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第一章绪论第一节空气调节的含义建筑是人们生活与工作的场所。现代人类大约有五分之四的时间是在建筑中度过。人们已逐渐认识到，建筑环境对人类的寿命、工作效率、产品质量起着极为重要的作用。人类从穴居到居住现代建筑的漫长发展道路上，始终不懈地改善室环境，以满足人类自身生活、工作对环境的要求，和满足生产、科学实验对环境的要求。人们对现代建筑的要求，不只有挡风遮雨的功能，而且还应是一个温湿度宜人、空气清新、光照柔和、宁静舒适的环境。生产与科学实验对环境提出了更苛刻的条件，如计算室或标准量具生产环境要求温度恒定（称恒温），纺织车间要求湿度恒定（称恒湿），有些合成纤维的生产要求恒温恒湿，半导体器件、磁头、磁鼓生产要求对环境中的灰尘有严格的控制，等等。这些人类自身对环境的要求和生产、科学实验对环境的要求导致了建筑环境控制技术的产生与罚展，并且已形成了一门独立的学科。建筑环境学中指出，建筑环境由热湿环境、室空气品质、室光环境和声环境所组成。空气调节是控制建筑热湿环境和室空气品质的技术，同时也包含对系统本身所产生噪声的控制。空气调节（AirConditioning）——实现某一房间或空间的温度、湿度、洁净度和空气流动速度等进行调节与控制，并提供足够量的新鲜空气。空气调节简称空调。空调可以实现对建筑热湿环境、空气品质全面进行控制，或是说它包含了采暖功能和通风的部分功能。实际应用中并不是任何场合都需要用空调对所用的环境参数进行调节与控制，例如，寒冷地区，有些建筑只需要采暖；又如有些生产场所，只需要用通风对污染物进行控制，而对温湿度并无严格的要求。尤其是利用自然通风来消除室余热余湿，可以大大减少能量消耗和设备费用，应尽量优先采用。第二节空调技术的发展概况早在、汉年间，我国就有了以天然冰作冷源对房间进行冷却的“空调房间”，据《艺文志》记载：“大国有五宫殿，以水晶为柱拱，称水晶宫，实以冰，遇夏开放。”尽管我们古老文明也创造了采暖通风空调的应用技术，但现代意义上的采暖通风空调技术的起源在西方。1904年在纽约建成斯托克斯交易所空调系统（制冷量450冷冻，即1406KW），同一时间在德国一剧院建成类似的空调系统。1911年美国开利（Karrier,W.H.）博士发表了湿空气的热力参数计算公式，而后形成了现在广为应用的湿空气焓湿图，使得空调的计算更为合理。到1940年全美国制冷机总安装功率5×106KW中有16%用于空调。而今天在发达国家中，“空调”一词已被一般人所了解，家用空调器在家庭中应用已相当普及，1996年日本销售家用空调器811.6万台。美国家用空调器销量一直保持在250—160万台/年。现代的采暖通风空调技术在我国是近几十年发展起来的。在1949年前，只有在大城市的高级建筑物中才空调技术的应用，设备都是来自舶来品。大光明影院是最早用集中式空调系统的建筑物，建于1931年，采用离心式冷水机组。新中国成立后，空调技术才得到迅速发展。在20世纪50年代，迎来了工业建筑第一次高潮，前联援建了156项工程，同时带进了前联的空调技术和设备，这时工艺性空调也得到了发展，例如在大工厂中建有恒温恒湿的计量室，纺织工厂设有以湿度控制为主的空调系统。但当时基本上没有空调产品和专门为空调用的制冷设备。20世纪60—70年代，我国经济建设走“独立自主，自力更生”的发展道路，从而形成了空调技术发展的时代特点。从仿制前联产品转向自主开发。这段时间舒适性空调也有了一些应用，主要应用在高级宾馆、会堂、体育馆、剧场等公共建筑中。也开发了一些空调产品，如JW型组合式空调机、恒温恒湿式空调机、除湿机、专为空调用的活塞式冷水机组等。1975年颁布了《工业企业采暖通风和空气调节设计规》（TJ19——75），从而结束了空调工程设计无章可循的历史。这一规也体现了我国专业工作者的一部分研究成果。20世纪80—90年代是空调技术发展最快的时期。这时期是我国经济转轨时期，而空调也从原来主要服务对象工业转向民用。从南到北的星级宾馆都装有空调，最差的也装有分体式或窗式空调器。商场、娱乐场所、餐饮店、体育馆、高档办公楼中设空调已经很普遍了，而空调器也普遍进入了家庭。中国空调的市场潜力很大，预示着行业的发展前景远大。展望21世纪空调行业的发展，必将是走向一个稳步的可持续发展的道路。第三节中央空调的发展趋势随着我国经济的持续增长，国民收入逐步提高，人们生活水平日益提高，家庭居住条件日益改善，人们对家居环境的舒适性要求越来越高，对家用中央空调的需求越来越大，空调成为人们家居生活不可缺少的重要组成部分。但由于我国是一个幅员辽阔、地理、气候条件分布不匀的国家，家居中央空调的使用情况多种多样，分布差异较大。华东沿海一带人们生活水平普遍较高，空调已不仅仅是用来降温，而是越来越多的用户都认为必须改善空气质量，提高空气质量，上述三种空调已不仅仅是单一使用，而是有机地结合在一起，增加新风热交换器。其次，经济发展水平地区差异较大，在不同的地区人们对家庭空调的需求不一样。即使在同一地区，由于人们的收水平不同，住宅形式也多种多样，而且生活习惯也不尽相同，因此对家用空调的需求也是多层次的。从环境和能源角度考虑，目前我国的环境污染问题较为突出，许多大中型城市出现“热岛”效应、空气污染等现象，首先，我国家用空调的发展必须注重节能性，提高空调的能效比值，其次，减少对环境的影响，降低空调机的噪声和对周围环境空气质量的污染。再次，对各种形式的家用中央空调进行研究和开发，在研究和设计进程中，充分考虑我国的具体国情，生产和开发各种适合中国国情的家用中央空调系统。第二章概述第一节工程概况该办公楼为九层建筑，无地下室，总建筑面积为6000m2。一，二层为交易大厅，层高4.5m；三到八层为办公室，阅览室，档案室等，层高3.8m，。局部顶层为水箱间和电梯机房，层高3.3m。总层高为38.7m。第二节设计依据一、建设单位设计书及甲方提供资料中与本专业设计有关容；二、建筑专业提供的建筑图纸，包括一至九层建筑平面图，建筑物立面图、剖面图等；三、有关规（一）《采暖通风与空气调节设计规》(GB50019-2003)；（二）《民用建筑设计防火规》（GBJ16-87）(2001年)；（三）民用建筑热工设计规》（GB50176-93）；（四）《采暖通风与空气调节术语标准（GB50155-92）；（五）《旅游诱馆建筑热工与空气调节节能设计标准》（GB50189-93）；（六）《通风与空调工程施工质量验收规》（GB50243-2002）；（七）《全国民用建筑工程设计技术措施》（暖通空调.动力-2003）。第三节设计概况一、风系统：一层的101（大厅）、201（交易大厅）采用全空气一次回风系统，其他楼层采用风机盘管加独立新风系统，新风由设置在走廊上空的吊顶新风机组提供。二、水系统：为双管同程式,夏季空调用水供回水温度7/12℃。三、风机盘管：风机盘管配带温控器.季节转换开关及三速开关,并在供水支管上设电动三通阀,可根据温度调节电动三通调节阀及风机转数。第四节原始资料一、室外空气设计参数及工艺资料（一）室外空气设计参数查《采暖通风与空气调节设计规》JB50019-2003。表1地区室外气象参数纬度海拔m大气压力kPa室外平均风速m/s室外计算干球温度℃冬季室外计算相对湿度%夏季室外计算湿球温度℃30º40´140.9冬季夏季冬季夏季冬季夏季8026.796.3294.770.91.1136.1（二）室空气设计参数及工艺资料如下表所示表2室空气设计参数房间名称干球温度（℃）相对湿度（%）新风量（m3/h.人）人员密度（人／m2）照明功率（W/m2）夏季冬季夏季冬季交易大厅10125～2820～2255～6540～5518～20140～50交易大厅20125～2820～2255～6540～5018～20140～50贵宾室24～2620～2255～6540～50300.230多功能厅24～2620～2255～6540～50300.225～30接待室24～2620～2455～6540～50300.515会议室25～2720～2255～7030～50300.530～40办公室25～2720～2455～6540～50300.220二、动力资料1、水源：城市自来水。2、电源：220/380V50Hz民用动力电。3、冷源：根据负荷计算设计制冷站，冷水供回水温度为7℃／12℃。三、围护结构资料（一）屋面：加气混凝土保温屋面，II型，k＝0.83W/m2·k；（二）外墙：砖＋泡沫混凝土+木丝板＋白灰粉刷，II型墙，k＝0.9W/m2·k；（三）外窗：采用塑钢窗，中空玻璃，k＝3.9W/m2·k；（四）门：根据用途不同查有关资料确定传热系数值；（五）墙：采用200厚KP1型空心砖，k＝0.58W/m2·k，两侧各抹20厚水泥砂浆；（六）楼板：120厚钢筋混凝土楼板，40厚水泥珍珠岩砂浆垫层，k＝2.0W/m2·k；（七）楼梯间：为不使用空调区域，抹30厚保温砂浆第三章负荷计算第一节夏季空调冷负荷计算目前，在我国暖通空调工程中，常采用冷负荷系数法和谐波反应法计算空调冷负荷，它们都是便于在工程上进行手算的一种简化计算方法。本设计夏季冷负荷计算采用冷负荷系数法，各项冷负荷的组成及其计算方法如下：一、外墙和屋面瞬时传热引起的冷负荷在日射和室外气温综合作用下，外墙和屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷可按下式计算：ndcctkkttAKQ)()()(式(3.1)式中：)(cQ------外墙和屋面瞬时传热引起的逐时冷负荷，W；A------外墙和屋面的面积，m2；K------外墙和屋面的传热系数，W/（m2/℃）；)(ct------外墙和屋面的冷负荷计算温度的逐时值，℃，见《暖通空调》附录2-4、2-5；dt------地点修正系数，见《暖通空调》附录2-6；k------外表面放热系数修正值，见《暖通空调》表2-8；k------吸收系数修正值，见《暖通空调》表2-9；nt------室计算温度，℃。二、外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷在室外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷可按下式进行计算：ndcwwctttKAQ)()()(式（3.2）式中：)(cQ------外玻璃窗瞬时传热引起的冷负荷，W；wK------外玻璃窗传热系数，W/（m2/℃）；wA------窗口面积，m2；)(ct------玻璃窗的冷负荷计算温度的逐时值，℃，见《暖通空调》附录2-10；dt------地点修正系数，见《暖通空调》附录2-11；nt------室计算温度，℃。三、透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷透过玻璃窗进入室的日射得热分为两部分，即透过玻璃窗直接进入室的太阳辐射热和窗玻璃吸收太阳辐射后传入室的热量。透过玻璃窗进入室的日射得热形成的逐时冷负荷可按下式计算：LQjiswacCDCCACQmax)(式（3.3）式中：)(cQ------透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷，W；aC------有效面积系数，见《暖通空调》附录2-15；wA------窗口面积，m2；sC------窗玻璃的遮阳系数，见《暖通空调》附录2-13；iC------窗遮阳设施的遮阳系数，见《暖通空调》附录2-14；maxjD------最大日射的热因数，W/m2，见《暖通空调》附录2-12；LQC------窗玻璃的冷负荷系数，见《暖通空调》附录2-16～2-19。四、人体散热形成的冷负荷人体散热与性别、年龄、衣着、劳动强度及周围环境条件（温度.湿度等）等多种因素有关。人体散热的潜热量和对流热直接形成瞬时冷负荷，而辐射散发的热量将会形成滞后冷负荷。因此，应采用相应的冷负荷系数进行计算。在本设计中，为了计算的方便，计算以成年男子散热量为计算基础。而对于不同功能的建筑物中有各类人员（成年男子.女子.儿童等）不同的组成进行修正，为此，引入群集系数φ。人体显热散热引起的冷负荷计算式为：LQscCnqQ)(式（3.4）式中：)(cQ------人体显热散热形成的冷负荷，W