北京市某区图书馆空调设计说明Word格式文档下载.docx
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1.1设计目的:
最近半个世纪里,暖通空调技术进入一个持续发展期,其进程可概括为3个重要阶段,这些发展阶段的主要特征是:
伴随战后建筑业特别是高层建筑的蓬勃发展,在空调方式上引起一系列重大变革;
以20世纪70年代“能源危机”为契机,全面推进以节能为智能更新的技术研究与开发;
以跨世纪“可持续发展观”为指导,谋求节能、环保与社会经济的健康、协调发展。
在这一发展时期里,美欧发达国家、日本、前苏联和中国都先后取得过许多举世瞩目的成就,不同程度地促进了暖通空调技术的发展。
随着社会的进步,社会生产力和科学技术不断发展,一方面,人类对建筑环境控制的能力已大大增强;
另一方面,人类的生活日趋丰富多彩,这就要求从更高层次上能动地控制环境,以满足人们生活、工作、生产和科学实验等活动过程对室内环境不断提出的新要求。
在此背景下,针对多变的内外环境因素干扰,侧重于改善建筑内部热湿环境和空气品质的暖通空调技术也逐步形成和发展起来。
而设计一项节能、环保、舒适的中央空调工程是很有实际意义的。
2工程概况和方案选择
2.1工程概况
本设计对象为北京市某区学图书馆。
北京市地处北纬39°
48`,东经116°
28`,位于华北平原西北边缘,与天津相邻,并与天津一起被河北省环绕。
北京的气候为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候,夏季炎热多雨,冬寒冷干燥,春、秋短促。
年平均气温11.4摄氏度。
1月温度零下7至零下4摄氏度,7月温度25至26摄氏度。
极端最低零下27.4摄氏度,极端最高42摄氏度以上。
全年无霜期180至200天,西部山区较短。
年平均降雨量483.9毫米,为华北地区降雨最多的地区之一。
降水季节分配很不均匀,全年降水的80%集中在夏季6、7、8三个月,7、8月常有暴雨。
该图书馆地势西高东低,呈坡地式,位于自然地坪绝对标高平均为15.000米的台地上。
总建筑面积为11442
,藏书量为30万册,阅览座位数为1000。
该馆共五层,其中三层层高为5.200米,其他层层高为4.200米。
一层主要有阅览室,报告厅和活动室;
二层主要有书库,阅览室。
三层主要为电子阅览室和机房,四、五层以阅览室为主。
图书馆的开放时间为09:
00---17:
00。
2.2设计参数与气象数据
2.2.1建筑物参数
墙体
(1)本工程承重墙用钢筋混凝土墙柱,外墙隔墙部分用300M5混合砂浆砌筑;
内墙隔墙部分用180厚陶粒混凝土空心砖砌块,用M5混合砂浆砌筑,注明除外;
(2)陶粒混凝土空心砖墙砌筑前,先浇筑细石混凝土基座150mm;
高,宽同墙厚;
(3)外墙保温:
混凝土梁柱外贴50mm厚聚苯板。
屋面
本工程屋面防水等级为二级,防水层耐用年限15年.
(1)刷着色涂料保护层
(2)1.2厚合成高分子防水卷材一道
(3)2厚聚氨酯防水涂膜内加玻纤网布
(4)20mm厚1:
3水泥砂浆找平层,粉刷处理剂一遍
(5)1:
6水泥焦渣,最薄处厚30mm
(6)60mm厚聚苯板保温层
(7)钢筋混凝土楼板
2.2.2气象数据
表2.1室外气象参数表
地理位置
年平均温度
大气压力(Kpa)
海拔
北纬
东经
11.4℃
冬季
夏季
31.2M
39°
48′
116°
28′
1020.4
998.6
表2.2室外计算(干球)温度(℃)
夏季空调室外计算湿球温度
空气调节
通风
空调日平均
-12
-5
33.2
28.6
29
26.4
表2.3室内计算参数表
季节
房间
温度(℃)
温度(%)
阅览室、办公室
26
60
书库
22
50
2.3图书馆空调特点
2.3.1概况
图书馆属于公共建筑,人流量大。
这种建筑的耗电量要比传统建筑大得多,特别是空调方面的用电量,因此在空调设计中必须首先考虑到节能。
另外,对室内的空气品质要求也很高,馆内必须达到舒适的空调标准,否则就很容易引起空调病。
2.3.2空调分区域供应
按中心图书馆的功能设计,空调供应分为两个区域:
办公区和公共区。
应按需供应空调,尽量减少能源浪费。
办公区域(办公室、读者服务部、准备室、休息室等)采用风机盘管机加新风的空调系统。
这种设计便于管理人员按室内实际
情况控制空调量大小。
公共区域(报告厅、阅览室、书库、电子阅览室等)人员密度大,空间大,采用全空气系统。
2.3.3馆内舒适的空调标准
图书馆是采用封闭设计,且日人均流量大,所以否则很容易引起空调病.如头痛、恶心、心神不宁、工作和学习效率低下等症状。
室内舒适空调标准由四个参数来衡量:
温度、湿度、空气品质及标准通风(换气)。
夏天闷热漫长,而且湿度也较大,不同的人对温度、湿度要求不同。
参照设计规范,图书馆室内温、湿度可设计为26℃、60%。
图书人员密度大,所以需要及时补充新风。
新风量按各室不同的人数进行设计,新风补充量30m³
/h.p。
2.4系统方案选择
一个典型的空调系统应由空调冷热源、空气处理设备、空调风系统、空调水系统及自动控制和调节装置组成。
根据需要,它能组成许多不同形式的系统。
在工程上应考虑建筑的用途和性质、热湿负荷特点、温湿度调节和控制的要求、空调机房的面积和位置、初投资和运行维修费用等许多方面的因素,选定合理的空调系统。
空调系统可以按空气处理的设置情况分为集中系统、半集中系统、全分散系统;
按承担室内负荷所用的介质种类可分为全空气系统、全水系统、空气—水系统、冷剂系统。
2.4.1全空气系统
全空气系统分为单风道系统和双风道系统。
单风道系统指机房内空气处理机制处理一种送风参数的空气;
双风道指的是机房内空气处理机处理出两种不同参数的空气。
全空气系统的特点是:
(1)空调与制冷设备可以集中布置在机房,机房面积较大,层高较高。
空调与制冷设备集中安设在机房便于管理和维护
(2)可以严格控制室内的温度与湿度,能满足较高的室内环境参数要求,可以用两级过滤,可以保证良好的空气品质。
(3)可以根据室外气象参数的变化和室内负荷变化实现全年多工况节能运行调节,充分利用室外新风减少与避免冷热抵消,减少冷冻机运行时间。
(4)由于风道尺寸大,所占空间也多。
送风动力大,与空气-水方式比较耗电多,空调机房较大,难以设置。
(5)适用于较大空间,设备维护费较其他方式经济。
2.4.2空气-水系统
即风机盘管加新风机组系统,是目前广为运用的一种空调方式。
房间内的冷、热负荷和新风的冷热负荷由风机盘管和新风机共同承担,这种方式可减少机房面积,降低建筑空间。
但风机盘管机组的过滤能力与去湿能力差,无法满足室内卫生要求,同时水管多,漏水可能性大,凝结水管排放困难,不利于装修,维修也不方便。
风机盘管加新风系统的特点是:
(1)布置灵活,可以和集中处理的新风系统联合使用,也可以单独使用,各空调房间互不干扰,可以独立地调节室温,并可随时根据需要开停机组,各房间之间不会相互污染。
节省运行费用,灵活性大,节能效果好。
(2)与集中式空调相比不需回风管道,节约建筑空间。
(3)机组部件多为装配式、定型化、规格化程度高,便于用户选择和安装。
(4)分散布置敷设各中管线较麻烦,维修管理不方便,无法实现全年多工况节能运行调节。
(5)适用于旅馆、公寓、医院、办公楼等高层多层的建筑物中,需要增设空调的小面积多房间建筑室温需要进行个别调节的场合。
2.4.3冷剂式系统
冷剂式系统使用方便,目前开始出现在中、小型商用建筑和住宅中,是一种活跃的中央空调系统形式。
冷剂式空调系统的特点:
(1)结构紧凑、体积小、占地面积小、自动化程度高。
(2)空调机组可以直接放在室内,占地面积小。
(3)机组分散布置,各个房间可以根据自己的需要启停各自的机组,以满足不
同的需要。
发生火灾时,也不会通过风道蔓延,对建筑防火有利。
(4)空调机组能源的选择和组合受限,目前普遍采用电力驱动。
空调机组的制冷性能系数较小。
设备使用寿命短。
2.4.4方案确定
本设计为图书馆的空调系统,系统的选定应当综合图书馆的特点考虑。
因为图书馆共五层,面积较大,对空气品质也有一定的要求。
全水系统全部由水负担室内空调负荷,只能消除室内的余热和余湿,不能起到改善室内空气品质的作用,对于图书馆,不宜采用。
该图书馆为白天开放,夜间关闭的间歇性使用,人员分布较均匀,同时有些房间冷热负荷并不完全相同,如办公室、读者服务部等,需要进行个别的调节。
总的来说,室内参数有所不同,所以应该进行分区考虑。
对阅览室这样的大空间,其冷热负荷基本相同,可以采用全空气系统。
而风机盘管加新风系统可以满足对各个房间进行个别的调节,但是对于图书馆这样拥有很多藏书,要避免被水浸湿的场所,该系统不能完全适用,所以本设计采用全空气系统和风机盘管加新风系统。
对于书库,因书籍纸张既易吸收水分而膨胀发霉、长虫、变形,又易放出水分而收缩,使纸张干燥脆裂。
温度忽高忽低或湿度经常波动,会使纸张变形出现浮凸现象,降低强度和弹性。
因此,保持室内适宜的温湿度是延长书籍寿命的重要条件之一,通常书库内温度以保持在14~24℃,相对湿度保持在45~60%为宜。
空气中含有水蒸气还会影响到书籍的胶粘,湿度大时淀粉胶就会发生潮解,牢固性降低,并引起发霉,胶浆膜层在干燥时又要变脆和破裂。
为了使书籍的干湿度得当,使用轮转式除湿机调节温湿度。
对于计算机房,采用恒温恒湿机,满足计算机房的温湿度要求。
3负荷计算
3.1计算说明
3.1.1室外参数
1)位置:
北纬:
39.8°
东经:
116.5°
2)夏季室外计算干球温度:
33.20C(空气调节)
3)夏季室外计算日平均温度:
28.60C(空气调节)
4)夏季室外计算日较差:
8.80C
5)夏季室外计算湿球温度:
26.40C(空气调节)
3.1.2室内设计参数
夏季室内设计温度为26℃,相对湿度为60%,冬季采暖,故空调只负责夏季制冷,只考虑供冷,承担冷负荷。
3.1.3建筑物参数
外墙:
K=1.13
(300mm厚陶粒混凝土空心砖砌块)
外窗、外门K=2.7
(铝合金单框双玻璃)
屋面:
K=0.71
(钢筋砼楼盖60mm厚聚苯板保温层)
3.1.4建筑物概况
该建筑第四与第五层房间功能一致,可认为负荷一样(第五层再加上屋面负荷)。
3.2负荷计算
3.2.1建筑围护结构引起的冷负荷
(1)外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷
外墙和屋顶形成的逐时冷负荷,宜按下式计算:
Q=A*K*(tc(τ)-tR)(3-1)
Q——外墙或屋顶形成的逐时冷负荷(W);
K——外墙或屋顶的传热系数W/(m2*℃);
A——
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