【正文】 民航大廈空調系統(tǒng)設計方案1 緒論隨著社會快速發(fā)展，人民的生活水平穩(wěn)步提高，無論是在國內外，人們對于生活、工作的環(huán)境的舒適度也有了越來越高的要求，這使得空調系統(tǒng)及相關設備成為了生活中不可缺少的部分。中央空調是屬于一種較高奢侈性的耗能產品，人們對于它的認識又存在一些不合理的感性認識，大量的用戶和業(yè)主均認為夏季使用空調，只要能降低室內的高溫，能讓人感覺清涼，就已達到效果。甚至出現(xiàn)空調越冷，就認為空調設計越好的錯誤觀點。其實就空調二字來分析，其專業(yè)解釋為空氣調節(jié)，進一步解釋則是在滿足降溫升溫和除濕加濕的前提下，滿足室內負荷變化的氣體調節(jié)和調節(jié)設備。實踐證明，合理應用空氣調節(jié)來改善人們的工作和生活環(huán)境條件不是一種奢侈手段，而是現(xiàn)代化生產和社會生活中不可缺少的保證條件。空氣調節(jié)就是對空氣溫度、濕度、流動速度及清潔度采用一些技術進行人工調節(jié)，來滿足人們生活、工作和工藝生產過程的要求?？照{屬于高能耗設備，如何在滿足人們所需舒適環(huán)境的同時，最大限度的降低能耗，成為衡量一套空調系統(tǒng)好壞的重要標志。空調按用途可分為舒適性空調和工藝性空調，本設計為福州民航大廈空調系統(tǒng)，設計采用舒適性空調，并采用風機盤管加新風的系統(tǒng)形式，嚴格按照相關規(guī)范計算。促進空調技術的不斷完善和發(fā)展，著力研究如何使人與自然和諧，創(chuàng)新性地研究發(fā)展新型健康、低能耗的空調手段；重視能量的合理利用轉換、傳遞設備的性能改進，使空調名副其實地為提供健康、滿意和經濟上可以承受的室內環(huán)境服務。[1][2]2 工程概況本建筑位于福建省福州市五一路中段，主樓為地上十三層，地下一層。副樓為地上六層?？偨ㄖ娣e為8540m2。 福建省福州市地理位置參數(shù)、空調設計參數(shù)見下表[3] 室外氣象參數(shù)表地理位置（176。）大氣壓力(kPa)海拔（m）北緯東經冬季夏季84 室外計算（干球）溫度(℃）冬季夏季空氣調節(jié)通風空氣調節(jié)空調日平均通風濕球溫度 室內計算參數(shù)表房間類型溫度（℃）相對濕度（%）設備功率（W/m2）燈光功率（W/m2）人員數(shù)量（m2 /人）新風量（m3/h人）辦公樓2555131130會議室25555200130棋牌255502030KTV2555010130門廳255502014倉庫2555131030 建筑物圍護結構基本信息[3][4]參數(shù)圍護結構夏季傳熱系數(shù)(W/(㎡?K))圍護結構冬季傳熱系數(shù)(W/(㎡?K))圍護結構延遲(h)傳熱衰減外墻加氣混凝土280（087001）外窗鋁合金中空玻璃窗外門節(jié)能外門屋頂預制0113513 負荷計算（1） 外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負荷外墻和屋頂形成的逐時冷負荷，宜按下式計算： （31）式中： Q——外墻或屋頂形成的逐時冷負荷W；K——外墻或屋頂?shù)膫鳠嵯禂?shù) W/（m2 ?K）；F——外墻或屋頂?shù)拿娣em2；tc(τ)——外墻或屋頂?shù)闹饡r冷負荷計算溫度（℃），根據(jù)外墻和屋面的類型查??；tR——夏季空氣調節(jié)的室內計算溫度（℃）。（2） 內圍護結構冷負荷當鄰室為通風良好的非空調房間時，通過內墻和樓板的溫差傳熱而產生的冷負荷可按下式計算： （32）式中：——夏季空調室外日平均溫度 ℃；Δta——附加溫升℃。 （3）外玻璃窗瞬變引起的冷負荷 (33）式中：Q——外玻璃窗瞬變形成的逐時冷負荷（W）；K——外玻璃窗的傳熱系數(shù) W/（m2?????????K）；F——外玻璃窗的面積（m2）；tc(τ)——外玻璃窗逐時冷負荷計算溫度（℃）；tR——夏季空氣調節(jié)的室內計算溫度（℃）。（4）透過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷 （34）式中：F——窗口面積；Ca——有效面積系數(shù)；Cs——窗玻璃的遮陽系數(shù)；Ci——窗內遮陽設施的遮陽系數(shù)；Djmax——最大日射得熱因數(shù)；CLQ——窗玻璃冷負荷系數(shù)，按南北劃分。[5] 室內熱源散熱引起的冷負荷(1) 設備散熱形成的冷負荷,計算式為： （35）式中: Qs——設備和用具的實際顯熱散熱量；CLQ——設備和用具顯熱散熱冷負荷系數(shù)；Qs一般都按下式來計算，即： （36）式中：N——電動設備的安裝功率；η——電動機效率；n1——利用系數(shù)，；n2——電動機負荷系數(shù)，；n3——同時使用系數(shù)。(2) 照明散熱形成的冷負荷照明設備散熱形成的計算時刻冷負荷Qτ按下列各式計算： （37）式中：N—照明設備的安裝功率，kW；n1—鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)，當明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器在空調房間時，取n1=，；n2—燈罩隔熱系數(shù)，當熒光燈罩上穿有小孔，可利用自然通風散熱于頂棚，；CLQ——照明散熱冷負荷系數(shù)。(3) 人體散熱形成的冷負荷人體顯熱散熱引起的冷負荷計算式 （38）式中：qs——不同室溫和勞動性質成年男子顯熱散熱量；n——室內總人數(shù)；ψ——群集系數(shù)，可由下表查；CLQ——人體顯熱散熱冷負荷系數(shù)。 某些空調建筑物內的群集系數(shù)工作場所影劇院商場旅店體育館圖書館工廠輕勞動銀行工廠重勞動ψ人體潛熱散熱引起的冷負荷計算式： （39）式中：ql——不同室溫和勞動性質成年男子潛熱散熱量；n, ψ——同上式。[5]福州民航大廈冷負荷計算結果見下表：分類總冷負荷(含新風/全熱)W總濕負荷(含新風)W室內濕負荷W新風冷負荷W新風濕負荷W新風量(m3/h)建筑物 1樓層 2樓層 3樓層25 4樓層 5樓層 6樓層 7樓層 8樓層 9樓層 10樓層 11樓層 12樓層 13樓層其中13層最大冷負荷出現(xiàn)在17時；112層最大冷負荷出現(xiàn)在16時。4 空調方案的確定一個典型的空調系統(tǒng)一般均由空氣處理設備和空氣輸送設備以及空氣分配裝置所組成，根據(jù)需要，它能組成許多不同形式的系統(tǒng)。在工程上應考慮建筑的用途和性質、熱濕負荷特點、溫濕度調節(jié)和控制的要求、空調機房的面積和位置、初投資和運行維修費用等許多方面的因素，選定合理的空調系統(tǒng)[2]。對于使用時間不同、空氣潔凈度要求不同、溫濕度基數(shù)不同、空氣中含有易燃易爆物質的房間，負荷特性相差較大，以及同時分別需要供熱和供冷的房間和區(qū)域，宜分別設置空調系統(tǒng)?？臻g較大、人員較多的房間，以及房間溫濕度允許波動范圍較小、噪聲和潔凈度要求較高的工藝性空調區(qū)，宜采用全空氣定風量空調系統(tǒng)。對于空調房間較多、各房間要求單獨調節(jié)，且建筑層高較低的建筑物，宜采用風機盤管加新風系統(tǒng)，經處理的新風宜直接送入室內。當房間空氣質量和溫濕度波動范圍要求嚴格或空氣中含有較多油煙時，不宜采用風機盤管 [6]。該設計為福州民航大廈，空調房間較多、空間較小，層數(shù)較多，如果全由集中空調機房輸送處理后的空氣進入建筑物去承擔室內熱負荷原則上是可行的，但因風道龐大，占空間較多從而影響建筑物的整體的設計，因此可以考慮同時使用空氣和水（或冷劑）來負擔室內熱濕負荷。此時，集中輸送的部分僅為熱濕處理后的新鮮空氣，因此故風道較小；而室內則分散設置由水和冷劑直接換熱的裝置（又稱末端裝置），故采用風機盤管加新風機組系統(tǒng)，這是目前應用較廣的一種空調方式。房間內的冷、熱負荷和新風的冷熱負荷由風機盤管和新風機共同承擔，這種方式可減小機房面積，降低建筑的空間。但風機盤管機組的過濾能力與去濕能力比較差，無法滿足室內衛(wèi)生要求，采用新風系統(tǒng)從而滿足衛(wèi)生要求。[2]風機盤管加新風系統(tǒng)的優(yōu)點是：（1）布置靈活，并且可以根據(jù)自己的需要獨立的調節(jié)室溫，在房間沒人住時可以把機組方便地關掉，但不影響其他房間，以此來節(jié)能，較少運行費用；（2）風機盤管單獨的調節(jié)，可以避免房間的空氣互不串通；（3）風機盤管設置多檔變速，使用者可以直接進行一定的冷量調節(jié)。 [2]5 風量的確定及設備的選型確定新風量的依據(jù)有三個因素：（1）衛(wèi)生要求（2）補充局部排風（3）保證空調房間的正壓 [2]如下圖所示：局部排風量Gp1最小新風量ⅠGw1=Gp1+Go最小新風量ⅡGw2=ngw最小新風量ⅢGw3=維持正壓所需的滲透風量Go最小新風量Gw=Max{Gw1, Gw2, Gw3}滿足衛(wèi)生要求gwm3/人h人數(shù)系統(tǒng)風總量G 新風量確定示意框圖[2]由獨立的新風系統(tǒng)供給室內新風，即把新風處理到一定參數(shù)，也可承擔一部分負荷。這種方案既提高了該系統(tǒng)的調節(jié)和運轉的靈活性，且進入風機盤管的供水溫度可適當提高，水管的結露現(xiàn)象可得到改善。[2]新風量的確定按室內衛(wèi)生要求、補充局部排風量和保持空調房間的正壓要求,該過程由鴻業(yè)軟件完成計算。本建筑空調系統(tǒng)設計采用新風不負擔室內負荷的方案，即進入室內新風的焓處理到與室內空氣焓相等狀態(tài)。根據(jù)室內空氣hn線、新風處理后機器露點的相對濕度以及風機溫升即可定出新風處理后的機器露點L及溫升后的K點。過N點做ε線與ψ=90%線相交（按最大限度提高送分溫差考慮），即得送風點O，因為風機盤管系統(tǒng)大多用于舒適型空調，一般不受送風溫差限制，故可采用較低的送風溫度。則可利用下公式計算送風量：按消除余熱G=Q/( hN ho) （51）按消除余濕G=W/( dN do) （52）房間總送風量G= Gm+Gw，而M即風機盤管的出風狀態(tài)點。為了使新風與風機盤管出風有較好的混合效果，應使新風送風口緊靠風機盤管的出口。 風機盤管處理過程焓濕圖以第一層的1001大堂為例。熱濕比ε=Q/W=21901,在焓濕圖上確定室內的空氣狀態(tài)點N，然后通過該點畫出ε=21901的過程線，取送風的相對濕度為90%，得到送風狀態(tài)點0。hN=計算送風量按消除余熱 G=Q/( hN ho)= 風機盤管風量Gm=GGw==[2]詳細風量以及風機盤管選型見附表。本大廈設計采用風機盤管加新風系統(tǒng)進行空氣調節(jié)，為舒適性空調，結合房間功能屬性，比較各種送風形式后最終選定：一、二、三層采用方形散流器送風，四至十二層主要采用側送風方式，會議室、臺球室等大空間采用頂送風方式。 散流器頸部最大送風速度（m/s）建筑物類別允許噪聲（dB)室內的凈空高度（m）34567廣播室劇場、住宅、手術室旅館、飯店、個人辦公室商店、銀行、餐廳、百貨公司公共建筑：一般辦公、百貨公司底層323339404647535460 側送百葉送風口的最大速度（m/s）建筑物類別最大送風速度建筑物類別最大送風速度播音室電影院住宅、公寓一般辦公室旅館客房個人辦公室會堂商店劇場醫(yī)院病房經計算，一層主樓新風機組所承擔的房間的總新風量為718m3/h,經比較選擇HDK01 型的新風機組，其提供的額定風量為1000 m3/h滿足要求?？諝鈾C組具體型號和布置詳見圖紙和附表。6 風管道的設計新風機組將室外新風處理到室內焓值，然后由新風管道送入各個空調房間。水力計算常用方法有：假定流速法、壓損平均法和靜壓復得法等。[8]首先根據(jù)技術經濟要求確定管內流速，再根據(jù)管內流量和流速確定管道尺寸，進而進行管道阻力的計算，依據(jù)所需動力選取合適的設備。把已經給的自用壓力按管長平均分給每個管段，確定各管段阻力，再結合各管段的流量確定管道斷面尺寸。此方法適用于環(huán)狀管網(wǎng)的水力計算。這種主要是通過改變管道斷面尺寸，降低流速來保持管內的靜壓不變。通風管道常常采用這種方法來保證要求的風口和風速。[8]本設計采用假定流速法。 風管推薦風速表[8]室內允許噪聲 （dB）主管風速（m/s）支管風速（m/s）新風入口風速m/s25 3534≤2≤3355046235065683565