1、 毕业设计 开题报告 建筑环境与设备工程 上海市国湖写字楼空调设计 一、选题的背景、意义 该写字楼位于上海市，该建筑地下一层，为地下车库，有通风要求。地上10 层，一层为大堂和商业用房；二层为员工活动室；三至九层为办公室、会客室、资料室等；十层为会议室。总建筑面积约为 10500 平方米，主体为钢筋混凝土框架、砖混结构，具体楼层功能和热工参数见图纸及设计原始资料件。要求对该办公楼进行夏季空调和必要的通风设计。 上海地区气候特征及地质条件： 上海濒江临海，属亚热带季风气候，呈现季风性、海洋性气候特征。冬夏寒暑交替，四季 分明，春秋较冬夏较长。主要气候特征是：春天暖和，夏季炎热、秋天凉爽，冬季阴冷
2、；全年雨量适中，年 60%左右和雨量集中在 5 9 月的汛期，年平均降水量 1119.1 ，年蒸发量 882.4 ；年平均日照 1400h。由于上海城区面积大、人口密集 ,使上海城市气候具有明显的城市热岛效应。全年平均气温15.8， 1 月最冷平均为 3.6， 7 月最热为 27.8。上海地区夏季空调运行约4 个月（ 6 10 月初），冬季运行约 3 个月（ 12 3 月初）。上海地区具有的夏长、冬短的特点，对地下换热器长时间工作可能会引起热平衡问题 二、相关研究的 最新成果及动态 办公 建筑是现代建筑这一华丽乐章中不可或缺的音符。特别是豪华、高档的高层 办公 建筑群的兴建，己成为一个国家经济
3、文化发展的重要标志之一。 办公 建筑空调效果之优劣直接关系其经营效益，如设计失误会影响客源，造成不可预料的经济损失。所以， 办公 建筑空调设计在宾馆建设中至关重要。随着现代科学技术的发展和我国市场经济的大发展，工程设计人员已基本掌握了 办公 空调设计的一般规律和方法，并在实际工程实践中积累了丰富的经验。但是，由于 办公 建筑对空调系统的热舒适性和节能性要求较高，加之现代宾馆建筑构造复杂、功能齐全， 办公 房 间设计指标、环境要求各异，均增加了暖通设计的难度。因此，努力研究探索 办公 空调设计的优化途径，提高 办公 空调的设计水平是暖通技术人员的任务和责任 。 三、课题的研究内容及拟采取的研究方
4、法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标 1、 方案选择依据：制冷空调系统的出现为人们创造了舒适的空调环境，但20 世纪 70 年代的全球能源危机，使制冷空调系统这一能源消耗大户面临严重考验，节能降耗成为空调系统设计的关键环节。据统计，我国建筑能耗约占全国总能能耗的 35%，空调能耗又约占建筑能耗的 50% 60%左右。于是如何更好的利用现在的 空调技术服务人类同时又能满足建筑能耗的要求，是现阶段专业技术人员的工作要点。 空调的应用给人们的生活带来了冷暖适宜的人工环境，但同时也带来了不可弥补的后果，由于空调制冷剂的应用，造成大面积臭氧空洞，使紫外线毫无忌惮的达到地面，破坏着人们的生存环境。所以
5、环保也是一个不容回避的问题。 随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，暖通空调领域中新的设计方案大量涌现，针对同一个设计项目，往往可以有很多不同的设计方案可供选择，设计人员要进行大量的方案比较和优选工作，设计方案技术经济性比较正在成为影响暖通空调 设计质量和效率的一项重要工作。如何对暖通空调设计方案进行科学的比较和优选，是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。 所以，空调系统设计上要从能源、经济和环保三个方面考虑。另外还应联系实际情况，例如建筑物周围的环境以及其自身的结构特点，进行综合考虑，从而制定合理的方案 2、 办公室空调系统的气流组织形式办公室空调一般
6、采用风机盘管加新风系统，最常用的两种形式为： 1） .立柱式风机盘管明装，安装在办公室外窗下，盘管上部送风，下部或后部回风。 2） .卧式风机盘管暗装，安装在办公室过厅的吊顶内，侧 送风，回风口布置在吊顶上。 3、 办公室空调设计存在的问题： 1） .办公室空调设计计算参数选用标准偏高，导致夏季过冷，冬季过热，降低了宾客对办公楼热舒适的满意程度，又浪费了能源。 2） .风机盘管加新风形式的空调系统，有气流短路现象和 “ 气流死角 ” 存在。而短路气流或滞流气流存在的位置尚未明确。 3） .室内温、速度分布不均匀：靠近送风口处，人体有直接受冷风或热风吹的感觉；而距离送风口远处，则空调效果不佳。例
7、如，采用立柱式风机盘管窗下送风时，靠近盘管处的夏季垂直温度梯度会形成脚寒头热的局面 (这种现象有悖于人体需要脚暖 才感到舒适的生理要求 )。 4、 风机盘管不同布置的工作情况： (1)卧式风机盘管方式：卧式风机盘管方式在气流组织形式上属上侧送、上侧回式。夏季，冷空气从送风口射出后，贴附屋顶向前流动，随着速度的衰减，同时由于重力的影响，冷空气开始向斜下方运动并进入工作区，在工作区内与热空气进行热量交换后，温度升高，最后返回回风口。冬季，送风从送风口射出后，贴附距离较长，然后斜向下进入工作区，与工作区冷空气进行热量交换后，返回回风口。整个工作区基本处于回风区内。该种空调方式，沿送风水平方向，存在温
8、度梯度，靠近风机盘管一侧，夏季 温度偏低，冬季温度偏高，但员工的主要活动区温度处于舒适范围内，活动区较舒适。 (2)立柱式风机盘管方式：立柱式风机盘管方式在气流组织形式上属下侧送、下侧回式，具有下侧送、下侧回式的主要特点。冬季，热空气离开送风口后，在浮力的同时作用下，向斜上方运动，进入工作区，与工作区空气进行热量交换后，从盘管下部回风口返回。夏季，冷空气从送风口送出后，沿射流轨迹进入工作区，与工作区空气换热，但受重力影响，有 “ 下坠 ” 现象。立柱式风机盘管方式，在盘管附近，垂直方向存在较大温度梯度，该方向的温度差值降低了盘管附近区域的舒适度， 尤其是夏季，人体脚躁部 (距地 0.2-0.3
9、 米处 )温度低，人体感觉不适。 5、 针对办公室空调运行中存在的主要缺陷，办公室空调气流组织可采用以下改进措施： 1） .暗装卧式风机盘管系统 第一，选用高静压型卧式风机盘管，机外余压保持在 30-50Pa，以克服送风系统除风机盘管以外的总阻力，保证风机盘管系统的出风量，消除距离风口较远处的 “ 送风死角 ” ； 第二，采用可调节送风方向的双层百叶送风口，夏季送风时，采用斜向上45 送风；冬季送风时，采用斜向下，以此改善该系统存在的 “ 热风上浮 ” ， “ 冷风下坠 ” 现象。 第三，严寒地区 ，外窗与盘管送风口距离超过 6.5m 时，冬季，在外窗下附加辅助加热设备，设备供热量按照外窗的冷
10、风渗透耗热量选取，以此增加基本舒适区的舒适性。 2） .立柱式风机盘管系统 第一，把立柱式风机盘管出风口风速控制在 1.5m/s 以内，出风口选用带斜向上导流片的百叶风口，有利于降低盘管附近的局部气流速度，改变冷气流流向，提高不舒适区的舒适度。 第二，根据建筑布局和立柱式风机盘管的风口尺寸，制作有导流格栅的装饰板安装在盘管前，起到诱导送风流向的目的，使夏季送冷风时，冷空气不直接吹向人体脚、 踝 部，减弱由此造成的人体不适感。 6、 研究方法： 1） .负荷计算方法：设计冷负荷是选择设备的主要依据，所以正确地计算建筑冷负荷对整个系统的设计十分重要。空气调节房间的夏季冷负荷，应根据各项得热量的种类
11、和性质以及房间的蓄热特性，分别进行计算。通过围护结构进入室内的不稳定传热量、透过外窗进入室内的太阳辐射热量、人体散热量以及非全天使用的设备、照明灯具的散热量等形成的冷负荷，宜按不稳定传热方法计算确定；不宜把上述得热量的逐时值直接作为各相应时刻冷负荷的即时值。 2） .新风解决方法：办公楼建筑主要是供人员休息的，室内空气品质对人员的健康有着密切的关 系。改善空气品质不可缺少的是提供足够的新风。但是又考虑到能源方面的节约，所以采用一部分新鲜空气和室内回风混合处理后，送入室内消除室内的冷热负荷的方法。 多联机新风问题的解决：在暖通空调系统中，足够的新风量对于提供良好的室内空气品质（ IAQ），保证室
12、内人员的舒适感和身体健康有着直接意义。使用新风既能提高室内空气品质 ， 又能在过渡季节（部分时间）只开新风系统就能满足使用要求。 7、 在变频多联机空调系统中新风机组的形式有以下两种 1.全热交换机组：是回收排气热能并重新用于送风时制热或制冷的系统，使一部分回风和送风之 间进行热交换。优点：整体式机组，无室外机，不受外界限制，相当节能。缺点：风管设计较复杂，风压较低。 2全新风处理机组：采用直接膨胀制冷法，通过变频控制为基础，加热和冷却处理接近室温的室外空气。优点：风管设计简单，风压较高。缺点：室内机与室外机之间的冷媒配管实际长度在 100m 以内，高低差为 50m（室外机高于室内机），当室内
13、机高于室外机时，高低差为 40m，因而受外界的限制。另外冷媒配管垂直距离超过 50m 时，需修正制冷容量，全新风机组采用独立的制冷系统，故耗电量比较高。 最后变频多联机空调工程需要选择一个好的品 牌，还需要一个好的设计，好的安装队伍。因此对于我们设计人员来说，应该精心做好空调设计，切实有效地贯彻到空调工程施工中去，尽可能地使空调在最节能的情况下达到最佳的效果。 整个过程从 1、方案选择依据 2、办公室空调系统的气流组织形式办公室空调一般采用风机盘管加新风系统 3、办公室空调设计存在的问题 4、风机盘管不同布置的工作情况 5、针对办公室空调运行中存在的主要缺陷，办公室空调气流组织可采用以下改进措
14、施 6、研究方法 7、在变频多联机空调系统中新风机组的形式这七个方面对建筑整体的空调系统做了设计和研究。 四、论文详细工作 进度和安排 在毕业设计中的工程设计中，我们根据所学基础理论和专业知识，结合实际工程，按照工程设计规范、标准、设计图集和有关参考资料，独立完成建筑所要求的工程设计。通过设计过程，使我们系统地掌握暖通空调设计规则、方法、步骤，锻炼 CAD 快速制图能力，提高读图能力，了解相关专业的配合关系，培养设计过程中与各专业的协调意识，培养我们独立分析问题和解决工程实际问题的能力，为将来从事建筑环境与设备工程专业设计工作和施工、验收调试、运行管理和有关应用科学的研究及技术开发等工作，奠定
15、可靠的基础。 工作进度： （ 1） 2010.11.01 11.30 搜集资料，完成文献综述、外文翻译 （ 2） 2010.12.0112.25 搜集资料，完成开题报告； （ 3） 2010.12.262011.01.20 空调负荷计算； （ 4） 01.21 3.15 选择空调系统，布置风管并绘图，进行气流组织计算； （ 5） 3.16 3.31 空调水系统方案确定并绘图，水力计算； （ 6） 4.014.15 选择设备，布置机房并绘图； （ 7） 4.16 4.30 地下车库通风系统设计并绘图； （ 8） 5.01 5.18 绘图及设计说明书整理； （ 9） 5.19 5.31 答辩 本课
16、题的拟解决的主要问题主要包含： （ 1）各功能区域空调负荷的计算； （ 2）各系统方案的确定； （ 3）空气处理设备，制冷制热设备的选择计算； （ 4）气流组织及风系统设计计算； （ 5）水系统设计计算及水泵选择； （ 6）空调机房的设计布置。 （ 7）地下室的防排烟设计 五、主要参考文献 采暖通风与空气调节设计规范（ GBJ50019-2003） 民用建筑暖通空调设计技术措施 高层民用建筑防火规范 GB50045-95（ 2001 修订版） , 公用建筑节能设计标准 GB50189-2005 通风 与空调工程施工质量验收规 GB50243-2002 暖通空调制图标准 GB/T50114-2001 办公室建筑空调设计
