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本科毕业设计第1页共59页11引言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，还要熟习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。2设计要求：2.1初步设计学生接受设计任务后，熟习土建图纸与原始资料，查阅和收集资料，对设计对象选择多种空调方式，经过综合比较后，最后选定一种较好的方案。根据有关设计规范及概算指标，对冷热负荷进行初步估算，并确定送、排风方式。2.1施工图设计2.1.1设计计算⑴计算室内冷、热、湿负荷；⑵确定设计方案。包括系统划分、空气处理过程设计、计算总冷量、总热量、总风量；⑶根据冷量和风量确定选用空气处理设备；⑷全年运行工况调节分析；⑸确定室内气流组织形式，进行气流组织计算；⑹进行系统风道布置及管道水力计算；⑺系统消声减振设计；⑻系统防排烟及保温设计；本科毕业设计第2页共59页2⑼对土建、水、电、动力专业的要求；⑽设计总结。2.1.2绘图图纸应包括首页图、空调系统布置平面图、系统图、大样图、机房布置平面图、系统图、大样图。3设计任务及依据3.1工程概况本设计对象为石家庄市某综合大厦，大厦主要有：办公室，会议室，多功能厅等。其中地下二层地上十六层，预计将机房布置于地下二层。工程位于石家庄市，海拔44.9m。总空调面积为17873m2。本工程空调设计的任务包括本楼的中央空调系统的设计及通风设计。本中央空调系统设计要求能够实现夏季供冷和冬季供热，并能满足人体的舒适性要求。3.2设计依据3.2.1石家庄市室外空调设计参数气象参数为：夏季：大气压：101kpa室外日平均温度：29.7℃室外计算日温差：7.3℃室外干球温度：35.1℃室外湿球温度：26.6℃冬季：大气压：101.99kpa采暖计算温度：0℃空调计算温度：-3℃相对湿度：51.6%室外平均风速：1.8m/s3.2.2室内空调主要设计参数表3.1室内设计参数本科毕业设计第3页共59页3房间名称温度℃相对湿度%新风量phm3备注冬季夏季冬季夏季服务厅202755~6520餐厅1827≤6525健身2025≤6530桑拿包间2225≤6530办公室2026≤6530门厅大堂1628≤6510客房2025≤6530游泳厅27~28≤65304负荷计算4.1体形系数0.44.2墙体工程4.2.1外墙砖墙16-370-3材料名称厚度mm干密度kg/m3导热系数W/(m.K)比热容kJ/(kg.K)导热系数修正热阻(㎡.K)/W本科毕业设计第4页共59页4水泥砂浆抹灰2018000.930.8410.02砖墙37018000.810.8810.42防潮层56000.171.4710脲醛泡沫塑料30200.051.4710.02隔汽层56000.171.4710木丝板254000.162.0910.01白灰粉刷2016000.810.8410.02各层之和475--------0.51传热系数K0.66做法编号做法名称砖墙16-370-3传热系数W/(㎡K)0.66标准限值未确定是否符合标准要求符合4.2.1内墙本科毕业设计第5页共59页5加气混凝土板(008001)材料名称厚度mm干密度kg/m3导热系数W/(m.K)比热容kJ/(kg.K)导热系数修正热阻(㎡.K)/W水泥砂浆2018000.930.8410.02加气混凝土泡沫混凝土7001007000.220.8410.12水泥砂浆2018000.930.8410.02各层之和140--------0.17传热系数K1.5做法编号做法名称加气混凝土板(008001)传热系数W/(㎡K)1.5标准限值未确定是否符合标准要求符合4.2.2屋面工程4.2.2.1屋顶非上人加气混凝土砌块100-聚苯板50材料名称厚度mm干密度kg/m3导热系数W/(m.K)比热容kJ/(kg.K)导热系数修正热阻(㎡.K)/W混凝土板20300.031.381000.01架空层2001.160.951.11000.18防水层56000.181.47100015厚水泥砂浆找平层1518000.930.8410.02最薄30厚轻集料混凝土找坡层30300.031.3820.02加气混凝土砌块5001005000.210.8410.12聚苯板50300.042.092.70.02钢筋混凝土屋面板200100010.8810.23各层之和620--------0.61传热系数K0.55本科毕业设计第6页共59页6做法编号做法名称非上人加气混凝土砌块100-聚苯板50传热系数W/(㎡K)0.55标准限值未确定是否符合标准要求符合4.2.3楼地面工程4.2,3,1楼板楼面-38材料名称厚度mm干密度kg/m3导热系数W/(m.K)比热容kJ/(kg.K)导热系数修正热阻(㎡.K)/W水泥刨花板(二)257000.192.0110.01钢筋混凝土8025001.630.8410.1木丝板504000.162.0910.02各层之和155--------0.13传热系数K1.53做法编号做法名称楼面-38传热系数W/(㎡K)1.53标准限值未确定是否符合标准要求符合4.2.4门窗工程4.2.4.1户门木(塑料)框双层玻璃门材料名称厚度mm干密度kg/m3导热系数W/(m.K)比热容kJ/(kg.K)导热系数修正热阻(㎡.K)/W平板玻璃625000.760.8410.01热流水平(垂直)10mm101.160.081.010.560.01平板玻璃625000.760.8410.01各层之和22--------0.02本科毕业设计第7页共59页7传热系数K2.514.2.4.2外窗空气层为14mm的热防护玻璃窗材料名称厚度mm干密度kg/m3导热系数W/(m.K)比热容kJ/(kg.K)导热系数修正热阻(㎡.K)/W平板玻璃1225000.760.8410.01热流水平(垂直)10mm81.160.081.010.170.01平板玻璃1225000.760.8410.01各层之和32--------0.04传热系数K1.3窗墙比朝向窗类型窗面积墙面积窗墙比传热系数标准限值结论西空气层为14mm的热防护玻璃窗749.342063.890.3631.3未确定符合北空气层为14mm的热防护玻璃窗340.381081.950.3151.3未确定符合东空气层为14mm的热防护玻璃窗462.062398.670.1931.3未确定符合南空气层为14mm的热防护玻璃窗693.951921.420.3611.3未确定符合本科毕业设计第8页共59页8水平倾角：0塑钢中空玻璃窗0637.0502.62-2符合4.3计算依据4.3.1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Qτ(W)，按下式计算：Qτ=KFΔt(τ-ξ)(4.1)式中F—计算面积，㎡；τ—计算时刻，点钟；τ-ξ—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；Δtτ-ξ—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τ=16,时间延迟为ξ=5,作用时刻为τ-ξ=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。当外墙或屋顶的衰减系数β0.2时，可用日平均冷负荷Qpj代替各计算时刻的冷负荷Qτ：Qpj=KFΔtpj(4.2)式中Δtpj—负荷温差的日平均值，℃。4.3.2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Qτ按下式计算：Qτ=KFΔtτ(4.3)式中Δtτ—计算时刻下的负荷温差，℃；本科毕业设计第9页共59页9K—传热系数。4.3.3外窗太阳辐射冷负荷透过外窗的太阳辐射形成的计算时刻冷负荷Qτ，应根据不同情况分别按下列各式计算：当外窗无任何遮阳设施时Qτ=FCsCaJwτ(4.4)式中Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/㎡；当外窗只有内遮阳设施时Qτ=FCsCaCnJwτ(4.5)式中Jwτ—计算时刻下太阳总辐射负荷强度,W/㎡；当外窗只有外遮阳板时Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCa(4.6)注：对于北纬27度以南地区的南窗，可不考虑外遮阳板的作用，直接按式(4.1)计算。当窗口既有内遮阳设施又有外遮阳板时Qτ=[F1Jnτ+FJnnτ]CsCnCa(4.7)式中Jnτ计算时刻下，标准玻璃窗的直射辐射照度，W/㎡；Jnnτ计算时刻下，标准玻璃窗的散热辐射照度，W/㎡；F1窗上收太阳直射照射的面积；F外窗面积（包括窗框、即窗的墙洞面积）㎡；Ca窗的有效面积系数；Cs窗玻璃的遮挡系数；Cn窗内遮阳设施的遮阳系数；本科毕业设计第10页共59页10注：对于北纬27度以南地区的南窗，可不考虑外遮阳板的作用，直接按式(4.5)计算。4.3.4内围护结构的传热冷负荷当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内窗的温差传热负荷，可按式(4.3)计算。当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热负荷，可按式(1.1)计算，或按式(1.2)估算。此时负荷温差Δtτ-ξ及其平均值Δtpj，应按零朝向的数据采用。当邻室有一定发热量时，通过空调房间内窗、隔墙、楼板或内门等内围护结构的温差传热负荷，按下式计算：Q=KF(twp+Δtls-tn)(4.8)式中Q—稳态冷负荷，下同，W；twp—夏季空气调节室外计算日平均温度，℃；tn—夏季空气调节室内计算温度，℃；Δtls—邻室温升，可根据邻室散热强度采用，℃。4.3.5人体冷负荷人体显热散热形成的计算时刻冷负荷Qxτ，按下式计算：Qxτ=nq1CclrCr(4.9)式中Cr群体系数；n计算时刻空调房间内的总人数；q1一名成年男子小时显热散热量，W；Cclr人体显热散热冷负荷系数。4.3.6灯光冷负荷本科毕业设计第11页共59页11照明设备散热形成的计算时刻冷负荷Qτ，应根据灯具的种类和安装情况分别按下列各式计算：白只灯和镇流器在空调房间外的荧光灯Q=1000n1NXτ-T(4.10)镇流器装在空调房间内的荧光灯Q=1200n1NXτ-T(4.11)暗装在吊顶玻璃罩内的荧光灯Q=1000n0NXτ-T(4.12)式中N照明设备的安装功率，kW；n0考虑玻璃反射，顶棚内通风情况的系数，当荧光灯罩有小孔，利用自然通风散热于顶棚内时，取为0.5-0.6，荧光灯罩无通风孔时，视顶棚内通风情况取为0.6-0.8；n1同时使用系数，一般为0.5-0.8；T开灯时刻，点钟；τ-T从开灯时刻算起到计算时刻的时间，h；Xτ-Tτ-T时间照明散热的冷负荷系数4.3.7设备冷负荷热设备及热表面散热形成的计算时刻冷负荷Qτ，按下式计算：Qτ=qsXτ-T(4.13)式中T热源投入使用的时刻，点钟；τ-T从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的时间，ｈ；Xτ-Tτ-T时间设备、器具散热的冷负荷系数；qs热源的实际散热量，W。本科毕业设计第12页共59页12电热、电动设备散热量的计算方法如下：电热设备散热量qs=1000n1n2n3n4N(4.14)电动机和工艺设备均在空调房间内的散发量qs=1000n1aN(4.15)只有电动机在空调房间内的散热量qs=1000n1a(1-η)N(4.16)只有工艺设备在空调房间内的散热量qs=1000n1aηN(4.17)式中N设备的总安装功率，kW；h电动机的效率；n1同时使用系数，一般可取0.5-1.0；n2利用系数，一般可取0.7-0.9；n3小时平均实耗功率与设计最大功率之比，一般可取0.5左右；n4通风保温系数；a输入功率系数。4.3.8渗透空气显热冷负荷渗透空气的显冷负荷Qx(W)，按下式计算：Qx=0.28G(tw-tn)(4.18)式中G单位时间渗入室内的总空气量