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摘要
本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是西安某高層商住樓空調(diào)及采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該建筑一層到三層是一個(gè)中型的商場(chǎng)，其中有大空間的也有小空間的，所以用全空氣系統(tǒng)，節(jié)能而且可以很好的處理室內(nèi)的空氣?？照{(diào)機(jī)房設(shè)置在地下室里，冷卻塔設(shè)置在房頂上面。從四層開(kāi)始就是住宅樓，一共有十八層，因?yàn)槭亲≌?，所以只做了地盤(pán)管，制作了冬季采暖，熱水來(lái)自市政管網(wǎng)，因?yàn)槭堑乇P(pán)管，所以需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的換熱，才可以輸入整個(gè)系統(tǒng)，所以做了換熱站，同樣的，換熱站也放在了地下室。
首先進(jìn)行氣象參數(shù)的查詢(xún)，然后是負(fù)荷計(jì)算，然后進(jìn)行畫(huà)圖，布置風(fēng)管，空調(diào)機(jī)房圖，制冷機(jī)房圖，最后成圖。通過(guò)一系列的設(shè)計(jì)，了解整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程和基本流程，了解怎樣有效地控制室內(nèi)空氣和溫濕度。
該設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了系統(tǒng)方案的確定和該系統(tǒng)的冷、熱負(fù)荷的計(jì)算、新風(fēng)量的計(jì)算、氣流組織的校核、加濕量的計(jì)算、設(shè)備的選型、風(fēng)系統(tǒng)的水力計(jì)算及冷水機(jī)房的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的布置。最后本設(shè)計(jì)還對(duì)相應(yīng)的消聲、減振作了簡(jiǎn)明的介紹。
關(guān)鍵詞: 中央空調(diào)系統(tǒng)；水系統(tǒng)；風(fēng)系統(tǒng)
I
Abstract
The contents of this design is a some high Xian company to live a building air condition and adopt a warm system design. The constructing 1-3 F is a medium-sized market and have among them big space of also have small space of, so use whole air system, economy energy and can be good the air of processing the indoor. In the ground floor, the air condition engine room constitution's cooling tower establishes on the house roof. Is a residence building since 4 F, totally have 18 F, is a residence to use, so did site to take care of and created to adopt in winter warm, the hot water comes from a municipal services tube net, is a site tube, so need to be carried on to in brief change heat, so as to input the whole system, so did to change a hot station, same of, change hot the station also put at ground floor.
The search that carries on weather parameter first, then is to carry a calculation, then carry on drawing, set out a breeze tube, air condition engine room diagram, make cold engine room diagram, finally become diagram. Pass a series of design, understand the whole design process of air condition system and basic process, understand how availably control indoor air and degree of humidity.
The design introduced a system project in detail to really settle and the system of cold, hot burden of the calculation, new breeze measure of the calculation, current of air organize of the school check, add the water power of the choosing of calculation, equipments type, breeze system of wet quantity to compute and the design of the cold water engine room and the decoration of the system. At last and originally design still to correspond of eliminate a voice and reduce the introduction of invigorating Jian Ming.
Keywords：entral air condition system；water system；wind system
III
目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1課題背景 1
1.2 節(jié)能空調(diào)概述 1
1.3 供暖的概述 2
1.4 本章小結(jié) 3
第2章 工程概況 4
2.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 4
2.1.1 室外計(jì)算參數(shù) 4
2.1.2 室內(nèi)計(jì)算參數(shù) 4
2.2 土建資料 4
2.2.1 建筑概況 4
2.2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料及結(jié)構(gòu) 5
2.3其他資料 5
2.3.1 人員資料 5
2.3.2 照明、設(shè)備資料 5
2.3.3 其他資料 6
2.4 本章小結(jié) 6
第3章 負(fù)荷計(jì)算 7
3.1 概述 7
3.2夏季空調(diào)負(fù)荷的構(gòu)成和計(jì)算原理 7
3.2.1 建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)形成的冷負(fù)荷 7
3.2.2 室內(nèi)熱源散熱引起的冷負(fù)荷 8
3.2.3 維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)制冷系數(shù)總冷負(fù)荷 10
3.3 冬季供暖負(fù)荷計(jì)算 10
3.3.1 維護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量 10
3.3.2冷風(fēng)滲透耗熱量的計(jì)算 12
3.3 本章小結(jié) 13
第4章 空調(diào)系統(tǒng)的選擇及設(shè)備的選擇與計(jì)算 14
4.1 空調(diào)系統(tǒng)的選擇 14
4.1.1 空調(diào)系統(tǒng)的分類(lèi) 14
4.1.2本次設(shè)計(jì)中空調(diào)系統(tǒng)的選擇 14
4.1.2.1系統(tǒng)選擇說(shuō)明 14
4.2 新風(fēng)量的確定 14
4.2.1 新風(fēng)負(fù)荷的確定 15
4.2.2新風(fēng)濕負(fù)荷的確定 15
4.3 空氣處理過(guò)程確定 16
4.3.1 全空氣系統(tǒng)夏季處理過(guò)程 16
4.3.2 全空氣系統(tǒng)夏季處理過(guò)程 16
4.4 送風(fēng)量的確定 16
4.5 全空氣機(jī)組的選擇與布置 17
4.6 本章小結(jié) 18
第5章 房間氣流組織設(shè)計(jì) 19
5.1氣流組織的綜述 19
5.2 空調(diào)的送風(fēng)口與回風(fēng)口 20
5.2.1空調(diào)送風(fēng)口的選型原則及選擇 20
5.2.2氣流組織及送風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算 20
5.2.3設(shè)計(jì)步驟與計(jì)算 21
5.3 空調(diào)回風(fēng)口 22
5.3.1 回風(fēng)口布置原則 22
5.3.2 回風(fēng)口風(fēng)速與形式 23
5.3 本章小結(jié) 23
第6章 空調(diào)風(fēng)道管路設(shè)計(jì) 24
6.1 風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 24
6.2 風(fēng)系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)的方法 24
6.3風(fēng)系統(tǒng)管道計(jì)算方法 24
6.4 沿程阻力和局部阻力計(jì)算 26
6.5 本章小結(jié) 26
第7章 空調(diào)冷源設(shè)備的選擇 28
7.1 空調(diào)冷源的簡(jiǎn)介 28
7.2 冷源種類(lèi) 28
7.3 冷水機(jī)組的類(lèi)型 28
7.4 冷水機(jī)組的選擇 29
7.5 冷源附屬設(shè)備的選擇 29
7.6 本章小結(jié) 30
第8章 空調(diào)冷凍水系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)與計(jì)算 31
8.1 空調(diào)冷凍水管設(shè)計(jì) 31
8.1.1 設(shè)計(jì)原則 31
8.1.2 系統(tǒng)水力計(jì)算過(guò)程 31
8.2 水系統(tǒng)的定壓及排氣 33
8.2.1水系統(tǒng)的定壓 33
8.2.2水系統(tǒng)的補(bǔ)水排水與排氣 33
8.3分集水器的選擇與計(jì)算 34
8.4 本章小結(jié) 35
第9章 空調(diào)系統(tǒng)的消聲與隔振 36
9.1與建筑物有關(guān)的噪聲、振動(dòng)源分類(lèi) 36
9.1.1空調(diào)系統(tǒng)的噪聲源 36
9.1.2空調(diào)系統(tǒng)的消聲措施 37
9.2空調(diào)系統(tǒng)減振設(shè)計(jì) 37
9.2.1空調(diào)系統(tǒng)振動(dòng)成因 37
9.2.2隔振措施 37
第10章 供暖系統(tǒng) 39
10.1 供暖方式的選擇 39
10.2 水力計(jì)算 39
10.3 管道的保溫 40
10.3.1 保溫管道的確定 40
10.3.2 保溫材料的選擇 40
10.3.3 管道保溫施工 40
10.4 本章小結(jié) 41
結(jié)論 42
參考文獻(xiàn) 43
致謝 44
附錄1 開(kāi)題報(bào)告 45
附錄2 外文翻譯 48
附錄3 外文翻譯原稿 52
附表1 冷負(fù)荷計(jì)算表 56
附表2 熱負(fù)荷計(jì)算表 61
附表3 空調(diào)風(fēng)管水力計(jì)算 64
附表4 供暖水管水力計(jì)算 66
V
第1章 緒論
第1章 緒論
1.1課題背景
在我國(guó)的原古時(shí)期就有鉆木取火的傳說(shuō)，在半坡遺址中人們就發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)方形的灶坑。這大概就是我國(guó)最早的采暖形式，到了后來(lái)就出現(xiàn)了人們最常用的取暖的火爐，火墻?；鹂坏?，現(xiàn)在，在我國(guó)北方的一些地區(qū)還被廣泛的
使用著。
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高我國(guó)的供熱事業(yè)也得到了迅速的發(fā)展。隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)室內(nèi)的環(huán)境要求也不斷的提高，對(duì)環(huán)境的舒適性提出了更高的要求，人們對(duì)居住生活的場(chǎng)所要求達(dá)到冬暖夏涼的效果。而室外的氣候往往達(dá)不到我們預(yù)期的效果，因此我們就必須依靠一些輔助的設(shè)備來(lái)達(dá)到我們所要求的效果。在夏季我們就要對(duì)
我們生活的環(huán)境進(jìn)行供冷，冬季就對(duì)我們生活的環(huán)境提供必須得熱量。
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和實(shí)力的壯大,20世紀(jì)80年代中央空調(diào)的概念從理論走到了現(xiàn)實(shí),造福于社會(huì)?，F(xiàn)在基本的高層公共建筑和高檔的一些多層建筑都廣泛采用中央空調(diào)系統(tǒng),這些大大小小的空調(diào)工程從策劃、設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試直至運(yùn)行,都留下了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)了設(shè)計(jì)師之間的空調(diào)技術(shù)交流,帶動(dòng)了空調(diào)的設(shè)計(jì)水平,空調(diào)的設(shè)計(jì)方法和空調(diào)設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)與發(fā)展。但隨著中央空調(diào)的廣泛應(yīng)用,也暴露了現(xiàn)有空調(diào)工程的設(shè)計(jì)和運(yùn)行的種種不足和缺陷。如能源的消耗問(wèn)題，我們必須走可持續(xù)發(fā)展之路，才能造福于子孫后代。
1.2 節(jié)能空調(diào)概述
節(jié)能空調(diào)是依靠蒸發(fā)吸收空氣中的熱量達(dá)到降溫目的，根據(jù)自然物理現(xiàn)象“水蒸發(fā)效率”這一原理：當(dāng)熱空氣經(jīng)過(guò)實(shí)際換熱面積100倍有水蒸發(fā)的濕簾時(shí)，其大量的熱將被空氣吸收，從而實(shí)現(xiàn)空氣降溫的過(guò)程。與傳統(tǒng)壓縮機(jī)空調(diào)在工作原理及結(jié)構(gòu)上不同、在降溫速度、衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安裝運(yùn)行維護(hù)等方面有都有顯著的優(yōu)點(diǎn)
在工作原理方面，節(jié)能空調(diào)是依靠蒸發(fā)吸收空氣中的熱量達(dá)到降溫目的，根據(jù)自然物理現(xiàn)象“水蒸發(fā)效率”這一原理：當(dāng)熱空氣經(jīng)過(guò)實(shí)際換熱面積100倍有水蒸發(fā)的濕簾時(shí)，其大量的熱將被空氣吸收，從而實(shí)現(xiàn)空氣降溫的過(guò)程，他與傳統(tǒng)空調(diào)相比最大的特點(diǎn)是不用壓縮機(jī)，所以他節(jié)能、環(huán)保、并有新鮮、潔凈的空氣，為您創(chuàng)造更加健康，舒適的工作環(huán)境。
在衛(wèi)生通風(fēng)方面，與傳統(tǒng)空調(diào)相比，運(yùn)行方式不同，傳統(tǒng)空調(diào)運(yùn)行是要求緊閉門(mén)才能保持室內(nèi)溫度的不變，這樣導(dǎo)致室內(nèi)空氣質(zhì)量大大降低，空氣污濁，難聞，使人產(chǎn)生頭痛惡心等所謂的“空調(diào)病”，對(duì)于一些會(huì)產(chǎn)生有害氣體的車(chē)間，如果沒(méi)有必要的通風(fēng)設(shè)備，會(huì)引起中毒現(xiàn)象，而高效節(jié)能空調(diào)可以解決這個(gè)問(wèn)題，在運(yùn)行是需要打開(kāi)門(mén)窗，冷氣不斷的送入，熱空氣被排除，始終保持新鮮自然的冷氣環(huán)境。
在經(jīng)濟(jì)方面，前期投資只需要傳統(tǒng)壓縮機(jī)空調(diào)的一半，中期運(yùn)行耗電量只需要傳統(tǒng)空調(diào)的1/8—1/10，后期維護(hù)費(fèi)用低，節(jié)能85%以上。
降溫效果明顯，在西安地區(qū)可以達(dá)到5—15度的降溫幅度，且降溫快速。定向崗位送風(fēng)，更加經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
利于環(huán)保，無(wú)氟利昂、低噪音、不振動(dòng)，不散熱。
其他優(yōu)點(diǎn)，可為設(shè)備降溫，使設(shè)備運(yùn)行更加穩(wěn)定，延長(zhǎng)使用壽命。為員工創(chuàng)造良好的 作環(huán)境，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
1.3 供暖的概述
人們?cè)谌粘Ｉ詈蜕鐣?huì)生產(chǎn)中都需要使用大量的熱能。將自然界的能源直接或間接的轉(zhuǎn)化為熱能，以滿(mǎn)足人們需要的科學(xué)技術(shù)，稱(chēng)為熱能工程。供暖就是用人工的方法向室內(nèi)供給熱量，保持一定的室內(nèi)溫度，以創(chuàng)造適宜的生活條件或工作條件的技術(shù)。所有的供暖系統(tǒng)都有熱媒制備（熱源）、熱媒輸送和熱媒利用（散熱設(shè)備）三個(gè)主要部分組成。根據(jù)三個(gè)主要組成部分的
相互位置關(guān)系來(lái)分，供暖系統(tǒng)可分為局部供暖系統(tǒng)和集中式供暖系統(tǒng)。
集中供熱系統(tǒng)由三大部分組成，熱源、熱力網(wǎng)（熱網(wǎng)）和熱用戶(hù)。
目前最廣泛應(yīng)用的熱源是：區(qū)域鍋爐房和熱電廠(chǎng)，用以提供熱水或蒸汽，然后把熱水或蒸汽輸送給分配供熱介質(zhì)的管線(xiàn)系統(tǒng)（熱力網(wǎng)），最后經(jīng)過(guò)管線(xiàn)送給熱用戶(hù)（散熱器），以達(dá)到供暖的目的。根據(jù)供暖系統(tǒng)散熱器散熱給室內(nèi)的方式不同，主要可分為對(duì)流供暖和輻射供暖。其他的一些常用的供暖系統(tǒng)形式還有，熱風(fēng)供暖系統(tǒng)，地板輻射采暖系統(tǒng)。
1.4 本章小結(jié)
本章列舉了一些所設(shè)計(jì)及的背景，粗略闡述了空調(diào)及供暖的基本情況。
3
第2章 工程概況
第2章 工程概況
2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)
2.1.1 室外計(jì)算參數(shù)
根據(jù)手冊(cè)查得西安地區(qū)的室外空氣設(shè)計(jì)參數(shù)如下[1]：
1.地理位置: 西安
2.臺(tái)站位置: 北緯 34.3 東經(jīng) 108.93
3.夏季大氣壓: 95.92 kPa
4.夏季室外計(jì)算干球溫度: 35.2 ℃
5.夏季空調(diào)日平均: 30.7.0 ℃
6.夏季計(jì)算日較差: 8.80℃
7.夏季室外濕球溫度: 26.0 ℃
8.夏季室外平均風(fēng)速: 2.20m/s
2.1.2 室內(nèi)計(jì)算參數(shù)
表2-1 一到三層氣象參數(shù)
季節(jié)
溫度（℃）
相對(duì)濕度（％）
風(fēng)速（m/s）
夏季
26
60
≤0.3
冬季
18
60
≤0.2
表2-2 四到十八層氣象參數(shù)
季節(jié)
溫度（℃）
相對(duì)濕度（％）
風(fēng)速（m/s）
夏季
25
50
≤0.3
冬季
20
50
≤0.2
2.2 土建資料
2.2.1 建筑概況
本工程在西安，是一個(gè)商住兩用的建筑，一至三層是一個(gè)中型的商場(chǎng)，有大空間的，也有小空間隔斷的，每層有3200㎡，每層高度均為4.8m。四層到十八層是居民樓，有小戶(hù)型也有大戶(hù)型，每層高度均為3m。
2.2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料及結(jié)構(gòu)
1. 外墻體（由外向內(nèi)）：水泥砂漿抹灰20mm，空心磚墻200mm苯顆粒保溫醬料找平層50mm，白灰粉刷20mm。傳熱系數(shù)為0.84 W/(m2?K)。
圖2-1外墻結(jié)構(gòu)示意圖
2.屋面結(jié)構(gòu)類(lèi)型（由外向內(nèi)）：沙礫外表層5mm，卷材防水層5mm，水泥砂漿20mm，水泥膨脹珍珠巖25mm，隔氣層5mm，水泥砂漿20mm，鋼筋混凝土35mm，內(nèi)粉刷20mm。傳熱系數(shù)為1.91 W/(m2?K)。
3.外窗：選用單層塑鋼窗，傳熱系數(shù)為2.71 W/(m2?K)。不考慮外遮陽(yáng)。
4.外門(mén)：選用節(jié)能外門(mén)，傳熱系數(shù)為3.02 W/(m2?K)。
2.3其他資料
2.3.1 人員資料
建筑物內(nèi)的人員數(shù)目的確定是根據(jù)建筑內(nèi)部各房間使用功能及使用單位的要求進(jìn)行的。由于本建筑為商場(chǎng)，可按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2005）中規(guī)定的不同房間人均占有的使用面積進(jìn)行人員密度及人員數(shù)目的確定。
2.3.2 照明、設(shè)備資料
應(yīng)該由電氣專(zhuān)業(yè)提供，由于缺乏電氣專(zhuān)業(yè)資料，故假定各房間的照明設(shè)備均為安裝熒光燈，鎮(zhèn)流器設(shè)在房間內(nèi)，熒光燈燈罩沒(méi)有通風(fēng)孔；可以按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2005）基于各種設(shè)計(jì)要求，確定不同用途的房間的設(shè)備及照明功率，在允許范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。具體數(shù)值見(jiàn)下表。
表2-3 商場(chǎng)的人員密度
建筑類(lèi)別
房間用途
照明功率密度（W/㎡）
電氣設(shè)備功率（W/㎡）
商場(chǎng)建筑
一般商店
12
13
高檔商店
19
13
2.3.3 其他資料
新風(fēng)量定為每人30m3/h；
要求噪聲等級(jí)不高于53dB（A）；
保持空調(diào)房間的大氣壓力比外界稍高，一般取5-10Pa；
2.4 本章小結(jié)
本章列舉了一些設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)所需的數(shù)據(jù)和注意事項(xiàng)，為下面設(shè)計(jì)做一些鋪墊工作，使設(shè)計(jì)有依據(jù)。
7
第3章 負(fù)荷計(jì)算
第3章 負(fù)荷計(jì)算
3.1 概述
本次設(shè)計(jì)既有空調(diào)也有供暖，所以負(fù)荷計(jì)算分為空調(diào)的負(fù)荷計(jì)算和供暖的負(fù)荷計(jì)算?？照{(diào)的負(fù)荷計(jì)算用冷負(fù)荷系數(shù)法，需要逐時(shí)計(jì)算，由于計(jì)算量很大，我們采用了軟件來(lái)計(jì)算負(fù)荷。建筑物的冬季采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)的熱負(fù)荷在《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50019—2003）中明確規(guī)定應(yīng)根據(jù)建筑物散失和獲得的熱量確定。對(duì)于民用建筑，冬季熱負(fù)荷包括兩項(xiàng)：維護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量和有門(mén)窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量。
3.2夏季空調(diào)負(fù)荷的構(gòu)成和計(jì)算原理
3.2.1 建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)形成的冷負(fù)荷
3.2.1.1 外墻和屋面?zhèn)鳠崂湄?fù)荷計(jì)算公式
LQ11W按下式計(jì)算：
w （3－1）
式中 K——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/m2·K，可根據(jù)外墻和屋面的不同構(gòu)造查表選?。ㄒ?jiàn)文獻(xiàn)[1]表2－1）；
F——圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算面積，m2；
——墻體、屋頂?shù)睦湄?fù)荷計(jì)算溫度的逐時(shí)值，℃；
——外墻或屋面的地點(diǎn)修正值；
——外墻或屋面的放熱修正系數(shù)；
——外墻或屋面的吸收修正系數(shù)；
是由——不同風(fēng)速下維護(hù)結(jié)構(gòu)的換熱系數(shù)決定的。而是由室外平均風(fēng)速?zèng)Q定的。
3.2.1.2 外窗形成的負(fù)荷
窗戶(hù)瞬變傳導(dǎo)得熱形成的冷負(fù)荷LQ12計(jì)算式可簡(jiǎn)化為：
W （3－2）
式中 td——玻璃窗的地點(diǎn)修正系數(shù)；
7
k——玻璃窗的傳熱修正系數(shù)；
F——窗口面積；
K——窗戶(hù)的傳熱系數(shù)，雙層中空鋼窗取3.34W/m2·K。
玻璃窗日射得熱引起的冷負(fù)荷基本公式：
W (3－3)
式中 ——玻璃窗面積；
——窗的構(gòu)造修正系數(shù)；
——地點(diǎn)修正系數(shù)；
——內(nèi)遮陽(yáng)系數(shù)；
——計(jì)算時(shí)刻下，透過(guò)無(wú)遮陽(yáng)設(shè)施窗玻璃太陽(yáng)輻射的冷負(fù)荷強(qiáng)度；
3.2.2 室內(nèi)熱源散熱引起的冷負(fù)荷
室內(nèi)熱源包括工藝設(shè)備散熱、照明散熱及人體散熱等。室內(nèi)熱源散出的熱量包括顯熱和潛熱兩部分,顯熱散熱中對(duì)流熱成為瞬時(shí)冷負(fù)荷,而輻射熱部分則先被圍護(hù)結(jié)構(gòu)等物體表面所吸收,然后再緩慢地逐漸散出,形成冷負(fù)荷。潛熱散熱作為瞬時(shí)冷負(fù)荷。
3.2.2.1 人體冷負(fù)荷
人體散熱與性別，年齡，衣著，勞動(dòng)強(qiáng)度及周?chē)沫h(huán)境條件等多種因素有關(guān)。人體散發(fā)的潛熱量和對(duì)流直接形成瞬時(shí)冷負(fù)荷，而輻射散發(fā)得熱量將會(huì)形成滯后的冷負(fù)荷。因此，應(yīng)采用相應(yīng)的冷負(fù)荷系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。為了設(shè)計(jì)計(jì)算方便，計(jì)算以成年男子散熱量為計(jì)算基礎(chǔ)。而對(duì)于不同功能的建筑物中的各類(lèi)人員（成年男子，女子，兒童等）不同的組成進(jìn)行修正，為此，引入群集系數(shù)n′，下表給出了一些建筑物中的群集系數(shù)，作為參考。
在人體散發(fā)的熱量當(dāng)中，潛熱散熱占40%，顯熱中的輻射散熱占40%，顯熱中的對(duì)流散熱占20%。其中，對(duì)流散熱成為了瞬時(shí)冷負(fù)荷，潛熱散熱也可以作為瞬時(shí)散熱冷負(fù)荷考慮，而輻射散熱則首先被室內(nèi)維護(hù)結(jié)構(gòu)和家具吸收，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，以對(duì)流的方式與室內(nèi)空氣換熱，從而成為滯后的冷負(fù)荷。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，顯熱散熱和潛熱散熱要分別算。
人體顯熱散熱形成的冷負(fù)荷計(jì)算公式：
9
w （3－4）
式中 ——單個(gè)成年男子的人體顯熱散熱量, W；
——計(jì)算時(shí)刻空調(diào)區(qū)內(nèi)的總?cè)藬?shù)；
——群集系數(shù)；
——人體顯熱散熱形成的冷負(fù)荷系數(shù)。
人體潛熱散熱形成的冷負(fù)荷計(jì)算公式：
（3－5）
式中 ——單個(gè)成年男子潛熱散熱量；
——空調(diào)區(qū)內(nèi)的總?cè)藬?shù)；
——群集系數(shù)；
表3－5 群集系數(shù)n′[1]
工作場(chǎng)所
n′
工作場(chǎng)所
n′
影劇院
0.89
圖書(shū)閱覽室
0.96
百貨商店
0.89
工廠(chǎng)輕勞動(dòng)
0.90
旅館
0.93
銀行
1.00
體育館
0.92
工廠(chǎng)重勞動(dòng)
1.00
3.2.2.2 照明得熱
照明得熱屬于穩(wěn)定得熱，一般得熱量不隨時(shí)間變化。此房間為熒光燈明裝，鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù)n1取1.2，燈罩隔熱系數(shù)n2取0.6，照明密度為15W/m2；燈光照明散熱形成的冷負(fù)荷由公式：
（3－6）
式中 ——照明工具所消耗的功率等于取定的單位照明負(fù)荷承以照明積；
——鎮(zhèn)流器消耗的功率；
——燈罩隔熱系數(shù)；
——照明散熱冷負(fù)荷系數(shù)。
3.2.2.3 設(shè)備得熱
燈光照明散熱形成的冷負(fù)荷由公式：
（3－7）
式中 ——電氣設(shè)備的功率密度，W/m2；
——空調(diào)面積，m2；
——時(shí)間設(shè)備、器具散熱的冷負(fù)荷系數(shù)；
3.2.3 維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)制冷系數(shù)總冷負(fù)荷
圍護(hù)結(jié)構(gòu)制冷系統(tǒng)總冷負(fù)荷應(yīng)包括：
1．根據(jù)各房間不同使用時(shí)間、空調(diào)系統(tǒng)的不同類(lèi)型和調(diào)節(jié)方式，按照各房間逐時(shí)冷負(fù)荷計(jì)算得到的綜合最大值；
2．新風(fēng)冷負(fù)荷；
3．風(fēng)機(jī)、風(fēng)管、水管、冷水管及水箱溫升引起的附加冷負(fù)荷，可考慮乘以系數(shù)1.1～1.2。
由于室內(nèi)壓力高于大氣壓力，所以不需考慮由室外空氣滲透所引起的冷負(fù)荷?，F(xiàn)將上述各分項(xiàng)計(jì)算結(jié)果列于表3－9中，并逐時(shí)相加，以便求得該房間單間內(nèi)的冷負(fù)荷值。由表3－9可知，此單間最大冷負(fù)荷出現(xiàn)在17:00左右，其值為1457W。建筑總冷負(fù)荷匯總見(jiàn)附表B。
3.3 冬季供暖負(fù)荷計(jì)算
3.3.1 維護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量
《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50019—2003）中規(guī)定的“維護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量”實(shí)質(zhì)上是維護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差傳熱量，加熱由于門(mén)外短時(shí)間開(kāi)啟而侵入的冷空氣耗熱量以及一部分太陽(yáng)輻射熱量的代數(shù)和。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50019—2003）中規(guī)定，維護(hù)機(jī)構(gòu)的耗熱量包括基本耗熱量和附加耗熱量。
3.3.1.1 維護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量
維護(hù)機(jī)構(gòu)的基本耗熱量可用下式計(jì)算
（3－8）
-- 通過(guò)供暖房間某一面圍護(hù)物的溫差傳熱量(或稱(chēng)為基本耗熱量), W;
-- 該面圍護(hù)物的傳熱系數(shù), W/(m^2.℃;
-- 該面圍護(hù)物的散熱面積, m^2;
-- 室內(nèi)空氣計(jì)算溫度, ℃;
-- 室外供暖計(jì)算溫度, ℃;
-- 溫差修正系數(shù).
注:對(duì)于內(nèi)門(mén)、內(nèi)墻、內(nèi)窗,如果提供了鄰室溫差,則基本耗熱量計(jì)算公式如下:
（3－9）
其符號(hào)意義同上.該圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加耗熱量等于其基本耗熱量.
維護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)α值的大小，取決于非供暖房間或空間的保溫性能和透氣狀況。對(duì)于保溫性能差和易于室外空氣流通的情況，不供暖房間和空間的空氣溫度更接近于室外空氣溫度，則α值更接近于1。各種不同情況的溫差修正系數(shù)可見(jiàn)《供熱工程》附錄表1－2。
3.3.1.2 維護(hù)結(jié)構(gòu)的附加耗熱量
維護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量是，是在穩(wěn)定條件下得出的。實(shí)際耗熱量會(huì)受到氣象條件以及建筑物情況等各種因素影響而有所增減。由于這些因素的影響，需要對(duì)房間維護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量進(jìn)行修正。這些修正耗熱量稱(chēng)為維護(hù)結(jié)構(gòu)附加耗熱量，包括朝向修正、風(fēng)力附加和高度附加耗熱量。.
附加耗熱量可用下式計(jì)算
（3－10）
-- 附加耗熱量
-- 朝向附加率(或稱(chēng)朝向修正系數(shù))
-- 風(fēng)力附加率(或稱(chēng)風(fēng)力修正系數(shù))
-- 高度附加
-- 外門(mén)附加
《暖通規(guī)范》規(guī)定：宜按下列規(guī)定的數(shù)值，選用不同的朝向修正率
北、東北、西北 0～10％ ； 東南、西南 -10～-15％ ；
東、西 -5％ ； 南 -15～-30％ 。
風(fēng)力附加耗熱量是考慮室外風(fēng)速變化而對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量的修正。我國(guó)大部分地區(qū)冬季平均風(fēng)速為2～3m/s。西安室外平均風(fēng)速 2.700 m/s，因此《暖通規(guī)范》規(guī)定：在一般情況下，不考慮風(fēng)力附加。只有建在不避風(fēng)的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)廠(chǎng)區(qū)內(nèi)特別突出的建筑物才考慮垂直外維護(hù)結(jié)構(gòu)附加5％～10％。
高度附加耗熱量是考慮房屋高度對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量的影響而附加的耗熱量《暖通規(guī)范》規(guī)定：當(dāng)房間高度大于4m時(shí)，高度每高出1m應(yīng)附加2％，但總的附加率不應(yīng)大于15％。所以此建筑1～3層高度為4.8m高度附加值為2％，4～20層高度為3.45m，高度附加值為0。
所以該建筑的外維護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量為
（3－11）
3.3.2冷風(fēng)滲透耗熱量的計(jì)算
可用下式計(jì)算
（3－12）
-- 干空氣的定壓質(zhì)量比熱容, Cp = 1.0 Kj / (Kg * ℃)
-- 滲透空氣的體積流量, m^3 / h
-- 室外溫度下的空氣密度 Kg / m^3
-- 室內(nèi)空氣計(jì)算溫度, ℃;
-- 室外供暖計(jì)算溫度, ℃;
3.3.2.1 的確定
（3－13）
-- 外門(mén)窗縫隙長(zhǎng)度, m
-- 每米門(mén)窗縫隙的基準(zhǔn)滲風(fēng)量, m^3 / h.m
-- 門(mén)窗縫隙的滲風(fēng)量綜合修正系數(shù),
-- 門(mén)窗縫隙滲風(fēng)指數(shù), = 0.56 ~ 0.78 當(dāng)無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)候可以取=0.67
3.3.2.2 的確定
（3－14）
-- 門(mén)窗縫隙滲系數(shù), m^3/(m * h * Pab), 注: Pab代表: Pa(帕)的b次方
-- 基準(zhǔn)高度冬季室外最多風(fēng)向的平均風(fēng)速, m/s
3.3.2.3 的確定
（3－15）
-- 熱壓系數(shù),
-- 風(fēng)壓差系數(shù), m / s, 當(dāng)無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)候,可取 0.7
-- 作用于門(mén)窗分析兩側(cè)的有效熱壓差和有效風(fēng)壓差之比;
-- 高度修正系數(shù), 可按下式計(jì)算
-- 計(jì)算門(mén)窗的中心線(xiàn)的標(biāo)高.
3.3.2.4 的確定
（3－16）
-- 熱壓?jiǎn)为?dú)作用下, 建筑物中和界的標(biāo)高, m
-- 建筑物內(nèi)形成熱壓作用的豎井計(jì)算溫度.
3.3 本章小結(jié)
本章詳細(xì)介紹了空調(diào)的負(fù)荷計(jì)算和供暖的負(fù)荷計(jì)算，還有一些注意事項(xiàng)，把負(fù)荷計(jì)算詳細(xì)的描述了出來(lái)，清晰明了。
15
第4章 空調(diào)系統(tǒng)的選擇及設(shè)備的選擇與計(jì)算
4.1 空調(diào)系統(tǒng)的選擇
空調(diào)系統(tǒng)的形式是多種多樣的，因此在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選取。通常需要考慮的指標(biāo)有：經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)－初投資和運(yùn)行費(fèi)用或其綜合費(fèi)用；功能性指標(biāo)－滿(mǎn)足對(duì)室內(nèi)溫度、濕度、或其他參數(shù)的控制要求的程度；能耗指標(biāo)－能耗實(shí)際上已反應(yīng)在運(yùn)行費(fèi)用中，但有時(shí)為其它費(fèi)用所掩蓋，而節(jié)能是我們的基本國(guó)策，也是全世界所重視的問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)盡力選擇節(jié)能型系統(tǒng)；系統(tǒng)與建筑的協(xié)調(diào)性－如系統(tǒng)與裝修，系統(tǒng)與建筑空間及平面之間的協(xié)調(diào)；其它，如維護(hù)管理方便性，噪聲等。系統(tǒng)的選擇實(shí)質(zhì)是尋求系統(tǒng)與建筑的最優(yōu)搭配。
4.1.1 空調(diào)系統(tǒng)的分類(lèi)
在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一般有以下幾種系統(tǒng)形式可供選擇：全空氣一次回風(fēng)和二次回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、VAV變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)盤(pán)管加新風(fēng)系統(tǒng)、分散式空調(diào)系統(tǒng)、誘導(dǎo)器空調(diào)系統(tǒng)以及蓄冷空調(diào)系統(tǒng)[13]。
4.1.2本次設(shè)計(jì)中空調(diào)系統(tǒng)的選擇
4.1.2.1系統(tǒng)選擇說(shuō)明
本次該建筑的一層到三層是商場(chǎng)，是大空間的建筑，熱負(fù)荷和濕負(fù)荷都很大，所以采用全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)。
商場(chǎng)建筑的特點(diǎn)是人員會(huì)在特定時(shí)間集中，且熱負(fù)荷和濕負(fù)荷都很大，若采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管系統(tǒng)，濕負(fù)荷沒(méi)有辦法處理掉，所以采用全空氣系統(tǒng)。并且前三層建筑的層高也很高，是4.8m，更加適合全空氣系統(tǒng)。
4.2 新風(fēng)量的確定
新風(fēng)量的確定與室內(nèi)空氣品質(zhì)和能量消耗有關(guān)。一般原則為：
（1）滿(mǎn)足衛(wèi)生要求；
（2）補(bǔ)充局部排風(fēng)量；
（3）保證空調(diào)房間的正壓要求，房間維持正壓，此項(xiàng)可不計(jì)。
第4章 空調(diào)系統(tǒng)的選擇及設(shè)備的選擇與計(jì)算
在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，如果計(jì)算新風(fēng)量不足總風(fēng)量的10%，則應(yīng)該取系統(tǒng)風(fēng)量的10%,新風(fēng)量的確定可按下圖5-1選定[1]。
4-1 新風(fēng)量的確定方法
本次空調(diào)設(shè)計(jì)中定人均新風(fēng)量為30m3/（h.p），人員密度如表2-3所示。按照上述方法可以求出各個(gè)房間的新風(fēng)量。
4.2.1 新風(fēng)負(fù)荷的確定
各個(gè)房間的新風(fēng)量確定以后就可以利用公式
W （4-1）
——空調(diào)房間的新風(fēng)冷負(fù)荷；
——空調(diào)房間的新風(fēng)量；
——空調(diào)房間室外狀態(tài)點(diǎn)的焓值；
——空調(diào)房間室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)的焓值；
確定各個(gè)房間的新風(fēng)冷負(fù)荷。
4.2.2新風(fēng)濕負(fù)荷的確定
新風(fēng)濕負(fù)荷，可按下式計(jì)算[2]：
kg/h (4-2)
式中： ——新風(fēng)量 kg/s,見(jiàn)表4-20；
17
——夏季空調(diào)室外計(jì)算參數(shù)時(shí)含濕量 g/kg；
——室內(nèi)空氣含濕量 g/kg。
各個(gè)房間新風(fēng)量的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)附錄4。
4.3 空氣處理過(guò)程確定
4.3.1 全空氣系統(tǒng)夏季處理過(guò)程
本建筑大、小商場(chǎng)采用一次回風(fēng)的全空氣系統(tǒng)。在全空氣系統(tǒng)中由于可能需要用同一送風(fēng)狀態(tài)滿(mǎn)足不同房間的需要，所以確定送風(fēng)狀態(tài)的時(shí)候按照系統(tǒng)中新風(fēng)量最大的房間進(jìn)行空氣處理過(guò)程的設(shè)計(jì)。由于本空調(diào)系統(tǒng)為舒適性空調(diào)，理論上沒(méi)有送風(fēng)溫差的要求，從節(jié)能角度考慮，均爭(zhēng)取采用“露點(diǎn)”送風(fēng)。查取工程所在地的氣象參數(shù)，確定室內(nèi)與室外的空氣狀態(tài)。
根據(jù)空氣處理過(guò)程，確定全空氣系統(tǒng)送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)以后可以根據(jù)公式
（4-3）
確定各個(gè)房間的送風(fēng)量。
4.3.2 全空氣系統(tǒng)夏季處理過(guò)程
本建筑冬季采用空調(diào)供暖，不做單獨(dú)的采暖系統(tǒng)?？照{(diào)供暖工況下采用與夏季相同的風(fēng)量，并可以求得新風(fēng)一次加熱以后的空氣狀態(tài)點(diǎn)的焓值。利用公式
W （4-4）
—空調(diào)房間的新風(fēng)冷負(fù)荷；
—空調(diào)房間的新風(fēng)量；
—新風(fēng)經(jīng)過(guò)一次加熱后狀態(tài)點(diǎn)的焓值；
—空調(diào)房間室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)的焓值；
則可以求得全空氣空調(diào)系統(tǒng)冬季的新風(fēng)熱負(fù)荷。這一部分負(fù)荷由空氣處理機(jī)組內(nèi)的熱水承擔(dān)。
4.4 送風(fēng)量的確定
前三層采用全空氣一次回風(fēng)系統(tǒng)，部分回風(fēng)和新風(fēng)混合經(jīng)過(guò)空調(diào)處理機(jī)
19
組，再送入室內(nèi)回風(fēng)。因?yàn)槭巧虉?chǎng)，為了節(jié)約空間，將空調(diào)機(jī)房吊頂安裝。
圖4-2 空氣調(diào)節(jié)過(guò)程
確定送風(fēng)量，根據(jù)公式
kg/s （4－5）
式中 ——送風(fēng)量，kg/s；
——室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N點(diǎn)焓值，kJ/kg；
——送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)S點(diǎn)焓值，kJ/kg；
4.5 全空氣機(jī)組的選擇與布置
計(jì)算得到全空氣系統(tǒng)的總負(fù)荷，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)附表1。
選擇的空氣處理機(jī)組的性能參數(shù)見(jiàn)表4-1，由于是商場(chǎng)，為了節(jié)約空間，所以選擇天津天大勝遠(yuǎn)吊頂式空調(diào)機(jī)組。并且機(jī)組要和外墻臨近，利于新風(fēng)的吸入。
表4-1 空氣處理機(jī)組的性能參數(shù)
公司名稱(chēng)
天津天大勝遠(yuǎn)
設(shè)備型號(hào)
DJ20×4
額定風(fēng)量(m3/h)
20000.00
機(jī)外余壓(Pa)
450.00
供冷量（kw）
257.4
電機(jī)功率(kw)
2×40
長(zhǎng)(mm)*寬(mm)*高(mm)
11700*21500*1150
公司名稱(chēng)
天津天大勝遠(yuǎn)
設(shè)備型號(hào)
DJ18×4
額定風(fēng)量(m3/h)
18000.00
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機(jī)外余壓(Pa)
420.00
供冷量（kw）
228.6
電機(jī)功率(kw)
2×30
長(zhǎng)(mm)*寬(mm)*高(mm)
1170*2150*1150
公司名稱(chēng)
天津天大勝遠(yuǎn)
設(shè)備型號(hào)
DJ15×4
額定風(fēng)量(m3/h)
15000.00
機(jī)外余壓(Pa)
400.00
供冷量（kw）
203.2
電機(jī)功率(kw)
2×30
長(zhǎng)(mm)*寬(mm)*高(mm)
1520*2080*1150
續(xù)表4-1
4.6 本章小結(jié)
本章主要進(jìn)行空調(diào)方案的確定，并計(jì)算全空氣系統(tǒng)的新風(fēng)量和送風(fēng)量，選擇全空氣機(jī)組。
21
第5章 房間氣流組織設(shè)計(jì)
第5章 房間氣流組織設(shè)計(jì)
5.1氣流組織的綜述
氣流組織也稱(chēng)空氣分布，也就是設(shè)計(jì)者要組織空氣合理的流動(dòng)。根據(jù)參考文獻(xiàn)[13]可知，送風(fēng)區(qū)域的大小在一定的范圍內(nèi)，對(duì)室內(nèi)空氣的調(diào)節(jié)有明顯的作用，而超過(guò)一定的邊界數(shù)，其影響效果就不明顯了，因此對(duì)室內(nèi)氣流進(jìn)行合理的組織顯得十分重要。
對(duì)氣流組織的要求主要是針對(duì)“工作區(qū)”，所謂的工作區(qū)是指房間內(nèi)人群活動(dòng)的區(qū)域，一般指距地面2米以上，工藝性空調(diào)視情況而定(參考文獻(xiàn)[3])
表5-1氣流的組織基本要求
空調(diào)類(lèi)型
室內(nèi)溫濕度參數(shù)
送風(fēng)溫差
/℃
換氣次數(shù)
風(fēng)速m/s
送風(fēng)方式
送風(fēng)出口
工作區(qū)
舒適性空調(diào)
冬季18-22℃
夏季24-28℃
送風(fēng)高度h≤5m
時(shí)，不宜大于
10；h>5m時(shí)，
不宜大于15
不宜小于5次
高大的房間按其
冷負(fù)荷計(jì)算確定
與送風(fēng)方式、
送風(fēng)口的類(lèi)型安裝高度、室內(nèi)允許風(fēng)速、噪聲標(biāo)準(zhǔn)等因素有關(guān)；噪聲要求較高時(shí)采用2-5
冬季不應(yīng)大于
0.2，夏季不應(yīng)
大于0.3
（1）側(cè)面送風(fēng)
（2）散流器平送
（3）孔板下送
（4）條縫口下送
（5）噴口或旋流風(fēng)口送風(fēng)
工藝性空調(diào)
室溫波動(dòng)范圍
(1)≥±1℃
6—10
不小于5次
0.2—0.5
(1)側(cè)送宜貼附
高大的房間除外
(2)散流器平送
(2)≤±0.5℃
3—6
不小于8次
(1)側(cè)送宜貼附
(3)≤±0.1℃—±0.2℃
2—3
不小于12次
(2)孔板下送
為了使送入房間的空氣合理的分布，就要了解并掌握氣流在空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和不同氣體在空間內(nèi)的組織方式。
5.2 空調(diào)的送風(fēng)口與回風(fēng)口
5.2.1空調(diào)送風(fēng)口的選型原則及選擇
送風(fēng)口也稱(chēng)為空氣分布器，按安裝的位置分為側(cè)送風(fēng)口、頂送風(fēng)口、地面送風(fēng)口；
按送出的氣流流動(dòng)狀況分為擴(kuò)散型風(fēng)口、軸向型風(fēng)口和孔板風(fēng)口。擴(kuò)散型風(fēng)口具有較大的誘導(dǎo)室內(nèi)空氣的作用，送風(fēng)溫度衰減快，但是射程較短；軸向型風(fēng)口誘導(dǎo)室內(nèi)空氣氣流的作用小，空氣溫度、速度的衰減慢，射程遠(yuǎn)；孔板送風(fēng)口是在平板上滿(mǎn)布小孔的送風(fēng)口，速度分布均勻，衰減快。
空調(diào)房間的送風(fēng)方式及送風(fēng)口的選擇應(yīng)符合下列要求：
1. 一般可采用百葉窗風(fēng)口或條隙型風(fēng)口等側(cè)送，有條件時(shí)，側(cè)送氣流宜貼附；工藝性空調(diào)房間，當(dāng)允許的溫度波動(dòng)范圍在≤±0.5℃時(shí)，側(cè)送風(fēng)宜貼附。
2. 當(dāng)有吊頂可利用時(shí)，應(yīng)根據(jù)房間高度及使用場(chǎng)合對(duì)氣流的要求，分別采用圓形、方形和條縫型風(fēng)口和孔送風(fēng)板；當(dāng)單位面積送風(fēng)量較大，且工作區(qū)域要求的風(fēng)速較小或區(qū)域溫差要求嚴(yán)格時(shí)，應(yīng)采用孔板送風(fēng)。
3. 空間較大的公共建筑和室溫允許波動(dòng)范圍≥±1℃的高大廠(chǎng)房，可采用噴口或旋流風(fēng)口送風(fēng)。
基于以上要求本次設(shè)計(jì)中商場(chǎng)采用圓形散流器。
5.2.2氣流組織及送風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算
側(cè)送風(fēng)是空調(diào)房間中常用的一種氣流組織方式。一般以貼附射流形式出現(xiàn)，工作區(qū)通常是回流。對(duì)于室溫允許波動(dòng)范圍有要求的空調(diào)房間，一般能夠滿(mǎn)足區(qū)域溫差的要求。因此，除了區(qū)域溫差和工作區(qū)風(fēng)速要求很?chē)?yán)格以及送風(fēng)射程很短，不能滿(mǎn)足射流擴(kuò)散和溫差衰減要求以外，通常宜采用這種形式。很顯然，這次設(shè)計(jì)的房間（工作區(qū)域）很小。
側(cè)頂送風(fēng)口的調(diào)節(jié)應(yīng)達(dá)到以下的要求：
1. 各風(fēng)管之間風(fēng)量調(diào)節(jié)；
2. 射流軸線(xiàn)水平方向的調(diào)節(jié)，使送風(fēng)速度均勻，射流軸線(xiàn)不偏斜；
3. 水平面擴(kuò)散角的調(diào)節(jié)。
4. 豎向仰角的調(diào)節(jié)，一般以向上10～20度的仰角，加強(qiáng)貼附，增加射程。
5.2.3設(shè)計(jì)步驟與計(jì)算
1. 根據(jù)允許的射流溫度衰減值，求出最小相對(duì)射程
中國(guó)建筑科學(xué)研究院通過(guò)對(duì)受限空間非等溫射流的試驗(yàn)研究，提出溫度衰減變化規(guī)律（文獻(xiàn)[3]表6-5）
表 5—2受限射流溫度衰減規(guī)律
x/ds
2
4
6
8
10
15
20
25
30
40
△tx/△ts
0.54
0.38
0.31
0.27
0.24
0.18
0.14
0.12
0.09
0.04
2. 計(jì)算風(fēng)口最大允許直徑根據(jù)射流的實(shí)際所需要貼附長(zhǎng)度和最小相對(duì)射流射程，計(jì)算風(fēng)口允許的最大直徑，從風(fēng)口樣本中預(yù)選風(fēng)口的規(guī)格尺寸。
3. 選取送風(fēng)速度，計(jì)算送風(fēng)口的送風(fēng)量。送風(fēng)速度如果取值較大，對(duì)射流溫差衰減有利，但會(huì)造成回流平均風(fēng)速太大。
4. 計(jì)算送風(fēng)口的數(shù)量n與實(shí)際的送風(fēng)速度:
（5－1）
實(shí)際送風(fēng)速度:
（5－2）
5. 校核實(shí)際風(fēng)速。根據(jù)房間的寬度W和風(fēng)口的數(shù)量，計(jì)算出射流服務(wù)區(qū)斷面為：A = WH/n
6. 校核射流貼附長(zhǎng)度
貼附射流長(zhǎng)度主要取決于阿基米德數(shù)
（5－3）
數(shù)愈小，射流貼附長(zhǎng)度愈長(zhǎng)；數(shù)愈大，貼附射流 長(zhǎng)度愈短。中國(guó)建筑科學(xué)研究院空氣調(diào)節(jié)研究所通過(guò)試驗(yàn)，給出了數(shù)與相對(duì)射程的關(guān)系（文獻(xiàn)[3]表6-7）
表5-3射流貼附長(zhǎng)度
Ar(*10^-3)
0.2
1
2
3
4
5
6
7
9
11
13
x/ds
80
51
40
35
32
30
28
26
23
21
19
下面以1002房間為例計(jì)算側(cè)送風(fēng)：
已知：房間尺寸：L=6.3m，W=5.25m，凈高：4.8m；房間符合頂送風(fēng)條件；總送風(fēng)量Ls=0.37m3/s，工作區(qū)溫度tn=26±1℃,取射流末端溫度與室內(nèi)溫度的差值℃，因此/=1/6由文獻(xiàn)[3]6-5查得射流最小相對(duì)射程，在靠近墻的一側(cè)頂棚安裝風(fēng)管，風(fēng)口離墻為0.5m，則有射流實(shí)際射程為x=5.1—1=4.1m；由最小相對(duì)射程求得送風(fēng)口最大直徑為
=4.1/16.6=0.25m
選用雙層百葉窗風(fēng)口，客房只采用一個(gè)送風(fēng)口，取=3.8，Ψ=0.8（風(fēng)口有效斷面系數(shù)）送風(fēng)口的當(dāng)量直徑
=0.25
所以取風(fēng)口的尺寸為700mm×100mm，從而實(shí)際風(fēng)速為：=2.14m/s，校核射流貼附長(zhǎng)度，滿(mǎn)足要求。
5.3 空調(diào)回風(fēng)口
5.3.1 回風(fēng)口布置原則
房間內(nèi)的回風(fēng)是一個(gè)匯流的流場(chǎng)，風(fēng)速的衰減很快，它對(duì)于房間的送風(fēng)口來(lái)說(shuō)影響比較小，因此回風(fēng)口也比較簡(jiǎn)單。
1. 空調(diào)房間的氣流流型主要取決于送風(fēng)射流，回風(fēng)口的位置對(duì)氣流的流型影響很小，對(duì)區(qū)域的溫差影響也較小。因此，除了高大空間或面積大而有較高的區(qū)域溫差的空調(diào)房間外，一般可以?xún)H在一側(cè)布置回風(fēng)口；
2. 回風(fēng)口不應(yīng)在射流區(qū)域內(nèi)，以防氣流“短路”；
3. 高大空間上部有一定的余熱量時(shí)，宜在上部增設(shè)排風(fēng)口或回風(fēng)口減少余熱量，以減少空調(diào)區(qū)的熱量；
4. 有走廊、多間的空調(diào)房間，如對(duì)消聲、潔凈度要求不高，室內(nèi)又不放出有害氣體，可在走廊頭布置回風(fēng)口集中回風(fēng)；而在各空調(diào)房間內(nèi)，在走廊鄰接的門(mén)或內(nèi)墻下側(cè)，亦可設(shè)置可調(diào)百葉窗柵口；
5. 影響空調(diào)區(qū)域的局部熱源，可用排風(fēng)罩或排風(fēng)口形式進(jìn)行隔離。
5.3.2 回風(fēng)口風(fēng)速與形式
1. 回風(fēng)口風(fēng)速按表5-4選用 ，回風(fēng)口風(fēng)量需要調(diào)節(jié)時(shí)，調(diào)節(jié)閥可設(shè)在支管或回風(fēng)口上，具體視情況而定。
2. 常用回風(fēng)口的形式：?jiǎn)螌影偃~窗風(fēng)口、固定柵格風(fēng)口、網(wǎng)板風(fēng)口、篦孔或孔板風(fēng)口等等。
3. 本次設(shè)計(jì)采用的是經(jīng)常使用的單層百葉回風(fēng)口。
表5-4回風(fēng)口風(fēng)速推薦表[1]
回風(fēng)口的位置
回風(fēng)口風(fēng)速m/s
備注
房間上部
4～5
用回風(fēng)管回風(fēng)
房間下部
不靠近操作位置
3～4
回風(fēng)口較遠(yuǎn)，還可以再提高些
靠近操作位置
1.5～2
用于走廊回風(fēng)
1～1.5
5.3 本章小結(jié)
本章主要描述了送風(fēng)口和回風(fēng)口的選擇，還有室內(nèi)氣流組織計(jì)算，使得室內(nèi)氣流組織滿(mǎn)足要求，滿(mǎn)足舒適性。
35
第7章 空調(diào)冷源設(shè)備的選擇
第6章 空調(diào)風(fēng)道管路設(shè)計(jì)
空調(diào)房間的送風(fēng)量、回風(fēng)量及排風(fēng)量能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，完全取決于風(fēng)道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量及風(fēng)機(jī)的分配是否合理。同時(shí)我們也應(yīng)注意到，為克服空氣輸送及分配過(guò)程中的流動(dòng)阻力，空氣動(dòng)力設(shè)備——風(fēng)機(jī)需要消耗大量能量。因此空氣輸送和分配是空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分。
6.1 風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1. 科學(xué)合理的、安全可靠的劃分系統(tǒng)?？紤]那些房間可以合為一個(gè)系統(tǒng)，那些房間宜單獨(dú)設(shè)為一個(gè)系統(tǒng)。
2. 風(fēng)道斷面形狀應(yīng)與建筑結(jié)構(gòu)配合，并爭(zhēng)取做到與建筑空間的完美統(tǒng)一。
3. 風(fēng)道布置要盡可能的短，避免復(fù)雜的局部管件。
4. 風(fēng)系統(tǒng)新風(fēng)入口應(yīng)選擇在室外空氣較潔凈的地點(diǎn)，為避免吸入室內(nèi)的地面灰塵，進(jìn)風(fēng)口底部距室外地面不宜低于2m。
5. 當(dāng)輸送有可能在風(fēng)道內(nèi)凝結(jié)的氣體時(shí)，風(fēng)道應(yīng)有不小于0.005度的坡度，以有利于排除積液，并應(yīng)在風(fēng)道或風(fēng)機(jī)的最低點(diǎn)設(shè)置水封泄液管。
6. 風(fēng)機(jī)布置好后，不要忘記在適當(dāng)?shù)奈恢貌贾蔑L(fēng)管閥門(mén)。
6.2 風(fēng)系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)的方法
一個(gè)好的空氣管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該達(dá)到令人滿(mǎn)意的系統(tǒng)平衡（改變管道尺寸或使用不同的部件），較低的噪聲水平和適當(dāng)?shù)膲毫p失?？諝夤艿老到y(tǒng)設(shè)計(jì)難于綜合系統(tǒng)平衡、噪聲水平、管道阻力特性和造價(jià)等各方面因素進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，考慮到上述因素，恰當(dāng)?shù)倪x擇管內(nèi)流速，使能耗和管道材料及工時(shí)費(fèi)用處于合理的水平。本設(shè)計(jì)風(fēng)管道水力計(jì)算就是基于推薦風(fēng)速的水力計(jì)算。
6.3風(fēng)系統(tǒng)管道計(jì)算方法
假定流速法其特點(diǎn)是先按技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求選定風(fēng)管流速，然后再根據(jù)風(fēng)道內(nèi)的風(fēng)量確定風(fēng)管斷面尺寸和系統(tǒng)阻力。假定流速法的計(jì)算步驟和方法如
第6章 空調(diào)風(fēng)道管路設(shè)計(jì)
下：
1. 繪制空調(diào)系統(tǒng)的軸測(cè)圖，并對(duì)各段風(fēng)道編號(hào)并標(biāo)注長(zhǎng)度和風(fēng)量、管段長(zhǎng)度一般按兩個(gè)管件的中心線(xiàn)長(zhǎng)度計(jì)算，不扣除管件本身的長(zhǎng)度。
2. 確定風(fēng)道內(nèi)的合理流速，在輸送空氣量一定的情況下，增大流速可使風(fēng)管斷面積減小，制作風(fēng)管所消耗的材料、建設(shè)費(fèi)用等降低，但同時(shí)也增加空氣流經(jīng)風(fēng)管的流動(dòng)阻力和氣流噪聲，增大空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用；減小風(fēng)速則可降低輸送空氣的動(dòng)力消耗，節(jié)省空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，降低氣流噪聲，但卻增加風(fēng)管制作消耗的材料及建設(shè)費(fèi)。因此必須根據(jù)風(fēng)管系統(tǒng)的建設(shè)費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用和氣流噪聲等因素進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定合理的經(jīng)濟(jì)流速。
3. 根據(jù)各風(fēng)道的風(fēng)量和選擇的流速確定各管段的斷面尺寸，計(jì)算沿程阻力和局部阻力。根據(jù)初選的流速確定斷面尺寸時(shí)，應(yīng)按表[1]6-1、表6-2的通風(fēng)管道統(tǒng)一規(guī)格選取，然后按照實(shí)際流速計(jì)算沿程阻力和局部阻力。注意阻力計(jì)算應(yīng)選擇最不利環(huán)路（即阻力最大的環(huán)路）。
4. 與最不利環(huán)路并聯(lián)的管路的阻力平衡計(jì)算。一般的空調(diào)系統(tǒng)要求并聯(lián)管路之間的不平衡率應(yīng)不超過(guò)15％。如果通過(guò)調(diào)整風(fēng)管尺寸不能達(dá)到要求，則必須設(shè)調(diào)節(jié)閥門(mén)以保證風(fēng)量分配。
5. 計(jì)算系統(tǒng)總阻力。系統(tǒng)總阻力為最不利環(huán)路阻力加上空氣處理設(shè)備的阻力。
6. 選擇風(fēng)機(jī)及其配用電機(jī)。在選擇風(fēng)機(jī)時(shí)，一般要考慮10％的余量，以補(bǔ)償可能存在的漏風(fēng)和阻力計(jì)算不精確。
7. 在確定風(fēng)管時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)性、合理性參照表6—1選取。
表6-1民用建筑空調(diào)系統(tǒng)的選用
風(fēng)速/ms-1
部位
低速風(fēng)速
高速風(fēng)速
推薦風(fēng)速m/s
最大風(fēng)速m/s
住宅
公共建筑
住宅
公共建筑
風(fēng)機(jī)入口
3.5
4
4.5
5
風(fēng)機(jī)出口
5～8
6.5～10
8.5
7.5～11
主風(fēng)道
3.5～4.5
5～6.5
4～6
5.5～8
水平支風(fēng)道
3.0
3～4.5
3.5～5
4～6.5
垂直支風(fēng)道
2.5
3～3.5
3.2～4
4～6
送風(fēng)口
1～2
1.5～3.5
4.0
—
6.4 沿程阻力和局部阻力計(jì)算
空氣在風(fēng)道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于其本身具有黏滯性及管道內(nèi)的粗糙性等原因，在空氣內(nèi)部與管壁之間由于摩擦而產(chǎn)生的沿程能量損失，稱(chēng)之為沿程損失（或稱(chēng)摩擦阻力）；而當(dāng)空氣流經(jīng)風(fēng)道中的管件（如彎頭、三通、變徑等）和設(shè)備（如空氣處理設(shè)備、消聲器、各類(lèi)閥門(mén)等）時(shí)，由于氣體的方向和速度發(fā)生變化以及產(chǎn)生渦流等原因造成集中的能量損失，稱(chēng)之為局部阻力。沿程阻力和局部阻力之和構(gòu)成空氣流動(dòng)的總阻力。
1. 管道沿程阻力計(jì)算
根據(jù)流體力學(xué)，空氣在任意橫斷面不變的管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的摩擦阻力可按下式計(jì)算：
（6－1）
式中 λ——摩擦阻力系數(shù)；
υ——空氣在管內(nèi)的平均流速，m/s；
ρ——空氣密度，kg/m3；
l ——管道長(zhǎng)度，m；
Rs——管道的水力半徑，m；
Rm——單位長(zhǎng)度的摩擦阻力，Pa/s.
2. 管道局部阻力計(jì)算
空氣流過(guò)斷面變化、流向變化和流量變化的局部管件，由于渦流的存在而產(chǎn)生局部性能量損失，稱(chēng)為局部阻力。局部阻力一般按下式計(jì)算：
（6－2）
式中 ζ——局部阻力系數(shù)。由文獻(xiàn)[6]表5－16查取。選用ζ值時(shí)必須注意其所對(duì)應(yīng)的流速和動(dòng)壓
6.5 本章小結(jié)
本章主要是設(shè)計(jì)風(fēng)管的尺寸，還有風(fēng)管的沿程阻力和局部阻力。這就需要進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)的水力計(jì)算。空調(diào)系統(tǒng)的水力計(jì)算采用假定流速法，即根據(jù)風(fēng)道