【《太原市某综合楼空调方案设计》16000字（论文）】

太原市某综合楼空调方案设计目录TOC\o"1-3"\h\u25635第一章工程概况与设计依据 3132461.1工程概况 374451.2设计依据 4235001.2.1围护结构热工指标 4260841.2.2室外计算参数 444941.2.3室内设计参数 568271.2.4体力活动性质 523859第一章负荷计算 5136782.1夏季冷负荷的计算 5248262.2冬季热负荷的计算 8180622.3湿负荷的计算 836672.4典型房间冷负荷计算 9312212.5典型房间冷负荷汇总 14104812.5典型房间湿负荷计算 15220822.6新风负荷计算 1612204第二章空调方案的确定 1637843.1空调系统的确定 16166683.1.1空调系统分类及各自适用范围 16179503.1.2全空气系统方案的确定 175893.1.3风机盘管加新风方案的确定 17201103.2全空气系统设计计算及选型 18163.2.1全空气系统处理过程 1878523.2.2房间热湿处理计算 1819543.2.3空调机组的选型 1991673.3风机盘管加独立新风系统设计 2065993.3.1风机盘管系统处理过程 20105783.3.2房间热湿处理计算 21295823.3.3新风机的选型 23695第三章气流组织 24169774.1气流组织分布 24225774.2风口选择计算 251209第五章风管的水力计算 25123115.1风道水力计算步骤及公式 25268235.2全空气系统的风道水力计算 26259335.3风机盘管加新风系统的新风管道水力计算 2814124第六章水系统的设计 30311496.1水系统方案的确定 3078096.1.1两管制水系统的特点 30278866.1.2闭式系统的特点 3013076.1.3同程和异程系统的选择 30173176.1.4水系统方案的确定 30323926.2冷冻水管路设计计算步骤 3018636.3冷冻水供回水水力计算举例 31107536.4冷冻水立管水力计算 3639356.5冷凝水水管水力计算 4010574第七章经济分析比较 4195587.1方案选择 4171557.2方案优缺点比较 41244357.3初投资比较 43103977.4运行费用比较 44135797.5结论 4612077第八章空调冷热源的确定 4674118.1制冷机组的设计 46204308.2冷却塔的选择 47206528.3分集水器的选择 4761308.4水泵的选择 4725072第九章通风与防排烟设计 48277079.1地下车库的通风、防排烟设计 48321209.1.1风量计算 48160199.1.2风管水力计算 49197759.1.3排烟风机的选择 51230319.1.4补风风机的选择 51157559.2楼梯间及前室防烟设计 5266059.3地下室设备用房的通风设计 52172769.4卫生间的通风设计 5320668第十章管道保温设计的考虑 533097710.1管道保温的一般原则 5385510.2管道保温层厚度的确定 5416720第十一章空调系统消声减振的设计方案 543203611.1空调系统消声设计 5460611.2空调系统减震设计 54第一章工程概况与设计依据1.1工程概况本工程为位于太原市的某综合楼，建筑地上二十三层，地下二层，建筑总高度为94.40m，总建筑面积为50686.80m2，商业部分为14179.60m2。其中：地上部分：36485.04m2，地下部分：14201.76m2。地下二层层高为4.50m，地下一层层高为5.10m，地上一至四层为5.2m，五至二十二层为3.7m，二十三层为5.80m，局部为4.00m，电梯机房层、水箱间层为4.8m。1.2设计依据1.2.1围护结构热工指标外墙：保温材料选用60厚岩棉板。K=0.54W/(m.k)2外窗：空气层厚度为12mm的Low-E中空玻璃（在线）断桥铝合金窗。K=2.26W/(m.k)2，南向外窗选用蓝色玻璃，遮阳系数为0.37屋面：屋顶保温材料选用180厚憎水膨胀珍珠岩板。K=0.50W/(m.k)21.2.2室外计算参数表1.1太原市室外计算参数夏季通风计算温度31.5℃冬季通风计算温度-5.5℃空调计算温度27.8℃空调计算温度-12.8℃湿球温度23.8℃采暖计算温度-10.1℃室外计算相对湿度58%室外计算相对湿度50%大气压919.8hPa大气压933.5hPa主导风向CN主导风向CN室外风速1.8m/s室外风速2.0m/s1.2.3室内设计参数表1.2各空调房间室内设计参数房间名称夏季冬季人均新风量m3/(h•p)温度℃相对湿度%温度℃相对湿度%商场2655224520办公楼门厅2655224520商铺2655224520办公室2655224530消防室26552245301.2.4体力活动性质体力活动性质可分为：静坐：典型场所：影剧院、会堂、阅览室等；极轻劳动：主要以坐姿为主，典型场所：办公室、旅馆等；轻度劳动：站立及少量走动，典型场所：实验室、商店等；中等劳动：典型场所：纺织车间、印刷车间、机加工车间等；重劳动：典型场所：炼钢，铸造车间、排练厅、室内运动场等。所以本设计中办公楼属于极轻劳动，商场属于轻度劳动。负荷计算2.1夏季冷负荷的计算2.1.1夏季冷负荷的组成夏季空调房间的冷负荷主要有以下组成：(1)通过围护结构传入室内的热量(2)通过外窗进入室内的太阳辐射热量(3)人体散热量(4)照明散热量(5)设备散热量(6)伴随人体散湿过程产生的潜热量2.1.2外墙和屋面逐时传热形成的冷负荷外墙的传热逐时冷负荷可按照下式计算： 公式(2-1)式中 K——传热系数，F——计算面积，——计算时刻，h——温度波的作用时刻，即作用于围护结构外侧的时刻，h——作用时刻下的冷负荷计算温度，简称冷负荷温度，℃——负荷温度的地点修正值，℃——室内计算温度，℃2.1.3外玻璃窗的冷负荷2.1.3.1外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷通过外窗温差传热形成的计算时刻冷负荷可按下式计算： 公式(2-2)式中 ——计算时刻下的冷负荷温度，℃；——地点修正系数，℃；K——窗玻璃的传热系数，；——窗框修正系数；2.1.3.2透过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷可按下式计算： 公式(2-3)式中 Xg——窗的构造修正系数；Xd——地点修正系数；Xz——内遮阳系数；Jnt——计算时刻下，透过内遮阳设施窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度；2.1.4人员散热引起的冷负荷人体显热散热形成的计算时刻冷负荷可按下式计算： 公式(2-4)式中 n——计算时刻空调区内的总人数；——群集系数；ql——一名成年男子小时显热散热量，W；——计算时刻，h；T——人员进入空调区的时刻，h；——从人员进入空调区的时刻算到计算时刻的持续时间，h；——时刻人体显热散热的冷负荷系数；人体散湿形成得计算时刻潜热冷负荷可按下式计算： 公式(2-5)式中 n——计算时刻空调区内的总人数；q2——一名成年男子小时潜热散热量，W； 2.1.5照明设备散热引起的冷负荷照明设备散热形成的计算时刻冷负荷可按下式计算： 公式(2-6)式中 n1——同时使用系数，当缺少实测数据时，可取0.6--0.8；N——灯具的安装功率；——计算时刻，h；T——开灯时刻，h；——从开灯时刻算到计算时刻的持续时间，h；——时刻灯具散热的冷负荷系数；2.1.6设备散热引起的冷负荷设备散热形成的计算时刻冷负荷可按下式计算： 公式(2-7)式中 qs——热源的显热散热量，W；——计算时刻，h；T——热源投入使用的时刻，h；——从热源投入使用的时刻算到计算时刻的持续时间，h；——时刻设备、器具散热的冷负荷系数；2.2冬季热负荷的计算2.2.1围护结构传热形成的耗热量围护结构的基本耗热量按下式计算： 公式(2-8)式中 Q——围护结构的基本耗热量，W；K——围护结构的表面积，m2；F——围护结构的传热系数，；tR——冬季室内计算温度，℃；t0.w——供暖室外计算温度，℃；α——围护结构的温差修正系数；2.2.2冷风渗透耗热量对于多层和高层民用建筑，可按下式计算门窗缝隙渗入冷风空气的耗热量 公式(2-9)式中 Q——为加热门窗缝隙渗入的冷空气耗热量，W；L——渗透冷空气量，m3/h；——供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3；——空气定压比热，=1kj/(kg•℃)；——供暖室外计算温度，℃；2.3湿负荷的计算本次设计湿负荷主要考虑的是人体散湿量。 公式(2-10)式中 ——人体散湿量，kg/h；——群集系数；n——计算时刻空调区内的总人数；g——一名成年男子小时散湿量，g/h；2.4典型房间冷负荷计算选取五层5001办公室为例，采用谐波反应法计算夏季空调冷负荷，办公室的工作时间为9:00-17:00，计算结果如下。2.4.1外墙和屋面逐时传热形成的冷负荷表2-1房间北墙温差传热形成的冷负荷计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00323232333333333333K0.54F16.68-32627.0227.0227.0236.0336.0336.0336.0336.0336.03表2-2房间东墙温差传热形成的冷负荷计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00373737373737363636K0.54F27.31-326117.98117.98117.98117.98117.98117.98103.23103.23103.232.4.2外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷根据《实用供热空调设计手册（第二版）》表20.4-2查窗框修正系数a=1.20，由表20.4-1及公式(2-2)，计算该房间外窗的温差传热形成的冷负荷，计算结果见表3-3，3-4。表2-3北窗温差传热形成的冷负荷计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00252628293031313030K2.26F5.52026-14.970.0029.9444.9159.8874.8574.8559.8859.88表2-4东窗温差传热形成的冷负荷计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00252628293031313030K2.26F4.14026-11.230.0022.4633.6844.9156.1456.1444.9144.912.4.3透过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷五层5001办公室的玻璃采用Low-E中空玻璃断热桥铝合金作为窗框，根据《实用供热空调设计手册（第二版）》表20.5-4可知内遮阳系数Xz=0.6，根据表20.5-1知窗的构造修正系数X=0.47，根据表20.5-2知地点修正系数X北=1.02，X东=1。根据表20.5-3知Jnt。根据公式（2-3）求得外窗的太阳辐射形成的冷负荷，计算结果见表2-5、2-6表2-5北窗太阳辐射形成的冷负荷计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00F5.52Xg0.47Xd1.02Xz0.6Jnt951081171221231211139991Q150.8171.48185.77193.71195.30192.12179.42157.19144.49表2-6东窗太阳辐射形成的冷负荷计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00F4.14Xg0.47Xd1.02Xz0.6Jnt48241630020317415513711694Q574.0495.39357.25241.74207.20184.58163.14138.14111.942.4.4人员散热引起的冷负荷20.7-1可知办公建筑普通办公室人均面积指标为4m2/人，且该办公室的面积为48m2，所以得该办公室总人数为12人。20.7-3可知当室内温度为26℃时，一名成年男子从事极轻活动时得显热量是61W，潜热量为73W，且由表20.7-2可知群集系数为0.89。20.7-4查人体显热散热冷负荷系数记录于表2-7，最后2-42-5）计算出该会议室内人体显热散热及潜热散热形成的冷负荷，结果见表2-7，2-8。表2-7人体显热散热形成的冷负荷计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:000.040.50.690.750.790.830.880.90.91n12q1610.8926.06325.74449.52488.61514.67540.73573.30586.33592.85表2-7人体潜热散热形成的冷负荷计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00n12q2730.89779.642.4.5照明设备散热引起的冷负荷根据《实用供热空调设计手册（第二版）》可知，荧光灯同时使用系数n1取0.7，利用《实用供热空调设计手册（第二版）》表20.8-2及公式（2-6），计算照明散热形成的冷负荷，计算结果见表2-9。表2-9照明散热形成的冷负荷计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0000.360.70.780.840.880.900.920.93n10.4N528076.03147.84164.73177.40185.85190.08194.30196.422.4.6设备散热引起的冷负荷根据《实用供热空调设计手册（第二版）》可知，普通办公室的电器设备功率密度为20W/m2,利用《实用供热空调设计手册（第二版）》表20.9-5及公式（2-7），计算设备散热形成的冷负荷，计算结果见表2-10。表2-10设备散热形成的冷负荷计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0000.760.890.930.940.960.960.970.97F48qf20qs9600729.6854.4892.8902.4921.6921.6931.2931.22.5典型房间冷负荷汇总将典型房间的冷负荷汇总至表2-11表2-11典型房间冷负荷汇总计算时刻9:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00北外墙温差传热27.0227.0227.0236.0336.0336.0336.0336.0336.03东外墙温差传热117.98117.98117.98117.98117.98117.98103.23103.23103.23北外窗温差传热-14.97029.9444.9159.8874.8574.8559.8859.88东外窗温差传热-11.23022.4633.6844.9156.1456.1444.9144.91北外窗太阳辐射150.8171.48185.77193.71195.3192.12179.42157.19144.49东外窗太阳辐射574.0495.39357.25241.74207.2184.58163.14138.14111.94人体显热26.06325.74449.52488.61514.67540.73573.3586.33592.85人体潜热779.64779.64779.64779.64779.64779.64779.64779.64779.64照明076.03147.84164.73177.4185.85190.08194.3196.42设备150.8171.48185.77193.71195.3192.12179.42157.19144.49总负荷924.52722.92971.82993.83035.43089.53077.43030.93000.6由上表可知，该房间室内最大冷负荷出现在14：00，数值是3.0895kW。该综合楼负荷计算结果见附表2.5典型房间湿负荷计算以五层5001办公室为例，该房间人员数量为12人，根据《实用供热空调设计手册（第二版）》表20.7-2知会议室群集系数0.96，并且由表20.7-3可知办公室人员活动类型属于极轻活动，且当室温为26℃时，一名成年男子的散湿量是109g/h，所以根据公式2-10得出该房间的湿负荷为其他房间的人体散湿形成的湿负荷计算结果见附表。2.6新风负荷计算房间的新风量需要满足的要求：(1)保持空调区域正压所需的新风量；(2)补充室内排风所需的空气量；(3)满足室内卫生要求。以五层5001办公室为例，该房间人员数量为12人，办公室的人均新风量为30m³/(h·人)，则该房间内所需的新风量为360m³/h。室内的干球温度tn=26℃，相对湿度φ=55%，查焓湿图的室内状态点焓值58.8kJ/kg，且由室外空气调节干球温度及室外空气调节湿球温度查得室外状态点焓值76.2kJ/kg,计算结果如下新风负荷其他房间计算方法与此相同，见附表。空调方案的确定3.1空调系统的确定3.1.1空调系统分类及各自适用范围按冷媒种类进行分类全空气系统：主要是在空气处理机中集中处理室外气体来负担建筑负荷的设备。大多情况下，这种系统能够占据很多的室内面积，可是建筑的空气质量较其他系统更好。全水系统：空气主要被通过设备的冷冻水来负责建筑的负荷。在一样的条件下，全水占据的室内面积更少。因为全水系统对室内的空气质量不能很好的调节，所以很少会单独使用。空气-水系统：主要使用冷冻水和新风一起负责建筑的负荷。对全空气系统占用建筑空间多和全水系统不能通风换气的问题得到了很好的解决。主要放置在对空调精度要求不高和舒适性空调的场所。3.1.2全空气系统方案的确定该综合楼一、二层为商场，商场空间大，人员密集，综合各个因素采用一次回风定风量全空气系统，原因为：(1)全空气系统适用于室内负荷较大。(2)可以充分进行通风换气，室内卫生条件好。(3)与二次回风相比，处理流程简单，操作管理简单。(4)使用寿命长。3.1.3风机盘管加新风方案的确定办公室和办公门厅等小空间人员集中程度大。各功能房间工作时间和对负荷的要求不相同。因而采用风机盘管加新风系统。风机盘管直接放置在各个空调房间内。对室内回风进行处理。新风则由新风机组集中处理后通过新风管道送入室内与回风混合。新风机组每层吊顶放置一台。空气-水系统优点如下：(1)新风机可吊顶放置，不占用室内空间。(2)灵活性大，节能效果好。(3)使用寿命长。(4)安装投产较快。(5)各空调房间之间空气不会相互污染。3.2全空气系统设计计算及选型3.2.1全空气系统处理过程全空气系统的一次回风过程在焓湿图中的处理过程如下：(1)根据室内、室外设计参数和计算参数确定室内外的状态点N点、W点；(2)根据室内冷负荷及室内湿负荷计算热湿比ε；(3)过室内状态点作热湿比线与φ=90%的相对湿度线的交点即为送风状态L；(4)C；(5)确定全空气系统机组处理空气所需的冷量；(6)最后校核制冷量、换气次数和送风温差。图3-1一次回风系统热湿处理过程焓湿图3.2.2房间热湿处理计算以一层商场为例，房间面积3023.3m2，净高5.2m。根据上述计算方法，查焓湿图上各状态点的热湿参数值，记录与表4-1。表3-1一层商场的各个点热湿处理参数状态点干球温度(℃)相对湿度(%)含湿量(g/kg)焓值(kJ/kg)N265512.858.8W31.55417.476.2L15.69011.043.5C27.355.213.862.7对该房间的计算结果如下：(1)商场室内冷负荷Qn=294.47kW，湿负荷D=123.77kg/h，新风量为15117m3/h,热湿比(2)总送风量：(3)回风量：(4)C点的焓值：空调机组处理冷量：(6)冷量校核：新风负荷： 总冷负荷： 满足冷量要求。(7)换气次数校核：3.2.3空调机组的选型根据计算，一层商场的总冷量为370.68kW，送风量为66871m3/h，选用两台海尔四排管组合式空调箱，机组型号分别为ZK-35，ZK-40，具体机组参数见下表：表3-2一层商场空调机组具体参数型号额定风量(m3/h)制冷量(kW)水流量(kg/h)水阻力(kPa)外形尺寸(mm*mm*mm)ZK-3535000189.6532.713.09930*2310*2160ZK-4040000216.0237.218.49930*2310*2460同理，二层商场热湿处理计算如下：表3-3二层商场热湿处理计算表房间名称冷负荷（kW）湿负荷（kg/h）热湿比总送风量（m3/h）新风量（m3/h）回风量（m3/h）制冷量（kW）换气次数二层商场325.17138.938450.974889.217937.856951.4422.15表3-4二层商场空调机组具体参数型号额定风量(m3/h)制冷量(kW)水流量(kg/h)水阻力(kPa)外形尺寸(mm*mm*mm)ZK-3535000189.6532.713.09930*2310*2160ZK-4540000243.6242.028.47930*2310*27603.3风机盘管加独立新风系统设计3.3.1风机盘管系统处理过程风机盘管加新风系统在焓湿图上的处理过程具体如下：(1)根据室内、室外设计参数和计算参数确定室内、室外的状态点N点和W点；(2)根据室内的冷负荷、湿负荷计算房间的热湿比ε；(3)新风经冷却去湿的过程处理到与室内焓值相等且相对湿度90%的交点，即为机器露点L；(4)过室内状态点N点作该房间的热湿比线，并且与90%的相对湿度线相交，得到混合状态点O点；(5)根据相关公式确定总送风量，根据处理前后空气能量守恒计算风机盘管处理后状态点M点的焓值，以此确定M点；(6)根据公式计算风机盘管处理所需冷量；(7)最后校核制冷量、换气次数和送风温差。图3-2风机盘管系统热湿处理过程焓湿图3.3.2房间热湿处理计算以五层5001办公室为例，房间面积48.2m2，净高3.7m。根据上述计算方法，查焓湿图上各状态点的热湿参数值，记录与表4-1。表3-5办公室的各个点热湿处理参数状态点干球温度(℃)相对湿度(%)含湿量(g/kg)焓值(kJ/kg)N26.055.012.858.8W31.554.017.476.2L20.590.015.058.8O18.082.611.747.9M16.877.410.242.7对该房间的计算结果如下：(1)室内冷负荷Qn=3.46kW，湿负荷D=1.17kg/h，新风量为361.2m3/h,热湿比(2)总送风量：(3)回风量：(4)M点的焓值：(5)风机盘管处理冷量：(6)冷量校核：换气次数校核：根据计算，5001办公室选用一台海尔FP-8.5风机盘管，具体参数见下表：表3-6办公室选用风机盘管参数型号额定风量(m3/h)冷量(W)噪声(dB)水量(kg/h)水阻(kPa)重量(kg)高速中速低速高速中速低速FP-8.5900730560460040023358417802314.5其他房间计算方法与上述相同，具体结果见下表：表4-6其他房间热湿处理计算结果汇总房间名称冷负荷（kW）湿负荷（kg/h）热湿比总送风量（m3/h）新风量（m3/h）回风量（m3/h）制冷量（kW）换气次数50024.131.718701.11227.2530.0697.24.13550033.991.718421.11171.5530.0641.53.99550044.131.718701.11227.2530.0697.24.13550053.881.588845.11160.4488.0672.43.88650063.901.718210.51129.6530.0599.63.90550073.901.718210.51129.6530.0599.63.90550083.901.718210.51129.6530.0599.63.90550093.901.718210.51129.6530.0599.63.90550103.901.718210.51129.6530.0599.63.90550113.801.588658.21126.0488638.03.806表4-7其他房间设备选型结果汇总房间名称型号台数额定风量(m3/h)冷量(W)噪声(dB)水量(kg/h)水阻(kPa)重量(kg)高速中速低速高速中速低速5002FP-5.125254303342625226319133648016115003FP-5.125254303342625226319133648016115004FP-5.125254303342625226319133648016115005FP-5.125254303342625226319133648016115006FP-5.125254303342625226319133648016115007FP-5.125254303342625226319133648016115008FP-5.125254303342625226319133648016115009FP-5.125254303342625226319133648016115010FP-5.125254303342625226319133648016115011FP-5.125254303342625226319133648016113.3.3新风机的选型根据各个楼层各个房间的新风量之和，选择新风机组，具体步骤如下：(1)五层新风量：(2)新风机组所需冷量：根据上述计算的风量、冷量及送风阻力估算，确定五层选用一台海尔G-06WF4新风工况吊顶式空气处理机组，具体参数见下表：表3-8新风机组参数型号风量(m3/h)额定冷量(kW)机组余压(Pa)水流量(m3/h)水阻(kPa)重量(kg)接口管径供回水管DN冷凝水管DNG-06WF4600081.342014.0426.71714025气流组织4.1气流组织分布本次设计中大多采用散流器平送的气流组织形式。利用设在吊顶内的方形散流器,将空气从顶部向下送入房间空调区。气流流型为平送贴附型。合理地组织气流流线的问题,主要是考虑送风口的位置,回风口的影响较小。设计方形散流器平送应符合以下原则：(1)应有利于送风气流对周围空气的诱导。避免产生死角,并充分考虑建筑结构的特点,在散流器平送方向不应有阻挡物。(2)宜按对称均匀布置或梅花形布置。散流器中心与侧墙间的距离,不宜小于1.0m；(3)每个圆形或方形散流器所服务的区域。最好为正方形或接近正方形；(4)如果散流器服务区的长宽比大于1.25时,宜选用矩形散流器。风机盘管加独立新风系统使风机盘管暗装于天花板,采用上侧送风,同侧下部的形式。送风气流贴附于顶棚,工作区处于回流区中。送风与室内空气混合充分。工作区的风速较低。温度湿度比较均匀。适用于小空间的办公室及其他要求舒适性较高的场所。各管段建议流速和最大流速列于下表:表4-1各管段流速表编号管段建议流速最大流速1新风入口2.53.52风机入口4.05.03风机出口6.5-107.5-104主风道5-6.55.5-85水平支风道3-4.54-66垂直支风道3-3.54-57送风口1.5-3.52-44.2风口选择计算送风选用方形散流器平送方式,保证工作区稳定而均匀的温度和风速。为保证贴附射流有足够的射程,并不产生较大噪声,所以选送风口风速V=2-4m/s,最大风速不得超过5m/s。第五章风管的水力计算5.1风道水力计算步骤及公式风管水力计算的方法有假定流速法、压损平均法、静压复得法,本设计采用假定流速法进行水力计算,具体步骤如下：(1)绘制风管系统示意图，对各管段进行编号，标注长度和风量，并确定最不利环路；(2)按技术经济要求假定管道内流速；(3)根据各风管的风量和假定的流速，确定各个管段的断面尺寸；(4)计算各管段的摩擦阻力、沿程阻力；(5)平衡并联回路，通过调整管段管径的大小，改变各管段的阻力，使回路的不平衡率小于15%；当调整管径无法满足已知要求时，通过设置调节阀进行阻力平衡。计算公式如下： 公式(5-1)式中 L——各管段风量，m3/s；v’——假定的风管流速，m/s；A’——风管的假定面积，m2。 公式(5-2)式中 L——各管段风量，m3/s；v——风管的实际流速，m/s；A——风管的实际面积，m2。计算风管的沿程阻力ΔPm： 公式(5-3)式中 l——计算管段的风管总长度，m；Rm——计算管段的单位比摩阻，Pa/m。风管的局部阻力ΔPj： 公式(5-4)式中 ξ——局部阻力系数；ρ——计算管段的单位比摩阻，Pa/m。(6)风管的总阻力计算公式： 公式(5-5)5.2全空气系统的风道水力计算以一层商场上半部分全空气系统为例，风管布置简图见下图：表4-1各管段局部阻力系数表管段编号配件个数局部阻力系数总和1-2散流器11.261.56燕尾三通10.32-3散流器11.261.56燕尾三通20.33-4圆角四通10.550.554-5圆角四通10.550.555-6圆角四通11.281.286-7圆角四通10.900.907-8圆角三通10.450.458-9圆角三通10.450.45表4-1全空气系统水力计算表编号风量m^3/h管宽mm管高mm管长mv(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)ζPj(Pa)Py+Pj(Pa)1-28004002501.82.2220.1920.351.564.624.972-38004002501.82.2220.1920.351.564.624.973-4160050032013.582.7780.2152.920.552.555.474-5480010004007.533.3330.1561.170.553.674.845-61120012506307.053.9510.1491.051.2811.9913.046-71760012508006.954.8890.1991.380.912.9114.297-82400016008006.655.2080.1851.230.4517.5818.818-92880016008005.56.2500.1560.860.4516.2017.06系统的最不利环路为1-3-4-5-6-7-8-9-消声器-静压箱。静压箱的阻力为50Pa，消声器的阻力为30Pa，所以系统的最不利环路阻力为163.43Pa，系统最利环路的阻力损失为142.94Pa。不平衡率小于15%，不需要进行阻力调节。同时，所选组合式空调箱的余压为200Pa，满足要求。5.3风机盘管加新风系统的新风管道水力计算以五层新风系统为例计算。表5-3各管段局部阻力系数表管段编号配件个数局部阻力系数总和1-2散流器11.261.56燕尾三通10.32-3圆角三通11.201.203-4圆角四通11.301.304-5圆角四通10.720.725-6圆角四通10.720.726-7圆角三通10.690.697-8圆角三通10.690.69表5-4新风系统水力计算表管段风量m^3/h管宽mm管高mm管长mv(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)ζPj(Pa)Py+Pj(Pa)1-23603201601.621.950.220.361.563.573.932-38484002007.672.940.352.681.125.828.503-413805002507.373.070.292.111.37.349.444-524386303207.373.360.251.860.724.876.745-635008004007.373.040.161.170.723.995.166-745608004007.373.960.261.890.6910.5312.427-850908004003.524.420.311.100.6913.1214.22最不利环路阻力损失为83.43Pa，所选新风机组余压为420Pa，满足要求。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特点本系统采用的是两管制水系统。冬季用来供空调机房的集中供热热水，夏季用来供空调机房生成的低温冷冻水。6.1.2闭式系统的特点(1)水泵扬程仅需克服循环阻力。(2)循环水不易受污染。6.1.3同程和异程系统的选择同程式系统在水力平衡时平衡简单，不需要想异程式系统那样，各个支路需要添加平衡阀来调节。但是同程式系统布置时花费会比异程式较高。经过认真比较，本设计选用同程式系统。6.1.4水系统方案的确定综上所述，本设计采用两管制、闭式、一次泵变流量系统，各层水管同程布置。本工程的冷冻水系统的立管部分可分为A区和B区。A区为1到4层商场部分，B区为1层办公楼主要出入口和5到23层办公层。6.2冷冻水管路设计计算步骤水管的水力计算采用假定流速法，具体计算步骤如下：（1）首先根据本区域设备的个数和压降大小，确定冷冻水系统的布置方式；（2）其次利用房间最大时刻的冷负荷，计算出房间的冷冻水的流量；（3）最后利用假定的流速和确定的流量计算出管径，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。通过调整管段管径的大小，改变各管段的阻力，使回路的不平衡率小于15%。计算公式如下：管道内冷冻水的流量计算公式： 式中 G——计算管段的冷冻水流量，m/h；Q——计算管段的空调负荷，kW；△t——供回水的温差，；Cp——水的定压比热容，本系统取4.19kJ/（kg）。管径计算公式： 式中 v’——管内水的假定流速，m/s；d’——初定管径尺寸，m2式中 d——按管径规格确定的管径尺寸，m2；v——管内空气实际流速，m/s式中 Rm——计算管段的比摩阻，Pa/m；l——计算管段的长度，m式中 ——环路局部阻力系数；——水的密度，取1000kg/m36.3冷冻水供回水水力计算举例以五层冷冻水系统为例进行水管的水力计算，且该水系统采用同程式，其冷冻水供水系统布置简图见图6-1图6-1五层冷冻水供水系统结合上图，对五层冷冻水系统进行水力计算，计算结果见下表：表6-1各管段局部阻力系数表管段编号配件个数局部阻力系数总和1-290度弯头1222-3三通11.51.53-4三通11.55.590度弯头224-5三通11.51.55-6三通11.51.56-7三通11.51.57-8三通11.51.58-9三通11.51.59-10三通11.51.510-11三通11.51.511-12三通11.51.512-13三通11.51.513-14三通11.51.514-15三通11.51.515-16三通11.51.516-17三通11.51.517-18三通11.51.518-19三通11.53.590度弯头2119-20三通11.51.520-21三通11.51.521-22三通11.51.522-23三通11.51.523-24三通11.51.524-25三通11.51.525-26三通11.51.526-27三通11.52.590度弯头11表6-2五层冷冻水供水系统水力计算表管段负荷kW流量kg/h管径DN管长m流速v(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)局部阻力系数Pj(Pa)Py+Pj(Pa)1-21.42244.241590.341851718211818362-32.68460.962040.381526161.51067223-44.23555.562030.452156865.556412504-55.89841.082510.391091521.51122645-633.075688.045030.731563901.53987886-734.415918.525040.761686651.543110967-835.7561495040.791817251.546511898-937.096379.485040.821947781.550012789-1038.436609.965040.852088321.5537136910-1139.776840.445040.882228891.5575146411-1241.117070.925040.912379471.5615156212-1342.457301.45040.9425210081.5655166313-1443.797531.885040.9726710701.5697176714-1545.137762.366540.60793171.527359015-1646.477992.846540.62843351.529062516-1747.818223.326540.64883491.530765617-1849.158453.86540.66933631.532468818-1950.498684.286530.68982703.5798106819-2053.179145.246580.711088271.5379120620-2154.699406.686570.731148441.5401124621-2256.359692.26540.751214841.542691022-2358.019977.726540.781285111.545296323-2459.6710263.26540.801355401.5478101824-2561.3310548.86540.821425691.5505107425-2662.9910834.36540.841505991.5533113126-2765.6511119.86540.871576802.59351615由于本冷冻水系统的布管方式是同程式，经过每一段管路的长度基本相同。所以最不利环路选择通过新风机组的回路，即管段22’-23’-24’-25’-26’-27’。原因是，新风机组的设备压损大于其他的风机盘管的压损。所以五层最不利环路回水阻力计算为：图6-2五层冷冻水回水系统表6-3五层冷冻水回水系统水力计算表管段负荷kW流量kg/h管径DN管长m流速v(m/s)R(Pa/m)Py(Pa)局部阻力系数Pj(Pa)Py+Pj(Pa)22’-23’59.76244.246530.781283841.545283623’-24’61.42460.966510.801351355.51434156924’-25’62.97555.566530.821424261.550593125’-26’64.23841.086540.841506001.5533113326’-27’65.655688.046590.87157141329352348新风机的水压降为26.7kPa，风机盘管的水压降为16kPa。根据表6-2，6-3可知，最不利环路的总阻力损失为61.56kPa，最利环路的总阻力损失为52.86kPa。系统的平衡率为，由于系统的不平衡率小于15%，所以不需要进行阻力调节。6.4冷冻水立管水力计算本系统将冷冻水立管进行分区设置，由于一到四层为商业部分，五到二十三层为办公部分，两部分设置水系统时应分开设置。根据房间的功能将建筑的水系统分为A区和B区。A区为商业部分，B区为办公部分。均采用同程式布置。各区域冷冻水立管布置简图见下图：图6-3冷冻水系统立管简图计算结果见下表：表6-4冷冻水立管水力计算表分区管段负荷kW流量kg/h管径DN管长m流速v(m/s)RPy(Pa)ζPj(Pa)Py+Pj(Pa)A区0-11269.9821842325013.201.2153699.62.51830.12529.71-2975.511677882005.201.46102530.41.51598.72129.12-3650.341118582005.200.9846239.21.5720.3959.53-4325.1755929.21505.200.8143223.61.5492.1715.70’-1’1269.9821842325013.201.2153699.62.51830.12529.71’-2’975.511677882005.201.46102530.41.51598.72129.12’-3’650.341118582005.200.9846239.21.5720.3959.53’-4’325.1755929.21505.200.8143223.61.5492.1715.7B区0-11264.5217494250131.203526853176924551-51247.3214536250181.187519243172226465-61181.720325225041.12445168292710956-71116.119196925041.0624015028279777-81050.418066925040.9993613327338658-9984.7516937725040.9373211726447619-10919.115808525040.87528102256166310-11853.4514679320041.2817828921204149311-12787.813550220041.1836724621026127212-13722.1512421020041.084562072862106913-14656.511291820040.98646171271388414-15590.8510162620040.88738139257771615-16525.290334.420040.78930110245656616-17459.5579042.620040.692384234943317-18393.967750.815040.97662230269992918-19328.255645915040.81443160248564519-20262.645167.212540.94774273265793120-21196.9533875.410041.1051334922896138821-22131.322583.68041.23823285721124198122-2365.6511291.86540.878146541275512960‘-1‘1264.5217494250131.203526853176924551’-5’1247.3214536250181.187519243172226465‘-6‘1181.720325225041.12445168292710956’-7’1116.119196925041.0624015028279777‘-8‘1050.418066925040.9993613327338658’-9’984.7516937725040.9373211726447619’-10‘919.115808525040.87528102256166310‘-11’853.4514679320041.2817828921204149311’-12‘787.813550220041.1836724621026127212‘-13’722.1512421020041.084562072862106913’-14‘656.511291820040.98646171271388414‘-15’590.8510162620040.88738139257771615’-16‘525.290334.420040.78930110245656616‘-17’459.5579042.620040.692384234943317’-18‘393.967750.815040.97662230269992918‘-19’328.255645915040.81443160248564519’-20‘262.645167.212540.94774273265793120‘-21‘196.9533875.410041.1051334922896138821‘-22’131.322583.68041.23823285721124198122’-23‘65.6511291.86540.87814654127551296由表6-2，6-3，6-4可知，A区最不利环路的阻力损失为42.24kPa，B区最不利环路的阻力损失为108.69kPa。6.5冷凝水水管水力计算查《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）可知，冷凝水的管径选择见下表：管道最小坡度冷负荷（kW）0.001≤77.1~17.617.7~100101~176177~5980.003≤1717~4243~230231~400401~1100管道公称直径(mm)DN20DN25DN32DN40DN500.001599~10551056~15121513~12462≥12462-0.0031101~20002001~35003501~15000≥15000-管道公称直径(mm)DN80DN100DN125DN150-经济分析比较7.1方案选择方案一：普通电制冷冷水机组。选用两台制冷量为1390kW的螺杆式冷水机组。方案二：直燃型溴化锂机吸收式冷水机组。选用两台制冷量1400kW直燃型溴化锂吸收式冷水机组。方案三：冰蓄冷冷水机组。按机组负责60%负荷，蓄冰设备负责40%的负荷定，机组选两台制冷量为879kw的螺杆式冷水机组。7.2方案优缺点比较7.2.1螺杆机制冷优缺点主要优点：(1)结构简单，运动部件少，易损件少，仅是活塞式冷水机组的1/10，故障率低，寿命长。(2)容积效率高，可达较高压缩比，制冷系数高；相对活塞式冷水机组结构较简单，单机制冷量大，可实现较高转速，易损件少，运行可靠，易于维修。(3)运行平稳，振动小，噪声低，可通过滑阀实现无级能量调节。(4)属正压运行，不存在外气侵入腐蚀问题。(5)对湿冲程不敏感。主要缺点：(1)相对离心式冷水机组，转速要低，单机制冷量要小，噪声要高。(2)润滑系统较复杂，耗油量较大。(3)加工精度和装配精度要求较高；部分负荷下，能量调节性能较差，一般宜在60%-100%，高标准负荷范围进行调节。7.2.2直燃型吸收式冷水机组主要优点：

(1)耗电非常小，其耗电设备仅有几台小型泵和直燃机的燃烧器，耗电量一般为蒸汽压缩式制冷机的3%~4%，对解除电力紧张有好处;但要消耗大量的燃油或燃气，是该机组运行成本的主要部分。

(2)不应用氟利昂类制冷剂，制冷剂采用水，溶液无毒，对臭氧层无破坏作用，对环境无影响，有利于环境保护。

(3)

加工简单、操作方便，制冷量调节范围大，可无级调节，运行平稳，无噪声，无振动。

(4)

夏季制冷，冬季可以制热，也可以同时供冷和供热，除了满足空调冷、热源的要求外，还可以提供其它生活方面的供热，一机多用，节省了占地面积和投资。

(5)

不同类型的运行费用与使用的能源关系极大。蒸汽型的蒸汽来源如果是燃煤锅炉或者是余热、废热时则制冷成本非常低，是一种价格低廉的冷源。但燃煤锅炉受到环境保护法规的限制，目前在城市中基本不允许使用;

-

-

般都采用油或气体燃料，费用取决于燃料的市场价格，运行成本高。主要缺点：(1)使用寿命比压缩式短；(2)节电不节能，耗汽量大，热效率低；(3)机组长期在真空下运行，外气容易侵入，若空气侵入，造成冷量衰减，故要求严格密封，给制造和使用带来不便；(4)机组排热负荷比压缩式大，对冷却水水质要求较高；(5)溴化锂溶液对碳钢具有强烈的腐蚀性，影响机组寿命和性能。7.2.3螺杆式冰蓄冷冷水机组主要优点：(1)节省电费，节省电力设备费用，冷水设备、空调箱等设备费用，节省空调及电力设备的保养成本与用电困扰。(2)蓄冷空调效率高，使用寿命长。(3)除湿效果良好。(4)断电时利用一般功率发电机仍可保持室内空调运行。(5)可快速达到冷却效果。(6)降低噪乱冷水流量与循环风上减少，即水泵与空调机组运转振动及噪音降低。主要缺点：(1)对于冰蓄冷系统，其运行效率将降低，制冷主机性能系数(COP)较低。(2)增加了蓄冷设备费用及其占用的空间。(3)增加水管和风管的保温费用。7.3初投资比较方案一：台数单价（万元）总价格（万元）总功率螺杆冷水机组246.8793.74492冷冻水泵3(两用一备)1.75.174冷却水泵3（两用一备）1.75.190冷却塔23630板式换热器122热水水泵2（一用一备）1.5354总的初投资价格为114.94万元方案二：台数单价（万元）总价格（万元）功耗kw（燃气10000kcal/Nm³）直燃吸收式溴化锂机组3(热负荷时开3台，冷负荷时开2台)80240冷67.2*2Nm³/h热77.5*3Nm³/h冷冻水泵3(两用一备)1.54.578冷却水泵3(两用一备)1.54.596冷却塔23630除氧设备111热水水泵3(两用一备)1.54.5108软水设备11.21.2总的初投资价格为261.7万元方案三：台数单价（万元）总价格（万元）功耗螺杆式冷水机组238.6577.3324冷却.冷冻水泵61.69.6180冷却塔23630板式换热器212蓄冰设备13737初级乙二醇泵21.22.490次级乙二醇泵21.22.437热水水泵21.5354乙二醇溶液20总的初投资价格为159.7万元7.4运行费用比较太原的商业用电电费为0.9元/度，太原燃气价格为2.26元/m3。建筑空调系统制冷季节制冷量分布如下：图7-1建筑空调系统制冷季节制冷量分布图7.4.1方案一运行费用方案一：冷负荷：不同负荷下的能效比不同，此方案中螺杆制冷机的能效比如下表100%负荷COP：5.3功率：24675%负荷COP：4.6功率：21450%负荷COP：5.7功率：12325%负荷COP：4.3功率：109机组的运行费用为（246*2*39+（123+246）*153+246*536+123*1480）*0.9=39.5万元。冷却塔等其余设备运行费248*39+0.75*248*153+0.5*248*536+1480*248*0.25=19.6万元。热负荷工况：43.4*（6294*3+3608*6）+812*12*34.1=109.1万元。总运行费用为168.2万元。7.4.2方案二运行费用运行状况%Cop耗气量Nm³/h1001.567.2751.357.6501.631.2251.813.9燃气费：（67.2*2*39+（67.2+31.2）*153+67.2*536+31.2*1470）*2.26=21.2万元。电费：（204*39+204*0.75*153+204*0.5*536+1470*204*0.25）*0.9=14.5万元。热负荷工况：按每日工作时数8小时计算，供暖天数160天。燃气费：160*8*77.5*3*2.26=67.2万元。电费：108*8*160*0.9=12.7万元。年运行费用为115.6万元。7.4.3方案三运行费用运行状况%Cop功率1005.4156754.8133505.775255.142冷负荷工况：假设蓄冰阶段开单台机子,单台机全负荷运行用于制冰机组运行费用：(156*2*39+153*(156+75)+156*536+1470*75)*(0.6*0.9+0.4*0.4735）=17.9万元冷却塔等其他设备运行费391*39+153*391*0.75+536*0.5*391+0.25*1470*391=30.8热负荷工况：43.4*（6294*3+3608*6）+812*12*34.1=109.1万元总运行费用：157.9万元7.5结论本设计最终采取的是螺杆式冷水机组，冷水机组技术当今还是很成熟，运行可靠，制冷效率也很高，性能系数cop一般在3.9-5.7之间，使用寿命在20-30年以上，在电力条件允许的条件下，对照上表，各项经济性能较优。第八章空调冷热源的确定8.1制冷机组的设计经过负荷计算可知，本设计的夏季总冷负荷为2698.44kW，在制冷机组的选取过程中需要考虑冷量损失，所以其系数取1.2，同时使用系数取0.85，则制冷机房的总冷负荷为2698.44×1.2×0.85=2752.41kW。则选择两台海尔LSBLG400D/R4E水冷螺杆机组。具体参数见下表：表7-1制冷机组参数表机组型号LSBLG400D/R4E制冷量（kW）1389输入功率（kW）246冷冻水流量（m3/h）239台数2冷却水流量（m3/h）281冷冻水压降（kPa）51机组重量（kg）2260冷却水压降（kPa）62连接尺寸DN（mm）冷却水200冷冻水200外形尺寸（mm）4710*1920*22608.2冷却塔的选择本设计中，冷却塔安装在五层的商业部分屋面，冷却塔数量为两台。冷却塔的台数与制冷机组一对一匹配，冷却塔的水量为制冷机组冷却水流量，并需要考虑1.1的安全系数。所以选择两台A2SS-350冷却塔。具体参数见下表：表7-1冷却塔参数表型号A2SS-350冷却水量（m3/h）WB24℃350外形尺寸（mm）外径4730高度3650配管尺寸（mm）进水管200出水管2008.3分集水器的选择本设计分为两个区域，所以共设两根供水管和两根回水管。已知分、集水器内的水流通过的流速需要控制在0.5-0.8m/s，本设计取0.8m/s。当两台机组全开时，流过分集水器的水量最大。最大水量为478m3/h，则分集水器的管径为：故分、集水器的筒身管径选择Ф480×9mm的无缝钢管。8.4水泵的选择8.4.1冷冻水泵的选择制冷机房内冷冻水系统的阻力损失按经验估算为50kPa，考虑安全系数1.2，则为60kPa。再算上冷冻水立管水力计算中的阻力损失，冷冻水立管的阻力损失为108.69kPa。冷水机组的蒸发器压降为51kPa。分集水器的阻力各为30kPa。则冷冻水系统的总阻力损失为：H=60+108.69+51+30*2=279.69kPa=28mH2O取安全系数1.1，则冷冻水泵的扬程为H=28*1.1=30.8mH2O。本系统冷冻水总流量为239m3/h，取安全系数1.1，则冷冻水泵的扬程为239*1.1=262.9m3/h，则所选冷冻水泵的型号为：表8-3冷冻水泵型号参数表型号数量流量扬程效率转速功率(个)(m3/h)(mH2O)(%)(r/min)(kW)ALW200-315(Ⅰ)3(两用一备)28036761450558.4.1冷却水泵的选择本设计冷却水系统采用开放式系统，冷却塔布置于商场部分楼顶。制冷机房内冷却水系统的阻力损失按经验估算为50kPa，考虑安全系数1.2，则为60kPa。Y型过滤器阻力为30kPa。冷却塔喷嘴压力为50kPa。冷水机组冷凝器冷却水压降为62kPa。则冷却水泵的扬程为：H=60+30+50+62=202kPa=20.2mH2O取安全系数1.1，则冷却水泵的扬程为H=20.2*1.1=22.2mH2O。本系统冷却水总流量为281m3/h，取安全系数1.1，则冷却水泵的扬程为281*1.1=309.1m3/h则所选冷却水泵的型号为：表8-4冷却水泵型号参数表型号数量流量扬程效率转速功率(个)(m3/h)(mH2O)(%)(r/min)(kW)ALW250-2503(两用一备)3502378145045第九章通风与防排烟设计9.1地下车库的通风、防排烟设计9.1.1风量计算本工程地下室分为三个防火分区。其中，防火分区一的面积为2476.89m2，防火分区二的面积为2319.55m2，防火分区三的面积为2065.74m2。按照规范将防火分区一划分为一个防烟分区，其他时设备用房。将防火分区二，三分别划分为两个防烟分区。防烟分区的通风量按照《实用供热空调设计手册》计算。地下停车场的通风换气次数按6次/h计算，当层高≧3m时，按3m高度计算换气体积。防烟分区的排烟量按照《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》计算。地下汽车库的建筑面积超过20