【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 設(shè)計(jì)概況 設(shè)計(jì)背景 本建筑地處北京市 。 北京位于華北平原北部 ，是 全國政治、文化和國際交往中心。北京 屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，歷年平均氣溫 29℃ ，主導(dǎo)風(fēng)向夏季朝南，冬季為朝北。 本建筑是一幢九層高的辦公樓，第一層高 , 二層和九層層高為 ，三至八層高均為 ， 建筑物總高度約為 。該工程為總建筑面積約為 16500m2(空調(diào)面積約 14000 m2)的一類高層建筑。其中地下一層為設(shè)備間、制冷機(jī)房和庫房；地上一至九層設(shè)有收費(fèi)廳、營業(yè)廳和辦公樓 。 該建筑物相關(guān)資料如下： (1)屋面 保溫材料為瀝青膨脹珍珠巖，厚度為 60mm。 (2)外墻 外墻為厚度為 450mm的 number30墻，外墻名稱為混凝土墻 氣 100，內(nèi)粉刷加油漆，其傳熱系數(shù)為 ,導(dǎo)熱系數(shù)為 。 (3)外窗 雙層鋁合金窗，玻璃為 3mm厚的四層平板玻璃，兩個(gè) 20mm的空氣夾層，內(nèi)有淺灰色活動(dòng)百葉簾作為內(nèi)遮陽。 (4)人數(shù) 人員數(shù)確定是根據(jù)各房間的使用功能及使用單位提出要求確定的，本辦公樓人員密度按以下原則估算： 休息室 7m2/人、大辦公室 7m2/人、小辦公室 1418m2/人、會(huì)議室 /m營業(yè)廳 5 m2/人、候梯廳 2m2/人、門廳 4m2/人 [1]。 (5)照明、設(shè)備 現(xiàn)代化的辦公室，每個(gè)職員都配有電腦，燈光與辦公設(shè)備的電功率合計(jì)約為2055W/m2,取值 40[3]。會(huì)議室燈光的電功率約為 40 W/m2。 (6)空調(diào)使用時(shí)間 辦公樓空調(diào)每天使用 8小時(shí)，即 8： 00～ 12： 00 14： 00～ 18： 00。 (7)北京 氣象資料 畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 表 11 室外氣象參數(shù)表 [4]， 地理位置（北京 ) 海拔 (m) 大氣壓力 (Kpa) 室外平均風(fēng)速 m/s 北緯 東經(jīng) 5 冬季 夏季 冬季 夏季 39?48? 116?19? 表 12 室外計(jì)算（干球溫度℃ )表 [4] 冬季 夏季 夏季空調(diào)室外計(jì)算濕球溫度 空氣調(diào)節(jié) 通風(fēng) 空氣調(diào)節(jié) 空調(diào)日平均 通風(fēng) 12 5 33..8 29 30 表 13 室內(nèi)計(jì)算參數(shù)表 [4] 名稱 房間用途 溫度 (℃ ) 濕度 (%) 室內(nèi)風(fēng)速 m/s 夏季 辦公室 26 50 v≤ 冬季 辦公室 23 40 v≤ (8)其他 新風(fēng)量取 30 m179。/ ； 噪聲聲級(jí) 不高 于 40dB； 室內(nèi)空氣壓力稍高于室外大氣壓，保持室內(nèi)正壓。 設(shè)計(jì)指標(biāo) 設(shè)計(jì)指標(biāo)： (1)本空調(diào)工程建筑總面積 (16500m2） (2)本空調(diào)工程空調(diào)面積 (14000m2) (3)夏季設(shè)計(jì)冷負(fù)荷 ( kW)、空調(diào)房間中最大冷負(fù)荷指標(biāo) (辦公室120W/m2，會(huì)議室 300 W/m2)、空調(diào)房間中最小冷負(fù)荷指標(biāo) (辦公室 90W/m2，會(huì)議室 200 W/m2)、空調(diào)房間中平均冷負(fù)荷指標(biāo) (辦公室 131W /m2，會(huì)議室 235 W /m2) (4)冬季設(shè)計(jì)熱負(fù)荷（ 840000W） 、 空調(diào)房間中平均熱負(fù)荷指標(biāo) (60W/m2) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第 2 章 負(fù)荷計(jì)算 冷負(fù)荷計(jì)算 冷負(fù)荷計(jì)算原理 外墻冷負(fù)荷 )( 1 nttFKCL ???? (21) 式中， t1—— 墻的冷負(fù)荷計(jì)算溫度的逐時(shí)值 ,℃ ； tn—— 室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度 ,℃ ； F—— 外墻面積 ,m2； K—— 外墻的傳熱系數(shù) , W/m2.℃ 。 窗戶冷負(fù)荷 (1) 窗戶的傳熱負(fù)荷： )( 1 nttFKCL ???? (22) 式中， F—— 窗戶面積 ,m2； K—— 外窗的傳熱系數(shù) , W/m2.℃ 。 t1 —— 玻璃窗的冷負(fù)荷計(jì)算溫度的逐時(shí)值， ℃ 。 tn —— 室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度 ,℃ 。 (2) 玻璃窗日射得熱引起的冷負(fù)荷： cLjlzg CDCfCL ???? m a x (23) 式中， fg —— 玻璃窗的凈面積， m2； CZ —— 玻璃窗的綜合遮擋系數(shù)， CZ= CZCS； CS —— 為玻璃窗的遮擋系數(shù)； Cn—— 為窗內(nèi)遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù)； Djmax—— 最大日射得熱因素 ,W/m2； CCL —— 冷負(fù)荷系數(shù)。 當(dāng)有有外遮陽玻璃窗的日射負(fù)荷為： rs CLCLCL ?? 玻璃日射有外遮陽時(shí)可減少得熱量近 80%。由于外遮陽的作用 ,形成窗外遮陽陰影面積和照光面積。 (1) 陰影部分的日射冷負(fù)荷為 : 畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 NcLNjzss CDCFCL )()( m a x, ???? (24) 式中， (Djmax)N —— 北向的日射得熱因數(shù)最大值， W/m2； (DCL)N—— 北向玻璃窗的冷負(fù)荷系數(shù)； FS —— 玻璃窗陰影面積， m2。 (2) 照光部分的日射冷負(fù)荷為： cLjzrr CDCFCL ???? m a x, (25) 式中， Fr —— 玻璃窗照光面積， m2； CZ —— 玻璃窗的綜合遮擋系數(shù)； Djmax—— 最大日射得熱因素； CCL —— 冷負(fù)荷系數(shù)。 人體的冷負(fù)荷 人體的冷負(fù)荷由顯熱散熱和散濕形成的潛熱兩部分形成。 (1)人體顯熱散熱形成的計(jì)算時(shí)刻冷負(fù)荷 : TXqnQ ????? ?? ? 1 (26) 式中， φ—— 群集系數(shù)； N —— 計(jì)算時(shí)刻空調(diào)房間內(nèi)的總?cè)藬?shù)； q1—— 一名成年男子小時(shí)顯熱散熱量， W； T —— 人員進(jìn)入空調(diào)房間的時(shí)刻； τT —— 從人員進(jìn)入房間時(shí)算起到計(jì)算時(shí)刻的時(shí)間， h； X τT—— 時(shí)間人體顯熱散熱量的冷負(fù)荷系數(shù)。 (2)人體散濕形成的潛熱冷負(fù)荷 2qnQ ???? (27) 式中， φ—— 群集系數(shù)； q1 —— 一個(gè)成年男子小時(shí)顯熱散熱量， W。 設(shè)備冷負(fù)荷 熱設(shè)備及熱表面散熱形成的計(jì)算時(shí)刻冷負(fù)荷 Tst XqQ ??? ? (28) 式中， T —— 熱源投入使用的時(shí)刻； τT —— 從熱源投入使用的時(shí)刻算起到計(jì)算時(shí)刻的時(shí)間， h ； 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 XτT —— 時(shí)間設(shè)備、器具 散熱的冷負(fù)荷系數(shù)； qS—— 熱源的實(shí)際散熱量， W。 熱電設(shè)備散熱量計(jì)算公式 : (1)電熱設(shè)備散熱量 Nnnnnq s ?????? 43211 0 0 0 (29) (2)電動(dòng)機(jī)和工藝設(shè)備均在空調(diào)房間內(nèi)的散熱量 Nnq s ???? ?11000 (210) (3)電動(dòng)機(jī)單獨(dú)在空調(diào)房間內(nèi)的散熱量 Nnq s ?????? )1(1 0 0 0 1 ?? (211) (4)工藝設(shè)備單獨(dú)在 空調(diào)房間內(nèi)的散熱量 Nnq s ????? ??11 0 0 0 (212) 上述公式中， n —— 設(shè)備的總安裝功率 ， kW ； Η—— 電動(dòng)機(jī)的功率； n1—— 同時(shí)使用系數(shù)，一般可取 ～ ； n2 —— 利用系數(shù)，一般可取 ～ ； n3 —— 小時(shí)平均實(shí)耗功率與設(shè)計(jì)最大功率之比； n4 —— 通風(fēng)保溫系數(shù)； α—— 輸入功率系數(shù)。 各種照明冷負(fù)荷 (1) 白熾燈和鎮(zhèn)流器在空調(diào)房間外的熒光燈 TXNnQ ????? ?? 11000 (213) (2)鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房間內(nèi)的熒光燈 TXNnnQ ?????? ?? 211 2 0 0 (214) (3)暗裝在吊頂玻璃罩內(nèi)的熒光燈 TXNnnQ ?????? ?? 011 0 0 0 (215) 上述公式中， n —— 照明設(shè)備的安裝功率， kW ； n0 —— 考慮玻璃反射 ,頂棚內(nèi)通風(fēng)情況的系數(shù)； n1—— 同時(shí)使用系數(shù)，取 ～ ； T —— 開燈時(shí)刻； τT —— 從開燈時(shí)刻到計(jì)算時(shí)刻的時(shí)間， h； XτT —— 時(shí)間照明散熱的冷負(fù)荷系數(shù) 。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷負(fù)荷 (1) 當(dāng)鄰室為通風(fēng)良好的非空調(diào)房間時(shí)，通過內(nèi)窗的溫差傳熱負(fù)荷 ?? tFKQ ???? (216) 式中 △ tx—— 計(jì)算時(shí)刻 下的負(fù)荷溫差， ℃ ； K—— 傳熱系數(shù)； F—— 內(nèi)窗戶傳熱面積 ,m2。 (2) 當(dāng)鄰室為通風(fēng)良好的非空調(diào) 房間時(shí)，通過內(nèi)墻和樓板的溫差傳熱負(fù)荷 ??? ????? tFKQ (217) 式中 F—— 計(jì)算面積， m2； F—— 內(nèi)墻傳熱面積 ,m2； τξ—— 溫度波的作用時(shí)刻， 即溫度波作用于外墻或屋面外側(cè)的時(shí)刻； △ txζ —— 作用時(shí)刻下，通過外墻或屋面的冷負(fù)荷計(jì)算溫差， ℃ 。 (3) 當(dāng)鄰室有一定的發(fā)熱量時(shí)， 通過空調(diào)房間內(nèi)窗、隔墻、樓板或內(nèi)門等內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差傳熱負(fù)荷 )( nlswp tttFKQ ?????? (218) 式中， twp—— 夏季空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算 日平均溫度 ,℃ ； tn —— 夏季空氣調(diào)節(jié)室內(nèi)計(jì)算溫度 ,℃ ； tτλ—— 鄰室溫升， ℃ 。 空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算實(shí)例 3001 辦公室如圖 21所示 (A=)，按照條件，分項(xiàng)計(jì)算總結(jié)見如下列表： 表 21南外墻冷負(fù)荷 時(shí)間 8 9 10 11 12 14 15 16 17 18 傳熱系數(shù) K= W/(m2?℃ ) 計(jì)算面積 A= 設(shè)計(jì)溫度tn 26℃ 逐時(shí)溫度t1 冷負(fù)荷CL 畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 21 3001辦公室平面圖 表 22 東外窗冷負(fù)荷 時(shí)間 8 9 10 11 12 14 15 16 17 18 計(jì)算溫度 照光面積 m2 日射得熱量 照光部分日射得熱因數(shù)的最大值 陰影部分得熱因數(shù)的最大值 日射冷負(fù)荷 130 189 235 274 261 202 104 傳熱冷負(fù)荷 302 236 183 總冷負(fù)荷 141 206 257 302 236 183 140 113 表 23 西南內(nèi)墻冷負(fù)荷 時(shí)間 8 9 10 11 12 14 15 16 17 18 傳熱系數(shù) K= W/(m2?℃ ) 計(jì)算面積 A= 逐時(shí)溫度 t1 27℃ 設(shè)計(jì)溫度 tn 26℃ 冷負(fù)荷 CL 表 24 滲透及設(shè)備冷負(fù)荷 時(shí)間 8 9 10 11 12 14 15 16 17 18 滲透冷負(fù)荷 1948 1948 1948 1948 1948 1948 1948 1948 1948 1948 設(shè)備冷負(fù)荷 648 648 648 648 648 648 648 648 648 畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 表 25 人體散熱冷負(fù)荷 時(shí)間 8 9 10 11 12 14 15 16 17 18 顯熱負(fù)荷 116 116 116 116 116 116 116 116 116 116 潛熱負(fù)荷 246 246 246 246 246 246 246 246 246 246 表 26 濕負(fù)荷匯總 時(shí) 間 8 9 10 11 12 14 15 16 17 18 人體濕負(fù)荷 新風(fēng)濕負(fù)荷 滲透濕負(fù)荷 表 27 濕負(fù)荷匯總 時(shí)間 8 9 10 11 12 14 15 16 17 18 冷負(fù)荷總計(jì)(W)(不 含新風(fēng) ) 3187 3237 3300 3350 3392 3323 3267 3224 3195 3167 新風(fēng)冷負(fù)荷總計(jì) (W) 冷負(fù)荷總計(jì)(W)(含新風(fēng) ) 3744 3794 3857 3907 3947 3879 3