民用建筑空调设计正文

1．设计依据及原始资料1.1设计依据1.1.1室外计算参数（1）夏季空调室外计算干球温度35.2℃（2）夏季空调室外计算湿球温度28℃（3）夏季空调室外计算相对湿度60%（4）夏季大气压力100.25kPa（5）冬季空调室外计算干球温度-6℃（6）冬季空调室外计算相对湿度73%（7）冬季室外大气压力102.52kPa1.1.2室内设计参数由《民用建筑空调设计》第二版查不同建筑功能房间相关要求列于下表：表1-1室内计算参数房间功能夏季设计温度(℃)夏季设计湿度（%）夏季气流平均速度（m/s）新风量（m³/h.p)噪声等级要求DB大厅26～2865～50≤0.318≤45餐厅24～2765～55≤0.330≤40～50会议室25～2765≤0.330≤35办公室24～2765～50≤0.330≤40～50监控室24～2765～50≤0.330≤40～50值班室24～2765～50≤0.330≤40～50客房24～2765～50≤0.2550≤40～50综上所查，选用室内计算温度为26℃，相对湿度为55%，新风量在新风负荷计算中用到，噪音要求在设备选型中用到。1.1.3设计依据《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003；《住宅设计规范》GB500960-1999(2003年版)；《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005；《暖通空调制图标准》GB/T50114-2001；《汽车库、修车厂、停车场设计防火规范》GB50045-95；《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2005版)。1.2设计原始资料该设计招商银行位于南京市，地基形状为规则的长方形，长82.1m，宽41.7m，楼顶高度为42.1m建筑总面积8848㎡，其中空调面积达6842㎡，占总建筑面积的77%。整个建筑共11层，集会议、办公、营业于一体，主要以办公为主，一到二层主要为银行营业服务，设有营业大厅、办公、会议、值班等功能房间。三到十层为办公室等房间，十一层设有热泵机组机房。该建筑为Ⅱ类建筑，空调系统冷热源为空气，幕墙采用的是点式玻璃幕墙，属于新型节能建筑。（1）屋顶：导热热阻2.07m2·K/W，传热系数0.44；（2）外墙：导热热阻为0.5m2·K/W，传热系数1.5；（3）内墙和楼板：内墙为120mm混凝土隔墙，内外粉刷；楼板为80mm现浇钢筋混凝土，上铺磨石预制块，下面粉刷。邻室和楼下房间均为空调房间，室温均相同；（4）窗体：双层窗，3mm普通玻璃；金属窗框，80%玻璃，深色帘；（5）玻璃幕墙：镀膜中空LOW-E玻璃幕墙，蓝灰色，导热热阻3.43W/m2·K；（6）人数：人员数的确定是根据各房间的使用功能及使用单位提出的要求确定的，根据《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005附录B围护结构热工性能的权衡计算。（7）照明、设备：由建筑电气专业提供，根据《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005附录B围护结构热工性能的权衡计算。1.3设计范围根据建筑的使用情况，综合考虑各方面求，依据国家暖通设计规范，设计一套空调系统。该工程空调系统设计主要包括以下几个内容：(1)各空调房间的空调系统设计。(2)制冷机房的设计。1.4设计原则满足国家及行业有关规范﹑规定的要求，利用国内外先进的空调技术及设备，创建健康舒适的室内空气品质及环境。2．空调系统负荷计算2.1冷负荷计算目前，在我国常用冷负荷系数法计算空调冷负荷。冷负荷系数法是建立在传递函数法的基础上，是便于手算的一种简化计算方法。夏季建筑围护结构的冷负荷是指由于室内外温差和太阳辐射作用，通过建筑维护结构传入室内的热量形式的冷负荷。建筑物冬季采暖通风设计的热负荷在规范中明确规定应根据建筑物散失和获得的热量确定。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门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量。冷负荷包括以下几种：（1）通过维护结构传入室内的热量；（2）透过外窗、天窗进入室内的太阳辐射热量；（3）人体散热量；（4）照明、设备等室内热源的散热量；（5）新风带入室内的热量。对该银行一至十层空调房间依次进行编号，如图2-1、2-2及2-3、2-4、2-5、2-6、2-7所示图2-1一层空调房间编号图2-2二层空调房间编号图2-3三层空调房间编号图2-4四层空调房间编号图2-5五六七层空调房间编号九图2-6八层空调房间编号图2-7十层空调房间编号该银行的内墙的放热衰减度1.6,楼板的放热衰减度1.5，故房间类型属于中型。由于各层的上下房间与其温差≤3℃,近似认为相等，可以不计算通过楼板的负荷传（1）外墙和屋面逐时传热形成的冷负荷：)()()(cRcttAKQττ公式（3-1）式中：)(cτQ——外墙屋面的逐时冷负荷，W；K——外墙或屋面的传热系数W/m2·K，可根据外墙和屋面的不同构造，在《暖通空调》课本附录2-2和附录2-3中查取；A——外墙或屋面的面积，m2；Rt——室内计算温度，℃；)(τct——外墙或屋面的逐时冷负荷计算温度，℃；其计算方法多样，计算过程也比较复杂，常用已有的计算结果，列表查取。见《暖通空调》附录2-4和附录2-5。必须指出：（1）附录2-4和附录2-5中给出的各维护结构的冷负荷温度值都是以北京地区气象参数为依据计算出来的。因此，对于不同的地点，应对)(τct值进行修正为)(τct+Δtd。其他点修正值Δtd可由附录2-6查得。（2）当外表面放热系数不等于18.6W/（m2·℃），应将)(τct+Δtd乘以表3-1中的修正值。表3-1外表面放热系数修正值kααwW/（m2·℃）14.2(12)16.3（14）18.6（16）20.9（18）23.3（20）25.6（22)27.9(24)30.2(26)kα1.061.031.00.980.970.950.940.93(3)当内表面放热系数变化时，可不加修正。(4)考虑到城市大气污染和中、浅色的耐久性差，建议吸收系数一律采用ρ=0.90，即对)(τct乘以表3-2所列的吸收系数修正值kρ。表3-2吸收系数修正kρ外墙屋面浅色0.940.88中色0.970.94综上所述，外墙和屋面的冷负荷计算温度为：)('τct=（)(τct+Δtd）kαkρ公式（3-2）则冷负荷计算式应改为：Qc(τ）=AK（)('τct+tR）公式（3-3）（2）内围护结构的传热负荷：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而产生的冷负荷可按公式（3-1）计算。当邻室有一定的发热量时，通过空调房间隔墙、楼板、内窗、内门等内围护结构的温差传热而产生的冷负荷，可视作不类别颜色随时间变化的稳定传热，按下式计算)(.)(RamoiictttAKQ公式（3-4）式中：iK——内围护结构的传热系数，W/m2·K；iA——内围护结构的传热面积，m2；mot.——夏季空调室外计算日平均温度，℃；at——附加温升。（3）外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷：在室内外温差作用下，通过外玻璃窗传热形成的冷负荷可按下式计算：)()()(cRcWWttAKQ公式（3-5）式中：)(cQ——外玻璃窗的逐时冷负荷，W；WK——外玻璃窗传热系数，W/m2·K；WA——窗口面积，m2；)(ct——外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值，℃。（1）对附录2-7、附录2-8中的KW值要根据窗框等情况的不同加以修正，修正值cw可从附录2-9中查得。（2）对附录2-10中的值要进行地点修正，修正值Δtd可从附录2-11中查得。因此，上式相应地变为：Qc(τ）=cwKWAW（)(τct+Δtd-tR)公式（3-6）（4）外窗日射得热形成的冷负荷：LQjiswacCDCCACQmax)(公式（3-7）式中：aC——窗户的有效面积系数；wA——窗口面积，m2；iC——窗内遮阳设施的遮阳系数；sC——窗玻璃的遮挡系数；LQC——窗玻璃冷负荷系数。（5）设备散热形成的冷负荷：LQsCQQ)(c公式（3-8）式中：)(cQ——设备和用具显热形成的冷负荷，W；sQ——设备和用具的实际显热散热量，W；LQC——设备和用具显热散热冷负荷系数。（6）照明散热形成的冷负荷：当电压一定时，室内照明散热量是不随时间变化的稳定散热量，但是照明散热仍以对流和辐射两种方式进行散热，因此，照明散热形式的冷负荷计算仍采用相应的冷负荷系数。根据照明灯具的类型和安装方式不同，其逐时冷负荷计算公式分别为：白炽灯LQNCQ1000)(c公式（3-9）荧光灯LQNCnnQ21)(c1000公式（3-10）式中：)(cQ——灯具散热形成的逐时冷负荷，W；N——照明灯具所需功率，kW；1n——镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取1n=1.2；当暗装荧光灯整流器装在顶棚内时，可取1n=1.0；2n——灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部穿有小孔，可利用自然通风散热于顶棚内时，取2n=0.5-0.6；而荧光灯罩无通风孔者2n=0.6~0.8；LQC——照明散热冷负荷系数，计算时应注意其值为从打开时刻算起到计算时刻的时间。（7）人体显热散热引起的冷负荷计算式为：LQCnQs)(cq公式（3-11）式中：)(cQ——人体显热散热形成的逐时冷负荷，W；sq——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W；n——室内全部人数；——群集系数；LQC——人体显热散热冷负荷系数。（8）人体潜热散热引起的冷负荷计算公式为：nqQ1c公式（3-12）式中：cQ——人体潜热散热形成的逐时冷负荷，W；1q——不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W；n，——同上式。递。2.2热负荷计算（1）围护结构的基本耗热量：attKAQwoRjj)(.j公式（2-10）式中：jK——围护结构的传热系数，W/m2·K；jA——j部分围护结构的表面积，m2；Rt——冬季室内空气的计算温度，℃；wot.——冬季室外空气的计算温度，℃；a——围护结构的温差修正系数；是用来考虑供暖房间并不直接接触室外大气时，围护结构的基本耗热量会因内外传热温差的削弱而减少的修正，其值取决于邻室非供暖房间或空间的保温性能和透气情况。（2）围护结构的附加（修正）耗热量1）朝向修正耗热量朝向修正耗热量是基于太阳辐射得热量对房间供暖的有力作用和各朝向房间温度平衡要求而提出的对各部分基本耗热量的附加（或附减）百分率。各朝向修正耗热量如表2-2所示。2）风力附加耗热量风力附加耗热量是考虑室外风速超出常规而对围护结构基本耗热量的修正。由于我国大部分地区冬季室外平均风速大多在2～3m/s左右，一般建筑不考虑风力附加，本设计由于南京冬季室外平均风速3.1m/s,所以不考虑风力附加。表2-2围护机构基本耗热量的附加（或附减）百分率围护结构朝向朝向修正率(%)北、东北、西北0～10东、西-5东南、西南-10～-15南-15～-303）高度附加耗热量高度附加耗热量是在考虑房间高度过大时，由于存在竖向温度梯度而使围护结构基本耗热量附加的耗热量。房间高度大于4m时，每高出1m应附加2％，但总的附加率不因大于15％。由于一、二层的层高为4.5m，三层~九层的层高为3.6米，所以只有一、二层的空调房间需要考虑高度附加，一、二层附加率1.6%。4）其他修正方法对于公共建筑，当房间具有两面及两面以上外墙时，可将外墙、窗、门的基本耗热量增加5％，如果窗、墙面积之比超过1：1时，可对窗的基本耗热量附加10%。对于高层建筑来说，应当考虑室外风速随楼房高度增加而增大，从而对外窗传热耗热量有较大影响，对此，可按单、双层钢窗在不同高度和室外风速下分别考虑0％～15％和0％～7％的传热系数K值附加率来进行修正。（3）门窗缝隙渗入冷空气的耗热量：)(278.0.hoRpaoittcLQ公式（2-11）式中：；iQ——为加热门窗缝隙渗入的冷空气耗热量，W；L——渗透冷空气量，h/m3ao——采暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3；pc——空气的定压比热，C=1kJ/kg·℃；Rt——采暖室内空气的计算温度，℃；hot.——采暖室外空气的计算温度，℃