课题名称： 福州市铝业大厦中央空调设计
专 业： 建筑环境与能源应用工程
学 校： 山东华宇工学院
设计人员： 时浩、石德陟
指导教师： 魏丰君
目录
前 言... ................................................ 1 第一章 工程概述与设计依据 ............................... 2
1.1 工程概述 .................................................. 2 1.2 设计依据 .................................................. 2
1.2.1 围护结构热工指标 ..................................... 2 1.2.2 室外设计参数 ......................................... 4 1.2.3 室内设计参数 ......................................... 5 1.2.4 体力活动性质 ......................................... 5
第二章 负荷计算 ........................................ 5
2.1 夏季冷负荷的计算 .......................................... 6
2.1.1 夏季冷负荷的组成 ..................................... 6 2.1.2空调冷负荷计算方法 ................................... 6 2.2 湿负荷的计算 ............................................. 13
2.2.1 湿负荷的组成 ........................................ 13 2.2.2 湿负荷的计算方法 .................................... 14 2.3 冬季热负荷的计算 ......................................... 14
2.3.1 围护结构传热耗热量Q 1' ............................... 14
' ................................... 2.3.2 冷风渗透耗热量Q 216 ' ............................... 2.3.3 外门冷风侵入耗热量Q 316 2.3.4 热负荷计算举例及汇总 ................................ 16
第三章 空调方案的确定 ................................. 19
3.1 空调系统的确定 ........................................... 19
3.1.1 全空气系统方案的确定 ................................ 19 3.1.2 风机盘管加新风方式的确定 ............ 错误！未定义书签。 3.2 空气处理过程设计 ......................................... 20
3.2.1 全空气系统设计计算 .................................. 20 3.2.2 风机盘管加独立新风系统设计 .......... 错误！未定义书签。
第四章 风系统的设计 ................................... 23
4.1 风管材料和形状的确定 ..................................... 24
4.2 送、回风管的布置 ......................................... 24 4.3 气流组织设计 ............................................. 24
4.3.1 全空气系统 .......................................... 24 4.3.2 风机盘管加新风系统 .................. 错误！未定义书签。 4.4 风管设计 ................................. 错误！未定义书签。
4.4.1 风道水力计算步骤 .................... 错误！未定义书签。 4.4.2 全空气系统的风道水力计算 ............ 错误！未定义书签。 4.4.3 风机盘管加新风系统的新风管道水力计算 错误！未定义书签。 4.4.4 新风机组的选型 ...................... 错误！未定义书签。
第五章 水系统的设计 ...................... 错误！未定义书签。
5.1 水系统方案的确定 ......................... 错误！未定义书签。
5.1.1 两管制水系统的特点 .................. 错误！未定义书签。 5.1.2 闭式系统的特点 ...................... 错误！未定义书签。 5.1.3 同程和异程系统的选择 ................ 错误！未定义书签。 5.1.4 一次泵变流量系统的选择依据 .......... 错误！未定义书签。 5.1.5 水系统方案的确定 .................... 错误！未定义书签。 5.2 冷冻水管路设计计算步骤 ................... 错误！未定义书签。 5.3 冷冻水供回水水力计算 ..................... 错误！未定义书签。 5.4 冷冻水泵的选型 ........................... 错误！未定义书签。
5.4.1 冷冻水泵设计规范 .................... 错误！未定义书签。 5.4.2 冷冻水泵的选型 ...................... 错误！未定义书签。 5.5 冷凝水排放系统设计 ....................... 错误！未定义书签。 5.6 膨胀水箱配置与计算 ....................... 错误！未定义书签。
第六章 空调冷热源的确定 ................................ 24 第七章 通风与防排烟设计 ................................ 26
7.1 防排烟的方式 ............................................. 27 7.2 空调建筑的防火防烟措施 ................................... 27 7.3 通风、防排烟设计 ......................................... 27
第八章 管道保温设计的考虑 .............................. 28
8.1 管道保温的一般原则 ....................................... 28
8.2 管道保温层厚度的确定 ..................................... 29
第九章 空调系统消声减振的设计方案 ...................... 29
9.1 空调系统消声设计 ......................................... 29 9.2 空调系统减振设计 ......................................... 30
结 论.. ................................................ 30 参考文献 ............................................... 31 致 谢.. ................................................ 32
前言
随着国民经济的飞速发展，空气调节技术已是保证室内良好环境的一种必不可少的技术。经济的发展使从事空调设计人员越来越多，对设计要求也越来越高。许多其他行业的人也越来越多的关心空调系统设计的合理性和经济性。尤其是近年来能源危机的出现、环保意识的不断提高，对空调设计提出了新的更为严峻的挑战。因此，利用自然资源，保护环境成了当前各国空调制冷行业的研究方向。
为了适应时代的发展，各种空调应运而生。如变频空调，它是目前空调消费的流行趋势，节能环保，能耗低；无氟空调，由当前全球面临的一个重大环境问题所催生，无氟空调是众所期待的产品；舒适性空调得到了很大的发展，健康是空调发展的主题之一，人们对于生活质量的要求越来越高；一拖多的发展从侧面反映了我国居民居住环境的巨大变化，也为自身发展指明了方向。目前，对于办公楼的空调系统比较推崇的空调方式是风机盘管加新风系统，这种系统灵活性大，能独立的调节室温，不但节能，而且健康，得到了广泛应用。
随着生产和科技的不断发展，人类对空调技术也进行了一系列的改进，同时也在积极研究环保、节能的空调产品和技术，已经投入使用了冰蓄冷空调系统、燃气空调、VAV 空调系统、地源热泵系统等。本次设计中采用风冷螺杆式冷热水机组作为空调系统的冷热源，这样一台机组夏季可进行供冷，冬季又可进行供热。风冷螺杆式冷热水机组利用室内外空气作为冷热源，它不用冷却水泵、冷却水管路及冷却塔，省去了庞大的冷却水系统，投资省，安装方便。
总之，伴随着科技和社会的进步，节能、环保、健康、智能控制已成为空调发展的大趋势。
由于我们两个人是大三的学生，无论是实践经验还是理论基础都还比较薄弱。在设计过程中难免存在错误和不足，恳请各位老师指正。
第一章 工程概述与设计依据
1.1 工程概述
本工程为福州某学院空调系统设计。该建筑物地处东经:119°17′， 北纬:26°05′。本工程总建筑面积为 28564.21m 2。建筑高度98.9m ，地上26层，地下2层。其中第五层、六层
1.2 设计依据
1.2.1 围护结构热工指标
2）外 墙
3）内墙
4）楼板
5）窗
6）门户构造
外墙：采用专用砂浆砌，加气混凝土200mm 厚。
内墙：采用专用砂浆砌，加气混凝土200mm 厚。K=2.59 W/m2K ，β=0.45，ε=6.2h，γf =2.0[1]；
屋面：上人屋面为细石混凝土保护层保温，不上人屋面为水泥砂浆保护层保温，保温层为120mm 厚泡沫混凝土。
门：多功能节能外门
外窗：断热铝合金低辐射中空玻璃窗(6+12A+6遮阳型) ，传热系数
3.00W/m2.K，玻璃遮阳系数0.57，气密性为6级，可见光透射比0.40。
幕墙：断热铝合金低辐射中空玻璃窗(6+12A+6遮阳型) ，传热系数3.00W/m2.K，玻璃遮阳系数0.57，气密性为3级，可见光透射比0.40
外墙外开窗七层及七层以上应采用安全玻璃 .
门窗单块玻璃大于1.5m 2及距楼地面≤500的玻璃均采用安全玻璃。 门窗洞口过梁不能利用结构梁者，均采用预制钢筋混凝土过梁，按03G332选用。
荷载等级 q 级，矩形截面，梁宽同墙厚。
楼板：选用面层+钢筋混凝土楼板+粉刷，K=3.13 W/m2K ，γf =1.5，β=0.64，ε=4.1h[1]；
墙体类型：Ⅱ，双层窗户、金属窗框、面积80%，采用标准玻璃；K=1.2 房间类型：房间类型为中型[2]。
1.2.2 室外设计参数
福州市室外设计参数 表1-1
1.2.3 室内设计参数
夏季空调设计温度：26℃，风速不大于0.3 m/s 冬季空调设计温度：20℃，风速不大于0.2 m/s
福州市室内设计参数 表1-2
1.2.4 体力活动性质
体力活动性质可分为[1]：`
静坐：典型场所：影剧院、会堂、阅览室等；
极轻劳动：主要以坐姿为主，典型场所：办公室、旅馆等； 轻度劳动：站立及少量走动，典型场所：实验室、商店等； 中等劳动：典型场所：纺织车间、印刷车间、机加工车间等； 重劳动：典型场所：炼钢，铸造车间、排练厅、室内运动场等。 所以本设计中档案室和办公室属于极轻劳动。
第二章 负荷计算
空调房间冷（热）、湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。
在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。当得热量为负值时称为耗（失）热量。在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷；为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。
2.1 夏季冷负荷的计算 2.1.1 夏季冷负荷的组成
夏季空调房间的冷负荷主要有以下组成： 1) 通过围护结构传入室内的热量 2）通过外窗进入室内的太阳辐射热量 3）人体散热量 4）照明散热量 5）设备散热量
6）伴随人体散湿过程产生的潜热量
2.1.2空调冷负荷计算方法
冷负荷的计算常采用谐波反应法和冷负荷系数法。本设计采用谐波反应法。谐波反应法计算冷负荷的过程很复杂，一般需用电子计算机。为了便于手算，采用谐波法的工程简化计算方法。这里以五层501办公室房间为例。 1. 外墙和屋顶
CLQ τ=KF ∆t τ-ε （2-1） 式中 F — 计算面积，m 2；
K — 传热系数，W/(m2·℃) ； τ — 计算时刻，h ；
τ-ε — 温度波的作用时间，即温度波作用于围护结构内表面的时间，h ； ∆t τ-ε — 作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差，可通
过《空气调节》查得。
501办公室 南外墙 冷负荷 表2-1
2. 外窗
外窗的冷负荷包括两个部分，即窗户瞬变传导得热形成的冷负荷和窗户日射得热形成的冷负荷。
1）窗户瞬变传导得热形成的冷负荷
CLQ τ=KFΔt τ （2-2） 式中 Δt τ — 计算时刻的负荷温差，℃，可通过《空气调节》查得； K — 传热系数，W/(m2·℃) ； F — 计算面积，m 2。
南外窗 瞬变传热冷负荷 表2-4
北外墙 冷负荷 表2-2
屋顶 冷负荷 表2-3
2）窗户日射得热形成的冷负荷
CLQ τ=xg x d CnCsFJ j·τ （2-3） 式中 x g — 窗的有效面积系数；单层钢窗0.85，双层钢窗0.75； x d — 地点修正系数，可通过《空气调节》查得；
Cn — 窗内遮阳设施的遮阳系数，可通过《空气调节》查得； Cs — 窗玻璃的遮挡系数，可通过《空气调节》查得；
J j·τ — 计算时刻时，透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负
荷，简称负荷强度，W/m2，可通过《空气调节》查得。
南外窗 日射得热冷负荷 表2-5
3. 内围护结构
1）当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热负荷，可按式（2-1）计算。此时负荷温差∆t τ-ε应按《空气调节》相应表中“零”朝向的数据采用。
2）当邻室为空调房间时，室温均相同，可不用计算
内墙 冷负荷 表2-6
4. 地面
查舒适性空调，地面传热可忽略不计。
5. 室内热源散热形成的冷负荷
设备、照明和人体散热得热形成的冷负荷，在工程上可用下式简化计算。 1）设备
CLQ τ= JEτ-T Q （2-4） 式中 Q — 设备得热，W ；
T — 设备投入使用时刻，h ；
Eτ-T — τ-T 时间内的设备负荷强度系数，可通过《空气调节》查得。 1006办公室有2台台式电脑，（功率约为400W ），从早上9：00工作到下午17：00。
设备 负荷 表2-7
2）照明
CLQ τ= JLτ-T Q （2-5） 式中 Q — 照明得热，W ； T — 开灯时刻，h ；
Lτ-T — τ-T 时间内的照明负荷强度系数，可通过《空气调节》查得。 1006办公室安有2支40W 的荧光灯，开灯时间从早上9：00到下午17：00。
照明 负荷
表2-8
3）人体
人体冷负荷包括人体显热冷负荷和人体潜热冷负荷。 ⅰ. 人体显热冷负荷
CLQ τ=JPτ-T Q （2-6） 式中 Q — 人体得热，W ；
T — 人员进入房间时刻，h ；
Pτ-T — τ-T 时间内的人体负荷强度系数，可通过《空气调节》查得。 1006办公室有2人工作，工作时间为早上9：00到下午17：00。
人体 显热负荷 表2-9
ⅱ. 人体潜热冷负荷
Q =qnn ' （2-7） 式中 q — 不同室温和劳动性质时成年男子散热量，W ，可通过《空气调节》
查得；
n — 室内全部人数；
n '— 群集系数，可通过《空气调节》查得。 1006办公室的人体潜热负荷：Q =qnn '=73×2×0.90=131 W
则1006办公室冷负荷汇总如下：
1006办公室冷负荷
表2-10
其他房间亦如上计算，汇总如下：
第5层各房间总冷负荷 表2-11
二层(同三、四层) 各房间总冷负荷 表2-12
按逐时法将每个房间冷负荷逐时相加，得出建筑物逐时冷负荷，其中建筑物逐时冷负荷中最大冷负荷即为建筑物的冷负荷。
大空间冷负荷最大时刻房间冷负荷汇总如下：
大空间房间冷负荷 表2-14
五层总冷负荷 表2-15 根据计算得建筑物最大冷负荷出现在16：00，数值为131752W 。
2.2 湿负荷的计算 2.2.1 湿负荷的组成
空调房间的湿负荷有以下组成： 1）人体散湿量；
2）渗透空气带入室内的湿量； 3）化学反应过程的湿量；
4）各种潮湿表面、液面或流液的散湿量； 5）食物或其他物料的散湿量； 6）设备散湿量。
2.2.2 湿负荷的计算方法
本次设计湿负荷主要考虑的是人体散湿量。 人体湿负荷Wr （kg/h）可按下式计算：
Wr =1000n ϕw ) （2-8）
式中 n — 计算时刻空调房间内的总人数； ϕ — 群体系数，可通过《空气调节》查得；
w — 一名成年男子的每小时散湿量，g/h，可通过《空气调节》查得。 各房间湿负荷汇总如下：
房间湿负荷 表2-16
2.3 冬季热负荷的计算 2.3.1 围护结构传热耗热量Q 1'
1）围护结构的基本耗热量[3]
Q 1=KF（t n -t w ）α （2-9）
式中 K — 传热系数，W/(m2·℃) ，贴土非保温地面的传热系数K 可通过
《实用供热空调设计手册》查得；
α — 温差修正系数，如下表2-17选取； t n -t w — 室内外计算温度差。
温差修正系数α 表2-17
2）围护结构附加耗热量
围护结构的附加耗热量，应按其占基本耗热量的百分率确定。各项附加（或修正）百分率，宜按下列规定的数值选用 ① 朝向修正
查《暖通规范》规定，选用朝向修正系数如下：
在本次设计中朝向修正系数选定为：东、西：-5% ；南：-20% ；北：0%；东南：-10% ② 风力修正
因位于福州市中心，平均风速不大，对传热的影响不很显著，故一般情况下可忽略不予考虑。
③ 高度修正
层高在4m 以下，可不考虑沿房屋高度室内温度上升对耗热量的影响。
' 2.3.2 冷风渗透耗热量Q 21）冷风渗透量计算[3]
V=Lln （2-10）
式中 L — 每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，在冬季室外平均风速
v pj =2.8m/s下，单层金属窗的L 1=2.6m3/m·h ，双层（金属框）外门L 2=1.8 m3/m·h [3]；
l — 门、窗缝隙的计算长度，m ；
n — 渗入空气量的朝向修正系数，如下表2-19
渗透空气量的朝向修正系数 表2-19
2）冷风渗透耗热量计算[3]
'=0.278V ρw c p (t n -t w ') （2-11） Q 2
式中 V — 经门、窗缝隙渗入室内的总空气量，如上计算；
ρ
w — 供暖室外计算温度下的空气密度，kg/ m
3
；
c p — 冷空气的定压比热，c=1kJ/kg·℃
2.3.3 外门冷风侵入耗热量Q 3'
外门冷风侵入耗热量公式[3]为：
'=NQ 1' j m （2-12） Q 3
式中 N — 外门附加率，N=80n％，其中n 为建筑物的楼层数，所以n=1[3]；
Q 1' j m — 外门的基本耗热量，W '+Q 3' 因此总热负荷为 Q=Q 1'+Q 2
2.3.4 热负荷计算举例及汇总
以1006办公室为例，假设走道、楼梯及厕所的温度均为18℃
1006办公室热负荷 表2-20
其他房间亦如上计算，汇总如下：
各房间热负荷 表2-21
第三章 空调方案的确定
3.1 空调系统的确定
3.1.1 全空气系统方案的确定
档案室空间大，人员密集小，冷负荷密度大，室内热湿比大，综合各个因素采用全空气中央空调系统。其理由如下：
1） 与二次回风相比，处理流程简单，操作管理简单； 2） 设备简单，最初投资少；
3） 可以充分进行通风换气，室内卫生条件好。 每层放置一个组合式空调机组在空调机房内。
3.2 空气处理过程设计 3.2.1 全空气系统设计计算
一、夏季送风状态点和送风量
空气送风状态点和送风量的确定可在i-d 图上进行，具体步骤如下： 1）在i-d 图上找出室 内状态点N ，室外状态点W
2）根据室内冷负荷Q 和湿负荷W 求出ε=Q ，再过N 点画出此过程线ε 3）确定送风温差⊿t ，过程线ε与相对应的等温线相交于O 点，O 点即送风状态点。
4）过O 点做垂线交相对湿度90%的曲线于L
点，由NW =G W 与回风的混合状态点c ，连接c 和L 点。如图3-1所示：
确定新风G
图3-1 一次回风系统夏季处理过程
每层单独一个系统，以六层为例： 1）计算室内热湿比：
601档案室ε=Q/W=24.114/ 3.63x10∧-4≈∞
602档案室ε=Q/W=9.027/ 2 x10∧-4≈∞
603档案室ε=Q/W=1.3/ 1.8x10∧-5≈∞
604档案室ε=Q/W=1.57/1.8 x10∧-4≈∞
2） 确定送风状态点，取送风温差⊿t=6℃，则送风点t o =20℃，过点N （t N =26℃，ϕN =40%）作ε=∞的直线交t=20℃的等温线于O 点，则i o =41 kJ/kg，过O 点作垂线交设定的ϕ=90%的曲线于L 点, t L =13℃, i L =34 kJ/kg. 3）总风量：G=Q/(iN -i o )=35.9/(47-41)=5.98 kg/s
601档案室送风量：G= 24.114/(47-41)=4.019 kg/s 601档案室新风量：Gw=20x30=600 m3/h =0.2 kg/s
4）由新风量（根据《暖通空调》课本第221页知，大部分民用建筑的房间新风量等于人数乘以每人所需新风量)Gw=33×30=990 m3/h= 0.33kg/s以及总风量G=5.98kg/s得六层新风比为G W =NC NW =5.5%
10%。即
(i C -i N )(i W -i N )=
10%,所以新风量G 1= G
*10%=4.019*10%=0.4019kg/s.则混合点C 的位置可确定，ic=51kJ/kg。 601档案室的回风量： Gh =G-Gw=4.019-0.2=3.819kg/s
601档案室的制冷量：Q=G*（ic- iL ）=4.019*（51-34）=68.323KW 601档案室的新风负荷Q= Gw *（hw-hN ）=0.2*（65-47）=3.6KW 其他房间亦如上计算，汇总如下
各房间的风量、冷量 表3-1
二、空调机组的选型
本设计采用卧式组合式空调机组，每层布置一个在空调机房内。 根据各层送风量和系统冷量进行组合式空调机组的选型，选用靖江市春意空调制冷设备有限公司生产的空调机组，其型号及性能参数如下表所列：
各层空调机组性能表 表3-2
机组安装注意事项：
1. 机组的四周，尤其是检查门及外接水管一侧应留有维修空间700-800mm ； 2. 机组应放置在平整的基座上（水泥或槽钢焊成）；
3. 机房内应设有地漏，以便冷凝水排放或清洗机组时排放污水； 4. 机组段与段连接时，段间应衬以随机配给的50mm 宽的密封条； 5. 必须将外接管路清洗干净后方可与空调机组的进出水管连接，以免将换热器堵塞，与机组管路连接时，不能使换热器进出水管受力太大，以免损坏换热器；
6. 机组的进出风口与风道间用软接头连接，机组不得承受额外的负荷。 三、冬季热负荷的校核
冬季只需要校核空调机组的热量是否满足房间要求即可。经校核，各空调机组所提供的热量Q 远大于夏季空调冷量，而健身房和舞厅等房间冬季热负荷与夏季冷负荷相差并不大，故空调机组提供的热量满足房间要求。 管的选型
第四章 风系统的设计
4.1 风管材料和形状的确定
风管按其形状一般分为圆形和矩形风管，本设计选用矩形风管，其占的有效空间较小、易于布置、明装较美观等，按其材料选用金属风管，易于加工制作、安装方便，具有一定的机械强度和良好的防火性能，气流阻力较小。
4.2 送、回风管的布置
大空间内，按房间的空间结构布置送回风管的走向（见图纸），采用上送下回方式，送风均采用圆形散流器下送，回风采用单层百叶回风口；小空间内，因本建筑层高较高，可充分利用吊顶，在房间的吊顶内放置卧式风机盘管，实现上送风，风口采用圆形散流器。
4.3 气流组织设计 4.3.1 全空气系统
以501档案室为例：
1） 将501档案室划分为、个小区，即长度方向划分为等分，每等分为m ；宽
度方向划分为等分，每等分为m ，这样，每个小方区为×m 。将散流器设置在小方区中央，则每个小方区可当作单独房间看待。将风口按每2m 一个布置，这样平均一个分区布置
第六章 空调冷热源的确定
本设计采用风冷螺杆式冷热水机组，放置在通风良好的屋顶制冷机房内，冷热水机组在正常运转状态下，利用系统中电磁阀之间的通与断的切换，改变系统中冷媒循环的管路走向，将机组切换为不同的冷媒循环工作系统，实现提供所需的冷(热) 水、冷(热) 量。
风冷螺杆式冷热水机组是利用室内外空气作冷热源，不用冷却水泵、冷却水管路及冷却塔，省却了庞大的冷却水系统，不占机房面积，投资省，安装方
便；冬季供暖节电，不污染环境，对环保有利；维修保养也方便。
系统总的冷量为473.4kW ，选用华雅净化空调制冷设备有限公司生产的风冷螺杆式冷热水机组两台，一用一备，其型号及性能参数如下表所示：
风冷螺杆式冷热水机组性能参数 表6-1
第七章 通风与防排烟设计
建筑物一旦起火，要立即使用各种消防设施，隔绝新鲜空气的供给，同时切断燃烧部位。由于消防灭火需要一定时间，当采取了以上措施后，仍不能灭火时，为确保有效的疏散通路，必须要有防烟设施。这是由于火灾产生的烟气，随燃烧的物质而异，由高分子化合物燃烧所产生的烟气，毒性尤为严重。烟气不仅直接危及在室人员，对疏散和补救也造成很大的威胁。所以建筑物防止火
灾危害，很大程度上是解决火灾发生时的防排烟问题。
7.1 防排烟的方式
根据GB50045-95的规定，凡建筑高度大于24m ，设有防烟楼梯和消防电梯的建筑物均应设防排烟设施。因为本建筑不高于高层建筑，才20m ，故不设置防排烟系统。常用的防排烟方式有:
1) 自然排烟方式：它是利用火灾产生的高温烟气和浮力作用，通过建筑物的对外开口（如门窗、阳台等）或排烟竖井，将室内烟气排至室外。其优点是不需电源和风机设备，可兼作平时通风用，避免设备的闲置。其缺点是当开口部位在迎风面时，不仅降低排烟效果，有时还可能使烟气流流向房间。
2）机械排烟方式：它是按照通风气流组织的理论，将火灾产生的烟气通过排烟风机排到室外，其优点是能有效保证疏散通路，使烟气不向其他区域扩散。但是必须向排烟房间补风。当烟气温度达到或超过280℃时，烟气中已带火，如不停止排烟，烟火就有扩大到其他地方而造成新的危害。因此在排烟系统（排烟支管）上应设有排烟防火阀，该阀当烟气温度超过280℃时能自动关闭。 3）机械加压送风的防烟方式：作为疏散通路的前室或防烟楼梯间及消防电梯井加压送风，用造成两室间的空气压差的方式，以防止烟气侵入安全疏散通路。
7.2 空调建筑的防火防烟措施
良好的防火防烟设施与建筑设计和空调设计有着密切关系，这两方面的正确规划是做好建筑物防火防烟工程的基本保证。
由于空调风管直接连接于房间与房间之间，所以传播烟气和扩散火灾的危险性甚大，大火常常沿着竖向管道管井迅速蔓延。从防灾观点看，最好采用不以空气为热媒而是以水作为带热介质的空调方式。但是，选择空调方式除考虑防灾之外，还要注意经济性、耐久性以及维修等因素。目前，对于空调方式与防灾性能及经济性之间的关系还没有定量的评价。每一层设置一台空调机组虽然造价偏高，但防灾性能是理想的。
防火分区或防烟分区与空调系统应尽可能统一起来，并且不使空调系统（风道）穿越分区，这是理想的。但实际上设置风道时，却时常需多处穿过防火区或防烟分区。为此在系统上要设置防火防烟风门。
7.3 通风、防排烟设计
根据《高层民用建筑设计防火规范》的防火排烟设计的法规，设计如下： 1）办公室、守卫室等通风设计
不单独设排风系统，通过窗户缝隙渗透排风 2）大空间（如健身房、舞厅等）的通风设计 设置排风扇，保持室内负压 3）楼梯间的通风与防排烟设计 采用自然排风排烟
4）卫生间、更衣室、浴室的通风与防排烟
设置机械排风装置，一般设置排风扇，卫生间的排风量应按每小时不小于10次计算。因此计算如下：①卫生间的体积为15 m 3，排风次数定为每小时15次，则排风量为225 m 3/h，选用苏州威尔克电讯电机制造有限公司生产的小型工频轴流风机，型号为145FZY2-S ，风量为660 m3/h，卫生间应保持负压，防止气味外泄，因此选用排气扇加止回阀。②浴室的体积为27 m 3，排风次数定为每小时15次，则排风量为405 m 3/h，选用苏州威尔克电讯电机制造有限公司生产的小型工频轴流风机，型号为145FZY2-S ，风量为660 m3/h。
第八章 管道保温设计的考虑
8.1 管道保温的一般原则
1） 送风管、回风管，冷、热水供回水管，制冷剂管道、凝水管、膨胀水箱、储热(冷) 水箱、热交换器、电加热器等的有冷、热损失或有结露可能的设备，材料和部件均需做绝热保温。
2） 闭孔性保温材料外表面应设隔气层和保护层。
3） 温管道的支架，穿墙或楼板时应防止“冷桥”。 4） 温材料应采用不燃和难燃材料。
5） 穿越防火墙，变形缝两侧各2m 范围内的风管和风管型电加热器前后0.8m 范围内的风管保温材料必须采用不燃材料。
8.2 管道保温层厚度的确定
本设计中对供回水管及风管的保温材料均采用带有网格线铝箔贴面的防潮离心玻璃棉。具体如下表所示：
玻璃棉保温材料选用厚度 表8-1
第九章 空调系统消声减振的设计方案
空调系统的消声和减振是空调设计中的重要一环，它对于减少噪声和振动，提高人们舒适感和工作效率，延长建筑物的使用年限有着及其重要的意义。
9.1 空调系统消声设计
本空调系统的噪声主要是风道系统中气流噪声和空调设备产生的噪声。一个房间隔声效果的好坏取决于整个房间的隔墙、楼板及门窗的综合处理，所以，
凡是管道穿过空调房间的围护结构其孔洞四周的缝隙必须用弹性材料填充实心密实。
1）由于风管内气流流速和压力的变化以及对管壁和障碍物的作用而引起的气流噪声，设计中相应考虑风速选择，总干管风速5～6.5 m/s，支管风速3～4.5m/s，从而降低气流噪声[9]。
2）在机组和风管接头及吸风口处都采用软管连接，同时管道的支架、吊架均采用橡胶减振。
3）风机盘管吊装于吊顶内，可适当降低噪声。另外风机盘管带回风箱亦可降低噪声。
4）新风机组静压箱内贴有5mm 厚的软质海绵吸声材料。
5）将风冷螺杆式冷热水机组置于五楼屋顶上，可大大降低其对各空调房间的噪声影响。
联接新风机组的消声器选用T 701-6型消声器系列，型号为6，外形尺寸宽×高×长(mm ) 为1200×1000×900。
9.2 空调系统减振设计
1） 水泵和风冷螺杆式冷热水机组固定在隔振基座上。隔振基座用钢筋混凝土板加工而成。
2） 水泵的进、出口采用橡胶柔性接头同水管连接。
3） 水泵、冷热水机组以及风机盘管等设备供回水管用橡胶或不锈钢柔性软管连接，以不使设备的振动传递给管路。
4） 新风机组风机进出口与风管间的软管采用帆布材料制作
5） 水管、风管敷设时，在管道支架、吊卡、穿墙处作隔振处理。管道与支吊、吊卡间应有弹性料垫层，管道穿过围护结构处，其周围缝隙应用弹性材料填充。
结论
本设计是福州某办公大楼的空调系统设计，设计内容主要包括负荷计算、空调方案的确定、空调风系统设计、空调水系统设计、空调设备及附件的选型、通风设计以及防火防排烟设计等几个部分。
本设计共采用两个系统：小空间（办公室、审讯室等）采用风机盘管加新风系统，采用圆形散流器送风口，上送上回；大空间（如健身房、舞厅等）采
用全空气系统，上送下回，采用散流器下送，单层百叶回风口回风。两个系统共用一个冷热源，风冷螺杆式冷热水机组，夏季供冷，冬季供热。空调冷冻水系统采用闭式两管制一次泵变流量系统，各层供回水管同程布置，水量分配调度方便。
通过本次设计，我真正将自己四年所学的知识进行系统地总结和运用。在设计过程中我巩固了自己之前所学的知识，培养了独立思考的能力，掌握了查阅资料辅助设计的方法，为我以后的学习和工作打下了良好的基础。同时，在设计过程中，我发现了自己在学习和知识的运用中的一些不足。在各位老师的辛勤指导和同学们的无私帮助下我顺利的完成了这次的毕业设计，也为我四年的大学生活画上了一个圆满的句号。
参考文献
1. 赵荣义等编，空气调节，中国建筑工业出版，1994
2. 陆耀庆主编，实用供热空调设计手册，中国建筑工业出版社，1993 3. 贺平等编，供热工程，中国建筑工业出版社，1993
4. 路诗奎，姚寿广编，空调制冷专业课程设计指南，化学工业出版社，2005 5. 路延魁主编，空气调节设计手册，中国建筑工业出版社，2004
6. 潘云刚编著，高层民用建筑空调设计，中国建筑工业出版社，2006 7. 刘宝林主编，暖通空调设计图集，中国建筑工业出版社，2004 8. 郭庆堂，实用制冷工程设计手册，中国建筑工业出版社，1994 9. 尉迟斌，实用制冷与空调工程手册，机械工业出版社，2001 10. 建筑设计防火规范,GB50016-2006 11.ASHRAE.HNAC
Applications
Handbook.
ASHRAE
Inc.
Atlanta,
pp.13~19,1999Burkhard Sanner ，“Prospects for ground-source heat pumps in Europe”
12.Newsletter of IEA Heat Pump Center, Vol.17, No.1, pp.19～22, 1999.
致谢
毕业设计已经完成，在整个毕业设计过程中，我将所学的专业理论知识与实际工程相结合，在指导老师的帮助和自己的努力下，我学到了很多东西，并对我所学的专业有了更多地了解和认识。
在此特别感谢王红艳老师在设计过程中给予我的耐心指导。虽然王老师教务繁忙，但仍然抽出很多时间来为我们解答疑惑，为我们作出了很好的榜样。
借此机会，我还要感谢本专业的所有老师，感谢他们在大学四年里给我的悉心教导和帮助。
感谢我们同组的每一位同学，感谢他们在毕设过程中给我的帮助和关心。 感谢我的父母，感谢他们在我成长的过程中的无私关怀和辛勤的付出，祝他们身体健康，永远平安。
此设计是我在大学里完成的最后一份作业，使我有机会将我所学到的知识与实际联系起来，认识到实际当中的不足，并有机会继续学习和进步。为我以后的工作和学习打下良好的基础。所以我必须把这次设计做好，以证明自己有能力出去面对社会，能在社会中有所作为。
由于未从事过实际工程设计，有很多参数资料都来源于参考书籍，再加上
课题名称： 福州市铝业大厦中央空调设计
专 业： 建筑环境与能源应用工程
学 校： 山东华宇工学院
设计人员： 时浩、石德陟
指导教师： 魏丰君
目录
前 言... ................................................ 1 第一章 工程概述与设计依据 ............................... 2
1.1 工程概述 .................................................. 2 1.2 设计依据 .................................................. 2
1.2.1 围护结构热工指标 ..................................... 2 1.2.2 室外设计参数 ......................................... 4 1.2.3 室内设计参数 ......................................... 5 1.2.4 体力活动性质 ......................................... 5
第二章 负荷计算 ........................................ 5
2.1 夏季冷负荷的计算 .......................................... 6
2.1.1 夏季冷负荷的组成 ..................................... 6 2.1.2空调冷负荷计算方法 ................................... 6 2.2 湿负荷的计算 ............................................. 13
2.2.1 湿负荷的组成 ........................................ 13 2.2.2 湿负荷的计算方法 .................................... 14 2.3 冬季热负荷的计算 ......................................... 14
2.3.1 围护结构传热耗热量Q 1' ............................... 14
' ................................... 2.3.2 冷风渗透耗热量Q 216 ' ............................... 2.3.3 外门冷风侵入耗热量Q 316 2.3.4 热负荷计算举例及汇总 ................................ 16
第三章 空调方案的确定 ................................. 19
3.1 空调系统的确定 ........................................... 19
3.1.1 全空气系统方案的确定 ................................ 19 3.1.2 风机盘管加新风方式的确定 ............ 错误！未定义书签。 3.2 空气处理过程设计 ......................................... 20
3.2.1 全空气系统设计计算 .................................. 20 3.2.2 风机盘管加独立新风系统设计 .......... 错误！未定义书签。
第四章 风系统的设计 ................................... 23
4.1 风管材料和形状的确定 ..................................... 24
4.2 送、回风管的布置 ......................................... 24 4.3 气流组织设计 ............................................. 24
4.3.1 全空气系统 .......................................... 24 4.3.2 风机盘管加新风系统 .................. 错误！未定义书签。 4.4 风管设计 ................................. 错误！未定义书签。
4.4.1 风道水力计算步骤 .................... 错误！未定义书签。 4.4.2 全空气系统的风道水力计算 ............ 错误！未定义书签。 4.4.3 风机盘管加新风系统的新风管道水力计算 错误！未定义书签。 4.4.4 新风机组的选型 ...................... 错误！未定义书签。
第五章 水系统的设计 ...................... 错误！未定义书签。
5.1 水系统方案的确定 ......................... 错误！未定义书签。
5.1.1 两管制水系统的特点 .................. 错误！未定义书签。 5.1.2 闭式系统的特点 ...................... 错误！未定义书签。 5.1.3 同程和异程系统的选择 ................ 错误！未定义书签。 5.1.4 一次泵变流量系统的选择依据 .......... 错误！未定义书签。 5.1.5 水系统方案的确定 .................... 错误！未定义书签。 5.2 冷冻水管路设计计算步骤 ................... 错误！未定义书签。 5.3 冷冻水供回水水力计算 ..................... 错误！未定义书签。 5.4 冷冻水泵的选型 ........................... 错误！未定义书签。
5.4.1 冷冻水泵设计规范 .................... 错误！未定义书签。 5.4.2 冷冻水泵的选型 ...................... 错误！未定义书签。 5.5 冷凝水排放系统设计 ....................... 错误！未定义书签。 5.6 膨胀水箱配置与计算 ....................... 错误！未定义书签。
第六章 空调冷热源的确定 ................................ 24 第七章 通风与防排烟设计 ................................ 26
7.1 防排烟的方式 ............................................. 27 7.2 空调建筑的防火防烟措施 ................................... 27 7.3 通风、防排烟设计 ......................................... 27
第八章 管道保温设计的考虑 .............................. 28
8.1 管道保温的一般原则 ....................................... 28
8.2 管道保温层厚度的确定 ..................................... 29
第九章 空调系统消声减振的设计方案 ...................... 29
9.1 空调系统消声设计 ......................................... 29 9.2 空调系统减振设计 ......................................... 30
结 论.. ................................................ 30 参考文献 ............................................... 31 致 谢.. ................................................ 32
前言
随着国民经济的飞速发展，空气调节技术已是保证室内良好环境的一种必不可少的技术。经济的发展使从事空调设计人员越来越多，对设计要求也越来越高。许多其他行业的人也越来越多的关心空调系统设计的合理性和经济性。尤其是近年来能源危机的出现、环保意识的不断提高，对空调设计提出了新的更为严峻的挑战。因此，利用自然资源，保护环境成了当前各国空调制冷行业的研究方向。
为了适应时代的发展，各种空调应运而生。如变频空调，它是目前空调消费的流行趋势，节能环保，能耗低；无氟空调，由当前全球面临的一个重大环境问题所催生，无氟空调是众所期待的产品；舒适性空调得到了很大的发展，健康是空调发展的主题之一，人们对于生活质量的要求越来越高；一拖多的发展从侧面反映了我国居民居住环境的巨大变化，也为自身发展指明了方向。目前，对于办公楼的空调系统比较推崇的空调方式是风机盘管加新风系统，这种系统灵活性大，能独立的调节室温，不但节能，而且健康，得到了广泛应用。
随着生产和科技的不断发展，人类对空调技术也进行了一系列的改进，同时也在积极研究环保、节能的空调产品和技术，已经投入使用了冰蓄冷空调系统、燃气空调、VAV 空调系统、地源热泵系统等。本次设计中采用风冷螺杆式冷热水机组作为空调系统的冷热源，这样一台机组夏季可进行供冷，冬季又可进行供热。风冷螺杆式冷热水机组利用室内外空气作为冷热源，它不用冷却水泵、冷却水管路及冷却塔，省去了庞大的冷却水系统，投资省，安装方便。
总之，伴随着科技和社会的进步，节能、环保、健康、智能控制已成为空调发展的大趋势。
由于我们两个人是大三的学生，无论是实践经验还是理论基础都还比较薄弱。在设计过程中难免存在错误和不足，恳请各位老师指正。
第一章 工程概述与设计依据
1.1 工程概述
本工程为福州某学院空调系统设计。该建筑物地处东经:119°17′， 北纬:26°05′。本工程总建筑面积为 28564.21m 2。建筑高度98.9m ，地上26层，地下2层。其中第五层、六层
1.2 设计依据
1.2.1 围护结构热工指标
2）外 墙
3）内墙
4）楼板
5）窗
6）门户构造
外墙：采用专用砂浆砌，加气混凝土200mm 厚。
内墙：采用专用砂浆砌，加气混凝土200mm 厚。K=2.59 W/m2K ，β=0.45，ε=6.2h，γf =2.0[1]；
屋面：上人屋面为细石混凝土保护层保温，不上人屋面为水泥砂浆保护层保温，保温层为120mm 厚泡沫混凝土。
门：多功能节能外门
外窗：断热铝合金低辐射中空玻璃窗(6+12A+6遮阳型) ，传热系数
3.00W/m2.K，玻璃遮阳系数0.57，气密性为6级，可见光透射比0.40。
幕墙：断热铝合金低辐射中空玻璃窗(6+12A+6遮阳型) ，传热系数3.00W/m2.K，玻璃遮阳系数0.57，气密性为3级，可见光透射比0.40
外墙外开窗七层及七层以上应采用安全玻璃 .
门窗单块玻璃大于1.5m 2及距楼地面≤500的玻璃均采用安全玻璃。 门窗洞口过梁不能利用结构梁者，均采用预制钢筋混凝土过梁，按03G332选用。
荷载等级 q 级，矩形截面，梁宽同墙厚。
楼板：选用面层+钢筋混凝土楼板+粉刷，K=3.13 W/m2K ，γf =1.5，β=0.64，ε=4.1h[1]；
墙体类型：Ⅱ，双层窗户、金属窗框、面积80%，采用标准玻璃；K=1.2 房间类型：房间类型为中型[2]。
1.2.2 室外设计参数
福州市室外设计参数 表1-1
1.2.3 室内设计参数
夏季空调设计温度：26℃，风速不大于0.3 m/s 冬季空调设计温度：20℃，风速不大于0.2 m/s
福州市室内设计参数 表1-2
1.2.4 体力活动性质
体力活动性质可分为[1]：`
静坐：典型场所：影剧院、会堂、阅览室等；
极轻劳动：主要以坐姿为主，典型场所：办公室、旅馆等； 轻度劳动：站立及少量走动，典型场所：实验室、商店等； 中等劳动：典型场所：纺织车间、印刷车间、机加工车间等； 重劳动：典型场所：炼钢，铸造车间、排练厅、室内运动场等。 所以本设计中档案室和办公室属于极轻劳动。
第二章 负荷计算
空调房间冷（热）、湿负荷是确定空调系统送风量和空调设备容量的基本依据。
在室内外热、湿扰量作用下，某一时刻进入一个恒温恒湿房间内的总热量和湿量称为在该时刻的得热量和得湿量。当得热量为负值时称为耗（失）热量。在某一时刻为保持房间恒温恒湿，需向房间供应的冷量称为冷负荷；相反，为补偿房间失热而需向房间供应的热量称为热负荷；为维持室内相对湿度所需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。
2.1 夏季冷负荷的计算 2.1.1 夏季冷负荷的组成
夏季空调房间的冷负荷主要有以下组成： 1) 通过围护结构传入室内的热量 2）通过外窗进入室内的太阳辐射热量 3）人体散热量 4）照明散热量 5）设备散热量
6）伴随人体散湿过程产生的潜热量
2.1.2空调冷负荷计算方法
冷负荷的计算常采用谐波反应法和冷负荷系数法。本设计采用谐波反应法。谐波反应法计算冷负荷的过程很复杂，一般需用电子计算机。为了便于手算，采用谐波法的工程简化计算方法。这里以五层501办公室房间为例。 1. 外墙和屋顶
CLQ τ=KF ∆t τ-ε （2-1） 式中 F — 计算面积，m 2；
K — 传热系数，W/(m2·℃) ； τ — 计算时刻，h ；
τ-ε — 温度波的作用时间，即温度波作用于围护结构内表面的时间，h ； ∆t τ-ε — 作用时刻下，围护结构的冷负荷计算温差，简称负荷温差，可通
过《空气调节》查得。
501办公室 南外墙 冷负荷 表2-1
2. 外窗
外窗的冷负荷包括两个部分，即窗户瞬变传导得热形成的冷负荷和窗户日射得热形成的冷负荷。
1）窗户瞬变传导得热形成的冷负荷
CLQ τ=KFΔt τ （2-2） 式中 Δt τ — 计算时刻的负荷温差，℃，可通过《空气调节》查得； K — 传热系数，W/(m2·℃) ； F — 计算面积，m 2。
南外窗 瞬变传热冷负荷 表2-4
北外墙 冷负荷 表2-2
屋顶 冷负荷 表2-3
2）窗户日射得热形成的冷负荷
CLQ τ=xg x d CnCsFJ j·τ （2-3） 式中 x g — 窗的有效面积系数；单层钢窗0.85，双层钢窗0.75； x d — 地点修正系数，可通过《空气调节》查得；
Cn — 窗内遮阳设施的遮阳系数，可通过《空气调节》查得； Cs — 窗玻璃的遮挡系数，可通过《空气调节》查得；
J j·τ — 计算时刻时，透过单位窗口面积的太阳总辐射热形成的冷负
荷，简称负荷强度，W/m2，可通过《空气调节》查得。
南外窗 日射得热冷负荷 表2-5
3. 内围护结构
1）当邻室为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热负荷，可按式（2-1）计算。此时负荷温差∆t τ-ε应按《空气调节》相应表中“零”朝向的数据采用。
2）当邻室为空调房间时，室温均相同，可不用计算
内墙 冷负荷 表2-6
4. 地面
查舒适性空调，地面传热可忽略不计。
5. 室内热源散热形成的冷负荷
设备、照明和人体散热得热形成的冷负荷，在工程上可用下式简化计算。 1）设备
CLQ τ= JEτ-T Q （2-4） 式中 Q — 设备得热，W ；
T — 设备投入使用时刻，h ；
Eτ-T — τ-T 时间内的设备负荷强度系数，可通过《空气调节》查得。 1006办公室有2台台式电脑，（功率约为400W ），从早上9：00工作到下午17：00。
设备 负荷 表2-7
2）照明
CLQ τ= JLτ-T Q （2-5） 式中 Q — 照明得热，W ； T — 开灯时刻，h ；
Lτ-T — τ-T 时间内的照明负荷强度系数，可通过《空气调节》查得。 1006办公室安有2支40W 的荧光灯，开灯时间从早上9：00到下午17：00。
照明 负荷
表2-8
3）人体
人体冷负荷包括人体显热冷负荷和人体潜热冷负荷。 ⅰ. 人体显热冷负荷
CLQ τ=JPτ-T Q （2-6） 式中 Q — 人体得热，W ；
T — 人员进入房间时刻，h ；
Pτ-T — τ-T 时间内的人体负荷强度系数，可通过《空气调节》查得。 1006办公室有2人工作，工作时间为早上9：00到下午17：00。
人体 显热负荷 表2-9
ⅱ. 人体潜热冷负荷
Q =qnn ' （2-7） 式中 q — 不同室温和劳动性质时成年男子散热量，W ，可通过《空气调节》
查得；
n — 室内全部人数；
n '— 群集系数，可通过《空气调节》查得。 1006办公室的人体潜热负荷：Q =qnn '=73×2×0.90=131 W
则1006办公室冷负荷汇总如下：
1006办公室冷负荷
表2-10
其他房间亦如上计算，汇总如下：
第5层各房间总冷负荷 表2-11
二层(同三、四层) 各房间总冷负荷 表2-12
按逐时法将每个房间冷负荷逐时相加，得出建筑物逐时冷负荷，其中建筑物逐时冷负荷中最大冷负荷即为建筑物的冷负荷。
大空间冷负荷最大时刻房间冷负荷汇总如下：
大空间房间冷负荷 表2-14
五层总冷负荷 表2-15 根据计算得建筑物最大冷负荷出现在16：00，数值为131752W 。
2.2 湿负荷的计算 2.2.1 湿负荷的组成
空调房间的湿负荷有以下组成： 1）人体散湿量；
2）渗透空气带入室内的湿量； 3）化学反应过程的湿量；
4）各种潮湿表面、液面或流液的散湿量； 5）食物或其他物料的散湿量； 6）设备散湿量。
2.2.2 湿负荷的计算方法
本次设计湿负荷主要考虑的是人体散湿量。 人体湿负荷Wr （kg/h）可按下式计算：
Wr =1000n ϕw ) （2-8）
式中 n — 计算时刻空调房间内的总人数； ϕ — 群体系数，可通过《空气调节》查得；
w — 一名成年男子的每小时散湿量，g/h，可通过《空气调节》查得。 各房间湿负荷汇总如下：
房间湿负荷 表2-16
2.3 冬季热负荷的计算 2.3.1 围护结构传热耗热量Q 1'
1）围护结构的基本耗热量[3]
Q 1=KF（t n -t w ）α （2-9）
式中 K — 传热系数，W/(m2·℃) ，贴土非保温地面的传热系数K 可通过
《实用供热空调设计手册》查得；
α — 温差修正系数，如下表2-17选取； t n -t w — 室内外计算温度差。
温差修正系数α 表2-17
2）围护结构附加耗热量
围护结构的附加耗热量，应按其占基本耗热量的百分率确定。各项附加（或修正）百分率，宜按下列规定的数值选用 ① 朝向修正
查《暖通规范》规定，选用朝向修正系数如下：
在本次设计中朝向修正系数选定为：东、西：-5% ；南：-20% ；北：0%；东南：-10% ② 风力修正
因位于福州市中心，平均风速不大，对传热的影响不很显著，故一般情况下可忽略不予考虑。
③ 高度修正
层高在4m 以下，可不考虑沿房屋高度室内温度上升对耗热量的影响。
' 2.3.2 冷风渗透耗热量Q 21）冷风渗透量计算[3]
V=Lln （2-10）
式中 L — 每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，在冬季室外平均风速
v pj =2.8m/s下，单层金属窗的L 1=2.6m3/m·h ，双层（金属框）外门L 2=1.8 m3/m·h [3]；
l — 门、窗缝隙的计算长度，m ；
n — 渗入空气量的朝向修正系数，如下表2-19
渗透空气量的朝向修正系数 表2-19
2）冷风渗透耗热量计算[3]
'=0.278V ρw c p (t n -t w ') （2-11） Q 2
式中 V — 经门、窗缝隙渗入室内的总空气量，如上计算；
ρ
w — 供暖室外计算温度下的空气密度，kg/ m
3
；
c p — 冷空气的定压比热，c=1kJ/kg·℃
2.3.3 外门冷风侵入耗热量Q 3'
外门冷风侵入耗热量公式[3]为：
'=NQ 1' j m （2-12） Q 3
式中 N — 外门附加率，N=80n％，其中n 为建筑物的楼层数，所以n=1[3]；
Q 1' j m — 外门的基本耗热量，W '+Q 3' 因此总热负荷为 Q=Q 1'+Q 2
2.3.4 热负荷计算举例及汇总
以1006办公室为例，假设走道、楼梯及厕所的温度均为18℃
1006办公室热负荷 表2-20
其他房间亦如上计算，汇总如下：
各房间热负荷 表2-21
第三章 空调方案的确定
3.1 空调系统的确定
3.1.1 全空气系统方案的确定
档案室空间大，人员密集小，冷负荷密度大，室内热湿比大，综合各个因素采用全空气中央空调系统。其理由如下：
1） 与二次回风相比，处理流程简单，操作管理简单； 2） 设备简单，最初投资少；
3） 可以充分进行通风换气，室内卫生条件好。 每层放置一个组合式空调机组在空调机房内。
3.2 空气处理过程设计 3.2.1 全空气系统设计计算
一、夏季送风状态点和送风量
空气送风状态点和送风量的确定可在i-d 图上进行，具体步骤如下： 1）在i-d 图上找出室 内状态点N ，室外状态点W
2）根据室内冷负荷Q 和湿负荷W 求出ε=Q ，再过N 点画出此过程线ε 3）确定送风温差⊿t ，过程线ε与相对应的等温线相交于O 点，O 点即送风状态点。
4）过O 点做垂线交相对湿度90%的曲线于L
点，由NW =G W 与回风的混合状态点c ，连接c 和L 点。如图3-1所示：
确定新风G
图3-1 一次回风系统夏季处理过程
每层单独一个系统，以六层为例： 1）计算室内热湿比：
601档案室ε=Q/W=24.114/ 3.63x10∧-4≈∞
602档案室ε=Q/W=9.027/ 2 x10∧-4≈∞
603档案室ε=Q/W=1.3/ 1.8x10∧-5≈∞
604档案室ε=Q/W=1.57/1.8 x10∧-4≈∞
2） 确定送风状态点，取送风温差⊿t=6℃，则送风点t o =20℃，过点N （t N =26℃，ϕN =40%）作ε=∞的直线交t=20℃的等温线于O 点，则i o =41 kJ/kg，过O 点作垂线交设定的ϕ=90%的曲线于L 点, t L =13℃, i L =34 kJ/kg. 3）总风量：G=Q/(iN -i o )=35.9/(47-41)=5.98 kg/s
601档案室送风量：G= 24.114/(47-41)=4.019 kg/s 601档案室新风量：Gw=20x30=600 m3/h =0.2 kg/s
4）由新风量（根据《暖通空调》课本第221页知，大部分民用建筑的房间新风量等于人数乘以每人所需新风量)Gw=33×30=990 m3/h= 0.33kg/s以及总风量G=5.98kg/s得六层新风比为G W =NC NW =5.5%
10%。即
(i C -i N )(i W -i N )=
10%,所以新风量G 1= G
*10%=4.019*10%=0.4019kg/s.则混合点C 的位置可确定，ic=51kJ/kg。 601档案室的回风量： Gh =G-Gw=4.019-0.2=3.819kg/s
601档案室的制冷量：Q=G*（ic- iL ）=4.019*（51-34）=68.323KW 601档案室的新风负荷Q= Gw *（hw-hN ）=0.2*（65-47）=3.6KW 其他房间亦如上计算，汇总如下
各房间的风量、冷量 表3-1
二、空调机组的选型
本设计采用卧式组合式空调机组，每层布置一个在空调机房内。 根据各层送风量和系统冷量进行组合式空调机组的选型，选用靖江市春意空调制冷设备有限公司生产的空调机组，其型号及性能参数如下表所列：
各层空调机组性能表 表3-2
机组安装注意事项：
1. 机组的四周，尤其是检查门及外接水管一侧应留有维修空间700-800mm ； 2. 机组应放置在平整的基座上（水泥或槽钢焊成）；
3. 机房内应设有地漏，以便冷凝水排放或清洗机组时排放污水； 4. 机组段与段连接时，段间应衬以随机配给的50mm 宽的密封条； 5. 必须将外接管路清洗干净后方可与空调机组的进出水管连接，以免将换热器堵塞，与机组管路连接时，不能使换热器进出水管受力太大，以免损坏换热器；
6. 机组的进出风口与风道间用软接头连接，机组不得承受额外的负荷。 三、冬季热负荷的校核
冬季只需要校核空调机组的热量是否满足房间要求即可。经校核，各空调机组所提供的热量Q 远大于夏季空调冷量，而健身房和舞厅等房间冬季热负荷与夏季冷负荷相差并不大，故空调机组提供的热量满足房间要求。 管的选型
第四章 风系统的设计
4.1 风管材料和形状的确定
风管按其形状一般分为圆形和矩形风管，本设计选用矩形风管，其占的有效空间较小、易于布置、明装较美观等，按其材料选用金属风管，易于加工制作、安装方便，具有一定的机械强度和良好的防火性能，气流阻力较小。
4.2 送、回风管的布置
大空间内，按房间的空间结构布置送回风管的走向（见图纸），采用上送下回方式，送风均采用圆形散流器下送，回风采用单层百叶回风口；小空间内，因本建筑层高较高，可充分利用吊顶，在房间的吊顶内放置卧式风机盘管，实现上送风，风口采用圆形散流器。
4.3 气流组织设计 4.3.1 全空气系统
以501档案室为例：
1） 将501档案室划分为、个小区，即长度方向划分为等分，每等分为m ；宽
度方向划分为等分，每等分为m ，这样，每个小方区为×m 。将散流器设置在小方区中央，则每个小方区可当作单独房间看待。将风口按每2m 一个布置，这样平均一个分区布置
第六章 空调冷热源的确定
本设计采用风冷螺杆式冷热水机组，放置在通风良好的屋顶制冷机房内，冷热水机组在正常运转状态下，利用系统中电磁阀之间的通与断的切换，改变系统中冷媒循环的管路走向，将机组切换为不同的冷媒循环工作系统，实现提供所需的冷(热) 水、冷(热) 量。
风冷螺杆式冷热水机组是利用室内外空气作冷热源，不用冷却水泵、冷却水管路及冷却塔，省却了庞大的冷却水系统，不占机房面积，投资省，安装方
便；冬季供暖节电，不污染环境，对环保有利；维修保养也方便。
系统总的冷量为473.4kW ，选用华雅净化空调制冷设备有限公司生产的风冷螺杆式冷热水机组两台，一用一备，其型号及性能参数如下表所示：
风冷螺杆式冷热水机组性能参数 表6-1
第七章 通风与防排烟设计
建筑物一旦起火，要立即使用各种消防设施，隔绝新鲜空气的供给，同时切断燃烧部位。由于消防灭火需要一定时间，当采取了以上措施后，仍不能灭火时，为确保有效的疏散通路，必须要有防烟设施。这是由于火灾产生的烟气，随燃烧的物质而异，由高分子化合物燃烧所产生的烟气，毒性尤为严重。烟气不仅直接危及在室人员，对疏散和补救也造成很大的威胁。所以建筑物防止火
灾危害，很大程度上是解决火灾发生时的防排烟问题。
7.1 防排烟的方式
根据GB50045-95的规定，凡建筑高度大于24m ，设有防烟楼梯和消防电梯的建筑物均应设防排烟设施。因为本建筑不高于高层建筑，才20m ，故不设置防排烟系统。常用的防排烟方式有:
1) 自然排烟方式：它是利用火灾产生的高温烟气和浮力作用，通过建筑物的对外开口（如门窗、阳台等）或排烟竖井，将室内烟气排至室外。其优点是不需电源和风机设备，可兼作平时通风用，避免设备的闲置。其缺点是当开口部位在迎风面时，不仅降低排烟效果，有时还可能使烟气流流向房间。
2）机械排烟方式：它是按照通风气流组织的理论，将火灾产生的烟气通过排烟风机排到室外，其优点是能有效保证疏散通路，使烟气不向其他区域扩散。但是必须向排烟房间补风。当烟气温度达到或超过280℃时，烟气中已带火，如不停止排烟，烟火就有扩大到其他地方而造成新的危害。因此在排烟系统（排烟支管）上应设有排烟防火阀，该阀当烟气温度超过280℃时能自动关闭。 3）机械加压送风的防烟方式：作为疏散通路的前室或防烟楼梯间及消防电梯井加压送风，用造成两室间的空气压差的方式，以防止烟气侵入安全疏散通路。
7.2 空调建筑的防火防烟措施
良好的防火防烟设施与建筑设计和空调设计有着密切关系，这两方面的正确规划是做好建筑物防火防烟工程的基本保证。
由于空调风管直接连接于房间与房间之间，所以传播烟气和扩散火灾的危险性甚大，大火常常沿着竖向管道管井迅速蔓延。从防灾观点看，最好采用不以空气为热媒而是以水作为带热介质的空调方式。但是，选择空调方式除考虑防灾之外，还要注意经济性、耐久性以及维修等因素。目前，对于空调方式与防灾性能及经济性之间的关系还没有定量的评价。每一层设置一台空调机组虽然造价偏高，但防灾性能是理想的。
防火分区或防烟分区与空调系统应尽可能统一起来，并且不使空调系统（风道）穿越分区，这是理想的。但实际上设置风道时，却时常需多处穿过防火区或防烟分区。为此在系统上要设置防火防烟风门。
7.3 通风、防排烟设计
根据《高层民用建筑设计防火规范》的防火排烟设计的法规，设计如下： 1）办公室、守卫室等通风设计
不单独设排风系统，通过窗户缝隙渗透排风 2）大空间（如健身房、舞厅等）的通风设计 设置排风扇，保持室内负压 3）楼梯间的通风与防排烟设计 采用自然排风排烟
4）卫生间、更衣室、浴室的通风与防排烟
设置机械排风装置，一般设置排风扇，卫生间的排风量应按每小时不小于10次计算。因此计算如下：①卫生间的体积为15 m 3，排风次数定为每小时15次，则排风量为225 m 3/h，选用苏州威尔克电讯电机制造有限公司生产的小型工频轴流风机，型号为145FZY2-S ，风量为660 m3/h，卫生间应保持负压，防止气味外泄，因此选用排气扇加止回阀。②浴室的体积为27 m 3，排风次数定为每小时15次，则排风量为405 m 3/h，选用苏州威尔克电讯电机制造有限公司生产的小型工频轴流风机，型号为145FZY2-S ，风量为660 m3/h。
第八章 管道保温设计的考虑
8.1 管道保温的一般原则
1） 送风管、回风管，冷、热水供回水管，制冷剂管道、凝水管、膨胀水箱、储热(冷) 水箱、热交换器、电加热器等的有冷、热损失或有结露可能的设备，材料和部件均需做绝热保温。
2） 闭孔性保温材料外表面应设隔气层和保护层。
3） 温管道的支架，穿墙或楼板时应防止“冷桥”。 4） 温材料应采用不燃和难燃材料。
5） 穿越防火墙，变形缝两侧各2m 范围内的风管和风管型电加热器前后0.8m 范围内的风管保温材料必须采用不燃材料。
8.2 管道保温层厚度的确定
本设计中对供回水管及风管的保温材料均采用带有网格线铝箔贴面的防潮离心玻璃棉。具体如下表所示：
玻璃棉保温材料选用厚度 表8-1
第九章 空调系统消声减振的设计方案
空调系统的消声和减振是空调设计中的重要一环，它对于减少噪声和振动，提高人们舒适感和工作效率，延长建筑物的使用年限有着及其重要的意义。
9.1 空调系统消声设计
本空调系统的噪声主要是风道系统中气流噪声和空调设备产生的噪声。一个房间隔声效果的好坏取决于整个房间的隔墙、楼板及门窗的综合处理，所以，
凡是管道穿过空调房间的围护结构其孔洞四周的缝隙必须用弹性材料填充实心密实。
1）由于风管内气流流速和压力的变化以及对管壁和障碍物的作用而引起的气流噪声，设计中相应考虑风速选择，总干管风速5～6.5 m/s，支管风速3～4.5m/s，从而降低气流噪声[9]。
2）在机组和风管接头及吸风口处都采用软管连接，同时管道的支架、吊架均采用橡胶减振。
3）风机盘管吊装于吊顶内，可适当降低噪声。另外风机盘管带回风箱亦可降低噪声。
4）新风机组静压箱内贴有5mm 厚的软质海绵吸声材料。
5）将风冷螺杆式冷热水机组置于五楼屋顶上，可大大降低其对各空调房间的噪声影响。
联接新风机组的消声器选用T 701-6型消声器系列，型号为6，外形尺寸宽×高×长(mm ) 为1200×1000×900。
9.2 空调系统减振设计
1） 水泵和风冷螺杆式冷热水机组固定在隔振基座上。隔振基座用钢筋混凝土板加工而成。
2） 水泵的进、出口采用橡胶柔性接头同水管连接。
3） 水泵、冷热水机组以及风机盘管等设备供回水管用橡胶或不锈钢柔性软管连接，以不使设备的振动传递给管路。
4） 新风机组风机进出口与风管间的软管采用帆布材料制作
5） 水管、风管敷设时，在管道支架、吊卡、穿墙处作隔振处理。管道与支吊、吊卡间应有弹性料垫层，管道穿过围护结构处，其周围缝隙应用弹性材料填充。
结论
本设计是福州某办公大楼的空调系统设计，设计内容主要包括负荷计算、空调方案的确定、空调风系统设计、空调水系统设计、空调设备及附件的选型、通风设计以及防火防排烟设计等几个部分。
本设计共采用两个系统：小空间（办公室、审讯室等）采用风机盘管加新风系统，采用圆形散流器送风口，上送上回；大空间（如健身房、舞厅等）采
用全空气系统，上送下回，采用散流器下送，单层百叶回风口回风。两个系统共用一个冷热源，风冷螺杆式冷热水机组，夏季供冷，冬季供热。空调冷冻水系统采用闭式两管制一次泵变流量系统，各层供回水管同程布置，水量分配调度方便。
通过本次设计，我真正将自己四年所学的知识进行系统地总结和运用。在设计过程中我巩固了自己之前所学的知识，培养了独立思考的能力，掌握了查阅资料辅助设计的方法，为我以后的学习和工作打下了良好的基础。同时，在设计过程中，我发现了自己在学习和知识的运用中的一些不足。在各位老师的辛勤指导和同学们的无私帮助下我顺利的完成了这次的毕业设计，也为我四年的大学生活画上了一个圆满的句号。
参考文献
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2. 陆耀庆主编，实用供热空调设计手册，中国建筑工业出版社，1993 3. 贺平等编，供热工程，中国建筑工业出版社，1993
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6. 潘云刚编著，高层民用建筑空调设计，中国建筑工业出版社，2006 7. 刘宝林主编，暖通空调设计图集，中国建筑工业出版社，2004 8. 郭庆堂，实用制冷工程设计手册，中国建筑工业出版社，1994 9. 尉迟斌，实用制冷与空调工程手册，机械工业出版社，2001 10. 建筑设计防火规范,GB50016-2006 11.ASHRAE.HNAC
Applications
Handbook.
ASHRAE
Inc.
Atlanta,
pp.13~19,1999Burkhard Sanner ，“Prospects for ground-source heat pumps in Europe”
12.Newsletter of IEA Heat Pump Center, Vol.17, No.1, pp.19～22, 1999.
致谢
毕业设计已经完成，在整个毕业设计过程中，我将所学的专业理论知识与实际工程相结合，在指导老师的帮助和自己的努力下，我学到了很多东西，并对我所学的专业有了更多地了解和认识。
在此特别感谢王红艳老师在设计过程中给予我的耐心指导。虽然王老师教务繁忙，但仍然抽出很多时间来为我们解答疑惑，为我们作出了很好的榜样。
借此机会，我还要感谢本专业的所有老师，感谢他们在大学四年里给我的悉心教导和帮助。
感谢我们同组的每一位同学，感谢他们在毕设过程中给我的帮助和关心。 感谢我的父母，感谢他们在我成长的过程中的无私关怀和辛勤的付出，祝他们身体健康，永远平安。
此设计是我在大学里完成的最后一份作业，使我有机会将我所学到的知识与实际联系起来，认识到实际当中的不足，并有机会继续学习和进步。为我以后的工作和学习打下良好的基础。所以我必须把这次设计做好，以证明自己有能力出去面对社会，能在社会中有所作为。
由于未从事过实际工程设计，有很多参数资料都来源于参考书籍，再加上