～150的离心式清水泵，水泵的流量应为冷水机组额定流量的1.1～1.2倍。按估算，可取每100m管长的沿程阻力损失为5m水柱，水泵扬程按照下式：Hmax=ΔP1+ΔP2+0.05×L×(1+K)3.1.4方案初选经过上述分析，选择了以下方案：方案一：风机盘管加新风系统方案二：风冷热泵方案一：风机盘管加新风主机根据技术性指标，选择两台选择凌天水源热泵机组LD-W系列全封闭螺杆水源热泵中央空调机组中的LDW900机组，该机型相关技术参数下所示：名义制冷量/kw制冷输入功率/kw名义制热量/kw制热输入功率kw蒸发器循环水量/m³/h水侧压降/kpa85013191817212050冷凝器进出口管径外形尺寸循环水量/m³/h水侧压降/kpa长/mm宽/mm高/mm12070DN150362013501635冷冻水泵根据技术性指标，选择三台SLS系列的SLS125-200A立式离心水泵（两用一备），其相关技术参数如下所示：流量（m³/h）扬程（m）输入功率（kw）转速（r/min）必须气蚀余量（m）重量（kg）9048.430295043481504418040.5冷却水泵根据技术性指标，选择三台SLS系列的SLS100-160立式离心水泵（两用一备），其相关技术参数如下所示：流量（m³/h）扬程（m）输入功率（kw）转速（r/min）必须气蚀余量（m）重量（kg）7036.515295042251003213027冷却塔根据技术性指标，选择两台LKT-175L，其技术参数下所示：流量（m³/h）外形尺寸输入功率（kw）风机直径（mm）水压（kpa）运行重量（kg）直径（mm）高度（mm）136.83310316841750301950方案二：风冷热泵主机根据技术性指标，选择两台CSRAN-2002-X-B的风冷螺杆冷热源水机组，该机组的相关参数如下表所示：名义制冷量/kw制冷输入功率/kw名义制热量/kw制热输入功率kw蒸发器压降/kpa风机数量725.8209.4758.5192.357.710风量/m³/s风机功率/kw机组尺寸噪声/分贝长/mm宽/mm高/mm55.62.172002260235074冷却水泵则选择三台SLS系列的SLS125-160B立式离心水泵（两用一备），其参数如下表所示：流量（m³/h）扬程（m）输入功率（kw）转速（r/min）必须气蚀余量（m）重量（kg）8327152950427513824166213.2方案经济性比较3.2.1比较的方法经济性常采用比较方法采用年经常法，年经常法以系统的年经常费用为判别依据，并认为最低的空调方案，即为最优设计方案。年经常费可按下式计算：YTC=COF+COR=C/n+0.5×C×（R+0.8Rs）+INS运行费根据空调全年耗能量及单位价格求出。3.2.2设备初投资概算价格指标具体数据还可以参考以下的价格:各设备价格标准:活塞式400元/kw螺杆式450元/kw离心式500元/kw风冷热泵1000元/kw直燃机1200元/kw气锅炉200元/kw冷却塔300元/t·h水泵1000元/kw配电装置600元/kw天然气1.95元/m3商业用电当地价格元/kw·h机房土建费用3000元/m2多联机室内机700元/Kw多联机室外机800元/kw3.2.3设备初投资估算方案一：（1）两台凌天科技LDW900机组，单价700元/kw。单台制冷量Q=850kw则水源热泵机组投资：C1=850×2×700=119万元（2）冷冻水泵3台，单价1000元/kw，单台泵功率P=30kw，则冷冻水泵初投资：C2=1000×30×3=9万元（3）冷却水泵3台，单价1000元/kw，单台泵功率P=37kw，则冷却水泵初投资：C3=1000×37×3=11.1万元（4）设备初投资为：C=139.1万元，根据主机和冷却塔以及水泵占总投资21.3%，则总投资C=127.88/0.213=653.05万元，固定费计算：COF=653.05/15+0.5×653.05×（0.05+0.8×0.45）+0.006×653.05=181.33万元方案二：主机选择两台CSRAN-2002-X-B的风冷螺杆冷热源水机组，单价为1000元/kw，总功率P=1451.6kw，则主机初投资为：C1=1000×1451.6=145.16万元（2）冷冻水泵3台，单价1000元/kw，单台泵功率P=15kw，则冷冻水泵初投资：C2=1000×15×3=4.5万元（3）设备初投资为：C=137.16万元，根据主机和冷却塔以及水泵占总投资21.3%，则总投资C=145.16/0.213=681.5万元，固定费计算：COF=681.5/15+0.5×681.5×（0.05+0.8×0.45）+0.006×681.5=189.23万元3.2.4设备年运行费用估算1、计算参数制冷工况运行为5月-9月，不计节假日，即为125天；办公楼空调每天从上午8点运行到下午18点，共计10小时，则夏季制冷运行时间为1250小时。制热工况运行为12月-1月，不计节假日，即为50天；办公楼空调每天从上午8点运行到下午18点，共计10小时，则冬季制热运行时间为500小时。年运行费用方案一：（1）水源热泵年运行电费夏季运行时，制冷机输入功率修正系数为1.2，冬季运行修正系数为1.0，故水源热泵年运行费用为：N1=131×2×1.2×1250×0.8+172×2×1×500×0.8=45.2万元冷冻水泵年运行费N2=30×2×（1250+500）×0.8=8.4万元（3）冷却水泵运行费N3=37×2×（1250+500）×0.8=10.36万元方案二：风冷热泵运行费用，夏季运行时，输入功率修正系数为1.01，冬季运行时，输入功率修正系数为0.863，故主机年运行费用为：N1=209.4×2×1.01×1250×0.8+192.3×2×0.863×500×0.8=56.83万元（2）冷冻水泵年运行费N2=15×2×（1250+500）×0.8=4.2万元风机年运行费N3=42×（1250+500）×0.8=5.88万元3.2.5经济性比较总结将上述数据汇入表3-12中，如下：表3-12各方案经济性比较费用（万元）方案一方案二内容风机盘管加新风风冷热泵设备初投资139.1135.86总投资653.05643.94固定费（COF）181.33189.23运行费（COR）63.9666.94年经常费(YTC)245.29244.05由上表，可以看出方案一的方案二比初投资小，方案一也比方案二的运行费用小，总的年经常费上来说方案一和方案二相似，故选择方案一为冷热源方案为较优方案。3.3其他设备3.3.1分集水器分集水器的直径D（mm），应保持并联接管总流量通过断面时的平均流速v=0.5~1.5m/s，流量特别大时，流速允许适当增大,但最大不应超过4m/s。各支管流速满足v=1.5~3m/s；故D=325mm。根据流量计算公式：G=Q/(CpΔt)算出送往上面五层的流量G1=44.91m³/h。根据以上条件，得出d1=200mm，V1=1.86m/s；d2=150mm，V2=1.61m/s；为了方便平衡管内水力平衡，加了一根平衡管，其直径为d3=150mm。分支管之间的距离计算如下：L1=d1+130=330mm；L2=d1+d2+130=480mm；L3=d2+d3+120=420mm；L4=d3+120=270mm；端厚h=106mm,壁厚6mm；L=130+L1+L2+L3+L4+120+2h=1962mm3.3.2膨胀水箱本方案中采用开式膨胀水箱定压。开式膨胀水箱的有效容积V（m³）可按下式计算：（3-4）系统的膨胀水量可按下式进行计算：Vp=0.0006×ΔtVs（3-5）=0.0006×8×1.3×24078=150.25L=0.15m³系统的水容量可以按照建筑面积乘以系数得到：Vs=1.3×24078=31301.4L=31.3m³水箱的调节容量为补水泵3min的水流量，而补水泵小时水流量为系统水流量的2%，则水箱的调节容量如下：Vt=0.02×Vs×3÷60=0.0313m³故膨胀水箱的有效容积为：V=0.0313+0.15=0.1813m³根据有效容积V，选择膨胀水箱规格，将其技术参数列入下表：公称容积（m³）有效容积（m³）长×宽（mm）高（mm）配管公称直径（mm）溢流排水膨胀信号循环0.50.6900×90090050324020253.4机房布置按照机房布置原则，布置图如下：机房布置图

第四章空调设备选型4.1空调机组设计计算4.1.1冬季送风状态点和送风量空气送风状态点和送风量的确定可在焓湿图上进行：1）绘出室内状态点R：t=20℃，ψ=60%；2）新风预热后与室内回风混合，等焓加湿到机器露点，再等湿加热部分达到机器露点状态的空气，与剩余空气混合，混合点与室内空气点等焓，等焓线与混合线相交点即为送风状态点。房间送风量汇总表如下：房间名称室内状态点全热冷负荷Q（KW）湿负荷q（g/s）热湿比ε送风状态点送风量M比焓值hR（kJ/kg）相对湿度温度tR（℃）比焓值hs（kJ/kg）温度ts（℃）（m³/h）1001[校史馆]42.960%2068.2915.474414.3556.12815520.451002[管理]42.960%201.440.0817981.1356.128327.271003[接待区]42.960%204.810.3414156.2156.1281093.181004[校史馆前厅]42.960%205.760.4313387.6556.1281309.091005[工作用房]42.960%203.040.1127612.3656.128690.911006[档案左]42.960%209.350.4719902.1156.1282125.001007[档案右]42.960%2010.220.4224338.9556.1282322.731008[安保监控及消防控制室]42.960%209.450.3526998.7156.1282147.731009[人事职工档案整理查阅]42.960%207.070.4615371.9156.1281606.821010[阅览区]42.960%2013.860.9714290.5356.1283150.001011[学生档案整理]42.960%2010.450.6815366.3756.1282375.001012[收集利用指导部]42.960%204.820.2519279.9656.1281095.451013[档案内部门厅]42.960%203.420.1424393.7956.128777.271014[值班]42.960%202.050.0634094.3356.128465.911015[信息技术室]42.960%204.890.1532594.8056.1281111.361016[校史编研]42.960%206.080.230417.2556.1281381.821017[工作室]42.960%204.240.1235345.0856.128963.641018[副馆长工作室,2]42.960%203.220.132217.0056.128731.821019[接待室]42.960%203.370.1228118.8356.128765.911020[会议室]42.960%207.440.1939134.5856.1281690.911021[馆长工作室]42.960%206.090.1346825.6956.1281384.091022[资料室]42.960%209.560.2735397.1956.1282172.731023[专家咨询室]42.960%205.160.1632264.1956.1281172.731024[建设工作室]42.960%204.460.144603.9056.1281013.641025[育人联盟、研究中心]42.960%206.010.230055.2556.1281365.911026[西大记忆室]42.960%202.590.1418510.8656.128588.641027[影像室]42.960%204.090.1625583.0656.128929.551028[采访室（精装修区）]42.960%204.430.222150.7556.1281006.821029[会议室（精装修区）]42.960%2013.740.5425448.6356.1283122.731030[管理室]42.960%202.130.0923696.6756.128484.091031[志愿者工作室]42.960%204.490.1628084.0656.1281020.451032[校史档案]42.960%2011.601.1210360.2356.1282636.361033[信息中心机房]42.960%202.730.127324.2056.128620.451034[计算中新管理]42.960%202.500.212513.3556.128568.181035[档案装具室左]42.960%205.850.5111465.6756.1281329.551036[档案装具室右上]42.960%203.460.217319.9056.128786.361037[档案装具右下]42.960%202.370.2210754.0056.128538.641038[综合档案]42.960%205.070.3614089.3656.1281152.271039[学生档案]42.960%204.370.557942.9856.128993.181040[职工档案]42.960%206.070.5211680.2356.1281379.551041[综合档案]42.960%2012.041.1810205.8456.1282736.361042[综合档案,2]42.960%2011.301.0211082.0856.1282568.181043[综合档案,3]42.960%207.540.997620.6856.1281713.642001[校史馆]42.960%2084.3612.926529.3356.12819172.732002[咨询售票]42.960%204.920.1925887.3256.1281118.182003[前厅]42.960%2023.481.1819897.7256.1285336.362004[值班]42.960%201.870.1810381.8956.128425.002005[备用展厅]42.960%2060.8810.45853.3956.12813836.362006[临时专题展厅]42.960%20128.0712.3810344.5856.12829106.822007[文化创意馆]42.960%2013.090.6320771.2556.1282975.002008[安保集训]42.960%205.790.3516551.8656.1281315.912009[接待中心你]42.960%203.030.1717805.6556.128688.643001[工会活动室]42.960%209.370.3924033.2856.1282129.553002[物管用房]42.960%205.300.2422063.8856.1281204.554001[历史展览馆150人]42.960%2053.187.746871.3656.12812086.364002[历史展览馆200人]42.960%2034.0710.323301.6556.1287743.184003[郭克教授作品陈列厅]42.960%205.220.687678.2956.1281186.364004[陈列厅]42.960%2013.272.016599.5256.1283015.914005[美术馆]42.960%2049.2812.383980.4356.12811200.004006[美术工作室]42.960%208.150.2631328.0456.1281852.274007[历史办公室上]42.960%203.490.1621826.8856.128793.184008[历史工作室下]42.960%205.980.2424936.1756.1281359.095001[自然展览馆下]42.960%20172.137.8321983.0156.12839120.455002[陈列室兼雅集室]42.960%2015.011.3511118.5056.1283411.365003[电子阅览室]42.960%2029.921.6118582.3556.1286800.005004[博物文化体验厅]42.960%2050.341.3537285.5056.12811440.915005[多功能厅]42.960%2050.369.145509.6256.12811445.455006[文献资料中心]42.960%2014.741.0913526.8956.1283350.005007[休息室]42.960%205.510.1536755.2056.1281252.275008[更衣]42.960%203.140.0562709.0056.128713.645009[多媒体播放中心]42.960%2021.493.156822.8656.1284884.095010[自然展览馆上]42.960%20246.6412.3819922.7656.12856054.555011[自然工作室右]42.960%209.150.1465326.3656.1282079.555012[自然工作室上]42.960%2010.210.1568048.6756.1282320.455013[自然工作室中]42.960%205.030.0955898.4456.1281143.185014[自然工作室下]42.960%2011.860.2351560.4356.1282695.454.1.2空调机组的选型根据建筑物夏季室内冷负荷以及冬季室内热负荷进行选型，选择凌天水源热泵机组，LDBLG系列半封闭螺杆水源热泵中央空调机组中的LDBL1000G，制热量为784KW，循环热水温度45~50℃；制冷量684KW，循环冷水温度7~12℃；数量为2台。4.1.3风机盘管选型本设计采用开利卧式和沈阳新大陆空调箱，各会议室均采用风机盘管，每个房间布置若干风机盘管，新风依靠会议室旁边的新风机供应。其型号及性能参数如下表所列：房间型号额定风量（m3/h）数量1001[校史馆]198042CE012300A204091002[管理]39642CE002300A34011003[接待区]141042CE008300A136011004[校史馆前厅]141042CE008300A136011005[工作用房]66042CE004200A75011006[档案左]141042CE008300A136021007[档案右]141042CE008300A136021008[安保监控及消防控制室]222042CE014300A238011009[人事职工档案整理查阅]82842CE005300A85021010[阅览区]90042CE008300A106031011[学生档案整理]141042CE005300A136021012[收集利用指导部]141042CE008300A136011013[档案内部门厅]82842CE005300A85011014[值班]54042CE003300A51011015[信息技术室]141042CE008300A136011016[校史编研]129042CE008200A150011017[工作室]141042CE008300A136011018[副馆长工作室,2]82842CE005300A85011019[接待室]82842CE005300A85011020[会议室]162042CE010300A170011021[馆长工作室]129042CE008200A150011022[资料室]141042CE008300A136021023[专家咨询室]141042CE010200A136011024[建设工作室]90042CE006200A106011025[育人联盟、研究中心]129042CE008200A150011026[西大记忆室]73842CE004300A68011027[影像室]90042CE006200A106011028[采访室（精装修区）]90042CE006200A106011029[会议室（精装修区）]162042CE010300A170021030[管理室]48042CE003200A55011031[志愿者工作室]90042CE006200A106011032[校史档案]73842CE004300A68041033[信息中心机房]73842CE004300A68011034[计算中新管理]73842CE004300A68011035[档案装具室左]73842CE004300A68021036[档案装具室右上]82842CE005300A85011037[档案装具右下]73842CE004300A68011038[综合档案]141042CE008300A136011039[学生档案]54042CE003300A51021040[职工档案]66042CE004200A75021041[综合档案]66042CE004200A75041042[综合档案,2]78042CE005200A90031043[综合档案,3]73842CE004300A68032001[校史馆]162042CE010300A1700122002[咨询售票]141042CE008300A136012003[前厅]141042CE008300A136042004[值班]54042CE003300A51012005[备用展厅]162042CE010300A170092006[临时专题展厅]162042CE010300A1700162007[文化创意馆]129042CE008200A150022008[安保集训]141042CE008300A136012009[接待中心你]66042CE004200A75013001[工会活动室]141042CE008300A136023002[物管用房]141042CE008300A136014001[历史展览馆150人]90042CE006200A1060124002[历史展览馆200人]73842CE004300A680124003[郭克教授作品陈列厅]73842CE004300A68024004[陈列厅]82842CE005300A85044005[美术馆]90042CE006200A1060124006[美术工作室]180042CE012300A204014007[历史办公室上]82842CE005300A85014008[历史工作室下]129042CE008200A150015001[自然展览馆下]198042CE014200A2700155002[陈列室兼雅集室]144042CE010200A180025003[电子阅览室]4680BFPWZS4400025004[博物文化体验厅]4680BFPWZS4400035005[多功能厅]129042CE008200A150095006[文献资料中心]144042CE010200A180025007[休息室]141042CE008300A136015008[更衣]82842CE005300A85015009[多媒体播放中心]198042CE014200A270025010[自然展览馆上]4680BFPWZS44000165011[自然工作室右]180042CE012200A211015012[自然工作室上]222042CE014300A238015013[自然工作室中]141042CE008300A136015014[自然工作室下]198042CE014200A270014.1.4夏季热负荷的校核夏季只需要校核空调机组的热量是否满足房间要求即可。各空调机组所提供的热量大于冬季空调冷量，而各房间冬季热负荷比夏季冷负荷大，故风机盘管提供的热量满足房间要求。

第五章风系统的设计5.1风管材料和形状的确定风管按其形状一般分为圆形和矩形风管，本设计选用矩形风管。5.2送、回风管的布置大空间内，按房间的空间结构布置送回风管的走向，采用上送上回方式，送风均采用方形散流器下送，回风采用单层百叶回风口。5.3气流组织设计此项目属于公共建筑范畴，房间采用吊顶，空调送风方式采用上送上回形式，采用方形散流器送风，回风口采用单层百叶风口；对于散流器送风其颈部最大风速随风口安装高度和室内允许噪声等级的不同而不同，排（回）风口的风速一般不宜大于4m/s，对于空气调节区，夏季空气流速≤0.3m/s，冬季空气流速≤0.2m/s。5.3.1空气—水系统气流组织以会议室（精装修区）为例：根据风系统平面图，会议室被分为两块区域，会议室长宽为8.4m×12.5m得室内平均风速=0.198m/s，对于送冷风情况，=1.2×0.198=0.237m/s＜0.3m/s,说明合适，对于送热风情况，=0.8×0.198=0.158m/s＜0.2m/s，说明合适；2）经计算，每个散流器需要送风1561.4m3/h，确定散流器口径300mm×300mm，喉口风速3.5m/s；3）办公室散流器送风速度3.5m/s是允许的；4）查文献中360mm×360mm的散流器，风速为3.5m/s时的射程为7.32m，相当于从散流器中心至墙面距离的1.75倍，满足要求。房间方形散流器型号如下：名称夏季新风量散流器大小个数1001[校史馆]9000300*30081002[管理]44.88120*12011003[接待区]198.66150*15011004[校史馆前厅]198.66150*15011005[工作用房]62.4120*12011006[档案左]270.51180*18011007[档案右]244.95150*15011008[安保监控及消防控制室]184.5150*15011009[人事职工档案整理查阅]266.22150*15011010[阅览区]511.38150*15021011[学生档案整理]397.2150*15021012[收集利用指导部]147.6120*12011013[档案内部门厅]60120*12011014[值班]33.12120*12011015[信息技术室]90120*12011016[校史编研]117120*12011017[工作室]72120*12011018[副馆长工作室,2]60120*12011019[接待室]72120*12011020[会议室]108120*12011021[馆长工作室]73.71120*12011022[资料室]157.53150*15011023[专家咨询室]95.58120*12011024[建设工作室]58.41120*12011025[育人联盟、研究中心]115.05120*12011026[西大记忆室]81.42120*12011027[影像室]95.58120*12011028[采访室（精装修区）]114.36120*12011029[会议室（精装修区）]315120*12021030[管理室]50.4120*12011031[志愿者工作室]90.72120*12011032[校史档案]651.36180*18021033[信息中心机房]60120*12011034[计算中新管理]115.92120*12011035[档案装具室左]297180*18011036[档案装具室右上]116.64120*12011037[档案装具右下]128.52120*12011038[综合档案]210.6150*15011039[学生档案]319.8180*18011040[职工档案]304.2150*15021041[综合档案]686.94180*18021042[综合档案,2]595.35200*20021043[综合档案,3]573.3200*20022001[校史馆]7500360*36062002[咨询售票]112.32120*12012003[前厅]635.7180*18022004[值班]103.5120*12012005[备用展厅]6000360*36042006[临时专题展厅]7200360*36052007[文化创意馆]366180*18012008[安保集训]204.18150*15012009[接待中心你]98.4120*12013001[工会活动室]225150*15013002[物管用房]138.6120*12014001[历史展览馆150人]4500300*30044002[历史展览馆200人]6000360*36044003[郭克教授作品陈列厅]393.66180*18014004[陈列厅]1166.4240*24024005[美术馆]7200360*36044006[美术工作室]150.66120*12014007[历史办公室上]93120*12014008[历史工作室下]139.5120*12015001[自然展览馆下]4500300*30045002[陈列室兼雅集室]750250*25015003[电子阅览室]900200*20025004[博物文化体验厅]750180*18025005[多功能厅]5280360*36045006[文献资料中心]600240*24015007[休息室]86.4120*12015008[更衣]31.68120*12015009[多媒体播放中心]1800300*30025010[自然展览馆上]7200360*36045011[自然工作室右]78.9120*12015012[自然工作室上]90120*12015013[自然工作室中]54120*12015014[自然工作室下]135120*12015.3.2单层百叶回风口以会议室（精装修区）为例：该房间回风量为2808m³/h，根据吸气风速取4m/s（风机盘管回风口取2m/s），选择一个单层百叶回风口，取单层百叶的有效面积系数为0.8。计算得回风口面积：2808/（3600×4×0.8）=0.244㎡；故取风口尺寸为：500×250。各末端处理设备的回风口型号列入下表：末端处理设备42CN003300A42CN004300A42CN005300A规格250×250400×200400×250末端处理设备42CN006300A42CN008300A规格500×250500×4005.2.3侧送风口气流组织计算一楼大厅采用侧送风口进行送风，已知房间的尺寸为L=8.4m，B=12.5m，净高为H=4.8m，总送风量为3123m³/h，送风温度为ts=28℃,工作区温度tr=20℃。求射流最小相对射程设Δtx=1℃，则Δtx/Δts=0.147，查得x/do=20。(2)计算风口直径风管沿房间一侧墙靠顶棚安装，从房间一侧送风，射流实际射程为x=7.9m。由最小相对射程求得送风口最大直径为do,max=0.395m。选用双层百叶风口，规格为500mm×250mm。则风口的相当的直径：do=1.1280.5∗0.25=0.399m（3）计算风口出口风速房间内设置1个平行的风口，计算出每个风口的出风速度：V（4）求射流自由度和风口最大出口风速A允许的的最大风速为:Vo,max=0.29×19.41=5.63m/s>3.35m/s所假定的风口数量及规格达到了回流区平均风速≤0.2m/s,满足要求。根据得Ar=0.0069。查得，有相对贴附射程为26，因此，贴附射程为26×0.357=9.28m>8.4m，满足要求。校核房间高度H=2+0.07×6.7+0.5+0.3=3.27m满足要求。5.3停车场气流组织设计按照每辆车所需排气量，出入频率一般时按每辆车400m³/h计算。此建筑停车数量为45辆，因此排气量为18000m³/h。诱导通风机的数量按照每台负担150~200㎡的面积选择。

第六章水系统的设计6.1水系统方案的确定6.1.1两管制水系统的选择两管制水系统是采用同一套供回水管路，冬季供热水、夏季供冷水。由运行人员依据多数房间的需要决定，实行供热与供冷的转换。6.1.2同程和异程系统的选择同程式系统经过每一管路的长度相等，便于水力平衡；异程式系统，管道长度较短，水力平衡较困难。本设计选用异程式系统。6.2冷冻水管路设计计算步骤设计计算步骤如下：1）绘制空调系统轴测图，对各管段进行编号、标注长度和风量。2）根据各房间的的冷负荷，计算各管段的流量公式为：管径的确定根据假定的流速和确定的流量计算出管径公式为：再根据给定的管径规格选定管径，由确定的管径计算出管内的实际流速，公式为：4）阻力计算ⅰ.沿程阻力计算公式为：ⅱ.局部阻力计算公式为:ⅳ.总阻力公式为：6.3冷冻水供回水水力计算冷冻水供水水力计算表编号Q(W)G(kg/h)L(m)D(mm)υ(m/s)R(Pa/m)ΣξΔPy(Pa)ΔPj(Pa)ΔP(Pa)不平衡率FG118576031950.722.11001.03126.03026402644.90%FG217704030450.880.871000.98114.880.1100481485.90%FG315088025951.3618.081000.8384.51.5152752020477.56%FG48488014599.361.9800.79105.530.1201312323.48%FG58488014599.362.06800.79105.530.1217312486.67%FG65888010127.367.98650.77128.061.5102245014729.85%FG7501608627.526.68650.6694.350.16312265210.23%FG8385606632.322.73500.84203.791.655755811156.52%FG9308805311.365.76500.67133.41.576833611041.26%FG10192803316.160.23400.7201.840.14724728.75%FG1126000447212.42500.5696.291.51196238143413.55%FG12002.31350001.500014.62%F522.49500.5797.420.12421625813.90%F683.36400.63166.840.1560205808.49%FH118576031950.721.961001.03126.03024702478.79%FH217704030450.881.321000.98114.880.1152482005.68%FH315088025951.3618.121000.8384.51.5153152020512.65%FH48488014599.361.32800.79105.530.1140311717.52%FH58488014599.362.6800.79105.530.1274313052.49%FH65888010127.368.13650.77128.063104190019425.48%FH7501608627.526.68650.6694.350.1631226526.52%FH8385606632.322.28500.84203.79026%FH9308805311.365.31500.67133.4370867113793.67%FH10192803316.160.83400.7201.840.1169241939.85%FH1126000447212.28500.5696.293118247616587.26%FH122623044652.463500.5795.491.5203313129.21%F522.04500.5797.420.11981621513.90%F683.36400.63166.840.1560205806.27%E176801320.969.83250.6247.0513.5242838931413585.46%E2116001995.239.92320.58172.679.2689242025489176.57%E376801320.968.77250.6247.059216637954401192.59%E4116001995.222.42320.58172.679387141826456977.62%E5116001995.221.43320.58172.679370041826455253.29%E687201499.8421.73320.43101.029219546032482270.95%E713000223633.78320.65214.229.2723749543567802.57%E813000223621.06320.65214.229451249293538056.25%E966000113529.42650.87159.33515017240874014.60%E1087201499.8416.14320.43101.029.2163046144477745.69%E1187201499.849.41320.43101.02995146032469827.85%E1287201499.849.41320.43101.02995146032469825.96%E1387201499.849.41320.43101.02995146032469828.00%计算得出最不利环路为供回水立管到最远风机盘管的管线，各支管不平衡率最大为17.6%，满足≤15%的要求。不符合计算要求，因此添加阀门使不平衡率降至15%以下。

第七章空调管道和设备保温设计7.1管道的保温为了减少管道的能量损失，防止空调管路表面结露及保证进入空调设备和末端空调机组的供水温度，管道及其附件应采取保温措施。7.1.1保温材料选用原则保温材料在选用的时候要根据实际情况合理选择，要保证正常工况下完好运行，并满足相关技术要求：材料的导热系数要低，空调工程中常用的保温材料，在0.05-0.15W/m·℃范围之内。并尽量选用λ值小的材料；材料的密度不应大于350Kg/m³，但在不稳定导热的情况下，应