1、 第 1 页 1 工程简介 1.1 工程概况 该工程位于北京市，属寒冷地区。性质规模： 建筑面积 总共 约 为 14600 m2，建筑总高度 为 4.8 2+3.9 10 = 38.6m。该建筑为法庭建筑，共 12 层地上 1-2 层为法庭及附属用房，层高 4.8m； 3-12 层为办公室区，层高 3.9m；地下一层为设备用房。体形系数过小，仅为 0.185。该法院建筑为一类高层建筑，耐火等级为一级。 1.2 设计基本资料 （ 1） 屋面 屋面 为 可 上人屋面， 材料为铺地砖水泥砂浆 铺卧 30mm，防水层 5mm， 1:3水泥沙浆找平层 20 mm，轻骨料 混凝土找坡层 30 mm，挤塑聚
2、苯板 110 mm，钢筋混凝土层面板 200 mm。传热系数 0.3 CmW 2 。 （ 2） 外墙 外墙为（由外到里）外装饰层 20 mm， 通风空气层 50 mm，挤塑聚苯板 65mm，轻集料混凝土 空心砌块 200mm，内墙面抹灰层 15mm。传热系数 0.43 CmW 2 。 （ 3） 内墙 内墙为 140mm矿棉岩棉玻璃棉毡 ，双面 20mm水泥砂浆，传热系数 1. 4 CmW 2 。 （ 4） 外窗 空气层为 15mm的 热防护玻璃窗 ，玻璃为 12mm厚的 双层中空平板玻璃，只有内遮阳 。传热系数 1.3 CmW 2 （ 5） 人数 人员数的确定是根据各房间的使用功能及使用单位提
3、出的要求确定的，这里根据规范选取。 表 1-1 各类房间人数 选取 房间类型 人数 法庭 0.5人 /m2 会议室、合议室 0.4人 /m2 办公室 0.125人 /m2 院长 办公室 2人 休息室 1人 第 2 页 （ 6） 照明、设备 由建筑电气专业提供，照明设备为 吊顶玻璃 内的 荧光灯， 灯光功率 11 2mW 。 （ 7） 空调使用时间 空调设计 8:0022:00。 （ 8） 气象参数 1) 室外气象参数 表 1-2 室外气象参数表 夏季参数 夏季大气压(Pa) 夏季室外空调计算日平均温度 () 夏季室外空调计算干球温度 () 夏季室外空调计算湿球温度 () 夏季平均风速 (m/s
4、) 99860 28.6 33.2 26.4 1.9 冬季参数 冬季大气压(Pa) 冬季室外供暖计算干球温度 () 冬季室外空调计算干球温度 () 冬季室外空调相对湿度(%) 冬季最多风向平均风速(m/s) 102040 -9.0 -12.0 45 4.8 2） 室内设计参数 以下列表参数系结 合本建筑各房间使用功能选取： 表 1-3 各房间设计参数 房间名称 夏季 冬季 新风量 干球温度 相对湿度 % 干球温度 相对湿度 % m3/h.人 候审 大 厅 26 60 18 40 25 法庭 26 60 18 40 25 办公室 25 55 20 40 30 会议室 26 60 18 40 30
5、 更衣室 26 60 20 40 30 1.3 设计内容 1) 空调工程 负荷计算 2) 空调系统方案设计 3) 空气处理过程设计 以 及末端设备的选择 4) 空调机房设计 5) 绘制设计施工图 第 3 页 2 负荷计算 2.1 负荷计算 的 方法 2.1.1 屋顶 和 外墙 的 冷负荷 屋顶 和 外墙 瞬时冷负荷： )( nl ttFKCL （ 2-1） 式中 ： CL 外墙冷负荷， W； F 外墙的面积， ； K 外墙的传热系数 W/ . oC； nt 室内设计空调温度，oC； lt 外墙的冷负荷计算温度，oC； dt 地点修正值，oC。 2.1.2 窗户瞬时冷负荷和窗户日射得热冷负荷 窗
6、户瞬时冷负荷公式： )( nl ttFKCL （ 2-2） 式中： CL 玻璃窗冷负荷， W； F 外墙的面积， ； K 外墙的传热系数， W/ nt 室内设计空调温度，oC lt 冷负荷计算温度 逐时值，oC dt 地点修正值，oC。 窗户日射得热冷负荷： CLjz CDFCCL m ax. （ 2-3） 式中： CL 窗户 日射得热冷负荷， W； F 窗玻璃的净面积， ； CLC 冷负荷系数 ； 第 4 页 zC 窗玻璃的综合遮挡系数 ； max.jD 日射得热因数的最大值， W/ 。 2.1.3 照明 、 人体 和 设备 散热得热冷负 设备、照明和人体散热得热冷负荷公式： TQJXCLQ
7、 （ 2-4） 式中： Q-设备、照明和人体的得热， W； T-设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻， h； T -从设备投入使用时刻或开灯时刻或人员进入房间时刻到计算时间的时间， h； TJX （ TJL 、 TJP ） - T 时间的设备负荷强度系数、照明负荷强度系数、人体负荷强度系数。 2.1.4 湿负荷 人体湿负荷公式： nWr 10001（ 2-5） 式中 ： n -空调房间内的人员总数； -群集系数； -每名成年男子的散湿量 ， g/h； rW -人体的湿负荷 ， kg/h。 2.2 负荷计算 实例 以 1201 房间为例说明。 1） 北外墙冷负荷 外墙传热系数 K=0.4
8、3， 将其 按 照 公式 2-1 计算， 并将 计算 结果列于表 2-1 中。 2） 北外窗冷负荷 a）瞬 时 传热得热形成冷负荷 双层中空平板玻璃 ， K=1.3， 将其 按 照 公式 2-2 计算 ， 并将 计算 结果列于表 2-2 中。 b）日射得热形成冷负荷 双层中空平板玻璃 ， K=1.3， 将其 按 照 公式 2-3 计算 ， 并将 计算 结果列于表 2-3 中。 3） 西外墙冷负荷 外墙传热系数 K=0.43， 将其 按 照 公式 2-1 计算， 并将 计算 结果列于表 2-4 中。 第 5 页 4） 照明散热冷负荷 办公室电器 照明 功率取 11， 将其 按 照 公式 2-4
9、计算 ， 并将 计算 结果列于表 2-5 中 。 5）人体散热得热冷负荷 办公室 的人员密度 取 0.125 人 /m2，群集系数 n =0.9， 查得 室内温度为 25C 时 在 办公室极轻 劳动 的情况下 的显热散热量为 65W/人，潜热散热量为 69W/人 ， 将其 按 照 公式 2-4计算， 并将 计算 结果列于表 2-6 中。 6）人体散热得热冷负荷 办公室电器设备功率取 20， 将其 按 照 公 式 2-4 计算 ，并将 计算结果列于表 2-7 中 。 7） 将 房间 的 冷负荷 按照逐时 进行 汇总 ， 并将 计算结果列于表 2-8 中。 第 9 页 3 空调方案的确定 3.1
10、空调系统的分类 3.1.1 按照空气处理设备的集中程度情况分类 1）集中系统 集中系统所有的空气处理设备（包括风机，冷却器，加湿器，过滤器等）都设置在一个房间内。 2）半集中系统 除了集中空调机房外，半集中系统还设置有分散在被调房间内的末端设备，其中多半设有冷热交换装置，它的主要功能是在空气进入被调房间之前，对来自集中处理设备的空气做进一步补充处理。 3）全分散系统 这种机组把冷热源和空气处理， 输送设备集中设置在一个箱体内，形成一个紧凑的空调系统。可以按照需要，灵活而分散的设置在空调房间内，因此局部机组不需要集中的机房。 3.1.2 按负担室内负荷所用的介质种类分类 1）全空气系统 是指空调
11、房间的室内负荷全部由经处理的空气来负担的空调系统。在室内热湿负荷为正的场合，用低于室内空气焓值的空气送入房间，吸收余热余湿后排出房间。低速集中式空调系统，双管高速空调系统均属这一类型。由于空气的比热较小，需要用较多的空气量才能达到消除余热余湿的目的，因此要求有较大断面的风道或者较高的风速。 2）全水系统 房间 的热湿负荷全靠水作为冷热介质来负担，由于水的比热比空气大的多，所以在相同条件下只需要较小的水量，从而使管道所占的空间减小许多。但是，仅靠水来消除余热余湿，并不能解决房间的通风换气问题。因而通常不单独采用这种方式。 3）空气 -水系统 随着空调装置的日益广泛使用，大型建筑物设置空调的场合越
12、来越多，全靠空气来承担热湿负荷，将占用较多的建筑物空间，因此可以同时使用空气和水来负担空调的室内负荷。诱导空调系统和带新风的风机盘管系统就属于这类型。 4）冷剂系统 这种系统是将制冷系统的蒸发器直接放在室内来吸收余热余湿。 这种方式通常用于分散安装局部空调机组，但由于制冷剂管道不便于长距离输送，因此这种系统不适宜作为集中空调系统来使用。 3.1.3 根据集中空调系统处理的空气来源分类 1）闭式系统 它所处理的空气全部来自于空调房间本身，没有室外空气补充，全部为再循环空气。因此房间和空气处理设备之间形成了一个封闭环路。封闭式系统用于无法采用室外空气的场合。这种系统冷热消耗量最省，但卫生效果差。当
13、室内有人长期停留时第 10 页 必须考虑空气的再生。这种系统应用于战时的地下庇护所等战备工程以及很少有人进出的仓库。 2）直流式系统 它所处理的空 气全部来自室外，室外空气经过处理后送入室内，然后全部排除室外，因此与封闭式系统相比，具有完全不同的特点。这种系统适用于采用回风的场合。 3）混合式系统 从上述两种系统可见，封闭式系统不能满足卫生要求，直流式系统经济上不合理，所以两者都只在特定的情况下使用，对于绝大多数场合，往往需要综合这两种的利弊，采用混合一部分回风的系统。 3.2 空调系统的划分 3.2.1 系统划分的原因 由于同一建筑物同层及垂直方向冷湿负荷会存在差异，房间用途和使用时间也不尽
14、相同，为使空调系统既能保证室内参数要求，又经济合理，既需将 系统分区。 3.2.2 系统化分的原则 系统划分的原则 ： 1) 能保证室内要求的参数，即在设计条件下和运行条件下均能保证达到室内温度、相对湿度、净化等要求，室内设计参数及热湿比相同或相近的房间宜划分为一个系统。对于定风量单风道系统，还要求工作时间一致，负荷变化规律基本相同； 2) 初投资和运行费用综合起来较为经济； 3) 尽量减少一个系统内的各房间相互不利的影响； 4) 尽量减少风管长度和风管重叠，便于施工、管理和测试； 5) 一般民用建筑中的全空气系统不宜过大，否则风管难于布置；系统最好不要跨楼层设置，需 要跨楼层设置时，层数也不
15、应过多这样有利于防火； 6) 房间朝向、层次和位置相同或相近的房间宜划分为一个系统； 7) 工作班次和运行时间相同的房间宜划分为一个系统； 8) 气体洁净度和噪声级别要求一致的或产生有害物种类一致的房间宜划分为一个系统。 3.3 空调制冷方案的确定 本设计为 法院 楼的空调系统设计 ， 法庭 （ 包括 大法庭、中法庭、小法庭及刑事法庭）全部集中在一 、 二层 ， 房间内 人员数量较多， 所需 除湿能力 较强 ，故选择吊顶式空调机组 ，而一 、 二层 附属 办公室 及 三层至十二层办公室 房间较小， 人员相对较少 ， 适合 采用空气 第 11 页 水系 统 （风机盘管 加新风 系统） 。 根据上
16、述对 法院建筑基本情况 的 概述 ， 本人 将本建筑 划分 为 两个 系统： a 一 、 二层 法庭 （ 包括 大法庭、中法庭、小法庭及刑事法庭） 适宜划分为一个系统； b 一、二层其余附属 办公室及 三 层至十 二 层 适宜划分为一个系统。 3.4 送风方案 方案的确定 1 新风风管形式布置： 新风 机组设置在每层 走道 靠近窗户 端的 吊顶内， 进入空调房间的 新风支管接到 每间房间 的风机盘管 送风口旁 边 。 新风 经 新风机组处理到室内焓值后直接 引入 室内 ， 使用 方便 、 灵活 ， 当 过渡季节， 即风机盘管不运行时也可 以 进行新风换气 。由于 该 法院对 室内 在 美观 方
17、面 要求较高 ， 故 办公室及 会议室 内 的 风机盘管的送风口 以及 新风口 虽然 分别送至室内，但 共用一个双层百叶风口。 2风机盘管新风处理 ： 新风 只需 处理到室内 的等焓 值 状态点 ， 因而 不承担室内 的 冷负荷 ，这种 做法 不仅 可以将 该系统 运转的 灵活性 提高 ，而且 可以 通过 适当提高 风机盘管的供水温度 的 方式 ， 防止 出现 水管结露 的 现象。 第 12 页 4 系统风量的确定 4.1 送风量的确定 确定送风状态和计算送风量 的步骤： 1） 根据已知的室内空气状态参数， 在 i-d 图上找出室内空气状态点 N； 2） 根据 计算 出的 空调房间冷负荷 Q
18、和 湿负荷 W 求出热湿比 =Q/W，再通过 N 点画出过程线 ； 3） 根据 室温允许波动范围确定送风温差 ，对于风机盘管使用最大送风温差。 4） 根据所取定的送风温差 to 求出送风温度 to， to 等温线与过程线 的交点 O 即为送风状态点； 送风量 计算式： 1 0 0 0 onon dd Whh QG（ 4-1） 式中 ： G空调房间的总送风量 ， kg/s； Q空调房间的总余热量 ， kW； W空调房间的总余湿量 ， kg/s； hn室内空气状态点 N 的焓值 ， kj/kg； ho送风状态点 O 的焓值 ， kj/kg dn室内空气状态点 N 的含湿量 ， g/kg do送风状
19、态点 O 的含湿量 ， g/kg 4.2 新风量的确定 确定新风量的依据： 1） 满足卫生要求 由于要 保证 室内 人们的身体 舒适 健康， 所以 空调房间一定要 引入 足够的新风， 足 以稀释室内 各种 原因 产生的二氧化碳 及其他气体 ， 一般标准 为 室内二氧化碳的浓度 要少于1* 610 。 2） 补充局部排风量 当空调房间内有局部排风装置时，为了不使房间产生负压，在系统内必须有新风来补充排风量。 3） 保持空调房间的 正压 第 13 页 为防止 其他有害或 有异味的气体 无组织 地 侵入 室内，影响室内 空气品质及 舒适性 参数，空调房间内 要 保持正压。 4） 一般规定， 风机盘管
20、加新风 系统中的新风量不 应 小于送风量的 10%。 本设计中 新风量均取 30 m3/h人 ， 所求得的 新风量与上述 几条 依据 校核 之 后 ，得出最终的新风量。 4.3 全空气系统 风量的确定 以 101 室 大法庭为例 ： 室外 状态 参数 Ctw 2.33 ， %52w ， kgkJhw /76 ，kggd w /9.16 ； 室内 状 态 参 数 Ctn 26 ， %60n ， kgkJhw /9.58 ，kggdw /8.12 ； (1)计算 热湿比 ： 44785.1464897 WQ (2)确定送风状态点：送风温差 to=8，送风状态点 O： kgkJho /2.30 。
21、(3)确定送风量 根据公式 4-1 计算得 G=2.26kg/s 新风量为 1.53kg/s 新风比为 1.53/14.5=10.55% (4)过 O 点作等含湿量线与 =90%交与点 L， kgkJhl /2.30 , kggdo /5.7 (5) 所需冷量 kWhhGQ lco 4.71)( (6) 冷量分析 室内冷负荷 Q1= 29.4kW 新风冷负荷 Q2=35.1kW 再热冷负荷 Q3= 6.9 kW Qo=29.4+35.1+6.9=60 kW 4-1 焓湿图 4.4 风机盘管加新风系统风量计算 室外 状态 参数 Ctw 2.33 ， %52w ， kgkJhw /76 ， kggd w /9.16 ；
