【文章內(nèi)容簡介】 案實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，是工程賴以完成的技術(shù)性支持的資料，繪圖過程中要實(shí)際的和工程問題相聯(lián)系，使方案以直觀詳盡的方式體現(xiàn)出來，是整個(gè)設(shè)計(jì)中最重要，最有難度的部分。 本設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：負(fù)荷計(jì)算，風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，機(jī)房布置，設(shè)備選型以及冷熱源的選擇。在上面主要階段完成以后還要對(duì)一些具體細(xì)節(jié)的問題加以論證思考并給出解決方案，比如管路的腐蝕，管材的保溫，材料的選擇等，在整個(gè)設(shè)計(jì)中能盡力解決工程中實(shí)際常見問題。 1 工程概況 建筑概況 本工程是徐州師范學(xué)院辦公教學(xué)綜合樓空調(diào)設(shè)計(jì)，地下一層，地上十二層，地下室地面標(biāo)高 ，一層層高為 米，二至十二層層高為 ，建筑總高度 ，總建筑面積為 ㎡，其中集中供冷 /采暖面積為 ㎡。 設(shè)計(jì)依據(jù) [1] GBJ50736－ 2020 民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范 . [2] 趙榮義等 . 簡明空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè) . [3] 陸耀慶 . 實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè) . [4] 電子工業(yè)部第十設(shè)計(jì)研究院 .空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè) (第二版 ). [5] 全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施 .暖通空調(diào)?動(dòng)力 當(dāng)?shù)兀ㄐ熘菔校庀髤?shù) 徐州市位于東經(jīng) 116176。 22′～ 118176。 40′、北緯 33176。 43′～ 34176。 58′之間。東西長約 210 公里，南北寬約 140 公里，總面積 11258 平方公里，占江蘇省總面積的 11%。屬于華北平原的東南部，域內(nèi)除中部和東部存在少數(shù)丘崗?fù)?，大部皆為平原。丘陵海撥一般?100－ 200米左右，丘陵山地面積約占全市 %。 徐州屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候，四季分明，夏無酷暑，冬無嚴(yán)寒。年氣溫14℃，年日照時(shí)數(shù)為 2284 至 2495 小 時(shí)，日照率 52%至 57%，年均無霜期 200 至220 天，年均降水量 800 至 930 毫米，雨季降水量占全年的 56%。主要?dú)庀鬄?zāi)害有旱、澇、風(fēng)、霜、凍、冰雹等。氣候特點(diǎn)是：四季分明，光照充足，雨量適中，雨熱同期。四季之中春、秋季短，冬、夏季長，春季天氣多變，夏季高溫多雨，秋季天高氣爽，冬季寒潮頻襲。 表 地理位置 城市 徐州 市 建筑氣候分區(qū) 暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候 經(jīng)緯度 經(jīng)度 東經(jīng) 117176。 09′ E 緯度 北緯 34176。 17′ N 室外計(jì)算干球溫度 冬季采暖 ℃ 冬季空調(diào) ℃ 冬季通風(fēng) ℃ 夏季通風(fēng) ℃ 夏季空調(diào) ℃ 室外計(jì)算濕球溫度 夏季空調(diào) ℃ 室外相對(duì)濕度 冬季空調(diào) 66 % 室外風(fēng)速 冬季平均 m/s 夏季平均 m/s 大氣壓力 冬季 hPa 夏季 hPa 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù) 表 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù) 房間名稱 夏季 冬季 新風(fēng)量 T（℃） φ（ %） T（℃） φ（ %） G（ m3/h/人） 辦公室 26 60 18 50 30 會(huì)議室、接待室 26 60 18 50 30 教室 26 60 18 50 15 2 空調(diào)系統(tǒng)方案選擇 空調(diào)系統(tǒng)一般均由 空氣處理設(shè)備和空氣分配設(shè)備組成，根據(jù)需要，可以組成各種不同形式的空調(diào)系統(tǒng)。在工程上，應(yīng)考慮建筑物的用途和性質(zhì)，熱濕負(fù)荷特點(diǎn)，溫濕度調(diào)節(jié)和控制的要求，空調(diào)機(jī)房的面積和位置，初投資和運(yùn)行費(fèi)用等因素，選定合理的空調(diào)系統(tǒng)。 根據(jù)承擔(dān)室內(nèi)熱濕負(fù)荷所用的介質(zhì)不同，空調(diào)系統(tǒng)分為：全空氣系統(tǒng)、全水系統(tǒng)、空氣 水系統(tǒng)、制冷劑系統(tǒng)。全空氣系統(tǒng)室內(nèi)房間的負(fù)荷全部由經(jīng)過處理的空氣來負(fù)擔(dān)，由于空氣的比熱容小，用來換熱的空氣量很大，所以這種系統(tǒng)要求風(fēng)道的截面積尺寸會(huì)很大，占用建筑空間較多。全水系統(tǒng)室內(nèi)負(fù)荷全部由水來承擔(dān)，但不能解決房間的通風(fēng)換氣問題，故不單獨(dú)采用?？諝?水系統(tǒng)承擔(dān)室內(nèi)介質(zhì)有水，又有空氣，既解決了房間通風(fēng)換氣的問題，又克服了全空氣系統(tǒng)要求風(fēng)管截面尺寸大，占用建筑空間多的困難。制冷劑系統(tǒng)承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷以及新風(fēng)負(fù)荷的是制冷劑，多用于集中冷卻的分散機(jī)組系統(tǒng)和全分散式系統(tǒng)。 考慮到上述各個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)，本工程辦公室、 教室采用風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)，一層的報(bào)告廳空間大，采用全空氣系統(tǒng)。 根據(jù)空氣處理設(shè)備的集中程度，空調(diào)系統(tǒng)分為：集中式空調(diào)系統(tǒng)、半集中式空調(diào)系統(tǒng)、分散式空調(diào)系統(tǒng)。集中式是指所有的空氣處理設(shè)備均設(shè)在一個(gè)空調(diào)機(jī)房內(nèi)，半集中式除了集中空調(diào)機(jī)房（主要是處理室外新風(fēng)）外，還包括分散放在空調(diào)房間的二次設(shè)備，其中多半設(shè)有冷熱交換裝置，如風(fēng)機(jī)盤管等。全分散式?jīng)]有集中空調(diào)機(jī)房，而是完全采用組合式設(shè)備向各房間進(jìn)行空調(diào)，自帶制冷機(jī)組的空調(diào)方式就屬于這一類，如各房間的空調(diào)器等。集中式和半集中式稱為中央空調(diào)，而分散式系統(tǒng)稱為局部空調(diào) 。 集中式、半集中式空調(diào)系統(tǒng)和分散式空調(diào)系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)： 空調(diào)效果好；可送新風(fēng)，保證室內(nèi)空氣新鮮度；投資抵，運(yùn)行管理方便，運(yùn)行費(fèi)用低，故障少，便于維修；設(shè)備壽命長，噪聲??；宜與裝飾配合，達(dá)到現(xiàn)代建筑要求的高檔、舒適。美觀的要求。 通過有關(guān)資料對(duì)辦公樓采用集中供冷的中央調(diào)和采用房間窗式空調(diào)器的局部空調(diào)在能耗、造價(jià)方面的比較證明：中央空調(diào)的耗電明顯降低，大約節(jié)電 30%左右。以本工程的實(shí)際情況為基礎(chǔ)，從造價(jià)比較來看，中央空調(diào)造價(jià)明顯降低，約比窗式空調(diào)低 12%~30%，綜合耗電、造價(jià)兩因素，采用冷水機(jī)組集中 供冷的中央空調(diào)系統(tǒng)最為合適。在辦公樓采用的中央空調(diào)系統(tǒng)中，又以半集中式空調(diào)系統(tǒng)居多，本設(shè)計(jì)除一樓報(bào)告廳外，均采用半集中式空調(diào)系統(tǒng)。 末端系統(tǒng)中以風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)居多，風(fēng)機(jī)盤管的空調(diào)方式是空氣 水系統(tǒng)中的主要形式，主要是由風(fēng)機(jī)、肋片管式水 空氣換熱器和接水盤組成，它的功能主要是在空氣進(jìn)入房間之前對(duì)由集中處理設(shè)備而來的空氣進(jìn)行二次處理，或者新風(fēng)由新風(fēng)機(jī)組集中處理，而房間回風(fēng)由風(fēng)機(jī)盤管處理，組成風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)的半集中式空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是： 與全空氣系統(tǒng)比較，可節(jié)省空間；布置靈活，具有個(gè)別控 制的優(yōu)越性；各房間單獨(dú)調(diào)節(jié)溫度，房間無人時(shí)，可以關(guān)掉機(jī)組，不影響其他房間的使用。節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，運(yùn)行費(fèi)用與單風(fēng)道相比可以節(jié)省 20%~30%，比誘導(dǎo)器系統(tǒng)低 10%~20%，而綜合投資費(fèi)用大體相同，甚至略低。機(jī)組定型化、規(guī)格化、易于選擇安裝，有較好的供冷能力。 對(duì)于本建筑，大多房間是辦公室、教室、會(huì)議室，層高 4m，建筑空間不大，若采用全空氣系統(tǒng)，則送風(fēng)管道和回風(fēng)管道交叉處太多，容易降低吊頂標(biāo)高，人員高度范圍的活動(dòng)受到一定的限制。針對(duì)辦公室、教室，采用空氣 水系統(tǒng)，末端采用風(fēng)機(jī)盤管加獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)。而一樓的 560 人報(bào)告廳，占據(jù)地下一層和地上一層的空間，空間大，易于安置回風(fēng)管道和送風(fēng)管道，并且全空氣系統(tǒng)的氣流組織會(huì)均勻分布于報(bào)告廳內(nèi)部，故采取全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)，末端采用組合式空調(diào)器。 3 空調(diào)負(fù)荷計(jì)算 本設(shè)計(jì)冬季熱負(fù)荷用穩(wěn)態(tài)計(jì)算法； 夏季冷負(fù)荷計(jì)算采用冷負(fù)荷系數(shù)法。 冷負(fù)荷計(jì)算原理 外墻和屋面瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷 在日射和室外氣溫綜合作用下，外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時(shí)冷負(fù)荷可按下式計(jì)算： )( 11 nn ttFKQ ???? (W) （ ） 式中： 1Q —— 外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時(shí)冷負(fù)荷， W F—— 外墻和屋面的面積， m2 K—— 外墻和屋面的傳熱系數(shù)， W/(m2℃ )，可以根據(jù)外墻和屋面的不同構(gòu)造，按照表 查??； nt1 —— 外墻和屋面冷負(fù)荷計(jì)算溫度的逐時(shí)溫度，℃，根據(jù)外墻和屋面的不同類型在表 查?。? nt —— 室內(nèi)計(jì)算溫度，℃ 必須指出式 3— 1 中的各圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷負(fù)荷溫度值都是以北京地區(qū)氣象參數(shù)為依據(jù)計(jì)算出來的，因此對(duì)不同地區(qū)和不同情況應(yīng)按下式進(jìn)行修正： ?? kkttt dnn ???? )( 139。1 （℃） （ ） 式中： dt —— 地點(diǎn)修正系數(shù)，可在表 查??； ?k —— 不同外表面換熱系數(shù)修正系數(shù)； ?k —— 不同外表面顏色系數(shù)修正系數(shù)； 以 3001 房間為例，計(jì)算外墻瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷，只說明西北方向外墻的計(jì)算。 知本建筑外墻為Ⅰ型外墻，查表得，各個(gè)時(shí)刻的西北外墻冷負(fù)荷逐時(shí)溫度 nt1 ： 表 Ⅰ型西北外墻冷負(fù)荷逐時(shí)計(jì)算溫度 nt1 （℃） 時(shí)刻 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 nt1 表 徐州市地點(diǎn)修正系數(shù) dt 方向 S SW W NW N NE E SE 水平 溫度 西北方向取 dt 為 ℃， ?k 取 ，考慮本建筑外墻為淺色外墻，故 ?k 取 ，則西北外墻瞬變傳熱冷負(fù)荷計(jì)算公式為])[( 1 ndn tkkttFKQ ??????? ??西北 表 辦公樓各圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù) K（ W/(m2℃ )） 圍護(hù)結(jié)構(gòu)部位 屋面 外墻 外窗 玻璃幕墻 隔墻 傳熱系數(shù) 3001 房間西北外墻面積為 ,室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度為 26℃，得出下表： 表 西北外墻逐時(shí)時(shí)刻冷負(fù)荷 西北Q （ KW） 時(shí)刻 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 西北Q 54 54 52 51 50 49 內(nèi)墻傳熱引起的冷負(fù)荷 當(dāng)空調(diào)房間的溫度與非空調(diào)房間的溫度差值大于 3℃時(shí)，要考慮由內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差傳熱對(duì)空調(diào)房間形成的瞬時(shí)冷負(fù)荷，可按如下傳熱公式計(jì)算： )( 12 ns ttFKQ ???? （ ） 式中： K —— 內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)， W/(m2℃ )； F —— 內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱面積， m2； st1 —— 相鄰非空調(diào)房間的平均計(jì)算溫度，℃； nt —— 夏季空調(diào)房間室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，℃ 39。11 ss ttt ?? （ ） 式中： t —— 夏季空調(diào)房間室外計(jì)算平均溫度，℃； 39。1st —— 相鄰非空調(diào)房間的平均計(jì)算溫度與夏季空調(diào)房間室外計(jì)算日平均溫度的差值，當(dāng)相鄰散熱量很少（如走廊）時(shí)，可以取 3℃；當(dāng)相鄰散熱量在 23~116W/m2時(shí)，取 5℃。 外窗瞬變傳熱引起的冷負(fù)荷 在室內(nèi)外溫差的作用下，玻璃窗瞬變熱形成的冷負(fù)荷可以按照下式計(jì)算： )( 13 nttFKQ ???? （ W ） （ ） 式中： K —— 玻璃的傳熱系數(shù)， W/(m2℃ )； F —— 內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱面積， m2； 1t —— 某地區(qū)玻璃窗的冷負(fù)荷溫度逐時(shí)值，℃； nt —— 夏季空調(diào)房間室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，℃ 由于 39。1t 是根據(jù)北京地區(qū)的氣象參數(shù)測得的玻璃窗冷負(fù)荷逐時(shí)溫度值，不同地點(diǎn)按照下式進(jìn)行修正 1t ： dttt ?? 39。11 （ ） 式中： 39。1t —— 玻璃窗冷負(fù)荷計(jì)算溫度，℃； dt —— 地點(diǎn)修正系數(shù)，℃； 透過玻璃窗的日射得熱形成的逐時(shí)冷負(fù)荷按照下式計(jì)算： LQjZ CDCFQ ???? ?m a x4 (W) （ ） 式中： F —— 玻璃窗的凈面積，是窗口面積乘以有效面積系數(shù) nC ； ZC —— 玻璃窗的綜合遮擋系數(shù)， nsZ CCC ?? 其中， sC —— 玻璃窗的遮擋系數(shù)； nC —— 窗內(nèi)遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù)； nt —— 夏季空調(diào)房間室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，℃ max?jD —— 日射得熱因數(shù)的最大值， W/m2； LQC —— 冷負(fù)荷系數(shù)，由表查得。 以 3001 房間為例，計(jì)算西北方向外窗的瞬變逐時(shí)冷負(fù)荷，西北外窗面積為 ,徐 州 市 玻 璃窗 地 點(diǎn)修 正 系數(shù) dt 取 3℃ ， 則 西北 外 窗逐 時(shí) 冷 負(fù)荷 為])[( 39。13 nd tttFKQ ?????西北 表 玻璃窗冷負(fù)荷計(jì)算逐時(shí)溫度 39。1t （℃） 時(shí)刻 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 39。1t 29 32 根據(jù)表 ，可列表得出西北外窗瞬變傳熱逐時(shí)冷負(fù)荷： 表 西北外窗瞬變傳熱逐時(shí)冷負(fù)荷 西北3Q （ KW） 時(shí)刻 8：00 9： 00 10：00 11：00 12：00 13:00 14:00 1