大剧院空调系统设计说明书.doc

目录
前 言................................................................................................................................................2
摘 要…………………………........................................................................................................3
设计任务书 ..........................................................................................................................................5
毕业设计说明书 ………………………………………………………………………......................7
第一章 负荷计算…………………………………………………………...……………............7
第二章 各空调房间送风量和新风量的计算...............................................................................52
第三章 气流组织的计算...............................................................................................................58
第四章 风、水系统的计算...........................................................................................................65
第五章 其他辅助措施...................................................................................................................80
设计总结 ………………………………………………………………….…………………….…....84
致 谢................................................................................................................................................85
参考文献 ……………………………………………………………………………..…….…….......86
附 录 ……………………………………………………………………………….……....…….87

前 言
随着社会的进步、科技的发展，暖通空调的应用越来越广泛，暖通空调系统的构造日趋复杂，人们对暖通空调系统的要求也越来越高。暖通空调工程设计是一项复杂的工作，它不仅要求设计人员掌握本专业的理论知识和具备一定的实践经验，同时还要求设计人员掌握本专业工程设计的方法、程序和相关法规、标准。毕业设计的目的就是为了培养学生综合应用所学理论知识，分析、解决实际问题的能力，锻炼学生的创造能力，也是学士学位课程最重要的综合性训练环节。
这次毕业设计的对象是大剧院的空调工程设计，目前广泛应用的中央空调系统根据输送介质的不同大致可分为以下3种类型：1.风管式空调系统，以空气为输送介质，常见有全空气式，室外冷热源可利用空气、水（地下水、地表水、城市管网）和土壤。2.冷热水空调系统，以水为输送介质，通过室外机产生空调冷热水，由管路系统分送到室内末端装置，常见风机盘管式，室外冷热源同样可利用空气、水和土壤。3.制冷剂直接输送空调系统，以制冷剂为输送介质，室外冷热源为空气。采用变频调节直流电动机转速技术或数码脉冲控制技术，实现对压缩机的变容量控制和对系统制冷剂循环量的连续控制。其最大的优点是能实现各房间单独控制，占用空间小，运行费用低，管理维护方便，不足之处是初投资较大，需要专业安装，且有制冷剂泄露的危险。
针对各类空调系统的特点，这次毕业设计最终采用的是空气----水系统，冷冻水直接送入末端装置，新风负荷由空调的末端装置承担。在设计过程中，详细计算了第一层每个房间的冷、热、湿负荷，并根据方位的不同和外墙数计算了几个有代表性的冷、热负荷指标，，力求使计算误差达到最小。
由于本人水平有限，实践经验也很不足，设计中难免存在许多不尽人意之处，衷心希望各位老师、专家批评指正。

大剧院空调工程设计
摘要：本次毕业设计是对我们建筑环境与设备工程专业四年以来所学知识的一次综合演练。大剧院空调工程设计是市的大型空调工程设计,而且剧院空调设计不同与一般的空调设计,剧院空调有其独特的地方,比如:空间大、建筑物不规则、观众厅及舞台负荷较大等。
针对剧院空调的这些特点，对系统进行精心分析，决定分区进行空调设计，即将观众厅和舞台作为一个区，后台以及后面的复式休息室作为一个区，如此各水平支管空调负荷减小，且比较容易控制。在整个设计过程中注重结合土建资料，力求暖通与建筑的完美结合，体现了庄重典雅又不失现代气息的设计理念。设计简单明了，思路清晰，便于施工、管理、维护。
为了使设计计算高效、精确、全面、合理，结合计算机的强大计算功能，利用如：OFFICE 2003中的WORD2003，EXCEL2003等以及先进的绘图工具AUTOCAD2004和天正6.0版软件进行绘图，避免了原始的手算带来的不便和偏差，得出准确可靠的工程数据。
关键词： 空调 毕业设计 大剧院
ABSTRACT：This designe is a synthesize practice for us about the knowledge of building condition we have studied for four years when we in the college.It is so big a project of the designe of air condition for Xiangtan Theatre ,and such designe is defferent from other design of air condition .Such as :the big space 、unregular building shape and the big load of the stage and audience room.
For such distinguishing feature ,we anaiyse this problem very carefully and divided this building into two districts: One district is the the stage and audience room ，and the other is the rest-room .For such designe,it can reduce the load of the branch pub and be easy to control.Pay attention to combining the building construction materials in the course of designing entirely, strive to make the perfect combination of the warm and open and building , it is refined and losing the design idea of the modern breath solemnly to reflect. The design is simple and clear , the thinking is clear , easy to construct , manage , safeguard.
Strive to be high-efficient , accurate , overall , rational to calculate to design this time , combine the strong computing function of the computer, use , for instance: WORD2003 in OFFICE 2003, EXCEL2003,etc. and advanced 6 drawing tool AUTOCAD2004 and it. 0 editions of software carry on drawing , has prevented primitive hands from being regarded as
the inconvenience and deviation brought, draw the reliable project data accurately.
KEYWORD： Air condition Graduation thesis Xiangtan Theatre

毕业设计
毕业设计任务书

（1）、设计题目
大剧院空调工程设计
（2）、设计任务
根据确定的室内、外气象条件、工建资料、人体舒适要求及冷热源情况，设计大剧院的中央空调工程及制冷机房。
二、设计依据
（1）、土建资料、如图纸
（2）、设计地区的气象、地理、冷热源资料
基本气象参数、查《采暖通风与空调工程设计规范》附表2-1
地点：湖南、 取长沙的参数
台站位置：北纬28°12，东径113°05
大气压力：冬季1019.hpa 夏季999.4hpa
年平均温度：17.2°C
室外计算干球温度：
冬 季
夏 季
采暖 0°C
空气调节 35.8°C
空调节 -3°C
通风 33°C
最低日平均 -6.9°C
空气调节日平均 32°C
通风 5°C
计算日较差 7.3
夏季空气调节室外计算湿球温度 27.7°C
最热日平均温度 29°C
室外计算相对湿度、最冷日平均 81%

最热日平均 75%
最热日14时平均 59%
室外风速：冬季最多风面平均 3.7%
冬季平均 2.8m%

第一章 负荷计算
一、空调房间冷符合计算及汇总表
1、大剧院半地下层负荷计算
半地下层的房间偏号见附图1，由土建图可知，要求进行空调设计的房间为B01~B08，忽略设备、器具、管道及其它室内热源的散热量，食品或物料的散热量，渗透空气带入室内的热量，伴随各种散湿过程产生的潜热量及内围护结构的传热，只考虑人体、照明设备的散热量，和外围护结构，即B01~B04房间的外围玻璃幕墙。
1)、对于B01号房间
面积：390m2 照明设备：25w/m2，为百炽灯照明
由《空调负荷实用计算方法》中公式4-1 得照明冷负荷：
CL=860N Ccl
N ——照明灯具所需功率
Ccl——照明散热冷负荷系数，在全天24h内室温度不能保护恒定，所以取CL=1.0
代入数据 CL=860NCa
CL=860×390×25/1000
=8385W
由《空调负荷实用计算方法》公式（4-3）得人体散热引起的冷负荷
CL=QS n1 CcL
QS——来自室内全部人员散热量
n1——群集系数
CcL——人体散热冷负荷系数，由《空调负荷实用计算方法》可知，由于本系统不能保持全天24小时室内恒定，所以取CcL =1.0
由于B01室为餐厅，以坐为主，属轻劳动强度类型房间，查《空调负荷实用计算方法》表4-3，室温为26°C，人散发的全热为134W， 而该房间人数为390×0.6=234人
QS=单位散热量×人数=134×234=31356W
参考《空调负荷实用计算方法》表4-4，取n1=0.89
代入数据 CL =QS n1 CcL
=31356×0.89×1.0
=27902W
同理对B02~B06房间列表:

照明冷负荷
人体冷负荷

面积
（m2）
照明功率
（W）/m2
冷负荷系数
照明冷负荷
（W）
人员密度
(人/m2)
全热量
（W）
冷负荷系数
群集系数
劳动强度
人体冷负荷
（W）
公式
CL=860SρCCL
CL=QSρn1 CCL=QS n1 CCL
B02
230
25
1.0
4945
1.2
181
1.0
0.89
轻
44460
B03
120
25
1.0
2580
0.5
181
1.0
0.89
轻
23197
B04
280
25
1.0
6020
0.5
407
1.0
0.89
重度
121709
B05
367
25
1.0
7890
1.2
108
1.0
0.89
静坐
52914
B06
270
25
1.0
5805
1.2
108
1.0
0.89
静坐
38928
2）、围护结构引起的冷负荷
外围结构的玻璃幕墙和玻璃门结构均为5mm厚的普通玻璃的普通玻璃，所以玻璃门均与玻璃幕墙列入一起，按外部玻璃传热进行计算，幕墙无内遮阳，查《空调负荷实用计算方法》表（2-2）5mm厚普通玻璃的过程系数Cs=0.93，无内遮挡系数，所以Gn=1.0，得此玻璃幕墙的综合遮挡系数：Cz=CS Cn=0.93
查《传热工程》附表1-4，设玻璃的传热系数，K=6.40w/m2.°C
对B01房间日射的热产生的冷负荷
查《空调负荷实用计算方法》公式（2-5）得窗户的日射得热引起的冷负荷
CL=FDJ.max Cz CCL
式中： F——窗玻璃的面积
Cz——玻璃幕墙的综合遮挡系数
DJ.max——日射得热因数最大值
CCL——冷负荷系数
玻璃面积：42×4.8=201.6m2
因的地理纬度为28°C12，属30°纬度带，由《空调负荷实用计算方法》表2-1查询西北DJ.max=415w/m2，地处北纬27°30以北，应属北区，又因玻璃幕墙无内遮阳设施，检查《空调负荷实用计算方法》表（2-5）（北区无内遮阳玻璃冷负荷系数表）得冷负荷系数值CCL，列表如下；
设计计算时刻10:00—00:00

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
0
CCL
0.20
0.21
0.22
0.22
0.28
0.39
0.50
0.56
0.59
0.31
0.22
0.21
0.19
0.18
0.17
F
201.6m2
Cz
0.93
DJ.max
415w/m2
公式
CL=FDJ.max Cz CCL
CL
15561
16340
1717
17117
21786
30345
37904
43572
45906
35120
17117
16340
14783
14005
13227
同理对B02房间

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
0
CCL
0.56
0.61
0.64
0.66
0.66
0.63
0.59
0.64
0.64
0.38
0.35
0.32
0.30
0.28
0.26
F
22.4×4.8=107.52m2
Cz
0.93
DJ.max
115w/m2
公式
CL=FDJ.max Cz CCL
CL
6400
7015
7360
7590
7590
7245
5785
7360
7360
5370
4025
3680
3450
3220
2990
同理对B03房间

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
0
CCL
0.56
0.61
0.64
0.66
0.66
0.63
0.59
0.64
0.64
0.38
0.35
0.32
0.30
0.28
0.26
F
11.2×4.8=53.8m2
Cz
0.93
CCL
1.0
DJ.max
115w/m2
公式
CL=FDJ.max Cz CCL
CL
3220
3507
3680
3795
3795
3622
3395
3680
3680
2185
2012
1840
1725
1610
1495

同理对B04房间

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
0
CCL
0.38
0.30
0.30
0.30
0.29
0.27
0.26
0.23
0.20
0.17
0.16
0.15
0.14
0.13
0.12
F
28×4.8=135m2
Cz
0.93
DJ.max
415w/m2
公式
CL=Fcz DJmax CCL
CL
19799
15631
15631
15631
15110
14068
13547
11984
10421
8858
8337
7815
7294
6773
6252
对B01房间因瞬变传热产生的冷负荷
由《空调负荷实用计算方法》以下公式求玻璃的瞬变传热引起的冷负荷
CL=FK(t1-tn)
式中： CL——玻璃幕墙瞬变传热引起的逐时冷负荷
F——玻璃幕墙的面积
K——玻璃的传热系数 K=6.40w/m2°C
tn——室内设计温度 tn =26°C
t1——玻璃幕墙的冷负荷计算温度逐时值
设计计算时刻为10:00~00:00
t1=t1+td
式中： td——地点修正值
t1——设计地点的平均室外空气计算
已知FB01=201.6m2，查《空调负荷实用计算方法》表3-1得t1值，查《空调负荷实用计算方法》表3-12 td =3°C 列表计算如下

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
0
t1
29.0
29.9
30.8
31.9
31.5
32.2
32.2
32.0
31.6
30.8
29.9
29.1
28.4
27.8
27.2
F
201.6m2
K
6.40w/m2. °C
tn
26°C
td
3°C
公式
CL=F×K×(t1+td－tn)
CL
7741
8903
10064
10967
11483
11870
11870
11612
11096
10064
8903
7870
6967
6193
5419
由于瞬变传热无朝向影响，对B02~B04房间，同样同上表计算，只是面积不同，列表如下

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
0
t1
29.0
29.9
30.8
31.5
31.9
32.2
32.2
32.0
31.6
308
29.9
29.1
28.4
27.8
27.2
K
6.40w/m2°C
tn
26°C
td
3°C
F102
107.52m2
公式
CL=F×1=（t1+tu－tu）
CLB02
4128
4748
5367
5849
6124
6330
6330
6193
5917
5367
4748
4197
3176
3303
2890

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
0
t1
29.0
29.9
30.8
31.5
31.9
32.2
32.2
32.0
31.6
308
29.9
29.1
28.4
27.8
27.2
K
6.40w/m2°C
tn
26°C
td
3°C
FB03
53.8m2
公式
CL=F×1=（t1+tu－tu）
CLB03
2064
2374
2683.5
29245
3062
3165
3165
3096.5
2958.8
2683.5
2374
2098.5
1588
1651.5
1445

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
0
T1
29.0
29.9
30.8
31.5
31.9
32.2
32.2
32.0
31.6
308
29.9
29.1
28.4
27.8
27.2
K
6.40w/m2°C
tn
26°C
td
3°C
FB04
135m2
公式
CL=F×1=（t1+tu－tu）
CLB04
5184
5962
6739
7344
7690
7949
7949
7776
7430
6739
5962
5270
4666
4147
3629
3）、对于B07，B08房间，由于人员密度小，照明，设备功率不详，所以用冷负荷概算指标法，查《采暖空调制冷手册》表（3.1—35）得冷负荷概算指标为160 w/m2。
则： CLB07 = CLB08 =冷负荷概算指标×面积=160×35=5400w
4）、本层房间空调总冷负荷
10:00
房间
B01
B02
B03
B04
B05
B06
人体
27902
44460
9665
5072
42331
41143
照明
8385
4945
2580
6020
7890.5
5805
瞬变
7741
4128
2064
5184
—
—
日射
1561
6440
3220
19799
—
—
面积
390
230
120
280
367
270
总冷
负荷
59589
59973
17529
81715
50222
36948

11:00
房间
B01
B02
B03
B04
B05
B06
人体
27902
44460
9665
50712
42331
31143
照明
8385
4945
2580
6020
7890.5
5805
日射
16340
7015
3507.5
15631
—
—
瞬变
8903
4748
2374
5962
—
—
面积
390
230
120
280
367
270
总冷
负荷
61530
61168
18127
78325
50222
36948

12:00
房间
B01
B02
B03
B04
B05
B06
人体
27902
44460
9665
50712
42331
31143
照明
8385
4945
2580
6020
7890.5
5805
日射
17117
7360
3680
15631
—
—
瞬变
10064
5367
2683.5
6739
—
—
面积
390
230
120
280
367
270
总冷
负荷
63468
62132
18608
79102
50222
36948

13:00
房间
B01
B02
B03
B04
B05
B06
人体
27902
44460
9665
50712
42331
31143
照明
8385
4945
2580
6020
7890.5
5805
日射
17117
7590
3795
15631
—
—
瞬变
10967
5849
2924.5
7344
—
—
面积
390
230
120
280
367
270
总冷
负荷
64371
62844
18965
79707
50222
36948

14:00
房间
B01
B02
B03
B04
B05
B06
人体
27902
44460
9665
50712
42331
31143
照明
8385
4945
2580
6020
7890.5
5805
日射
21786
7590
3795
15770
—
—
瞬变
11483
6124
3062
7590
—
—
面积
390
230
120
280
367
270
总冷
负荷
69556
63119
19102
79532
50222
36948

15:00
房间
B01
B02
B03
B04
B05
B06
人体
27902
44460
9665
50712
42331
31143
照明
8385
4945
2580
6020
7890.5
5805
日射
30345
7245
36225
14068
—
—
瞬变
11870
6330
3165
7949
—
—
面积
390
230
120
280
367
270
总冷
负荷
78503
62980
19033
78749
50222
36948

16:00
房间
B01
B02
B03
B04
B05
B06
人体
27902
44460
9665
50712
42331
31143
照明
8385
4945
2580
6020
7890.5
5805
日射
38904
6785
3392.5
13547
—
—
瞬变
11870
6330
3165
7949
—
—
面积
390
230
120
280
367
270
总冷
负荷
87062
62520
18803
78228
50222
36948

17:00
房间
B01
B02
B03
B04
B05
B06
人体
27902
44460
9665
50712
42331
31143
照明
8385
4945
2580
6020
7890.5
5805
日射
43572
7360
1700
11984
—
—
瞬变
11612
6193
3096.5
7776
—
—
面积
390
230
120
280
367
270
总冷
负荷
91471
68958
19022
74692
50222
36948

18:00
房间
B01
B02
B03
B04
B05
B06
人体
27902
44460
9665
50712
42331
31143
照明
8385
4945
2580
6020
7890.5
5805
日射
45906
7360
3680
10421
—
—
瞬变
11096
5917
2958.5
7430
—
—
面积
390
230
120
280
367
270
总冷
负荷
93289
62682
18884
74583
50222
36948

19:00
房间
B01
B02
B03
B04
B05
B06
人体
27902
44460
9665
50712
42331
31143
照明
8385
4945
2580
6020
7890.5
5805
日射
24120
4370
2185
8858
—
—
瞬变
10064
5367
2683.5
6739
—
—
面积
390
230
120
280
367
270
总冷
负荷
70481
59142
17114
72329
50222
36948

20:00
房间
B01
B02
B03
B04
B05
B06
人体
27902
44460
9665
50712
42331
31143
照明
8385
4945
2580
6020
7890.5
5805
日射
17117
4025
2012.5
8337
—
—
瞬变
8903
4748
2374
5962
—
—
面积
390
230
120
280
367
270
总冷
负荷
62317
58178
16632
71031
50222
36948

21:00
房间
B01
B02
B03
B04
B05
B06
人体
27902
44460
9665
50712
42331
31143
照明
8385
4945
2580
6020
7890.5
5805
日射
16340
3680
1840
7815
—
—
瞬变
7870
4197
2098
5270
—
—
面积
390
230
120
280
367
270
总冷
负荷
60507
57282
16183
69817
50222
36948

22:00
房间
B01
B02
B03
B04
B05
B06
人体
27902
44460
9665
50712
42331
31143
照明
8385
4945
2580
6020
7890.5
5805
日射
14783
3450
1725
7294
—
—
瞬变
6967
3176
1588
4666
—
—
面积
390
230
120
280
367
270
总冷
负荷
58047
56031
15558
68692
50222
36948

23:00
房间
B01
B02
B03
B04
B05
B06
人体
27902
44460
9665
50712
42331
31143
照明
8385
4945
2580
6020
7890.5
5805
日射
14005
3220
1610
6773
—
—
瞬变
6193
3303
1651.5
4147
—
—
面积
390
230
120
280
367
270
总冷
负荷
56495
55928
15507
67652
50222
36948

24:00
房间
B01
B02
B03
B04
B05
B06
人体
27902
44460
9665
50712
42331
31143
照明
8385
4945
2580
6020
7890.5
5805
日射
13227
2990
1495
6252
—
—
瞬变
5419
2890
1445
3629
—
—
面积
390
230
120
280
367
270
总冷
负荷
54943
55285
15186
66613
50222
36948
2、大剧院首层负荷计算
大剧院首层的房间偏号见附图2，由土建图可知，要求进行空调设计的房间为101~124，需考虑建筑围护结构，人体、照明的冷负荷，且不考虑内围护结构的传热，忽略设备、器具、管道及其它室内热源的散热量，食品或物料的散热量，渗透空气带入室内的热量，伴随各种散湿过程产生的潜热量。
1)围护结构
1）、外墙
结构为240mm砌砖墙，外为水泥沙浆，内为白灰粉刷导热系数为0.34m2°C；传热系数为1.97W/m2°C，热容量为435kJ/ m2°C，类型为Ⅲ型
由《空调负荷实用计算方法》公式（3-1）得外墙围护结构冷负荷
CL=Fk(t1－tn)
式中： F—墙的面积
K—墙的传热系数
tn—室内设计温度
t1—外墙的冷负荷计算温度
t1=t1+td
式中： td——地点修正值
t1——设计地点的平均室外空气计算
对于101房间
由土建图可知：房间面积29.4m2，墙面积3.6×4.2－5×2.5=10.12m2
设计计算时刻为上午10：00~下午00：00
查《空调负荷实用计算方法》表3-3，得西北t1 ，列101房间冷负荷表
时刻
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
0
t1
32
31.5
31.2
31.1
31.2
31.4
31.9
32.5
3