南京某办公楼空调工程毕业设计Word格式文档下载.docx
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用途:
地下室为机房、车库,一层为土地办证中心大厅、信访接待大厅开发区分局等,二层为档案库房、荣誉室、办公室等,五层为党员活动室、文体活动室等,顶层多有一个大的会议室,其余各层为办公室。
建筑空调面积:
9112m2
1.2气象资料
整理的室外气象资料见表1-1和表1-2。
表1-1室外气象参数
地理位置
(杭州)
海拔
(m)
大气压力
(Kpa)
室外平均风速
(m/s)
室外计算相对湿度
北纬
东经
50.7
冬季
夏季
冬季空调
夏季空调
最热月月平均
31°
118°
22′
102.79
100.25
2.7
2.4
-4℃
34.8℃
79%
表1-2室外空气参数表
夏季空调室外计算湿球温度
空气调节
通风
采暖
空调日平均
28.1℃
-1.1℃
-1℃
31.2℃
33℃
室内参数设计为:
夏季:
温度为26℃,相对湿度为50%
1.3办公楼土建资料
围护结构(主要为外墙)传热阻,不能随便确定,他的确定要经过经济比较确定,要负荷国家对该行业设计的要求。
围护结构,要进行最小传热热阻计算。
(1-1)
式中Ro·
min——围护结构的最小传热阻(m2·
℃/W);
tn——冬季室内计算温度(℃),本设计取20℃;
tw——冬季围护结构室外计算温度;
——冬季室内计算温度与维护结构内表面温度的允许温差(℃),按文献[14]采用;
α——围护结构温差修正系数;
αn——围护结构内表面换热系数[w/(m2·
℃)]。
一、外墙的选取
外墙为普通砖外墙,属于Ⅱ类外墙其结构见表1-3。
表1-3外墙结构类型表
类型
壁厚δ(mm)
保温厚
(mm)
导热热阻(m2·
K/W)
传热系数(W/m2·
℃)
质量
(kg/m2)
热容量(kJ/(m2·
K)
Ⅱ
370
——
0.48
1.57
698
612
二、屋面的选取
所选屋面为普通Ⅳ型屋面,其结构参数见表1-4。
表1-4屋面结构类型表
壁厚(mm)
保温层
材料
厚度l
70
水泥膨胀珍珠岩
125
1.91
0.49
注:
屋面颜色为浅色,吸收系数Kρ=0.94
三、校核
维护结构的传热的性能主要有他的传热热阻决定,R传热热阻的大小是直接影响围护结构传热量的多少,也会影响围护结构的造价。
所以呢,围护结构、外墙外窗啊之类的传热热阻要根据技术经济比较确定,要符合国家标准,即负荷民用建筑热工设计规范。
外墙:
α=1,tn=20℃,=6℃,αn=8.7,tw按表1-5中公式计算
表1-5冬季围护结构室外计算温度表
围护结构类型
热惰性指标D值
tw的取值(℃)
Ⅰ
>6.0
tw=twn
4.1~6.0
tw=0.6twn+0.4tp,min
Ⅲ
1.6~4.0
tw=0.3twn+0.7tp,min
Ⅳ
≤1.5
tw=tp,min
twn和tp,min——分别为采暖室外计算温度和累年最低日平均温度(℃),按文献[1]数据采用。
其中所选墙为Ⅱ型墙,根据上表得tw=0.6×
(-1)+0.4×
(-6)=-3(℃)。
则
=0.44(m2·
℃/W)
所选外墙的传热系数为1.57(W/m2·
℃),则其导热热阻为1.11>0.44,则所选型号合格。
屋面:
α=1,tn=20℃,=4℃,αn=8.7,屋面为围护结构Ⅳ类,则tw=tp,min=-6(℃)。
=0.747(m2·
所选屋面的传热系数为0.87(W/m2·
℃),其导热热阻为1.15>0.747,则所选型号合格。
四、内墙的选取:
本设计内墙的型号与外墙相同。
五、楼板的选取
楼板的构造如下图1-3
图1-3楼板构造示意图
楼板为钢筋混凝土楼板,厚度为80mm;
面层厚度为20mm,内粉刷厚度为25mm;
K=1.65(W/m2·
六、窗、照明等设备的选取
(1)窗的系数根据αi和αo来决定,其中αi=8.7(W/m2·
K),αo根据一下公式计算得
αo=3.5+5.6ν(1-2)
式中ν——室外平均风速,取2.2m/s
则,αo=15.82(W/m2·
K)查文献[]得窗的传热系数为K=2.84(W/m2·
K),所选材质为金属框双层活动百叶帘3mm厚普通窗。
(2)照明均采用明装荧光灯,镇流器装设在房间内,故镇流器消耗功率系数n1取1.2,灯罩隔热系数n2取1.0。
七、人员及照明等指标
每个房间人数的确定,是按照该房间的功能,大小,查阅相关规范确定的。
办公室的工作人员劳动强度极轻,办公室工作人员的散热量和散湿量根据规范查阅。
查文献得如表1-6,人员密度和照明见表1-7:
表1-6不同温度下成年男子散热量和散湿量表
体力活动性质
热湿量w
(g/h)
室内温度(℃)
20
26
电子计算
显热
90
58
潜热
47
123
全热
137
181
湿量
69
184
第二章冷负荷计算
2.1负荷计算
2.1.1夏季冷负荷计算
现在,我国的暖通设计师常用冷负荷系数法计算空调建筑冷负荷。
冷负荷系数法是建立在一种数学函数的基础上,也是数学在暖通行业的成功运用,该函数叫做传递函数,冷负荷系数法便于手算,大大减轻了我国设计师的工作量。
夏季建筑围护结构的冷负荷是指由于空调房间外的温度过高,房间里的温度低,而产生的温差传热,还有太阳通过玻璃照射到房间的辐射传热。
温差传热和辐射传热进入房间热量即成为冷负荷具体计算方法如下:
一、冷负荷计算方法
1、外墙和屋顶顺便传热引起的冷负荷
在日射和室外气温综合作用下,外墙和屋顶顺便传热引起的冷负荷可按下式计算
(2-1)
式中——外墙屋面的逐时冷负荷,W;
A——外墙或者屋面的面积,m2;
——外墙或者屋面的传热系数,(W/m2·
℃),
——室内计算温度,℃;
——外墙或者屋面的逐时冷负荷计算温度,℃,
(1)由于文献中给出的各围护结构的冷负荷温度值都是以北京为参考。
因此,对于不同的设计地点,应对值修正为+Δtd,见表2-1。
表2-1结构地点修正值表
城市
E
S
W
N
水平
2.1
1.0
2.0
(2)吸收系数修正如表2-2
表2-2吸收系数修正值Kρ表
颜色
外墙
屋面
浅色
0.94
0.88
中色
0.97
二、内围护结构冷负荷[2]
当隔壁房间不供冷,即当隔壁房间不是空调房间,通过隔墙(就是用来隔开不同功能房间的墙)和楼板(隔开层与层之间的隔开物)的温差传热而产生的冷负荷可按公式(2-1)计算。
当邻室与空调区的夏季温差在3℃以上时,通过空调房间隔墙(就是用来隔开不同功能房间的墙)、楼板(隔开层与层之间的隔开物)、内窗、内门等内围护结构的温差传热而产生的冷负荷,按下式计算:
=KiAi(to.m+Δta-tR)(2-2)
式中Ki——内围护结构的传热系数,(W/m2·
℃);
Ai——内围护结构的面积,m2;
to.m——夏季空调室外计算日平均温度,℃;
Δta——附加温升,℃,可按表2-3选取
表2-3温度的差值
邻室散热量W/m2
Δta(℃)
很少<23
0~2、3
23~116
>116
5
7
三、外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷
在室内温差作用下,通过外玻璃窗传热形成的冷负荷可按下式公式计算
(2-3)
式中——外玻璃窗的逐时冷负荷,W;
——窗口面积,m2;
——外玻璃窗的传热系数,(W/m2·
——外玻璃窗的冷负荷温度的逐时值,℃,
四、透过玻璃窗的日射得热形成冷负荷的计算方法
(1)日射得热因数:
(1)日射得热因数:
通过玻璃窗能进入室内的热量有两份儿,直接进入的一份儿为太阳辐射热ql和玻璃吸收后再传入的另一份儿为传入室内的热量qa。
采用3mm厚的普通平板玻璃作为“标准玻璃”,在特定的的条件下,得出夏季通过这一“标准玻璃”的日射得热量ql和qa值,两者相加得:
Dj=ql+qa(2-4)
称Dj为日射得热因数。
(2)透过玻璃窗日射得热形成的逐时冷负荷按下式计算:
(2-5)式中——窗口面积,m2;
——有效面积系数,
——窗玻璃冷负荷系数,
五、照明设备形成的冷负荷
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:
(2-6)
(2-7)
其中,(2-6)为白炽灯的计算公式,(2-7)为荧光灯的计算公式。
式中——灯具散热形成的逐时冷负荷,W;
——照明灯具所需功率,Kw;
——镇流器消耗功率系数,
——灯罩隔热系数,
——照明散热冷负荷系数,
六、人体散热形成的冷负荷[2]
1、人体显热散热引起的冷负荷计算公式为:
(2-8)
式中——人体显热散热量形成的逐时冷负荷,W;
——不同室温和劳动性质成年
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