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《通风工程》课程设计

一 名称及来源
大型火车站空调系统设计。

二、 课题内容
1、大型火车站空调系统设计。
2、室内设计参数按照《实用供热空调设计手册》及《铁路旅客车站建筑设
计规范GB 50226—95》选取。

三、 课题任务要求
课题任务：
1、完成该建筑物冷热空调负荷的设计计算。
2、空调系统方案的设计与优化。
3、空调系统设备选型。

目 录
摘 要………………………………………………………………………..2

Abstract …………………………………………………………………..3

一、绪 论

1 课题背景………………………………………………………………….3

2 研究目的与意义………………………………………………………….3

3 工程概况………………………………………………………………….3

4,室内外设计参数的确定………………………………………………….4

二设计内容

1、夏季围护结构的冷负荷计算……………………………………………4

2、人体散热形成的冷负荷以及散湿量计算…………………………….5

3、照明散热形成的冷负荷计算…………………………………………..5

4、设备散热形成的冷负荷计算……………………………………………5

5、空调系统所需的总冷负荷………………………………………………6

三论文总结...................................................6

四参考文献...................................................6

摘要
为更好的服务于国民经济建设，我国近年来正掀起铁路建设的新高潮。很多
区都对火车站进行了新建改建扩建，以满足客货运输增长的需求。因此，作为火站建设的重要组成部分，暖通空调设计变得越来越重要。合理的空调系统方案和内气流组织方式，舒适宜人的候车环境，是火车站空调设计的关键问题和目标所在。
对于高大空间而言，分层空调无疑是一个最佳的选择，它可以很大程度的节约能和运行费用。而“计算流体动力学”(Computational Fluid Dynamics) 是伴随着计机的出现而兴起的研究气流组织方式的新方法，在进行气流组织辅助设计方面具成本低，速度快，资料完备的特点。
本文首先分析了火车站候车厅空调负荷计算过程中关键参数的选取依据，分别对火车站普速候车厅和专线候车厅的空调负荷进行了详细的计算。根据建筑特点行了空调系统的设计布置，将拟结果与室内设计参数要求进行比较，可以看出室内设计参数基本能够满足要求。
关键词：高大空间 火车站 空调设计 气流组织
Abstract
To better serve the national economic construction, railway construction in China in recent years is set off a new upsurge. Many
Areas are carried out on the new train station renovation and expansion to meet growing demand for passenger and freight transport. Therefore, the fire station construction as an important component of the HVAC design becomes increasingly important. Reasonable within the air conditioning system, programs and organization and comfortable waiting environment, is the train station air conditioning design in which the key issues and objectives.
For large space, the stratified air conditioning is undoubtedly the best choice, it can save a large degree of energy and running costs. The "Computational Fluid Dynamics"(Computational Fluid Dynamics) is accompanied by the emergence of total machine air organization of the rise of new ways of supporting the design of air flow during a low-cost, fast, complete data characteristics.
This paper analyzes the train station waiting room cooling load calculation based on the selection of key parameters, namely, general speed of the train station waiting room waiting room and dedicated air-conditioning load of a detailed calculation. Characteristics of the line according to the building air conditioning system design and layout, the results will be prepared and interior design parameters were compared, one can see the basic parameters of interior design to meet the requirements.
Key words: large space station air conditioning design air flow

一绪 论
1 课题背景
在 2007 年春运中，中国铁路发送旅客达1.55 亿人次，创历史新高。火车作为绝大多数人长途出行的第一选择，铁路的发展，火车站的建设，越来越为各界所注。近年来，我国的铁路发展迅速，浙赣铁路电气化改造，武广客运专线建设等一大批重点项目开工建设。通常，人们在火车站候车短则2-3 个小时，长则半天，火车站的舒适程度，美观与否直接影响人们的候车时的心情。而人员的高度聚集，使得车站候车厅的空气环境不尽如人意。火车站作为一个高大空间，气流的组织分布的不同也会在很大程度上影响空调的效果和系统运行的费用。
2 研究目的与意义
火车站通风空调系统的设计研究关系到广大旅客的健康，同时也涉及到能源节约问题。中共中央国务院于不久前提出了建设节约型社会的目标，火车站通风空调系统的设计是否合理，送排风口的数量，布置位置以及空调系统的选型都会直接影响系统运行的能源消耗率。
从节能出发，火车站作为一个高大空间，其空调系统一般宜采用分层空调，应分为上部非空调区和下部空调区，因此其得热应按上、下两区分区进行计算，即在非空调区域计算通风排热负荷，在空调区域计算空调负荷。这样设计就可以从很大程度上节约空调系统的能耗。
在常规的空调系统中，通常需要考虑设计什么样的气流组织方式，能在满足候车厅区域内舒适性要求同时提高建筑物空调系统的性价比，即兼顾初始投资与运行费用等综合方面的考虑。在这种形式下，流体流场模拟技术应运而生
3.工程概况
车站总建筑面积约为31780m2，其中主站房建筑面积为16432.3m2（汉主站房人防地下室面积为1676.1m2），高架候车室面积6384m2,行包房面积为8963.6m2（不纳入中央空调系统），建筑总高度为19m。
4.室内外设计参数的确定
该火车站主要承担某铁路客运专线客运，但同时也承担部分普通线路的运输功能，所以候车厅分为普速候车厅和客运专线候车厅，由于这两种类型的候车厅其设计人员密度，建筑朝向有所不同，所以在计算时须将两者分别计算。候车厅室内设计参数根据《铁路旅客车站建筑设计规范GB 50226—95》选取，相关参数如下；
(1)室外空气计算参数
大气压力（夏季）：996.4KPa；夏季空调室外计算干球温度：35.2。C；
夏季空调室外计算湿球温度：28。C；夏季空调室外计算日平均干球温度：30.4。C；
夏季通风室外计算干球温度：33.0。C；夏季室外平均风速：2.9m、s
（2）室内空气计算参数及标准见表1
表1室内空调设计参数

计算温度（。C）
相对湿度（%）
新风量（m3）
普通候车室
26
60
8
软席，贵宾候车室
25
55
20
售票厅
26
60
8
办公室
25
55
30
进站广厅，通廊
28
65
8
二．设计内容
空调房间或区域的夏季设计冷负荷的计算，按稳态传热分别计算各种热源引起的负荷。它包括通过围护结构传入的热量，透过外窗进入的太阳辐射热量，人体散热量，照明散热量，设备散热量等。夏季空调房间的湿负荷主要来自人体散湿量。
1、夏季围护结构的冷负荷计算
通过墙体、屋顶得到的热量形成的冷负荷，可按下式计算。
CL0 = F K（ tlo′ − tn）
Tlo = (tlo + tdl )Ca⋅Cp
=（31.5+3）×0.97×0.94
=34 ℃
所以：CL0=1430×1.53×（34 -26）=18597
式中 CL0―外墙和屋顶传热形成的逐时冷负荷（W）；
K0―传热系数[W/(㎡·℃)],根据外墙和屋顶的不同构造和厚度选用。计算 中外墙选用表29 号Ⅱ型外墙，传热系数为0.93W/(㎡·℃)；屋面选用3 号Ⅱ屋面结构，传热系数为0.76 W/(㎡·℃)；
F0 ―外墙和屋顶的面积（㎡）；
tn―室内设计温度（℃）；
tlo′―外墙和屋顶的综合冷负荷计算温度的逐时值（℃）；
tlo－外墙和屋顶的冷负荷计算温度的逐时值（℃）。根据外墙和屋顶的类型选用。外墙取表Ⅱ型外墙6 点到18 点相应方向的值，屋顶取Ⅱ型屋
顶6 点到18 点的值；
tdl－围护结构的地点修正值（℃）；
Ca－外表面放热系数修正值。夏季室外风速2.6m/s 对应的换热系数αw 为
22.56，Ca对应的取0.97；
Cp－围护结构外表面日射吸收系数修正值，外墙取0.97，屋面取0.94。

2、人体散热形成的冷负荷以及散湿量计算
人体散热形成的冷负荷和散湿量计算：
CLτ= n (q1⋅C dr+ q2 ) ⋅C 1r
=1088×（61×173）×0.89
=129797 w
Wτ= n⋅W⋅Cr（3-7）
=1088×109×0.89
=106 kg/h
式中 CLτ －人体散热引起的冷负荷（W）
Wτ - 人体的散湿量（g/h）；
n－ 空气调节房间内的人数（人）；
q1－ 每个人散发的显热量（W）； 1 q
q2－ 每个人散发的潜热量（W）；
W - 每个人的散失量（g/h）；
Ccl,r , －人体显热散热冷负荷系数，对于火车站候车厅人员密集的场所1
Cr- 群集系数。
3、照明散热形成的冷负荷计算
照明散热形成的冷负荷计算：
CL l= N n 1Ccl,l
式中，CL l－照明散热形成的冷负荷（W）；
N —白炽灯的功率（W）；
n 1—灯具的同时使用系数，即逐时使用功率与安装功率的比例，本设计中
取n＝1；
Ccl,l—散热形成的冷负荷系数，因房间需要24h 照明，取Ccl,l＝1；
此处照明负荷按照面积指标进行计算
CL l= Fqn 1Ccl,l=1430×11×1×1=15730 w
4、设备散热形成的冷负荷计算
设备散热形成的冷负荷由面积指标进行计算：
CLM=Fqn1n2n3nCCL,M
=1430×5×1×0.9×0.5×0.9×0.63
=2252w
式中CLM-设备散热形式的冷负荷（w）
n1-同时使用系数，取1；
n2-安装系数，一般可取0.7-0.9，本设计去0.9；
n3-电动机的负荷系数，一般可取0.4-0.5，本设计取0.5；
n-电动机效率，可有产品样本查的，一般可取0.8-0.9，本设计取0.9；
CCL,M-设备的冷负荷系数，数据如下：
设备散热冷负荷系数表
时刻
6
7
8
9
10
11
12
CLM
0.57
0.57
0.58
0.59
0.60
0.61
0.62
时刻
13
14
15
16
17
18

CLM
0.63
0.64
0.66
0.67
0.69
0.71

5、空调系统所需的总冷负荷
空调系统总冷负荷应包括：
1）根据车站各房间不同使用的时间、空调系统的不同类型和调节方式，按照各房间逐时冷负荷得到的综合最大值。
2）新风冷负荷（KW）用下式计算
Q=Gw（hw-hN)
=1088×3×1.2×(109.6-61.2)
=140471w
式中Gw-新风量（Kg/s）；
hw，hN-S室外、室内空气焓（KJ/Kg）。
3）风机、风管、水管、冷水管及水箱温升引起的附加冷负荷，可考虑乘以系数1.1~1.2。
三．论文总结
本章详细地阐述了以南向普速候车厅为典型空间的空调负荷计算过程中的技
术要素，包括室内设计参数的确定，新风量以及散湿量的计算方法，给出了火车站候车厅气流组织模拟所需的夏季负荷计算结果。
通风空调设计系统计算是系统设计的一个重要组成部分。通风管道系统设计的目的，是要合理组织空气流动，在保证使用效果的前提下，合理确定风管结构，布置和尺寸，是系统的初投资和运行费用综合最优，同时，还应该与建筑设计密切配合，做到协调和美观。

四．参考文献
[1] 王新泉.通风工程学[M].北京：机械工业出版社，2008.
[2]清华大学暖通教研组.空气调节基础[M].北京：中国建筑工业出版社,199.
[3]苏德全，等.通风与空气调节[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2002.
[4]张吉光，等.净化空调[M].北京：国防工业出版社，2003.
[5]郑爱平.空气调节工程[M].北京：科学出版社，2002.
[6]孙一坚.工业通风[M].3版.北京：中国建筑工业出版社，1994.