暖通空調設計工程計劃書 1 工程概述 本工程為北京某辦公樓，磚混結構共四層，總面積 。 第一層層高為 4m，二層、三層、四層均為 層為辦公室，活動室，大廳和陳列室。二層為辦公室，檔案室，會議室休息室和董事長室。 三層為辦公室，檔案室，休息室，會議室接待室和總經(jīng)理室。四層類似于三層。業(yè)主已給出建筑平面圖，立面圖和各個房間的功能，要求設計本辦公樓夏季和冬季中央空調系統(tǒng)和部分房間的通風系統(tǒng)，如各層的衛(wèi)生間，從而為整個建筑提供一個舒適的辦公環(huán)境。 2 設計依據(jù) 計任務書 暖通空調課程設計任務書 計規(guī)范及標準 （ 1）采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范 (2003版 ) （ 2）房屋建筑制圖統(tǒng)一標準（ 50001 2001） （ 3）采暖通風與空氣調節(jié)制圖標準（ 3 設計范圍 (1)中央空調系統(tǒng)選型，空氣處理過程的確定。 (2)吊頂式空氣處理器、風機盤管、送風口、回風口的選型，風管布置及水力計算。 (3)冷熱源選擇、水泵、膨脹水箱的選型及水系統(tǒng)設計。 （ 4） 管路保溫和消聲減振設計 4 設計參數(shù) 調設計室外空氣計算參數(shù) ： (1)地理位置 北緯 3992； 東經(jīng) 11646；海撥 (2)大氣壓力 冬季 102040 夏季 99680 (3)室外空氣參數(shù)，見表（一） 表 1 室外空氣參數(shù)表（一） 序號 空氣參數(shù) 數(shù)值 空氣參數(shù) 數(shù)值 1 夏季空調室外計算干球溫度 夏季空調室外計算濕球溫度 2 夏季空調室外日平均溫度 夏季通風室外計算溫度 30 3 冬季空調室外計算干球溫度 冬季通風室外計算溫度 4 冬季室外計算相對濕度 45% 夏季室外計算相對濕度 78% 5 夏季室外平均風速 s 冬季室外平均風速 s 6 全年主導風向 季日照率 67% 內空氣設計參數(shù)及有關指標見表（二） 表 2 室內設計參數(shù)表（二） 類型 季節(jié) 空調運行 時間 夏季 冬季 新風量（ 3m /人 h ） 溫度 濕度 % 風速 溫度 濕度 % 風速 大廳 8:0018:00 26 60 6 35 25 辦公室 8:0018:00 26 60 8 5 會議室 8:0018:00 26 60 6 5 檔案室 8:0018:00 26 26 6 50 5 接待室 8:0018:00 26 26 6 40 5 活動室 8:0018:00 26 26 6 40 5 休息室 8:0018:00 26 26 6 40 5 總經(jīng)理室 8:0018:00 26 26 6 40 25 董事長室 8:0018:00 26 26 6 50 25 陳列室 8:0018:00 26 26 6 50 5 他 噪聲聲級不高于 45空氣中含塵量不大于 mg/m; 室內空氣壓力稍高于室外大氣壓。 5 空調負荷計算 調冷負荷計算方法 在空調工程設計中，存在兩中冷負荷計算的計算方法：一為諧波反應法（負荷溫差法），一為冷負荷系數(shù)法。諧波反應法（負荷溫差法）計算的冷負荷的形成包括兩個過程：一是由于外擾（室外綜合溫度）形成室內得熱量的過程（既內擾量）。此一過程考慮外擾的周期性以及圍護結構對外擾量的衰減和延遲性。二是內擾量形成冷負荷的過程。此一過程是將該熱擾量 分成對流和輻射兩種成分。前者是瞬時冷負荷的一部分，后者則要考慮房間總體蓄熱作用后才化為瞬時冷負荷。兩部分疊加即得各計算時刻的冷負荷。冷負荷系數(shù)法是在傳遞函數(shù)的基礎上為便于在工程中進行手算而 建立起來的一種簡化計算法。通過冷負荷溫度與冷負荷系數(shù)直接從各種擾量值求得各分項逐時冷負荷。本設計采用冷負荷系數(shù)法冷負荷的計算。 關參數(shù)的選取 圍護結構參數(shù)見表（三） 表 3 圍護結構參數(shù)表 結構類型 類型 傳熱系數(shù) 外墻 1 外水泥砂漿， 2 磚墻， 3 內白灰粉刷。厚度 240 型墻 窗 鋁合金中空玻璃 門 木（塑料）框單層實體門 墻 內外抹面（各 20一磚黏土實心磚 (240總厚度 280 墻 頂 鋼筋砼板（水泥聚砼板），厚度 200它的冷負荷相關參數(shù)見表（四） 表 4 其它冷負荷相關參數(shù)表（四） 房間 名稱 人員 照明 設備散熱 2/動強度 群集系數(shù) 類型 功率2/公室 輕 裝熒光燈 100 電腦 檔案室 輕 裝熒光燈 100 電腦 董事長室 輕 裝熒光燈 100 電腦 總經(jīng)理室 輕 裝熒光燈 100 電腦 活動室 中等 裝熒光燈 100 電腦 陳列室 輕 裝熒光燈 100 電腦 接待室 極輕 裝熒光燈 100 電腦 休息室 極輕 裝熒光燈 100 電腦 續(xù)表四 公議室 輕 裝熒光燈 100 電腦，音 響 注 : (1)室內保持正壓，不考慮空氣滲透引起的冷負荷。 (2)本設計由于內部房間的溫差較小，不考慮內圍護結構的傳熱。 負荷的計算 護結構傳入熱量 （ 1）建筑結構組成及傳熱系數(shù)確定 墻： 實心粘土磚 厚度 240 屋面： 鋼筋砼板（聚苯板）。 . 以上建筑結構的傳熱系數(shù)查表可得： 墻傳熱系數(shù) K=（ ）； 屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù) K=（ ）； 內門傳熱系數(shù) K=（ ） 。 （ 2）外墻和屋面瞬變傳熱形成的冷負荷： k a ( )()( （ 1） 式中 )(通過外墻和屋面的得熱量所形成的冷負荷， W； k 外墻和屋面的傳熱系數(shù)， W/（ ）； A 外墻和屋面的面積， )( 外墻或屋面冷負荷逐時計算溫度 ， ； )()( （ 2） 室內設計溫度 ， ； )(經(jīng)過修正的本地外墻或屋面計算溫度逐時值， ； 地點（北京市）修正值 ， 由暖通空調表 得； 外表面放熱系數(shù)修正值，由教材暖通空調表 2算查得 ； k吸收系數(shù)修正，由教材暖通空調表 2得 。 （ 3）外窗瞬時傳熱冷負荷 ： c )( （ 3） 式中 )(通過外墻和屋面的得熱量所形成的冷負荷， W； F 外墻和屋面的面積， K 玻璃窗傳熱系數(shù)，雙層 6空玻璃，取 ）； t 計算時刻下，結構的負荷溫差 ， 。 （ 4）內墻傳熱形成的冷負荷： )(（ 4） 式中 K 內墻傳熱系數(shù)， W/（ ）； F 內墻面積， 計算溫差，由新規(guī)范，對于走道，取 2 。 過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷 投過玻璃窗日射得熱所引起的冷負荷如下： m a x)( （ 5） 式中 窗戶面積， 有效面積系數(shù)，雙層鋼窗取 窗玻璃的遮陽系數(shù)； 窗內遮陽設施的遮陽系數(shù)； 夏季各緯度帶的日射得熱因數(shù)最大值， W/ 說明：以上修正值均可在教材暖通空調附錄 2 中查得 。 員散熱引起的冷負荷 )()(（ 6） 人體顯熱散熱引起的冷負荷： )(（ 7） 人體潛熱散熱引起的冷負荷： l （ 8） 式中 )(人體顯熱散熱引起的冷負荷， W； Q人體潛熱散熱引起的冷負荷， W； n 室內全部人； 群集系數(shù)，本工程為酒店客房取 人體顯熱散熱引起的冷負荷系數(shù)； 不同室溫和勞動性質的成年男子顯熱散熱量， W，由 暖通空調表 2得； 不同室溫和勞動性質的成年男子潛熱散熱量， W，同上。 明散熱引起的冷負荷 1)( 1000（ 9） 式中 )(照明散熱形成的冷負荷， W； 1n 消耗功率系數(shù)，明裝熒光燈，取 2n 燈罩 隔熱系數(shù)，取 N 照明燈具所需功率， W； 照明散熱冷負荷系數(shù)，由教材暖通空調附錄 2得。 風冷負荷 新風全冷負荷按下式計算 : . （ 10） 式中 夏季新風冷負荷， 新風量， /kg s ； 室外空氣的焓值， /kJ 室內空氣的焓值， /kJ 其中新風量 = 空調房間人數(shù) 房間中的人均新風量。 負荷計算 體散濕量： w （ 11） 式中 人體散濕量， kg/h； n 室內全部人數(shù)； 群集系數(shù)； g 成年男子的小時散濕量， g/h，由教材 暖通空調表 2得。 風濕負荷 新風濕負荷 0 0 （ 12） 式中 新風濕負荷， kg/h； 新風量， m3/h； 夏季空調室外計算參數(shù)時的含濕量， g/ 室內空氣的含濕量， g/ 夏季空調室外計算干球溫度下的空氣密度， 荷計算結果 季空調計算結果匯總 表 5 夏季空調冷負荷計算表（五） 樓層 房間 工程負荷最大值時刻 (12 點 )的各項負荷值 總冷負荷 新風冷負荷 總濕負荷 新風濕負荷 總冷指標 新風冷指標 總濕指標 新風量 W W kg/h kg/h W/辦公室 47 00 1002辦公室 47 00 1003辦公室 47 00 1004辦公室 47 00 1005辦公室 47 00 1006辦公室 47 00 1007活動室 50 1008辦公室 47 00 1009陳列室 47 75 2層 2001檔案室 4 5 2002辦公室 47 00 2003辦公室 47 00 2004休息室 25 2005董事長室 735 00 2006會議室 75 2007辦公室 47 00 2008辦公室 47 00 3層 3001檔案室 4 5 3002辦公室 47 00 3003辦公室 47 00 3004休息室 25 3005總經(jīng)理室 50 3006會議室 75 3007辦公室 47 00 3008接待室 15 3009辦公室 2530 747 00 4層 4001檔案室 5 4002辦公室 47 00 4003辦公室 47 00 4004休息室 25 4005總經(jīng)理室 50 4006會議室 75 4007辦公室 47 00 4008接待室 15 4009辦公室 47 00 以一層辦公室為例，室內溫度為 26，相對濕度為 60%，室內人數(shù)為 4人，新風量為 100m3/h。按瞬時系數(shù)法逐時計算房間的冷負荷，辦公室逐時負荷見下表。 表 6 辦公室逐時負荷表（六） 負荷源 逐時負荷值 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1001辦公室 *7 房間參數(shù) 面積 度 內溫度 相對濕度 60 人體 4 人 照明 400W 設備 1200W 新風 h 北外墻 基本信息 長 (寬 ) 4 面積 熱系數(shù) 負荷值 外窗 _嵌 基本信息 長 (寬 ) 積 熱系數(shù) 西外墻 負荷值 20 本信息 長 (寬 ) 4 面積 熱系數(shù) 南內墻 負荷值 本信息 長 (寬 ) 4 面積 熱系數(shù) 負荷值 內門 _嵌 基本信息 長 (寬 ) 積 熱系數(shù) 地面 負荷值 37 37 37 37 37 37 37 37 37 基本信息 長 4 高 (寬 ) 積 熱系數(shù) 新風 負荷值 熱 熱 747 747 747 747 747 747 747 747 747 濕負荷 體 顯熱 84 全熱 47 負荷 明 負荷值 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384 384 設備 負荷值 144 144 04 16 最大冷負荷（包括新風）出現(xiàn)在 12點 ， 其冷負荷為 : 季空調熱負荷的計算 空調熱負荷是指空調系統(tǒng)在冬季里，當室外空氣溫度在設計溫度條件時，為保持室內的設計溫度，系統(tǒng)向房間提供的熱量。對于民用建筑來說空調冬季的經(jīng)濟性對空調系統(tǒng)的影響要比夏季小。因此，空調熱負荷一般是按穩(wěn)定傳熱理論計算的。 護結構的基本耗熱量 1 () K t t（ 9） 式中 : 溫差修正能夠系數(shù)， W ； F 圍護結構傳熱面積， 2m ； K 圍護結構冬季傳熱系 , 2/ ( )W m C ； 冬季室內計算溫度 , C ； 冬季室外空氣計算溫度 , C ； 包括基本耗熱量和附加耗熱量，附加耗熱量按基本耗熱量的百分率確定。此建筑只考慮朝向修正率。北： ： ： ： 注：由于空調建筑室內通常保持正壓，因而在一般情況下，不計算門窗縫隙滲入室內的冷空氣和由門，孔洞等侵入室內的冷空氣引起的耗熱量。 季空調新風熱負荷 0 ()h O p o c t t （ 10） 式中：0冬季新風熱負荷， W ； 新風量， / 冬季空調室外空氣的計算溫度， C ； 冬季空調室內空氣計算溫度， C 空氣的定壓比熱， / ( )kJ ，取 1 5 / ( )k J k g C ； 根據(jù)以上公式計算冬季空調熱負荷結果如下，詳細計算請參考附錄 表 7 冬季空調熱負荷計算表（七） 房間號 冷負荷 W 濕負荷 W 熱濕比 室內焓值 g 室外焓值 g 送風點焓值 g 總風量 m3/h 1001辦公室 6 002辦公室 486 003辦公室 486 004辦公室 982 005辦公室 982 006辦公室 007活動室 008辦公室 0559 8 009陳列室 001檔案室 002辦公室 019 003辦公室 019 004休息室 005董事長室 006會議室 343 007辦公室 343 008接待室 001檔案室 019 002辦公室 019 003辦公室 004休息室 005總經(jīng)理室 006會議室 007辦公室 9 008接待室 915 009辦公室 1783 001檔案室 002辦公室 003辦公室 004休息室 005總經(jīng)理室 006會議室 007辦公室 9 008接待室 009辦公室 4 空調方案設計 調方式的確定 為節(jié)約能源和資投，只進行單參數(shù)的露點送風。其理由如下： （ 1）適用于室內負荷較大時； （ 2）與二次回風相比，處理流程簡單，操作管理簡單； （ 3）設備簡單，最初投資少； （ 4）可以充分進行通風換氣，室內衛(wèi)生條件好； 因沒有空調機房，所以辦公樓空調設備分別吊裝在吊頂內，同時也可節(jié)省建筑有效使用面積。 氣處理過程設計 機盤管加獨立新風系統(tǒng)設計計算 季送風狀態(tài)點和送風量 考慮到衛(wèi)生和能效，選擇處理后的新風和風機盤管處理過的空氣混合后送入室內的方案。采用新風不負擔室內負荷的方式，即將送入室內的新風處理到 90%相對濕度的室內等焓點 D(見焓濕圖 )?？照{系統(tǒng)送風狀態(tài)和送風量的確定可在 體步驟如下： (1)在 上找出室內狀態(tài)點 N，室外狀態(tài)點 W (2)根據(jù)計算出的室內冷負荷 Q 和濕負荷 W 求出，取送風溫差為 8，送風狀態(tài)點通過 N 點畫出 線與 =90線相交，即得送風點 S (3)根據(jù) 焓線，由新風處理后的機器露點相對濕度定出 D 點 (4)根據(jù) N、 S 兩點確定房間總風量 (5)根據(jù)新風比確定風機盤管處理風量及終狀態(tài) 以辦公室 1001 為例進行設計計算。 1). 確定 N 點， 8.9 kJ/kg,). 確定 送風點 S 過 N 點畫出 線與 =90線相交，得送風點 S 9 ,kJ/kg,)送風量 G 按下式計算送風量 G= 1 0 00 /s G=s (1788m3/h) 量 788 1609 m3/h 4) 點 根據(jù)新風比 10確定 F 點 5)根據(jù)房間負荷 Q=根據(jù)麥克維爾樣本選用 冷量 量有高，中，低三檔，分別為 2040 m3/h， 1530 m3/h， 1020 m3/h ，其它具體參數(shù)請參考樣本。 W N 冷卻干燥 D 冷卻干燥 F 混合 S N 故用風機盤管處理后的空氣可滿足室內要求，其它空調房間算法同上， 三層各個房間的送風狀態(tài)及送風量和風機盤管選型列于下表 9: 表 8 風機盤管選型表 （八） 房間號 冷負荷全熱 W 回風量 m3/h 風機盤管型號 臺數(shù) 1 層 1001辦公室 1002辦公室 1003辦公室 1004辦公室 1005辦公室 1006辦公室 1007活動室 1009辦公室 1010陳列室 2 層 2001檔案室 2002辦公室 2003辦公室 2004休息室 2005董事長室 2006會議室 2008辦公室 2009辦公室 3 層 3001檔案室 3002辦公室 3003辦公室 3004休息室 3005總經(jīng)理室 3006會議室 3007辦公室 3008接待室 3009辦公室 2530 4 層 4001檔案室 4002辦公室 4003辦公室 4004休息室 4005總經(jīng)理室 4006會議室 4007辦公室 4008接待室 4009辦公室 季熱負荷的校核 冬季只需要校核風機盤管提供的熱量是否滿足房間要求即可。仍以 1001室為例。冬季熱負荷 Q=故選用風機盤管合理。通過其它房間冬季熱負荷的校核，結果均滿足要求。 風機組的選型 三層新風量為 1782m3/h，新風所需冷量 17088W。經(jīng)查樣本選用上海聯(lián)合開利空調有限公司生產(chǎn)的 機組性能見表（十）： 表 9 九） 機組 額定風量 寬 高 機風機數(shù)量 機組全壓 冷量 熱量 量T/h 水阻力 聲組重量000 872986500 4 1 260 1 9 該機組安置在走道西邊的盡頭。 注：整個空調系統(tǒng)中對于新風比小于 10的房間，可利用門，窗，洞孔縫隙自然排風，但對于新風比大于 10的房間需單獨設置排風系統(tǒng) 。 7 風系統(tǒng)的設計 管材料和形狀的確定 對于民用舒適性空調，風管材料一般采用薄鋼板涂漆或鍍鋅薄鋼板，本設計采用鍍鋅薄鋼板，該種材料做成的風管使用壽命長，摩擦阻力小，風道制作快速方便，通?？稍诠S預制后送至工地，也可在施工現(xiàn)場臨時制作。風管的形狀一般為圓形和矩形，圓形風管強度大，耗材量少，但占有效空間大，其彎頭與三通需較長距離，矩形風管占由空間較小，易于布置、明裝較美觀的特點。本設計采用矩形風管，而且矩形風管的高寬比控制在 、回風管的布置和管徑確定 風管用鍍鋅鋼板制作，用帶玻璃布鋁箔防潮層的離心玻璃棉板材（容量為48kg/溫，保溫層厚度 30房間的空間結構布置送回風管的走向（見圖紙），并計算各管段的風量。吊頂中留給空調的高度約為 700于建筑空間的局限，回風管干管安置在送風干管下部。根據(jù)室內允許噪聲的要求，風管干管流速取 5 s，支管取 3 具體尺寸見圖紙 )。 風系統(tǒng)的設計 本建筑因層高較高，所以可充分利用吊頂，在走廊的吊頂內可以放置新風機組，在房間的吊頂內放置風機盤管，實現(xiàn)上送風，在滿足舒適性的前提下，又不影響室內美觀，所以本設計中均采用上送上回方式。選擇、布置風口時，考慮了使得活動區(qū)處于回流區(qū)，以增強房間舒適度 房間風量確定及風口的選型 選擇方型四面吹散流器作為送風口、單層回風百葉作為回風口。統(tǒng)計如下表 ， 表 10 風機盤管加新風系統(tǒng)風口選型 表（十） 房間號 1001 1002 1003 1004 1005 1006 1007 1008 1009 總計 送風量(m3/h) 389 401 401 355 355 402 1058 581 1761 5703 送風口數(shù)(個 ) 1 1 1 1 1 1 1 1 2 10 送風口型(18*18 18*18 18*18 18*18 18*18 18*18 24*24 30*30 18*18 各個房間安裝獨立的風機盤管，負荷大的房間安裝 2個。新風管干管布置在走道中，新風支管在風機盤管的第一個出風口前與風管匯合。 其它風口：新風口采用防雨百葉風口共用 6個，排風口選用百葉格柵風口。 間氣流組織計算 現(xiàn)以 1001房間為例作氣流分布計算，辦公室高度為 4m。房間寬度為 度為 用方形 180*180散流器兩個，因此可以前單個別散流器看成是安裝在一個尺寸為 寬 高 )(m)的房間內的散流器 。 散流器位于房間中部， 直射程為 = 由前面計算可知商場送風溫差為 每個散流器的送風量為 390m3/h.。 （ 3）散流器為出口風速 s,這樣 90 （ 4）檢查 x :根據(jù)式 x =02 03211 式中 12m =1根據(jù) 圖，按 62 曲線 12 上插值得 取 1。 代入各已知值得 x = m/s （ 5）檢查 9 110 計算結果說明 x 均滿足要求。 管最不利點壓力損失計算 繪制全空氣系統(tǒng)最不利環(huán)路的軸測圖，標出各段標號、長度、流量、管徑（見附錄）。鍍鋅鋼板粗糙度 表計算壓力損失，校核空調機組的余壓值是否滿足需要。 相關計算公式及依據(jù)如下： 當量管徑 2 * 管寬 * 管高 / (管寬 管高 )； 流速秒流量 /管寬 /管高 *1000000； 單位長度沿程阻力由流速，管徑， 沿程阻力管段長度 * 單位長度沿程阻力； 局部阻力系數(shù)根據(jù)局部管件的形狀查設計手冊； 動壓流速 2 * ； 局部阻力局部阻力系數(shù) * 動壓； 總阻力沿程阻力局部阻力。 現(xiàn)以二層左側空調系統(tǒng)為例進行水力計算，計算結果如下表： 表 11 風管最不利點壓力損失表 （十一） 管段 流量 管徑(長度(m) (m/s) R (Pa/m) a) 動壓 ( a) 管段阻力 (0300 32*20 240 32*20 40 25*20 50 25*20 60 20*20 70 20*20 90 16*16 00 20*12 00 12*12 3 接頭、消聲箱等其它阻力 50 總阻力 所選空調機組 70滿足最不利點的要求。 8 水系統(tǒng)的設計 系統(tǒng)方案的確定 本設計采用兩管制、閉式、一次泵定流量系統(tǒng)，各層水管同程布置。 管制系統(tǒng)的優(yōu)點 兩管制水系統(tǒng)是采用同一套供回水管路，冬季供熱水、夏季供冷水。由運行人員依據(jù)多數(shù)房間的需要決定，實行供熱與供冷的轉換。兩管系統(tǒng)具有管理方便，一次性投資較小等優(yōu)點。本設計對空調精度要求不是很高，故采用兩管制。而三管制是共用一根回水管，因此冷熱有混合損失，運行效率不高，而且系統(tǒng)水力工況復雜，難于運行。四管制初投資較高且多占空間。 式系統(tǒng)的優(yōu)點 1）水泵揚程僅需克服循環(huán)阻力，與樓層數(shù)無關僅取決于管路長度和阻力。 2）循環(huán)水不易受污染，管路腐蝕情況比開式系統(tǒng)好。 3）不需要設回水池，但要設一個膨脹水箱。 膨脹水箱盡量接至靠近水泵入口的 回水 干管。 程和異程系統(tǒng)的選擇 在本設計中同層的水平管上采用同程系統(tǒng)，而在立管上則采用異程系統(tǒng)，這樣有既利于管路阻力的平衡也能夠給施工帶來方便且減少后期調試的費用。 次泵定流量系統(tǒng)的選擇依據(jù) 一次泵系統(tǒng)的特點是直接把從空調主機出來的空調水通過管道輸送到各末端裝置后再回到空調主機，如此循環(huán)流動。一次泵定流量系統(tǒng)比較簡單，控制元件少，且本設計中水泵的揚程大約在 10 20米，一般水泵都能滿足要求，所以在本設計中采