1、毕业设计 开题报告 建筑环境与设备工程 广州长旺写字楼空调设计 一、选题的背景、意义 随着全球气候的恶化，以及生活全面小康化人们对现在生活环境的要求越来越高，提倡品质生活。对于这种现状空调将是人类生活的必须品。而空调系统的设计的是否得当将大大影响着经济和能源是否能取得最大的节约。等要求在各类建筑物中，大量采用先进设备和相应配套设备而成的暖通空调系统已成为现代化建筑技术的重要标志之一，是现代建筑创造舒适高效的 工作 和生活环境所不可缺少的重要基础设施。对这些空调系统设备的设计、安装和运行管理不仅直接关系到业主和用户的根本利益，而且也关系到对部环境的保护。 二、相关研究的最新成果及动态 在智能建筑
2、中，集中空调系统的监控点数量常常占全楼监控点总数的 50以上，其能耗常常占全楼总能耗量的 50以上。由此可见，暖通空调系统在现代建筑中是极其重要的 .尤其在现代智能建筑中，暖通空调系统是不可少的组成部分。因此 .研究中央空调系统能耗的意义就尤其重要。对空调系统能耗的研究要实现的目标是，如何在创造良好室内小环境 的前提下最大力度的利用能源，达到对外部大环境的最小破坏 .以实现可持续发展的长远目标。 世界暖通空调事业的发展概况从美国开利 (Carrier)博士 1932 年发明空调器以来 ,至今已有 60 年历史。目前世界暖通空调事业的发展在一些国家已进入普及的中期 ,大多数在普及的初期。 在国外
3、如美国，日本等国家对于该类型写字楼一般采用变风量（ VAV）空调系统，它与其他常用集中冷热源舒适性空调系统比较具有以下优点： 1）区域温度可控制。 2）空气过滤等级高，空气品质好。 3）部分负荷时风机可变频调速节能运行。 4）可变新风比，利用低风节能 。而在国内一般采用集中式和半集中式相结合的空调系统，对于大空间利用全空气系统而一般的房间则采用空气水系统。国外现在流行 VRV 系统，解决空气系统管道占建筑空间的难题，这一系统在国内已在小型建筑中使用。 三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标 该写字楼位于广州市，该建筑地下一层，为地下车库，建筑面积为 3987 平
4、方米，有通风要求。地上九层，一层为大堂和商业用房，建筑面积为 1792 平方米；二层、三层为大开间办公，建筑面积约为 1500 平方米；四至九层为办公室，每层建筑面积约为 800 平方 米，主体为钢筋混凝土框架、砖混结构。对该办公楼进行夏季空调和必要的通风设计 。 对于 广州市长旺写字楼 该建筑地下一层，为地下车库，建筑面积为 3987 平方米，有通风要求。地上九层，一层为大堂和商业用房，建筑面积为 1792 平方米；二层、三层为大开间办公，建筑面积约为 1500 平方米；四至九层为办公室，每层建筑面积约为 800 平方米 。 四、论文详细工作进度和安排 根据该工程的简介 ,首先根据采暖通风与
5、空调设计手册和建筑专业标准规范大全查的广州夏季通风室外计算温度为 31.9，取该工程夏季室内设计温度为 26，夏季 通风室外计算相对湿度为 66%，夏季室外平均风速为 1.5m/s。对于人体而言要保证新风量为 30m3/（ h.人）。 地下汽车库宜设置独立的送风、排风系统。其风量应按允许的废气标准量计算， 且换气次数 每小时不应小于 6 次，其排风机宜选用变速风机。地下汽车库的排风宜按室内空间上、下两部分设置，上部地带按排出风量的 1/2 1/3 计算，下部地带按排出风量的 1/2 2/3 计算。送入新鲜空气的进风口宜设在主要通道上。 对于符合在该报告中先用空调负荷概算法做简单的计算，在计算说
6、明书中在做详细的计算。商场的空调冷负荷概算指标取 230W/m2，办公室的空调冷负荷的概算指标取 100W/m2。 2设计主题 根据该工程楼层的分布与格局： 1）地下车库 首先对其地下车库进行设计，因为地下车库只是用来停车所以夏季或冬季无需对其进行制冷或采暖，只需要对其进行通风调节保持地下室空气的流动性。一般采用换气次数发对其进行计算，从设计手册中得知 地下汽车库宜设置独立的送风、排风系统。其风量应按允许的废气标准量计算， 且换气次数 每小时不应小于6 次，其排风机宜选用变速风机。 所以套用公式 qv=nVf,式中 n 是换气次数， Vf是地下车库的体积。对其进行计算从而得出每小时 的换气量，
7、然后进行设备选型，按风机的功率选择适当的送排风机。并在其基础上配上一定量的管道。管道型号根据 Q=AV,式中 A 是管道面积 ,V 是风速，风速根据引风机的功率进行确定。 2）地上一层 地上 一层为大堂和商业用房，建筑面积为 1792 平方米。因为其面积比较大而且是商业用房，而且人口流动密度大，所以所需要的冷量较大，新风量也比较大，所以对其进行空调系统设计，是应该把该层空调系统设计为全空气系统。首先用空调负荷概算法做简单的计算，参考采暖通风与空气调节设计手册，取空调冷负荷概算指标为 230W/m2，所以该层冷 负荷值为 Q=230x1792=412.16KW。然后进行气流组织计算，至于该层气流
8、组织的设计，通常有侧送、上送下回、中送等，侧送是指依靠侧面风口吹出的射流实现送风，可布置在房间上部的侧墙处，回风口与送风口通常在同一侧。上送下回，适用于有恒温要求的洁净要求的工艺性空调。中送，这种送风方式在满足室内温、湿度要求的前提下，有明显的节能效果，但竖立向空间而言，存在温度“分层”现象。由于本层大面积的特点，而且是舒适性空调，故气流组织的形式定位上送下回，冷风密度较大沉到底部当冷风量大时下面的空气受到比较大的压力自然而然 的就向周围扩散开去，所以选择上送上回比较合适，因而风口选用散流器。进行散流器的选型，散流器的布置。布置好散流器后接下来应该进行风管的布置及其管径计算。根据主支管上风的流
9、速利用公式 Q=AV， A 是管道面积 ,V 是风速，来确定面积，在大型建筑中一般采用矩形管道这样可以有效的节省建筑面积。管道应该放在空间的上部，面积确定后选择合理的管道，比如 120x120,150x120,160x160 等等。管道管径确定以后接着是选择合理的空气处理机组，根据所需的冷负荷和所需的风量来确定用什么型号，功率为多少的空气处理机组。选择好型 空气处理机组后就要合理的在该层中合理的放置空气处理机组，在新风出口应该安装消声器。 3）地上第二，三层 地上第二层、三层为大开间办公，建筑面积约为 1500 平方米。基于办公室开间大的原因，这二层建筑面积以及构造完全一样，因为该二层面积较大
10、，照明设备，办公设备较多，散发的热量较多，所以需要的冷负荷较大，新风量要求比较大，采用空气 -水系统无法达到所需风量的要求，所以这二层应该采用全空气系统，该二层设计方法和地上一层类似。首先用空调负荷概算法做简单的计算，参考采暖通风与空气调节设计手册的课本，取空调冷负荷概算 指标为100W/m2，该二层冷负荷值 300KW。然后进行气流组织计算，至于该层气流组织的设计，该二层与地上一层类似故气流组织的形式定位上送上回，因而风口选用散流器。进行散流器的选型，散流器的布置。布置好散流器后接下来应该进行风管的布置及其管径计算。根据主、支管上风的流速利用公式 Q=AV， A 是管道面积 ,V 是风速，来
11、确定面积，在大型建筑中一般采用矩形管道这样可以有效的节省建筑面积。确定完管道型号后进行风管阻力平衡计算，对最不利环路进行阻力计算，结果与离新风机最近的管路的阻力进行比较，从而确定各个阀门的开启度。管 道应该放在空间的上部，面积确定后选择合理的管道。管道管径确定以后接着是选择合理的空气处理机组，根据所需的冷负荷和所需的风量来确定用什么型号，功率为大小的空气处理机组。选择好空气处理机组组后就要合理的在该层中合理的放置空气处理机组，在新风出口应该安装消声器。而且每层都使用空气处理机组。 4）地上第四 至九 层 四至九层为办公室，每层建筑面积约为 800 平方米 。 基于办公室开间小的原因， 第五 至
12、九 层 建筑面积以及构造完全一样，第四层多了一些钢结构，其他合另外几层一样，因为这六层为小空间的办公室，办公室面积小若采用全空气系 统，因为空气收带来的冷量小，所以管道必须很大，这样会占很大一部分的建筑面积，而且办公室不是每一个都在使用空调系统，采用半集中式空气水系统可以很好的控制风机盘管的开启状况，没用的可以关掉这样可以达到节能的效果。所以这六层应该采用空气 水系统，该同时采用风机盘管和新风机组。该六层设计方法，首先用空调负荷概算法做简单的计算，参考采暖通风与空气调节设计手册的课本，取空调冷负荷概算指标为 100W/m2，该六层冷负荷值 Q=100x4800=480KW。然后进行气流组织计算
13、，对于该层气流组织的设计，根据各种气流组织的 特点和根据该六层建筑的结构特点故气流组织的形式定位风机盘管一次回风侧送上回，即风机盘管侧送上回。风机盘管应放在进深大一侧墙的正中间的上方，以保证回风有风机盘管下部的回风口进入盘管的回风管从而达到侧送上回的效果。布置好风机盘管后接下来应该进行风管的布置及其管径计算。根据主、支管上风的流速利用公式 Q=AV， A 是管道面积 ,V 是风速，来确定面积，对于小开间办公室，所需风量一般较小，所需风管面积较小，所以可以把风管布置在吊顶内。使得风管出风口与风机盘管的出风口尽量靠近，可以使得新风与回风更加充分的混合。确定完管道型号 后进行风管阻力平衡计算，对最不
14、利环路进行阻力计算，结果与离新风机最近的管路的阻力进行比较，从而确定各个阀门的开启度。管道管径确定以后接着是选择合理的空气处理机组，根据所需的冷负荷和新风量确定用什么型号，功率为多少的空气处理机组。选择好型风机组后就要合理的在该层中合理的放置新风机组，在新风出口应该安装消声器 。 每层都安装一个新风机组。做完风系统后对于空气 水系统我们还要继续进行水系统的设计与布置。风机盘管水管进出口有三个，分别是冷冻水进口，冷冻水出口，冷凝水出口。先对冷冻水管的管路进行布置，有同程式，异程式。为 了便于水利计算，本工程采用同程式，该系统每个水的流动路线上阻力相等。水系统安供回水方式还可分为上供下回，下供上回
15、，上供上回，下供下回，中供。双管上供下回的特点很明显， 1）冷量在送水管中散失的少，同比与单管。 2）以用自身的重力克服一部分阻力。所以本工程采用双管上供下回，。所以本工程水系统采用上供下回同程式水系统。冷冻水供水由地下车库冷水制冷机组出来进入冷冻水给水管道再从水井里出来，供给各层的风盘管，风机盘管的冷冻水回水通过立管回到地下车库的冷水制冷机组。而冷却水系统却是使冷水制冷机组正常运行的必要条件所以要在 顶层安装冷却塔。然后对冷冻水管进行水利计算，确定管径。最后进行阻力平衡计算，若各环路阻力相等者正确。根据计算得出总的阻力来选择水泵。确定好管径就要选择制冷机组，根据所需冷负荷和冷冻水流量来选择制
16、冷机组的型号。冷凝水则通过各层排除建筑外。 3.设计总结 一切设计做好后应当考虑做好设备及管道的保温，以减少能量的过多耗费空调设备和管道的保温，对于节省能量消耗、降低运行费用也是相当重要的。如果保温效果不好或在维修后保温层修复不好，不但过多地消耗了冷量，也会由于所供冷水温度的过大温升致空调系统在对空气的处理过程中因无 法保证其机器露点而使空调房间相对湿度超标。 3 总结 对本工程做出总结，对于地下室采用，机械通风，采用换气次数法。对于大堂和商业用房和大开间办公室采用空调风系统为全空气系统，可以克服所需风量大，冷量大的要求，气流组织采用上送下回，风口采用散流器，冷源采用空气处理机组。对于四到九层的小开间办公室采用空气 水系统，气流组织采用风机盘管侧送下回，风口才有百叶风口，对于水系统，采用同程式双管上送下回系统，风系统冷源采用空气处理机组，水系统冷源采用冷水制冷机组。 3 参考文献 1 陆亚俊 暖通空调 北京：中国建筑 工业出版社， 2002 2 GJG 100-1998 汽车库建筑设计规范 3 GB 50019-2003，采暖通风与空气调节设计规范 S 4 GB50189-2005,公用建筑节能设计标准 S
