资源描述
2014“金牛杯”暖通空调设计大赛
夏热冬冷地区某医院建筑空调系统设计
浙 江 海 洋 学 院
参赛人员:杜泽杭 毛海勇 颜伟 曹卓朝
指导老师:刘春花
摘要
降低建筑能耗是现今建筑行业发展的趋向。医院建筑的能耗使用在行业中是一类重要代表,其具有功能繁多,要求不一、小空间多的特点。
在本次设计过程中,通过对多家三甲医院调研,了解众多医院设计方案;以及参考成功案例,寻求出团队设计特色。利用鸿业软件获得房间负荷,在DeST平台得出全年负荷变化,找出最优系统设计方案,运用eQUEST能耗模拟软件对逐月及全年能耗分析,从而寻求降低建筑能耗方案。
本设计旨在满足节能环保要求,改善综合医院建筑室内空气品质,为患者和医务人员等提供健康、适用、安全和高效的使用空间。在此前提下,考虑建筑的功能性、系统性、先进性、文化性、经济性及“四节一保”,从而设计最为适用的空调系统方案。
II
目录
摘要 II
第一章 建筑概况及设计简介 1
1.1 建筑信息 1
1.2 土建资料 2
1.3 设计规范 3
1.4 本设计要点及创新 4
第二章 建筑负荷计算 6
2.1 负荷计算依据 6
2.1.1 室外参数 6
2.1.2 围护结构参数 6
2.1.3 室内参数 7
2.1.4人员设备参数 7
2.1.5人员设备作息 7
2.1.6 DeST模型 8
2.2 全年负荷计算结果 9
2.2.1 全年冷热负荷 9
2.3 典型房间负荷计算结果 10
2.3.1空调房间冷负荷计算 10
2.3.2 空调房间热负荷计算 15
2.3.3手算冷负荷举例 16
第三章 平面分区规划 19
3.1 分区原则 19
3.2 各层分区结果 19
3.3 分区负荷统计 23
3.4 DeST分区全年满意度分析 37
第四章 焓湿图确定与风量分析 39
4.1 风量确定的依据 39
4.1.1新风量的确定 39
4.1.2送风量的确定 39
4.2 典型房间的风量确定 39
4.2.1 风机盘管加新风空调系统 39
4.2.2 全空气空调系统-输液大厅 42
第五章 气流组织设计与校核 44
5.1 房间气流分布形式 44
5.2 气流组织举例计算 44
5.2.1散流器送风计算 44
5.2.2侧送风计算 45
第六章 水力计算 47
6.1 风管水力计算 47
6.1.1 风管水力计算方法 47
6.1.2 典型系统风管水力计算 47
6.2 水管水力计算 48
6.2.1冷凝水管估算依据 48
6.2.2 典型系统水管水力计算 48
第七章 冷热源方案 51
7.1 空调季划分 52
7.2 冷热源选型原则 52
7.3 冷源选取 52
7.3.1 冷源简介 52
7.3.2 电制冷机选型 53
7.4 热源选取 54
7.4.1 热源简介 54
7.4.2 方案选取 54
7.4.3 热源设备选型 54
7.5 全楼方案的确定 55
7.5.1 供冷季供暖季方案 55
7.5.2 过渡季方案 56
第八章 设备选型 56
8.1 冷热源选型 57
8.1.1 冷水机组选型 57
8.1.2 换热器的选择 57
8.1.3 冷却塔的选型 57
8.1.4 冷热水泵的选择 58
8.1.5 冷却水循环水泵的选择 60
8.1.6 分水器和集水器的选择 61
8.1.7 膨胀水箱的选取 62
8.2 风机盘管选型 62
8.3 全空气机组选型 62
8.4 VRV机组选型 62
8.5 分体空调选型 62
8.6 恒温恒湿空调选型 63
8.7 全热交换器选型: 63
第九章 eQUEST软件介绍及模拟 64
9.1 eQUEST简介 64
9.2 建筑模型 64
9.2.1 建筑体型及围护结构参数 64
9.2.2空调房间参数设计 65
9.2.3空调系统方案 66
第十章 冷热源和空调末端全年运行自动控制策略 69
10.1 概述 69
10.2 自控系统主要监控内容 69
10.2.1冷冻站主要监控内容 69
10.3 水系统全年运行策略 69
10.3.1 冷水机组群控调节 69
10.3.2冷冻泵的控制 70
10.3.3冷却泵的控制 70
10.3.4冷却塔控制 70
10.3.5 空调热水系统控制 70
10.3.6 过渡季空调水系统控制 70
10.4 空气处理机组控制策略 71
10.4.1内区空气处理机组控制 71
10.4.2新风机组控制策略 72
10.4.3 风机盘管的控制 73
第十一章 建筑节能与经济性分析 74
11.1 本建筑节能方案 74
III
第一章 建筑概况及设计简介
1.1 建筑信息
本设计目标建筑系医院建筑,位于江西九江地区,地上15层,地下2层,空调面积约29308.78㎡,建筑楼高63m。各楼信息见下表1.1:
表 1.1 医院各层层高及功能
裙房楼层
层高(m)
附属功能
-2F
4.8
车库、设备用房、配电房、冷热源机房等
-1F
4.8
停车库、体检中心、放射科等
1F
4.8
门诊大厅等
2F
4.5
内科、妇产科、功能科、儿科、手术室、诊室等
3F
4.5
预防保健、皮肤、五官、口腔等科室科;住院部分
4F
4.5
行政办公、社区医院等;放置冷却塔
塔楼
层高(m)
附属功能
5~13F
3.9
住院病房
14F
3.9
ICU中心
15F
3.9
手术中心
本建筑各方向的视图如图1.1~1.3所示:
图1.1 建筑主视图
图1.2 建筑后视图
图1.3 建筑侧视图
1.2 土建资料
本医院建筑为三级甲等医院,整体结构体系为框架结构。根据本建筑设计要求以及查询《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012》、《公共建筑节能设计标准》,最后确定本建筑的建筑围护结构信息详见下表1.2~表1.4,其它围护结构在设计说明中未给出明确要求,我们根据相关的规范自行设定。
表 1.2 建筑物围护结构基本信息
围护结构
材料
围护结构夏季传热系数(W/(㎡·K))
围护结构延迟
(h)
围护结构衰减系数
外墙
墙体构造表第3号类型
0.56
9.1
0.34
外窗
蓝灰色铝合金中空玻璃窗
3.2
0.4
1
屋面
屋面构造表第3号类型
0.73
10.5
0.16
表 1.3 外窗(含凸窗)热工性能
朝向
东
南
西
北
注:外窗气密性全为6级玻璃透明幕墙气密性均为4级
传热系数
(W/(㎡*K))
3.20
3.30
3.28
3.27
综合遮阳系数Sw
0.27
0.27
0.27
0.27
可见光透射比
0.28
0.28
0.28
0.28
可开启面积比
0.50
0.50
0.52
0.51
1.3 设计规范
为更好贯彻节能设计理念,在设计过程中,我们严格按照各类国家与地方节能设计规范进行;同时,我们也参考了一些其他规范的意见,相关的标准规范如下表1.5所示:
表 1.5 规范设计
标准序号
标准名称
标准号
1
暖通空调制图标准
GB/T 50114-2010
2
民用建筑供暖通风与空气调节设计规范
GB 50736-2012
3
通风与空调工程施工质量验收规范
GB50243-2002
4
公共建筑节能设计标准
GB50189-2005
5
绿色医院建筑评价标准
CSCU/GBC 2-2011
6
建筑设计防火规范
GB50016-2006
7
锅炉房设计规范
GB50041-2008
8
城镇燃气设计规范
GB50028-2006
9
全国民用建筑工程设计技术措施
2009
10
实用供热空调设计手册
第二版
11
综合医院建筑设计规范
2004发布
12
综合医院建设标准
08年修改版
13
夏热冬冷地区居住建筑建筑节能设计标准
JGJ 134- 2001
14
夏热冬冷地区采暖期/空调期划分对居住建筑能耗限值的影响分析
1002- 8528( 2007) 08-0027- 05
1.4 本设计要点及创新
本设计遵循“节能、降耗、减排及提高能源的综合利用效率”的设计理念,具体针对目标建筑的地理位置及功能需求,结合已有的工程实践成果和建筑节能研究成果,在传统方法的基础上进行空调系统的方案设计。具体说来,本设计主要有以下设计特点:
1)运用软件科学设计
运用DeST软件进行建筑全年8760小时逐时负荷计算,分析建筑全年负荷特征,使用鸿业负荷计算软件进行负荷计算与统计,在此基础上进行空调设计;运用DeST软件进行建筑全年能耗分析以及系统方案满意度分析,再由eQUEST软件进行建筑详细的能耗分析,并针对各类影响因素进行调整对比,从而确保系统方案是符合可行性、经济性、节能性原则的。
2)空调分区以及方案选择
首先,依据负荷特性我们进行了内外分区。建筑临近外墙的区域在冬季需要供暖,而进深3-5m的区域由于存在人员设备的产热需要供冷,如果进行此类区域的空调方案设计时没有考虑内区的存在冬季空调时统一送风,可能会出现外冷内热的室内环境,极大地影响舒适性。
本设计中,我们考虑到内外区冬季的负荷特性差异,将一楼输液大厅、二楼东侧妇科等作为典型的内区区域,经过分析比较最终选用了全空气系统。其次,参考负荷及建筑结构特点我们进行了空调系统分区。在对本建筑进行分区设计时,按照控制标准(如温湿度、洁净度、噪声要求)、使用时间、负荷特点(如冷/热性质、峰谷值出现时间、显热/潜热得热比例)一致的原则进行分区,如诊室、治疗室和办公室等。而其他一些房间,如心电室和碎石室,尽管功能不相同,但是如果负荷特性差异不大,作息时间基本相同,则可以划入同一分区。
在设计方案确定时,对于门诊大厅、输液大厅及周边功能区域采用全空气系统,而在病房、诊室等多数功能房间采用风机盘管加新风的系统。详见“第三章平面分区规划”。
对于过渡季节,根据DeST模拟过渡季逐时冷热负荷以及冷机的运行效率分析,如果全部采用冷机承担负荷这是非常不经济、不节能的,而九江市过渡季室外温度较适宜,大部分时间室内冷热负荷较小,所以我们最终决定采用“新风+冷机”承担过渡季负荷的方案。详见“第 7.5.2节过渡季方案”。
3)空调冷热源设计及主要设备选型
按照经济性、节能性和可行性的原则,我们在电制冷冷机选型时,通过DeST计算出的供冷季逐时冷负荷作出累计频率分布图进行合理分析详见“第七章冷热源方案、第八章冷热源设备选型”。
4) 全年控制策略
全年控制在不同负荷下冷机运行模式的确定上,从经济性和节能性出发,考虑冷机的高效冷负荷工作区段,基于不同台数冷机的配合,作出理论上可能实现的所有不同冷机台数组合运行模式下对应的理论高效冷负荷区段,根据理论优化后确定实际的冷机运行模式,并采用自控系统根据实际负荷的变化对冷热源进行全年调控,大大减少能耗。同理对空调末端进行优化分析选择全年运行方案。详见“第十章冷热源和空调末端全年控制策略”。
5) 设计特色
典型房间的方案选择
1) 地下一层信息中心、药房及一层门诊药房:采用恒温恒湿空调
2) 一楼门诊大厅:采用地板送风
3) 输液大厅:大空间内区,采用全空气系统详细过程见4.2.2。
4) 多功能厅:采用热回收技术
5)地下一层附属房间:采用独立vrv机组
6)地下二层管理用房:采用分体空调
项目特点及新技术
1) 热回收技术:
a、 新风热回收(在前面已有叙述);
b、冷水机组热回收:空调房间的冷负荷(即热量)通过蒸发器进入制冷剂循环,变成冷凝排热的一部分,再通过冷却水循环排到大气中去。因此,对于常规空调制冷机,其主要作用是空气调节,空调系统的冷凝热直接排放到大气中未加以利用。制冷机组在空调工况下运行时向大气环境排放大量的冷凝热,通常冷凝热可达制冷量的1.15~1.3倍。大量的冷凝热直接排入大气,白白散失掉,造成较大的能源浪费,这些热量的散发又使周围环境温度升高,造成严重的环境热污染。由此可见,主机上产生的热量很大,于是我们在该设计中予以考虑。我们选用板式换热器进行热量交换,然后将该热量接至生活热水系统低温水箱。其示意图如下。
2) 软件模拟与分析:
a、 鸿业软件:鸿业软件可以输出每个房间负荷量,以及各个房间负荷量的组成,可以确定各房间供风方式,以及对于系统的确立。
b、 Dest软件:dest软件可以输出该项目全年逐时冷热负荷,并可对房间满意度,主机及其他设备满意度提供数据支撑,便于我们对该空调系统设计的初步检查。
c、 Equest软件:equest软件可以输出逐月能耗使用量,以及各设备在能耗使用中所占比例,从而对我们在能源使用与控制方面提供了数据,对后期运行控制提供了方便;equest还可以通过调整项目各项参数,从而检验该建筑设计是否合理,在一定程度上给与我们设计者更好的建议与方向。
第二章 建筑负荷计算
2.1 负荷计算依据
设计中使用鸿业暖通空调负荷计算软件计算各房间具体负荷。鸿业软件计算负荷是计算一年中典型日的逐时冷负荷,不可能对全年建筑的负荷情况进行计算,一方面由于全年逐时室外气象参数的缺少,另一方面由于计算量的巨大。在此基础上利用DeST软件对空调系统进行全年逐时模拟分析,能够更精确的算出建筑或者每个空调系统,甚至是每个房间的逐时冷热负荷。结合两者的计算结果同时分析,更有利于我们对于系统的设计。Dest建模过程中参考的标准规范参见1.3 节,计算前需要依据建筑CAD 图纸建模,同时需要对模型中的相关的室外、围护结构、室内及人员设备等参数进行设定。
2.1.1 室外参数
使用DeST软件模拟九江全年各天室外干球温度如下图:
图2.1 九江全年逐时室外干球温度
图2.2 九江各天温度统计
图2.3 九江全年温度分布统计图
2.1.2 围护结构参数
DeST 平台提供了各种围护结构的参考构件,计算前需要对模型中的围护结构予以设定。具体建筑材料及构造做法已经在节1.2土建资料中详细介绍,这里不再赘述。
2.1.3 室内参数
由《综合医院建筑设计规范》、《全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调•动力》确定房间室内温湿度和新风量,列出典型房间室内温湿度和新风量,见表2.1:
表 2.1典型房间设计参数
季节
夏季
冬季
新风量
风速(m/s)
0.15~0.30
0.10~0.20
房间
温度/℃
相对湿度/%
温度/℃
相对湿度/%
办公室
25
55
20
45
30
示教室
26
65
17
50
14
值班室
25
55
20
45
30
注射室
25
55
20
45
30
观察室
25
55
20
45
30
诊室
25
55
20
45
30
双人间
25
55
20
45
30
医生办公室
25
55
20
45
30
视频会议室
25
60
18
50
30
2.1.4人员设备参数
由《综合医院建筑设计规范》、《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012》确定房间室内人员、设备参数,列出典型房间人员设备参数,见表2.2:
房间类型
单位面积设备功率值
(W/㎡)
单位面积灯光功率值
(W/㎡)
单位面积人数
(人数/㎡)
劳动强度
诊室
13
11
0.1
静坐
病房
5
20
0.1
静坐
办公室
13
11
0.1
静坐
观察室
5
20
0.1
静坐
会议室
5
20
0.4
静坐
表2.2 典型房间人员设备参数
2.1.5人员设备作息
在本医院设计中,大部分功能房间的时间指派是按人员办公建筑工作时间(7:00~19:00)选择的,其他如病房等功能房间是按全天工作选择的,如下图:
图 2.4 人员办公建筑工作时间指派
图 2.5 全天工作时间指派
2.1.6 DeST模型
使用DeST软件进行建筑建模,模型图如图2.6 所示。
图2.6 DeST模型图
2.2 全年负荷计算结果
2.2.1 全年冷热负荷
通过DeST 软件的计算,得到建筑全年逐时空调负荷、全年逐时单位面积空调负荷如下图,横轴表示全年8760个小时。
图2.7 建筑全年逐时单位面积空调负荷
图 2.8 建筑全年逐时空调负荷
使用DeST软件模拟建筑全年负荷统计报表,见表2.3:
表2.3 建筑全年负荷统计
项目统计
单位
统计值
总建筑空调面积
m2
29308.78
项目负荷统计
全年最大热负荷
KW
1805.77
全年最大冷负荷
KW
3864.41
全年最大加湿量
kg/h
630.45
全年累计热负荷
KW·h
1930471.24
全年累计冷负荷
KW·h
4229522.42
全年累计加湿量
kg
494471.63
项目负荷面积指标
全年最大热负荷指标
W/m2
61.61
全年最大冷负荷指标
W/m2
131.85
全年最大加湿量指标
g/h/m2
21.51
全年累计热负荷指标
KW·h/m2
65.87
全年累计冷负荷指标
KW·h/m2
144.31
全年累计加湿量指标
kg/m2
16.87
项目分季节负荷指标
采暖季热负荷指标
W/m2
19.21
空调季冷负荷指标
W/m2
45.86
结合图与表格,我们可以知道本建筑夏季最大冷负荷为3865W,冬季最大热负荷为1806W;夏季单位面积最大冷负荷为132W,冬季单位面积最大热负荷62W;热负荷出现在11月初至第二年的4月初,并在1月下旬达到最大值;冷负荷全年都存在,并在8月初达到最大值。而且从图中可以看出,在冬季供暖季,建筑中仍有部分冷负荷,这是由于建筑中存在内区特性的房间需要全年供冷所致。
2.3 典型房间负荷计算结果
2.3.1空调房间冷负荷计算
2.3.1.1 屋面传热引起的冷负荷
在日射和室外气温综合作用下,屋面传热引起的空调冷负荷,按照公式计算: (2-1)
式中 ——屋面瞬变传热引起的逐时冷负荷,W;
A —— 屋面面积,m2;
K —— 屋面的传热系数,W/(m2· ℃),本工程屋面查得K =0.73W/(m2· ℃);
—— 设计地点屋面的冷负荷计算温度的逐时值,℃;
Δ——地区温度修正值,这里取1;
——室内设计温度,℃;查《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012》确定空气调节房间室内设计温度;
2.3.1.2 外墙传热引起的冷负荷
在日射和室外气温综合作用下,外墙传热引起的空调冷负荷,按照公式计算:
(2-2) 式中: ——外墙瞬变传热引起的逐时冷负荷,W;
A——外墙面积,m2
K——外墙的传热系数,取0.56W/(m2· ℃);
——设计地点外墙的冷负荷计算温度的逐时值,℃;
Δ ——地区温度修正值,这里取+1;
——室内设计温度,℃;查《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012》确定舒适性空气调节对应房间室内设计温度;
查《实用供热空调设计手册》得各作用时刻的逐时值如下表2.5:
表2.5 外墙各时刻值
作用时刻
朝向
S
WS
W
WN
N
EN
E
ES
零
7:00
33
35
36
35
33
34
35
34
33
8:00
33
35
35
35
33
34
34
34
32
9:00
33
34
35
34
33
34
35
34
32
10:00
33
34
35
34
33
34
35
34
32
11:00
33
34
35
34
33
35
36
35
32
12:00
33
34
35
34
33
36
37
36
32
13:00
34
34
35
34
34
36
38
36
33
14:00
34
35
35
34
34
37
39
37
33
15:00
35
35
35
35
34
37
39
38
34
16:00
35
36
36
35
35
38
40
38
34
17:00
36
37
37
36
35
38
40
39
35
18:00
37
38
38
37
36
38
40
39
35
19:00
37
39
40
38
36
39
40
39
35
2.3.1.3 透过无外遮阳玻璃窗太阳辐射热形成的逐时冷负荷
(1) 外窗温差传热形成的冷负荷
在室内外温差作用下,玻璃窗瞬变传热形成的空调冷负荷,由公式计算:
(2-3) 式中 ——玻璃窗瞬变传热引起的逐时冷负荷,W;
——窗框修正系数,这里取1.3;
——玻璃窗面积,m2
——玻璃窗的传热系数,W/(m2·℃)。本工程外窗的传热系数 K =3.2W/m2;
——玻璃窗的冷负荷计算温度的逐时值,℃;
——地点修正值,这里取0;
——室内设计温度,℃ ;查《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012》确定舒适性空气调节对应房间室内设计温度。
查《实用供热空调设计手册》得各作用时刻的逐时值如下表2.6:
表2.6 玻璃窗温差传热的冷负荷计算温度的逐时值
作用时刻
作用持续时间
7:00
30
14:00
35
8:00
31
15:00
35
9:00
32
16:00
35
10:00
32
17:00
35
11:00
33
18:00
34
12:00
34
19:00
34
13:00
35
平均值
33.5
(2) 透过只有内遮阳玻璃窗的日照得热形成的冷负荷
透过只有内遮玻璃窗进入室内的日照得热形成的冷负荷 按以下公式进行计算:
(2-4)
式中 ——透过玻璃窗的日照的热形成的逐时冷负荷,W;
A——窗面积;
——窗的构造修正系数,这里取0.43;
——地点修正系数,;
——内遮阳系数,这里取0.6;
——计算时刻下,透过无窗玻璃太阳辐射的冷负荷强度,W/㎡。
查《实用供热空调设计手册》得玻璃窗各方向太阳辐射冷负荷强度的地点修正系数Xd,见表2.7:
表2.7 玻璃窗太阳辐射冷负荷强度的地点修正系数Xd
城市
S
WS 、 ES
W、E
EN、WN
N
水平
九江
0.90
1
1.08
1.09
0.95
1.04
查《实用供热空调设计手册》得各计算时刻冷负荷强度逐时值于表2.8:
表2.8 窗玻璃逐时冷负荷强度
遮阳类型
作用时刻
朝 向
S
WS
W
WN
N
EN
E
ES
水平
内遮阳
7:00
50
52
53
52
81
280
321
186
158
8:00
74
76
77
76
86
335
417
273
297
9:00
99
99
100
99
103
325
452
329
448
10:00
131
116
117
117
118
258
402
330
570
11:00
162
128
129
128
129
189
296
286
657
12:00
180
152
134
134
134
168
207
215
705
13:00
182
222
194
138
136
159
181
175
715
14:00
165
296
314
194
133
148
164
158
683
15:00
138
342
420
281
124
135
145
141
605
16:00
114
336
462
346
110
115
122
119
478
17:00
90
284
433
353
106
91
96
94
332
18:00
61
187
316
274
96
63
67
65
198
19:00
30
81
126
105
38
32
35
33
112
2.3.1.4人员散热引起的冷负荷
人体显热散热形成的计算时刻冷负荷:
(2-5)
——群集系数;
——计算时刻空调房间内的总人数;
——名成年男子小时显热散热量,W;
——人员进入空调房间的时刻,点钟;
—从人员进入房间时算起到计算时刻的时间,h;
人体潜热散热形成的冷负荷
(2-6)
——名成年男子小时潜热散热量,W。
查《实用供热空调设计手册》得表2.9群集系数:
表2.9 某些场所的群集系数
典型场所
人均面积指标(人)
普通办公室
4
会议室
2.5
走廊
50
病房
4
查《实用供热空调设计手册》人体显热散热逐时冷负荷系数得表2.10:
表 2.10人体显热散热的冷负荷系数
工作总时间(h)
从开始工作时刻算起到计算时刻的持续时间τ-T (h)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12
0.5
0.78
0.85
0.89
0.92
0.93
0.95
0.95
0.96
0.97
0.97
0.97
2.3.1.5照明散热引起的冷负荷
荧光灯散热形成的计算时刻冷负荷:
(2-7)
n1——同时使用系数,当缺少数据时可取0.6~0.8;
——灯具安装功率,单位面积功率为11W/㎡;
—从开灯时刻时算起到计算时刻的时间,h;
查《实用供热空调设计手册》灯具散热逐时冷负荷系数得表2.11:
表2.11 灯具散热的冷负荷系数
工作总时间
(h)
从开始工作时刻算起到计算时刻的持续时间τ-T (h)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12
0.39
0.72
0.81
0.86
0.89
0.91
0.93
0.94
0.95
0.96
0.96
0.96
2.3.1.6 设备散热引起的冷负荷
办公及电器设备的散热量
当办公设备的类型和数量事先无法确定时,可按下表给出的电器设备功率密度推算空调区的办公设备散热量。
此时空调区电器设备的散热量可按下式计算:
(2-13)
--空调面积,㎡;
--电器设备的功率密度,W/㎡,查《实用供暖空调设计手册》见表2.14:
表2.14 电器设备的功率密度
建筑类别
房间类别
功率密度(W/㎡)
办公建筑
普通办公室
20
高档办公室
13
会议室
5
走廊
0
其他
5
设备显热形成的计算时刻冷负荷可按下式计算:
(2-14)
--热源的显热散热量;
--τ-T时间设备、器具散热的冷负荷系数,见表2.15:
开机总时数(h)
从开机时刻算起到计算时刻的持续时间τ-T(h)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12
0.77
0.90
0.93
0.95
0.96
0.97
0.97
0.98
0.98
0.98
0.98
0.99
表 2.15设备、器具显热散热的冷负荷系数
2.3.1.7 渗透空气显热冷负荷
本设计空调房间已维持足够的正压,故不考虑这部分负荷。
2.3.2 空调房间热负荷计算
2.3.2.1围护结构传热耗热量的计算
(2-15)
(围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量)
式中 ——围护结构传热耗热量,W;
——围护结构传热系数,W/(m2.℃);
——围护结构的面积,;
——冬季室内计算温度,℃ ,取=18℃;
——空调室外计算温度,℃, 取=-6℃;
——围护结构的温差修正系数;
——朝向修正率,%;
其中,北、东北、西北 0%~10%
东、西 -5%
东南、西南 -10%~-15%
南 -15%~-30%
——风力附加率,%;
2.3.2.2冷风渗透耗热量
本设计中可以保证空调房间正压,故不必考虑冷风渗透耗热量。
2.3.3手算冷负荷举例
以二层诊室2006为例计算:
表2.16 诊室2006房间冷负荷计算表
西南外墙冷负荷(W)
作用时刻
A
K
Δ
tn
Qc(τ)
7:00
19.35
0.56
35
+1
25
119.20
8:00
19.35
0.56
35
+1
25
119.20
9:00
19.35
0.56
34
+1
25
108.36
10:00
19.35
0.56
34
+1
25
108.36
11:00
19.35
0.56
34
+1
25
108.36
12:00
19.35
0.56
34
+1
25
108.36
13:00
19.35
0.56
34
+1
25
108.36
14:00
19.35
0.56
35
+1
25
119.20
15:00
19.35
0.56
35
+1
25
119.20
16:00
19.35
0.56
36
+1
25
130.03
17:00
19.35
0.56
37
+1
25
140.87
18:00
19.35
0.56
38
+1
25
151.70
19:00
19.35
0.56
39
+1
25
162.54
外窗温差传热形成的冷负荷 (W)
作用时刻
A
K
tn
Qc(τ)
7:00
1.3
4.41
3.2
30
0
25
91.73
8:00
1.3
4.41
3.2
31
0
25
110.07
9:00
1.3
4.41
3.2
32
0
25
110.07
10:00
1.3
4.41
3.2
32
0
25
128.42
11:00
1.3
4.41
3.2
33
0
25
146.76
12:00
1.3
4.41
3.2
34
0
25
165.11
13:00
1.3
4.41
3.2
35
0
25
183.46
14:00
1.3
4.41
3.2
35
0
25
183.46
15:00
1.3
4.41
3.2
35
0
25
183.46
16:00
1.3
4.41
3.2
35
0
25
183.46
17:00
1.3
4.41
3.2
35
0
25
183.46
18:00
1.3
4.41
3.2
34
0
25
165.11
19:00
1.3
4.41
3.2
34
0
25
165.11
透过只有内遮阳玻璃窗的日照得热形成的冷负荷(W)
作用时刻
A
Qc(τ)
7:00
9.45
0.43
1.09
0.6
52
138.19
8:00
9.45
0.43
1.09
0.6
76
201.97
9:00
9.45
0.43
1.09
0.6
99
263.10
10:00
9.45
0.43
1.09
0.6
116
308.27
11:00
9.45
0.43
1.09
0.6
128
340.16
12:00
9.45
0.43
1.09
0.6
152
403.94
13:00
9.45
0.43
1.09
0.6
222
589.97
14:00
9.45
0.43
1.09
0.6
296
786.63
15:00
9.45
0.43
1.09
0.6
342
908.87
16:00
9.45
0.43
1.09
0.6
336
892.93
17:00
9.45
0.43
1.09
0.6
284
754.74
18:00
9.45
0.43
1.09
0.6
187
496.96
19:00
9.45
0.43
1.09
0.6
81
215.26
人员散热引起的冷负荷(W)
作用时刻
φ
n
q1
Qc(τ)
q2
Qc
合计
8:00
0.96
2
66
0.5
63.36
68
130.56
193.92
9:00
0.96
2
66
0.78
98.84
68
130.56
229.4
10:00
0.96
2
66
0.85
107.72
68
130.56
238.28
11:00
0.96
2
66
0.89
112.83
68
130.56
243.39
12:00
0.96
2
66
0.92
116.62
68
130.56
247.18
13:00
0.96
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