天津市某宾馆空调工程设计说明书.docx
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天津市某宾馆空调工程设计说明书
某宾馆空调工程设计
1.绪论
本次毕业课程设计的题目为“天津某宾馆中央空调设计”。
毕业课程设计是我们在结束了专业课程的学习后,对学生专业知识综合运用能力的考察过程,也是一个锻炼设计能力、巩固专业知识、提高学习能力的过程,是毕业后走上工作岗位的前备战。
随着我国国民经济水平的不断提高,建筑业也在持续稳定地向前发展。
和前几年建筑业的发展相比,目前的发展商将眼光放的更远,他们不再片面的追求容积率及如何将开发成本降得越低越好,而是更多的考虑以人为本,开发真正舒适度高、建筑质量高的居住及商用建筑。
随着中国加入世贸及举办了2008年奥运会,中国向全世界全面开放。
为了适应国际贸易、旅游、及城市建设迅速发展的需要,高层建筑的发展不会停留在过去的发展水平,特别是对建筑物内的空气品质及舒适程度的要求也会越来越高。
新建的大中商业建筑纷纷安装了空调系统,以提高商场的档次,吸引更多的顾客。
各大城市中频频展开的“商战”更加速了空调系统在商业建筑中的普及。
商业建筑不断的增多,以及人们对室内空气的温湿度、洁净度和空气品质问题越来越重视。
由于能源的紧缺,节能问题越来越引起人们的重视。
因此迫切需要为商业建筑物安装配置节能、健康、舒适的中央空调系统来满足人们对高生活水平的追求。
在近些年,空调越来越受到各行各业人士的重视,通过计算机和网络的优化组合,空调工程的标准、质量和功能得到了提高和完善,使空调设备的效用得到了更充分的发挥,为创建高效、节能、舒适、安全的工作和生活环境奠定了基础。
随着社会大发展,功能齐全的现代化新建筑,尤其是高层建筑不断涌现,如酒店,超市,办公楼等,使人们越来越意识到空调是现代建筑必须具备的条件之一,特别是大型建筑,因为它能够改善和提高人们工作和居住环境的质量,改善和提高人们的生活和健康水平。
就建筑的使用成本而言,空调设备工程的设计及其性能的好坏,能耗的多少,是直接影响经济效益的重要因素。
因此,必须重视空调工程的设计,充分发挥设备的功能和体现建筑本身的整体效果。
本次宾馆空调设计按照三星级宾馆设计标准而设计,满足居住者的舒适及卫生要求。
该宾馆采用末端为风机盘管加新风的中央空调系统,各房间的新风及冷风风量可分三级调节。
该工程是一个大型工程,涉及到的空调工程设计内容较全面。
通过该空调工程设计,使我们对空调工程设计有了一个系统、全面的认识,并且对设计的各个环节又有了更近一步的深入了解,达到了基本的设计要求。
由于设计经验有限,以及专业知识的不全面,在本次设计中,一定有很多的缺点与不足,请各位老师在检阅后给予批评和指正。
2.原始资料及工程概况
2.1原始资料
2.1.1设计工程所在地区
天津市
2.1.2气象资料(由《空气调节设计手册》【1】查取)
(1)地理条件:
北纬39°00′东经117°48′、海拔3.3m
(2)室外参数:
冬季
大气压102960.0Pa
干球温度:
冬季采暖:
-3℃冬季空调:
-11℃
相对湿度:
73%
室外风速:
2.1m/s
夏季
大气压100290.0Pa
空调室外计算干球温度33.9℃
空调室外计算湿球温度26.9℃
空调室外计算日平均温度29.3℃
室外平均风速1.7m/s
相对湿度60%
(3)室内设计参数:
冬季:
室内设计温度为18℃,相对湿度为50%,室内平均风速为0.25m/s
夏季:
室内设计温度为25℃,相对湿度为60%,室内平均风速为0.25m/s
2.1.3建筑资料
一层层高3.9米,二到四层层高3.3米;
(1)屋面:
1预制细石混泥土板25mm,表面喷白色水泥浆;
2通风层≥200mm;
3卷材防水层;
4水泥砂浆找平层20mm;
5保温层,沥青膨胀珍珠岩70mm;
6隔汽层;
7现浇钢筋混凝土板70mm;
8内粉刷
属于Ⅱ型,传热系数K=0.38W/(㎡·k)
(2)外墙:
①水泥砂浆;
②砖墙;
③白灰粉刷;
④壁厚370mm
由《空气调节设计手册》查的,此类外墙属于Ⅱ型,传热系数K=1.5W/(㎡·k)
(3)内墙:
采用200厚KP1型空心砖,K=0.58W/(㎡·k),两侧各抹20厚水泥砂浆
(4)外窗:
双层3mm普通玻璃
(5)窗帘:
商场不挂窗帘,客房挂浅色白布窗帘
(6)其它未列构造,根据图纸自取一种类型。
(要符合实际)
2.1.4照明
商场40W/㎡(日光灯),客房内自己选
2.1.5冷热源条件
(1)全年集中供热:
60℃热水,由外网供给。
(2)冷源由外网提供7℃的冷水,回水12℃。
2.1.6其他要求
应根据当地的资源情况,优先考虑新能源的应用。
2.2工程设计内容
2.2.1设计内容
(1)设计冷热负荷的计算:
室内空调设计时,应按冷热负荷计算方法计算进行围护结构的热工计算,分别计算建筑的冷热负荷,其设计参数详见有关设计手册。
(2)算出负荷后,确定系统形式。
(3)进行风系统的水力计算。
(4)根据所给设计条件以及总冷、热负荷和已经确定的设计方案、设备形式,选择风道以及末端设备等。
(5)室内设计应包括室内设计参数,室内空调设计方案,设计方案应按照施工图的标准进行绘制,除满足设计规范外,还应符合施工验收规范的要求,尺寸线应完整、闭合。
(6)设计应按照设计规范的要求,结合工程实际的需要,考虑消防问题,在选择系统和设备时,还应综合考虑当地环保、节能的具体要求。
(7)应进行相关方案的对比,得出对比结论。
2.3工程设计要求
2.3.1设计说明书
说明书应有封面、前言、目录、外文摘要(不少于150词)、必要的计算过程;计算内容应给出其来源;在确定设计方案时应有一定的技术、经济比较(如设计方案的选择、设备的选型等)说明;内容应分章节,重复计算使用表格方式,参考资料应列出;设计说明书应不少于15000字。
要求设计说明书文理通顺、书写工整、叙述清晰、内容完整、观点明确、论据正确,应将建筑概况和设计方案交待清楚。
2.3.2设计图纸
包括计算机绘图和手绘图,其中手绘图纸至少1张。
图纸应包括设计施工说明、主要设备材料明细表、系统图、管网平面、大样图、水压图等。
设计图纸要求图面整洁,图纸内容布置合理,图文全部采用工程字体,尽量选用标准图号,标题栏按照统一规定格式绘制,图例及绘图方法执行国家有关制图规范。
为保证毕业设计是自己独立完成,设计结束后,应上交有关电子文件。
2.4工程设计期限
毕业设计时间为自第6周至第18周,共13周,18周答辩。
其中:
第6周——收集资料,阅读熟悉资料。
第7周——空调热、湿负荷计算
第8周——空调热、湿负荷计算
第9周——设计方案选择。
第10周——空调机组及风管布置
第11周——空调风系统、水系统水力计算
第12周——新风空调室平面布置图,剖面图
第13周——空调新风系统平面图
第14周——空调新风系统系统图
第15周——风机盘管、水系统图
第16周——设计说明及设备表、主材表。
第17周——整理计算说明书。
第18周——答辩。
3.冷负荷、热负荷和湿负荷计算
3.1空调建筑物的计算冷负荷
当空调系统末端装置不能随负荷变化而自动控制时,应采取同时使用的所有房间最大冷负荷的累加值
当空调系统末端装置能随负荷变化而自动控制时,应将同时使用的所有房间各计算时刻冷负荷累加,得出建筑物冷负荷的时间序列,然后取其中的最大值。
3.2冷负荷计算
目前,在我国暖通空调工程中,常用冷负荷系数法计算冷负荷,冷负荷系数法是建立在传递函数法的基础之上,是便于在工程上进行手算的一种简化的计算方法。
为了简化计算,对日射得热所形成的冷负荷,冷负荷系数法利用传递函数的基本方程和相应的房间传递函数形成了空调冷负荷。
对经围护结构传热形成的冷负荷,冷负荷系数法利用相应的传递函数形成了冷负荷温度。
这样,用一维稳态热传导公式即可计算出日射的热形成的冷负荷和经围护结构传入热所形成的冷负荷。
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,通过建筑围护结构传入室内的热量形成的冷负荷。
具体计算方法如下。
3.2.1外墙和屋面瞬变传热引起的冷负荷
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:
Q´c(t)=AK(tc(t)-tR)(3-1)式中Q´c(t)——外墙和屋面瞬变引起的冷负荷,W;
K——外墙和屋面的传热系数,W∕(m2.℃),可根据外墙和屋面的不同构造,由《暖通空调》附录2—2和2—3中查取;
A——外墙和屋面的面积,m2;
tR——室内计算温度,℃;
tc(t)——外墙和屋面的冷负荷计算温度逐时值℃,根据外墙和屋面的不同类型分别在《暖通空调》【2】附录2—4和2—5中查取。
必须指出:
(1)附录2—4和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,对于不同设计地点,应对tc(t)进行修正,即应为tc(t)+td。
其地点修正值可由《暖通空调》【2】附录2—6查得。
(2)当外表面放热系数不同于18.6W∕(m2.℃)时,应将(tc(t)+td)乘以《暖通空调》【2】表2—8中的修正值kα。
(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颜色的耐久性差,建议吸收系数一律采用
=0.90,即对表中tc(t)不加修正。
但如确有把握经久保持维护结构表面的中、浅色时,可将表中数值乘以《暖通空调》【2】表2—9所列的吸收系数修正值k
。
综上所述,外墙和屋面的冷负荷计算温度为:
t´c(t)=(tc(t)+td)kαkρ(3-2)
则冷负荷计算式应该为:
Q´c(t)=AK(t´c(t)-tR)(3-3)
3.2.2外窗瞬变传热引起的冷负荷
Q´c(t)=CwKWAw(tc(t)+td-tr)(3-4)
式中Q´c(t)——外窗瞬变传热引起的冷负荷,W;
Cw——对不同窗框修正值;由《暖通空调》【2】附录2—9中查取;
KW——外窗传热系数,W∕(m2.℃),由《暖通空调》【2】附录2—7和2—8查取;
Aw——窗口面积,m2;
tc(t)——外窗的冷负荷计算温度逐时值℃,由《暖通空调》【2】附录2—10查取;
td——地点修正值,由《暖通空调》【2】附录2—11中查取。
3.2.3透过外窗日射得热引起的冷负荷
Q´c(t)=CaAwCsDj.maxCLQ(3-5)
式中Q´c(t)——日射得热引起的冷负荷,W;
Ca——有效面积系数,由《暖通空调》【2】附录2—15查取;
Cs——窗玻璃的遮阳系数,由《暖通空调》【2】附录2—13查取;
Cj——窗内遮阳设施的遮阳系数,由《暖通空调》【2】附录2—14查取;
Dj.max——日射得热因数,由《暖通空调》【2】附录2—12查取;
CLQ——窗玻璃冷负荷系数,由《暖通空调》【2】附录2—16和2—19查取。
3.2.4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,但是照明散热方式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,其冷负荷计算式分别为:
白炽灯Q´c(t)=1000NCLQ(3-6)
荧光灯Q´c(t)=1000n1n2NCLQ(3-7)
式中Q´c(t)——灯具散热形成的冷负荷,W;
N——照明灯具所需功率,KW;
n1——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n1=1.2;当安装荧光灯镇流器装设在顶棚内时,可取n1=1.0;
n2——灯罩隔热系数,当荧光灯罩上部穿有小孔(下部为玻璃板),可利用自然通风散热于顶棚内时,取n2=0.5~0.6;而荧光灯罩无通风孔者n2=0.6~0.8;
CLQ——照明散热冷负荷系数,由《暖通空调》【2】附录2—22查取。
3.2.5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、湿度)等多种因素有关。
人体散发的潜热量和对流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。
为了设计计算方便,计算已成年男子散热量为基础,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
,在《暖通空调》【2】表2—12中给出一些数据,可作参考。
(1)人体显热散热形成的冷负荷
Q´c(t)=qsn
CLQ(3-8)
式中Q´c(t)——人体显热散热形成的冷负荷,W;
qs——不同室温和劳动性质成年男子显热散热量,W查表2—13;
n——室内全部人数;
——群集系数;
CLQ——照明散热冷负荷,由《暖通空调》【2】附录2—23中查取;
但应注意:
对于人员密集的场所(如影院、剧院、会堂等),由于人体对维护结构和室内物品的辐射换热量相应的减少,可取CLQ=1.0。
(2)人体潜热散热形成的冷负荷
Q´c=qln
(3-9)
式中Q´c——人体潜热散热形成的冷负荷;W;
ql——不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量;W,查《暖通空调》表2—13;
n
——同式(3-8)。
3.2.6内围护结构冷负荷
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下式计算
Q´c(t)=AK(tc(t)-tR)(3-10)
当邻室有一定的发热量时,通过空调房间隔墙、楼板、内窗、内门等内维护结构的温差传热而产生的冷负荷,可视作为稳定传热,不随时间变化,可按下式计算:
Q´c(t)=
(to.m+Δtα-tR)(3-11)
式中
——内围护结构传热系数,W/(m2·℃);
——内围护结构的面积,m2;
to.m——夏季空调室外计算日平均温度,℃;
Δtα——附加温升,可按《暖通空调》【2】表2-10查取。
3.2.7工艺设备散热形成的冷负荷
设备和用具显热形成的冷负荷按下式计算:
Q´c(t)=
CLQ(3-12)
式中Q´c(t)——设备和用具显热形成的冷负荷,W;
——设备和用具的实际显热散热量,W;
CLQ——设备和用具显热散热冷负荷系数,可以由《暖通空调》【2】附录2—20和附录2—21中查得。
如果空调系统不连续运行,则CLQ=1.0。
下面以一层客房101为例计算夏季的空调冷负荷:
(1)西外墙冷负荷
由《暖通空调》【2】附录2—4查得Ⅱ型外墙冷负荷计算温度,将其逐时值及其计算结果列入下表中。
表3.1-北外墙冷负荷
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tc(t)
31.80
31.00
31.40
31.30
31.20
31.20
31.30
td
-0.2
kα
1.05
kρ
0.94
t´c(t)
31.19
30.40
30.79
30.70
30.60
30.60
30.70
tR
25
K
1.5
A
10.26
Q´c(t)
95.25
83.10
89.18
87.66
86.14
86.14
87.66
时间
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20:
00
21:
00
22:
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23:
00
tc(t)
31.40
31.60
31.80
32.10
32.40
32.60
32.90
td
-0.2
kα
1.05
kρ
0.94
t´c(t)
30.79
30.99
31.19
31.49
31.78
31.98
32.27
tR
25
K
1.5
A
10.26
Q´c(t)
89.18
92.21
95.25
99.81
104.37
107.40
111.96
(2)西外墙冷负荷计算方法同
(1)
表3.2-西外墙冷负荷
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tc(t)
36.80
36.30
35.90
35.50
35.20
34.90
34.80
td
-0.1
kα
1.05
kρ
0.94
t´c(t)
36.22
35.73
35.33
34.94
34.64
34.35
34.25
tR
25
K
1.5
A
30.91
Q´c(t)
520.35
497.47
479.16
460.86
447.13
433.40
428.83
时间
17:
00
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19:
00
20:
00
21:
00
22:
00
23:
00
tc(t)
34.80
34.90
35.30
35.80
36.50
37.30
38.00
td
-0.1
kα
1.05
kρ
0.9
t´c(t)
34.25
34.35
34.74
35.24
35.93
36.72
37.41
tR
25
K
1.5
A
30.91
Q´c(t)
428.83
433.40
451.71
474.59
506.62
543.23
575.26
(3)西外窗瞬时传热冷负荷
根据
=3.5+5.6×2.5=17.5w/(㎡·k),
=8.7由《暖通空调》【2】附录2―8查得Kw=2.98w/(㎡·k).再由附录2―9查得玻璃窗传热系数的修正值,对金属框双层窗应乘以1.2的修正系数。
由附录2―10查得玻璃窗冷负荷计算温度tc(t),根据式(3-4)计算,计算结果列于下表中:
表3.3-北外窗瞬时传热冷负荷
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tc(t)
29.00
29.90
30.80
31.50
31.90
32.20
32.20
td
0
tR
25
Δt
4.00
4.90
5.80
6.50
6.90
7.20
7.20
Kw
2.95
Aw
3.78
Q´c(t)
53.52
65.57
77.61
86.98
92.33
96.34
96.34
时间
17:
00
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00
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00
20:
00
21:
00
22:
00
23:
00
tc(t)
32.00
31.60
30.80
29.90
29.10
28.40
27.80
td
0
tR
25
Δt
7.00
6.60
5.80
4.90
4.10
3.40
2.80
Kw
2.95
Aw
3.78
Q´c(t)
93.67
88.32
77.61
65.57
54.86
45.50
37.47
(4)透过玻璃窗进入日射得热引起冷负荷
由《暖通空调》【2】附录2―15查得双层钢窗有效面积系数Ca=0.75,故窗的有效面积Aw=0.75×3.8=2.85㎡。
由附录2―13查得遮挡系数Cs=0.86,由附录2―14查得遮阳系数Ci=0.5,则综合遮阳系数Cc.s=0.86×0.5=0.43。
再由附录2―12查得纬度32°时,西向日射得热因数最大值Dj.max=598W/㎡,再由附录2―17查得北区有内遮阳的玻璃窗冷负荷系数逐时值CLQ,用式(3-5)计算逐时进入玻璃窗日射得热引起的冷负荷,列入下表:
表3.4-西窗透入日射得热引起的冷负荷
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00
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00
CLQ
0.75
0.81
0.83
0.83
0.79
0.71
0.60
Dj.max
598
Cc.s
0.43
Aw
2.84
Q´c(t)
572.17
617.95
633.21
633.21
602.69
541.66
457.74
时间
17:
00
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00
20:
00
21:
00
22:
00
23:
00
CLQ
0.61
0.68
0.17
0.16
0.15
0.14
0.13
Dj.max
598
Cc.s
0.43
Aw
2.84
Q´c(t)
465.37
518.77
129.69
122.06
114.43
106.81
99.18
(5)客房照明散热形成的冷负荷
荧光灯明装,镇流器装设在客房内,故镇流器消耗功率系数n1=1.2,灯罩隔热系数n2取1.0.由《暖通空调》【2】附录2—22查得照明散热冷负荷系数,按式(3-7)计算,计算结果列于下表中:
3.5照明散热形成的冷负荷
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00
16:
00
CLQ
0.11
0.10
0.09
0.08
0.07
0.06
0.37
n1
1.2
n2
1.0
N
500
Q´c(t)
66.00
60.00
54.00
48.00
42.00
36.00
222.00
时间
17:
00
18:
00
19:
00
20:
00
21:
00
22:
00
23:
00
CLQ
0.67
0.71
0.74
0.76
0.79
0.81
0.83
n1
1.2
n2
1.0
N
500
Q´c(t)
402.00
426.00
444.00
456.00
474.00
486.00
498.00
(6)人员散热引起的冷负荷
宾馆属于极轻劳动。
查《暖通空调》【2】表2―13,当室温25℃时,每人散发的显热和潜热量为65W和69W,由《暖通空调》【2】表2―12查取群集系数
=0.93,再由《暖通空调》【2】附录2―23查得人体显热散热冷负荷系数逐时值。
按式(3-8)计算人体显热散热逐时冷负荷,计算结果列于下表中;
人体潜热引起的冷负荷为潜热散热乘以群集系数,计算结果也列入下表中:
表3.6-人员散热引起的冷负荷
时间
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15:
00
16:
00
CLQ
0.33
0.28
0.24
0.20
0.18
0.16
0.62
qs
65
n
2.0
ψ
0.93
Q´c(t)
39.90
33.85
29.02
24.18
21.76
19.34
74.96
ql
69
Q´c
128.34
合计
168.24
162.19
157.36
152.52
150.10
147.68
203.30
时间
17:
00
18:
00
19:
00
20:
00
21:
00
22:
00
23:
00
CLQ
0.70
0.75
0.79
0.82
0.85
0.87
0.88
qs
65
n
2.0
ψ
0.93
Q´c(t)
84.63
90.68
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