暖通毕业设计说明全套.doc

目录第一章工程概况11.1工程概况11.2各层功能说明11.3设计要求1第二章空调负荷计算42.1、室内、外计算参数的选择42.1.1 室外空气计算参数42.1.2 室内空气计算参数42.2 建筑物的热工参数52.3空调冷负荷计算52.3.1空调冷负荷计算原则52.3.2学生宿舍5346号房间冷负荷计算62.3.2.1围护结构冷负荷62.3.2.2新风冷负荷92.3.2.3总冷负荷92.3.3负荷计算简表11第三章 方案设计243.1空调系统比较243.1.1全空气系统优缺点243.1.2风机盘管加新风系统优缺点243.2空调系统方案确定243.2.1空调系统选择243.2.2空调水系统分区243.2.3空调新风系统分区253.3空调方案实施27第四章 空调风系统设计284.1 空调系统具体方案284.2 送风量的确定284.2.1设计实例284.3 气流组织设计294.3.1活动室、俱乐部气流组织选择294.3.2宿舍气流组织选择294.3.3气流分布要求294.4风口的选择304.4.1计算步骤304.4.2风口选择结果314.5 设备选择314.5.1风机盘管选择314.5.2新风机组选择384.6新风系统水力计算394.6.1 风道水力计算步骤394.6.2以一层一区新风机组为例计算404.6.3风管阻力汇总41第五章 空调水系统设计435.1 水系统概述435.1.1 两管制水系统的特点435.1.2 闭式系统的特点435.1.3 同程和异程系统的选择435.1.4 水系统方案的确定435.2 冷冻水系统的设计435.2.1冷冻水系统设计步骤435.2.2冷冻水系统水力计算445.2.3冷冻水系统各立管水力计算465.3 冷冻水泵的选型475.3.1 冷冻水泵设计规范475.3.2冷冻水泵选型485.3冷水机组设计485.4 冷却水系统的设计485.4.1冷却塔的选型485.4.2冷却水泵的设计495.5凝水系统的设计49第六章其他设备设计516.1定压设计516.1.1膨胀水箱的配置与计算51第七章 通风与防排烟设计537.1 防排烟的方式537.2 空调建筑的防火防烟措施537.3 通风、防排烟设计54第八章 管道保温设计的考虑558.1 管道保温的一般原则558.2 管道保温层厚度的确定55第九章 空调系统消声减振的设计方案569.1 空调系统消声设计569.2 空调系统减振设计56参考文献57附录：文献翻译58致谢82第一章工程概况1.1工程概况本建筑物为杭州地区某宿舍楼,建筑面积约为32652m2,使用区域主要为起居室、活动室等，地上每栋建筑有5层，地下1层，层高为每层4.2米，地上总楼高为21米，地下总楼高为4.2米。1.2各层功能说明表1-1建筑各层功能说明学生区负一层活动室一层四人居室、门厅、俱乐部二层五层四人居室、俱乐部1.3设计要求1）根据设计手册和房间需求，提供舒适性空调；2）室内机采取隐藏式安装，室外机相对集中安装，有效利用更多空间；3) 空调工程初投资合理、安装维护简便； 图1-1工程平面图图1-2一区二层平面图图1-3二区五层平面图（1）图1-4二区五层平面图（2）图1-5三区五层平面图（1）图1-6三区五层平面图（2） 图1-7四人居室、俱乐部大样图第二章空调负荷计算2.1、室内、外计算参数的选择2.1.1 室外空气计算参数表2-1杭州市暖通空调室外设计参数地理位置经度120.16纬度30夏季气象参数冬季气象参数空调室外干球计算温度35.7室外采暖计算温度-1空调室外湿球计算温度28.5室外空调计算温度-4空调日平均温度31.5室外通风计算温度4室外通风计算温度33最冷月平均相对湿度（%）77最热月平均相对湿度（%）80平均风速（m/s）2.3风速（m/s）2.2最多风向平均风速（m/s）3.6大气压力（Pa）100050大气压力（Pa）102090大气透明度5冬季冷风渗透量朝向修正方向修正系数方向修正系数东0.2东南0.1南0.2西南0.2西0.4东北0.65北1西北12.1.2 室内空气计算参数 表2-2空调房间室内计算参数房间类型夏季冬季新风量(m3/h人)温度（）相对湿度（）温度（）相对湿度（）活动室2550185030四人居室2550205030俱乐部25501850302.2 建筑物的热工参数表2-3建筑物热工参数材料传热系数（W/m2）外墙240mm页岩烧结多孔承重砖墙+40mm聚苯粒保温抹面0.97内墙20 mm水泥砂浆+240 mm砖墙+ 20mm水泥砂浆1.974屋面内粉刷（20mm）+钢筋混凝土（35mm）+水泥砂浆（20mm）+隔气层（5mm）+水泥膨胀珍珠岩350（200mm）+水泥砂浆（20mm）+卷材防水（5mm）+砾砂外表层（5mm）0.49楼板7mm五夹板+370mm热流向下（水平、倾斜）60mm以上+80mm钢筋混凝土+25mm水泥砂浆+25mm大理石0.508外窗PVC框+Low-E中空玻璃6+12A+6遮阳型2.444内门木框夹板门2.504外门节能外门3.022.3空调冷负荷计算2.3.1空调冷负荷计算原则冷负荷计算主要采用冷负荷系数法，各参数和主要公式主要来自文献民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB 507362012、空气调节设计手册（第二版）。空调冷负荷主要由以下几个部分组成：围护结构冷负荷；新风冷负荷；设备、照明冷负荷；人员散热冷负荷。考虑到非空调房间与空调房间温度相差不大于3，内墙、内窗、楼板、地面的冷负荷不考虑；空调房间正常工作是处于正压，空气渗透冷负荷、外门开启冷负荷不考虑。2.3.2学生宿舍5346号房间冷负荷计算2.3.2.1围护结构冷负荷（）屋顶冷负荷由空气调节附录2-9中查得，K=0.49W/m2，衰减系数=0.33，衰减度=52.91，延迟时间=10.1h。从附录2-11查得扰量作用时刻-时的杭州市屋顶负荷温差的逐时值t-，即可按式 (2-1)算出屋顶的逐时负荷，计算结果列于表2-4中。 CLQ=KFt- (2-1)式中 计算时间，h； 维护结构表面受到周期为24h谐性温度波作用，温度波传到内表面的时间延迟，h；-温度波的作用时间，即温度波作用于维护结构外表面的时间，h； K围护结构传热系数，W/m2； F围护结构计算面积，m2； t-作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差。表2-4屋顶冷负荷（）计算时刻7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00t-23212019181716151413131415K0.49F27.54CLQ310 283 270 256 243 229 216 202 189 175 175 189 202 （2）北外墙冷负荷由空气调节附录2-9中查得，K=0.97W/m2，延迟时间=10.3h。从附录2-10查得扰量作用时刻-时的杭州市墙体负荷温差的逐时值t-，即可按式（2-1）算出墙体的逐时负荷，计算结果列于表2-5中。表2-5北外墙冷负荷（）计算时刻7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00t-891010111112121212121111K0.97F12.676CLQ98 111 123 123 135 135 148 148 148 148 148 135 135 （3）东外墙冷负荷由空气调节附录2-9中查得，K=0.97W/m2，延迟时间=10.3h。从附录2-10查得扰量作用时刻-时的杭州市墙体负荷温差的逐时值t-，即可按式（2-1）算出墙体的逐时负荷，计算结果列于表2-6中。表2-6东外墙冷负荷（）计算时刻7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00t-15161616161616161514131312K0.97F34.02CLQ184 197 197 197 197 197 197 197 184 172 160 160 111 （2） 北外窗冷负荷瞬变传热得热形成冷负荷由空气调节附录2-12中查得各计算时刻的负荷温差t，计算结果列于表2-7。表2-7北外窗瞬时传热冷负荷（）计算时刻7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00t3.6 4.3 5.1 6.0 6.7 7.5 8.0 8.5 8.8 8.9 8.7 8.3 7.7 K2.444F5CLQ44 53 62 73 82 92 98 104 108 109 106 101 94 日射的热形成冷负荷由空气调节附录2-13中查得各计算时刻的负荷强度Jj，按式（2-2），计算结果列于表2-8。CLQj=xgxdCnCsFJj （2-2）式中 xg窗的有效面积系数； xd地点修正系数；Jj计算时刻时，透过单窗口面积的太阳总辐射形成的冷负荷，简称负荷强度，W/m2； Cs窗玻璃的遮挡系数； Cn窗内遮阳设施的遮阳系数。表2-8日射的热冷负荷（）计算时刻7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00Jj48 46 53 63 71 76 76 74 69 63 66 67 30 xg0.75 xd1.06 Cn0.6 Cs0.55 K2.444F5CLQ154 147 170 202 228 244 244 237 221 202 212 215 96 最后将前面各项逐时冷负荷值汇总与表2-9。表2-9围护结构各项冷负荷汇总（）计算时刻7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00屋顶负荷310283270256243229216202189175175189202北外墙负荷98111123123135135148148148148148135135东外墙负荷184197197197197197197197184172160160111北外窗传热负荷4453627382929810410810910610194北外窗日射的热负荷15414717020222824424423722120221221596总计7907918228518858979038888508068018006382.3.2.2新风冷负荷夏季新风冷负荷按照公式（2-3）计算，CLxf=1000Q（hwhN）3600 （2-3）式中CLxf新风冷负荷，W； 空气密度，kg/m3； Q新风量，m3/h； hw室外焓值，KJ/kg干空气；hN室内焓值，KJ/kg干空气。新风量按人均新风量计算，每人新风量为30m3/人h，每房间人数为4人，120m3/h。新风负荷为CLxf=10001.2120（92.850.8）3600=1680 W2.3.2.3总冷负荷将围护结构冷负荷与新风冷负荷加和后可得到房间总负荷，汇总与表2-10。表2-10总负荷汇总（）计算时刻7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00围护结构总冷负荷790791822851885897903888850806801800638新风冷负荷1680168016801680168016801680168016801680168016801680人体负荷361361361361361361361361361361361361361照明负荷81818181818181818181818181设备负荷158158158158158158158158158158158158158总冷负荷30703071310231313165317731833168313030863081308029182.3.2.4学生宿舍5346号房间冷负荷的分析图2-1围护结构总冷负荷图2-2房间总冷负荷房间总冷负荷与围护结构冷负荷变化一致，7:0013:00区间内呈现平稳的上升趋势，在13：00大道一天中最大值，之后呈现较为平缓的下降趋势，但在18：0019:00区间内下降趋势较为明显。联系当地的气象条件不难得出结论，房间负荷变化的主要因素为日照条件，在日照充足的时刻房间负荷较大，在日照较弱的时刻，房间负荷急剧减少。图2-3房间各项负荷饼图分析负荷最大时刻各项负荷在总负荷中所占百分比不难看出，在宿舍这种建筑中冷负荷的主要来源为新风负荷，并且新风负荷与人员数成正比例关系，所以人员数量的变化对于这样的建筑冷负荷的影响较大，控制室内人数的变化是控制室内冷负荷的关键。2.3.3负荷计算简表负荷计算使用天正软件进行计算，计算结果列于表2-11中。83 第三章 方案设计3.1空调系统比较3.1.1全空气系统优缺点全空气系统是指室内负荷全部由经过处理的空气来负担的空调系统。全空气系统具有以下优点：有专门的过滤段，有较强的空气除湿能力和空气过滤能力；送风量大，换气充分，空气污染小；集中处理空气，能较好的实现全年控制和运行调节；空调机置于机房内，运转、维修容易，能进行完全的空气过滤；产生震动、噪声传播的问题较少。但是由于空气的比热较小，用于吸收室内余热余湿的空气量大，所以这种系统要求的风道截面积大，占用的建筑空间较多；并且，不能满足精确调节的目的。3.1.2风机盘管加新风系统优缺点风机盘管加新风系统分为两部分，中央空调风机盘管和新风系统，风机盘管是中央空调末端设备，新风系统负担新风负荷以满足室内空气质量，风机盘管加新风系统是水系统空调中一种重要形式，也是民营建筑中采用较为普遍的空调形式。风机盘管加新风系统优点：控制灵活，具有个别控制的优越性，可灵活地调节各房间的温度，根据房间的使用状况确定风机盘管的启停；风机盘管机组体型小，占地小，布置和安装方便，甚至适合于旧有建筑的改造；容易实现系统分区控制，冷热负荷能够按房间朝向，使用目的，使用时间等把系统分割为若干区域系统，实施分区控制。风机盘管加新风系统缺点：因机组分散设置，台数较多，维修管理工作量大；室内空气品质不如全新风系统好，很难进行二级过滤且易发生凝结水渗顶事故；由于机组风机的静压小，气流分布受限制，适用于进深小于6米的房间。3.2空调系统方案确定3.2.1空调系统选择对于本工程而言，空调区域符合相对较为稳定，风量较小，室内参数要求具有单独可调性，对人体舒适度要求范围较宽，噪声要求较高，要求系统随时能够使用，并且各个不同房间情况较为多变，所以应该选用风机盘管加新风系统。3.2.2空调水系统分区根据现有空调产品的处理能力及个房间的负荷情况、位置将建筑物分为以下几个区，详细水系统分区列于表3-1中。表3-1空调水系统分区空调水系统风区A区学生宿舍楼负一层：活动室1活动室9一层：11011134房间、俱乐部1二层：21012134房间、俱乐部1三层：31013134房间、俱乐部1四层：41014134房间、俱乐部1五层：51015134房间、俱乐部1B区学生宿舍楼负一层：活动室10活动室16一层：俱乐部2、俱乐部3、12011228房间二层：俱乐部2、俱乐部3、22012228房间三层：俱乐部2、俱乐部3、32013228房间四层：俱乐部2、俱乐部3、42014228房间五层：俱乐部2、俱乐部3、52015228房间C区学生宿舍楼负一层：活动室17活动室23一层：12291252房间、俱乐部4俱乐部7二层：22292252房间、俱乐部4俱乐部7三层：32293252房间、俱乐部4俱乐部7四层：42294252房间、俱乐部4俱乐部7五层：52295252房间、俱乐部4、增1增6D区学生宿舍楼负一层：活动室24活动室30一层：13011342房间、俱乐部8、俱乐部9二层：23012343房间、俱乐部8俱乐部10三层：33013346房间、俱乐部8四层：43014346房间、俱乐部8五层：53015346房间、俱乐部53.2.3空调新风系统分区根据现有空调产品的处理能力及各房间的负荷情况、位置将建筑物分为以下几个区，详细新风系统分区列于表3-2中。表3-1空调水系统分区空调新风系统风区A区学生宿舍楼负一层：活动室1活动室9一层：11011134房间、俱乐部1二层：21012134房间、俱乐部1三层：31013134房间、俱乐部1四层：41014134房间、俱乐部1五层：51015134房间、俱乐部1B区学生宿舍楼负一层：活动室10活动室16一层：俱乐部2、俱乐部3、12011228房间二层：俱乐部2、俱乐部3、22012228房间三层：俱乐部2、俱乐部3、32013228房间四层：俱乐部2、俱乐部3、42014228房间五层：俱乐部2、俱乐部3、52015228房间C区学生宿舍楼负一层：活动室17活动室23一层：12291252房间、俱乐部4俱乐部7二层：22292252房间、俱乐部4俱乐部7三层：32293252房间、俱乐部4俱乐部7四层：42294252房间、俱乐部4俱乐部7五层：52295252房间、俱乐部4、增1增6D区学生宿舍楼负一层：活动室24活动室30一层：13011327房间二层：23012327房间三层：33013327房间四层：43014327房间五层：53015327房间E区学生宿舍楼一层：13291342房间、俱乐部8、俱乐部9二层：23292343房间、俱乐部8俱乐部10三层：33263346房间、俱乐部8四层：43264346房间、俱乐部8五层：53365346房间、俱乐部53.3空调方案实施3.3.1学生宿舍楼房间内空气处理过程（以学生宿舍楼活动室22为例）宿舍楼采用风机盘管加新风系统的办集中式空调方案。独立新风系统采用新风处理到室内空气焓值，不承担室内负荷的方式。按照水系统分区共分为A、B、C、D四个区，按照新风系统分区分为A、B、C、D、E五个区。地上每层每区设立一台新风机组，地下负一层新风系统仅有四个区，每个区设有一台新风机组。新风送入室内的方式采用风机盘管暗装卧式布置，送风口与新风口并列，此种做法具有管路简单并且易于装饰结合的优点。第四章 空调风系统设计4.1 空调系统具体方案宿舍房间、俱乐部、活动室均采用风机盘管加独立新风系统。新风机组只承担新风负荷，风机盘管承担室内热湿负荷和部分新风湿负荷。设计中忽略风道中新风吸热造成的温度升高。4.2 送风量的确定4.2.1设计实例图4-1活动室22空气处理过程采用新风不承担室内负荷的方案，即送入室内的新风的焓处理到与室内空气焓相等。根据室内空气hN线、新风处理后的机器露点相对湿度即可确定出新风处理后的机器露点L及升温后的L点。（参见图4-1）（1） 室内热湿比及房间送风量 采用可能达到的最低送风参数送风，过N点作线按最大送风温差与=90线相交，即得送风点O，则送风量为 （2） 风机盘管风量：要求新风量GW=0.14kg/s,则风机盘管风量 GF=G-GW=0.692-0.14=0.552kg/s（3）风机盘管机组出口空气的焓hM 连接L、O两点并延长与hM相交得M点（风机盘管的出风状态点），查出tM=16.6。（4） 风机盘管显冷量 （5）根据风机盘管风量以及所承担的冷量对风机盘管进行选型。选用约克公司生产的卧式暗装风机盘管，型号为YGFC06CC2S的风机盘管（进出水温差5）。4.3 气流组织设计4.3.1活动室、俱乐部气流组织选择考虑到活动室和俱乐部的面积相对于宿舍房间来说较大，并且多呈现正方形状，加之室内要存放较多运动器材或其他物品，容易造成气流分布不够均匀的情况，所以选择顶送风的方式。（见图4-2（a） （a） （b）图4-2气流组织图4.3.2宿舍气流组织选择相对于方形的活动室而言，宿舍房间较为狭长，宜采用在纵向布置风口侧送风的形式。这样不仅可以减少因空调风口布置在房间正中央而增加的吊顶工作量，而且侧送风的形式有利于室内气流组织的循环，减少房间纵向的冷热不均。（见图4-2（b）4.3.3气流分布要求根据我国现行的采暖通风与空气调节设计规范GB 50736-2012 规定：舒适型空调室内夏季风速不应大于0.3m/s。工作区送风温差不应大于0.5。此外，对送风口的出流速度值应考虑高速气流通过风口所产生的噪声，因此一般取值为支风管风速为25m/s，主风管风速为58m/s。4.4风口的选择4.4.1计算步骤（1）选用某种型号的散流器，根据总风量L和标准送风量以及面积大小等因素确定风口个数n。（2）计算单个风口风量Ls： （4-1）式中 Ls 单个风口风量，m3/h； L 总风量，m3/h； n 换气次数。 （3）工作区高度取3米，计算贴附射程l，垂直射程x和全射程x。 （4-2）式中 l 贴附射程，m； L 总风量，m3/h； h 层高，m； x垂直射程，m； x 全射程，m。 （4）根据工作区要求风速，确定喉部风速Vs （4-3）式中 Vs 喉部风速，m/s； Vx 工作区要求风速，m/s； z 射流几何特性系数； Ds 贴附射程，m； Ls 单个风口风量，m3/h； F0 风口面积，m2。 其中0.6为扩散系数，Ls为单个风口的送风量，F0为出风口面积（5） 校核工作区风速ux （4-4）（6） 校核工作区Tx（4-5） 式中K1考虑射流受限的修正系数；K2考虑射流重合的修正系数；K3考虑非等温影响的修正系数；m1、n1送风口特性系数。（7） 校核射流贴附长度xl4.4.2风口选择结果经过计算后风口选择结果如下表：表4-1风口规格表风口规格表风口类型规格（mm）数量单层侧装百叶风口700250588方形散流器30020097其中单层侧装百叶风口为宿舍房间使用，方形散流器为俱乐部、活动室使用。4.5 设备选择4.5.1风机盘管选择风机盘管参数见表4-2，风机盘管型号见表4-3。表4-3风机盘管参数表风机盘管参数表风机盘管型号尺寸个数制冷量（W）制热量（W）风量（m3/h)水阻（Kpa）水流量（kg/h)YGFC02CC2S7304742455481140.317051626.87316.8YGFC03CC2S830474245421749.62765.229214.94453.6YGFC04CC2S930474245102336.4350934528.38612YGFC06CC2S1150474245203549.25420.85647.47702YGFC07CC2S1350474245274116626462314.34928.8YGFC08CC2S145047424564737.77247.875618.821065.6表4-2风机盘管选型表风机盘管选型表房间风机盘管型号实际水流量（kg/h）10041105、10061109、10381211、10741303YGFC02CC2S216.6284410881317、10901319、10921321YGFC02CC2S230.8240220712245、21132341、30713245、31153341、40714245、41154341YGFC02CC2S233.7964821142342、31163342、41164342YGFC02CC2S236.2411220032103、20042105、20052107、20062109、20072111、20092113、20112115、20132117、20152119、20172121、20192123、20212125、20232127、20252129、20262131、20322203、20362209、20382211、20402213、20422215、20442217、20462219、20482221、20502223、20522225、20542227、20562229、20572231、20592233、20612235、20632237、20652239、20672241、20692243、20762301、20772303、20792305、20812307、20832309、20852311、20872313、20892315、20912317、20932319、20952321、20972323、20992325、21002327、21012329、21032331、21052333、21072335、21092337、21112339、21152343、30033103、30043105、30053107、30063109、30073111、30093113、30113115、30133117、30153119、30173121、30193123、30213125、30233127、30253129、30263131、30323203、30363209、30383211、30403213、30423215、30443217、30463219、30483221、30503223、30523225、30543227、30563229、30573231、30593233、30613235、30633237、30653239、30673241、30693243、30763301、30773303、30793305、30813307、30833309、30853311、30873313、30893315、30913317、30933319、30953321、30973323、30993325、31013327、31033329、31053331、31073333、31093335、31113337、31133339、31173343、40034103、40044105、40054107、40064109、40074111、40094113、40114115、40134117、40154119、40174121、40194123、40214125、40234127、40254129、40264131、40324203、40364209、40384211、40404213、40424215、40444217、40464219、40484221、40504223、40524225、40544227、40564229、40574231、40594233、40614235、40634237、40654239、40674241、40694243、40764301、40774303、40794305、40814307、40834309、40854311、40874313、40894315、40914317、40934319、40954321、40974323、40994325、41014327、41034329、41054331、41074333、41094335、41114337、41134339、41174343YGFC02CC2S241.2137410031103、10051107、10071111、10091113、10111115、10131117、10151119、10171121、10191123、10211125、10231127、10251129、10261131、10321203、10361209、10401213、10421215、10441217、10461219、10481221、10501223、10521225、10541227、10551229、10561231、10571233、10581235、10601237、10621239、10641241、10661243、10681245、