兰州市某体育馆的空调工程设计.docx

1、兰州交通大学毕业设计（论文）摘 要本设计是兰州市某体育馆的空调工程设计。此建筑一个多功能型建筑，总建筑面积为1078,建筑高度为22m，建筑共五层。一楼包括小商店，更衣室，等候室和酒吧。二楼包括儿童娱乐室，儿童动感天地，新生代会馆和EQ博士室。三楼是娱乐与运动一体的空间，有壁球室，跳操室，器械健身室，桌球室和棋牌休息室。四楼五楼是相通的，构成羽毛球场和篮球场。此次暖通空调设计内容包括：全空气系统设计和风管布置设计。由于每层的所需要的风量都在1万m3/h到2万m3/h之间，本设计需要的风机机组通过吊装式空调机组可以满足需求，因此不需要空调机房，所以采用全空气系统的最大缺点机房面积大在本设计中不需

2、要考虑，由房间结构可以看出，风管从楼梯间出来沿着走廊布置就可以将风送入空调房间，风管布置简单，因此本设计采用集中式全空气系统。 综合考虑本建筑的用途和特点，本设计中有两种送风方式，对于房间高度小于5m的大部分房间，只需要采取上送上回的送风形式就可以满足气流组织，这些房间采用散流器采取顶送风方式；对于体育馆中的篮球场和羽毛球场，由于房间空间高11m，所以采取中送风的送风形式，采用双层百叶风口进行侧送风。关键词 全空气系统 一次回风 侧送风ABSTRACT. The graduation design is the design about the air-conditioning enginee

3、ring of a gymnasium in Lanzhou . This building is a mal-function building. Its total area is 1078 square meters. The height of the building is 22 meters. There are 5 floors in the building. The first floor consists of small shops, locker room, waiting room and bar. The second floor includes children

4、s recreation room, childrens dynamic world, new generation of hall and Dr EQ room. The third floor is the entertainment and sports one of the space, there are squash courts, aerobics room, fitness equipment room, billiard room and board lounge. Fourth floor, fifth floor are interlinked, constitute b

5、adminton courts and basketball courts. The content of the heating, ventilation and air-conditioning engineering design include: all air system design and layout design of the wind pipe. Aseach layer of therequiredair volumebetween 10000m3/h to 20000m3/h,thedesign ofwind turbineneed through theliftin

6、gtype air conditioning unitcanmeet the demand,thereforedoes not need theair-conditioned room,so thebiggest disadvantage ofroom areaall airsysteminthis designdoes not need to be consideredby the roomstructure can be seen,down the corridor,the wind pipe arrangementcanwill wind into theroomfrom thestai

7、rcase,the windpipe layoutis simple,so the designadopts centralizedall air system. Considering thepurposeand characteristics of thebuilding,there are two kinds ofair supplymodein this design,for the most partroomheightless than 5m,only needtosendbackair the formcanmeet theairflow organization,thesero

8、oms adopt thediffuserwith topair;forbasketball andBadmintonGymnasiumthe room space,high 11m,so the windtotakeforminair,usingdouble shutterofair side.KEYWORD all-air system a return air air-side目录摘 要1ABSTRACT2目录3第一章 工程概况及设计参数5一 原始资料5（一） 原始资料5二 兰州市室外气象资料及室内参数的确定6（一）室外气象资料6（二） 室内参数的确定6第二章 空调房间冷、热、湿负荷的计

9、算7一 冷负荷的计算7（一）外墙逐时传热形成的冷负荷7（二）玻璃窗逐时传热形成的冷负荷8（三）透过玻璃窗进入的日射得热引起的冷负荷8（四）人员散热引起的冷负荷9（五）照明散热引起的冷负荷9二 空调热负荷计算15三 空调湿负荷的计算15第三章 设计方案的论证17一 空调方案17（一） 空调系统方案选择原则17（二）空调系统分类17二 各系统特点及比较18三 方案确定19四 一次回风露点送风系统夏季空气处理过程20（一）一次回风概念20（二）处理过程20第四章 风系统设计及其水力计算22一 气流组织22（一）气流组织的基本要求22（二） 气流组织的基本形式22二 上送上回形式的气流组织23（一）

10、散流器顶送风气流设计步骤23（二） 空调区气流组织的计算24三 中送风形式的气流组织25（一）双层百叶侧送风气流设计步骤25（二）空调区气流组织的计算25四 风管系统设计计算26（一） 风管的布置及附件26（二 ）风管形状及材料27（三）风管水力计算27（四） 阀件的选择与局部阻力系数33第五章 空调机组设备选型34第六章 水管设计35一 空调系统水管水力计算35二 水管设计的基本任务35三 水管水力计算方法35第七章 管道的消声减振措施37一 空调系统的消声37二 空调系统的减振38第八章 管道的保温与防腐措施39一 保温材料的确定39（一）风管保温厚度确定39（二） 保温层厚度的选定39二

11、 施工说明40致谢41参考文献42第一章 工程概况及设计参数一 原始资料（一） 原始资料1.地理位置：本设计地点为兰州市，地理位置为东经103.88，纬度为北纬36.05，大气压力为夏季84310Pa，冬季85140Pa。2.建筑维护结构： 外屋面：加气混凝土保温屋面 ，II型，k0.83W/m2k外墙：砖泡沫混凝土 + 木丝板白灰粉刷 ，II型墙，k0.9 W/m2k外窗：采用塑钢窗，中空玻璃，k3.9 W/m2k门：根据用途不同查有关资料确定传热系数值；内墙：采用200厚KP1型空心砖，k0.58W/m2k，两侧各抹20厚水泥砂浆；楼板：120厚钢筋混凝土楼板，30厚水泥珍珠岩砂浆垫层，k

12、2.0W/m2k楼梯间：为不使用空调区域，内抹30厚保温砂浆；3.功能分区：本设计为一个五层的多功能体育馆，一楼包括小商店，更衣室，等候室和酒吧；二楼包括儿童娱乐室，儿童动感天地，新生代会馆和EQ博士室。三楼是娱乐与运动一体的空间，有壁球室，跳操室，器械健身室，桌球室和棋牌休息室。四楼五楼也是相通的，构成羽毛球场和篮球场。4.层高（）：首层、二层3.6m，三层4.8m，四层4.5m，五层为顶层，有斜面屋顶，最低为4.5m，最高为6.5m。5.本设计仅仅包含空调系统，夏季负荷全部由空调系统供给。6.照明容量：参考空调负荷计算房间用电指标而定。7.房间人数：公共建筑以使用性质和建筑面积而选择人数，

13、篮球场由于没有观众席位取单位时间人员30人。8.每个窗户内设浅绿色窗帘，不设外遮阳。9.建筑面积：一楼至五楼每层总面积都是1078 m2。二 兰州市室外气象资料及室内参数的确定（一）室外气象资料表1.2.1 兰州市市室外计算参数地点兰州地理位置北纬36.05大气压力（Pa）冬季85140.0东经103.88夏季84310.0室外计算干球温度（）冬 季空调-13.00夏 季空调30.50采暖-11.00通风36.00夏季空调室外计算湿球温度（）20.20夏季室外平均风速（m/s）1.30（二） 室内参数的确定室内参数的确定查暖通空调表2-2的规定和建筑物采用舒适性室内设计参数确定为：表1.2.2

14、 不同功能房间的设计参数房间名称夏季室内温度（）夏季相对湿度（%）新风量（m3/h.人）休息厅265530健身房265560壁球室265540棋牌/台球室265540酒吧265517按摩室265530第二章 空调房间冷、热、湿负荷的计算一 冷负荷的计算在本设计中空调机组都在楼梯间，空调房间内没有机组，故空调房间冷负荷包括以下几个部分：外围护结构的逐时传热（外墙，窗，屋顶），窗的日射得热，人员散热和照明散热。由于本设计内维护结构的温差在2内，故内维护结构冷负荷忽略不计。各部分计算方法具体介绍如下：（一）外墙逐时传热形成的冷负荷外墙的传热系数按下式进行计算。 W/m (2-1)式中: 围护结构的传

15、热阻m/w 围护结构内外表面的换热系数w /m 围护结构内外表面的传热阻m/w 围护结构各层的厚度m 围护结构各层材料的导热系数 有单层或多层材料组成的围护结构各材料层的热阻本设计中已经给出外墙数据：外墙：砖泡沫混凝土 + 木丝板白灰粉刷 ，II型墙，k0.9 W/m2k；在日射和室外气温的综合作用下，外墙和屋面逐时传热引起的逐时冷负荷按照下下式计算： (2-2)式中： 外墙屋面的逐时冷负荷,（W）； A 外墙或者屋面的面积，() K 外墙或屋面的传热系数，(w/) 外墙或屋面的逐时冷负荷计算温度，（）对于不同地点值修正为+ 夏季空气调节室内计算温度，（）由暖通空调附录2-3（外墙结构类型表）

16、中查得本设计中外墙墙体为型，由附录2-4表（外墙冷负荷计算温度表）中查得不同朝向的逐时 值。由附录2-6（-型结构地点修正值表）查出型结构地点不同朝向修正值值。（二）玻璃窗逐时传热形成的冷负荷在室内外温差作用下，通过玻璃窗传热形成的冷负荷按照下下式计算： (2-3)式中： 玻璃窗的逐时冷负荷,（W）； 玻璃窗的面积，() 玻璃窗的传热系数，(w/) 玻璃窗的冷负荷计算温度的逐时值，（）对于不同地点值修正为+ 夏季空气调节室内计算温度，（）查暖通空调附录2-9（玻璃窗传热系数的修正值）可知本设计中修正值取1.2。由附录2-10（玻璃窗冷负荷计算温度表）可查得窗玻璃的逐时冷负荷计算温度值,查附录2

17、-11(玻璃窗的地点修正值表)查出兰州市地点修正值-3。（三）透过玻璃窗进入的日射得热引起的冷负荷透过无外遮阳玻璃窗进入室内的日射得热形成的冷负荷可按下式计算： (2-4) 式中 透过玻璃窗的日照的热形成的逐时冷负荷,（W）； 窗口面积，()； 有效面积系数； 窗玻璃冷负荷系数，无因次。查暖通空调附录2-16（北区无内遮阳窗玻璃冷负荷系数表）得到不同朝向逐时冷负荷系数，查附录2-12（夏季各纬度带的日射得热因数最大值表）得35纬度带的不同，查附录2-13（窗玻璃的值表）得=1。（四）人员散热引起的冷负荷 人体散热包括两部分即潜热散热和显热散热。显热散热形成的冷负荷为： (2-5) 式中： 人体

18、显热散热引起的冷负荷，（千卡/小时）；n室内全部人数 群集系数 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量（W） 人体显热散热冷负荷系数。潜热散热形成的冷负荷，其计算公式为： (2-6)式中：人体潜热散热引起的冷负荷，千卡/小时； 来自室内全部人体的潜热得热，千卡/小时 ； n空调房间人数，依据人员密度指标求得，见下表。 群集系数。查暖通空调表2-12（某些空调建筑物内的群集系数）得体育馆群集系数=0.92 。（五）照明散热引起的冷负荷根据照明灯具的类型及安装方式不同，其冷负荷计算式分别如下：a对荧光灯 (2-7) 式中： 照明设备散热形成的冷负荷(W)； 镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装

19、设在空调房间内时取n1=1.2；当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时可取n1=1.0； -灯罩隔热系数，当荧光灯罩上部穿有小孔（下部为玻璃板），可利用自然通风散热于顶棚内时取=0.50.6；而荧光灯罩无通风孔者，则视顶棚内通风情况取=0.60.8； -照明散热冷负荷系数，根据明装和暗装荧光等及白炽灯，按照不同的空调设备运行时间和开灯时间及开灯后的小时数，由空调冷负荷专刊表4-1取用数值。以101商店及出租房间为例计算:首先,本设计为体育馆,首先计算101房间外墙的冷负荷，体育馆的开启时间为早上8.00到晚上11.00,查暖通空调第二版附录，由附录2-4查出101房间西面的型墙的逐时冷负荷计算温度，

20、由附录2-6查出兰州的地点修正系数为-4，由16页表2-8通过等差法求出外表放热修正系数为1.03，列Excel表格计算西面外墙的冷负荷如下：表2.1.1 西外墙冷负荷时间TcTdKaKbTcrtKAQc8:0037.8-41.030.930.42264.420.910.5642.007689:0037.3-41.030.929.97263.970.910.5637.7308810:0036.8-41.030.929.52263.520.910.5633.4540811:0036.3-41.030.929.07263.070.910.5629.1772812:0035.9-41.030.928

21、.71262.710.910.5625.7558413:0035.5-41.030.928.35262.350.910.5622.334414:0035.2-41.030.928.08262.080.910.5619.7683215:0034.9-41.030.927.81261.810.910.5617.2022416:0034.8-41.030.927.72261.720.910.5616.3468817:0034.8-41.030.927.72261.720.910.5616.3468818:0034.9-41.030.927.81261.810.910.5617.2022419:003

22、5.3-41.030.928.17262.170.910.5620.6236820:0035.8-41.030.928.62262.620.910.5624.9004821:0036.5-41.030.929.25263.250.910.5630.88822:0037.3-41.030.929.97263.970.910.5637.7308823:0038-41.030.930.6264.60.910.5643.7184同理计算南外墙的冷负荷如下：表2.1.2 南外墙冷负荷时间TcTdKaKbTcTrtKAQc8:0034.6-4.81.030.926.82260.820.96.95.0922

23、9:0034.2-4.81.030.926.46260.460.96.92.856610:0033.9-4.81.030.926.19260.190.96.91.179911:0033.5-4.81.030.925.8326-0.20.96.9-1.055712:0033.2-4.81.030.925.5626-0.40.96.9-2.732413:0032.9-4.81.030.925.2926-0.70.96.9-4.409114:0032.8-4.81.030.925.226-0.80.96.9-4.96815:0032.9-4.81.030.925.2926-0.70.96.9-4.4

24、09116:0033.1-4.81.030.925.4726-0.50.96.9-3.291317:0033.4-4.81.030.925.7426-0.30.96.9-1.614618:0033.9-4.81.030.926.19260.190.96.91.179919:0034.4-4.81.030.926.64260.640.96.93.974420:0034.9-4.81.030.927.09261.090.96.96.768921:0035.3-4.81.030.927.45261.450.96.99.004522:0035.7-4.81.030.927.81261.810.96.9

25、11.240123:0038-4.81.030.929.88263.880.96.924.0948接着计算有外窗的西外墙的外窗逐时冷负荷和日射得热引起的冷负荷，查附录2-10得到逐时玻璃窗冷负荷温度，查附录11得兰州的地点修正为-3，查2-9得到玻璃窗传热系数修正为1.00，附录2-16得到不同朝向逐时冷负荷系数，查附录2-12得35纬度带的不同，查附录2-13得=1。列Excel表格计算西面外窗的逐时冷负荷和日射得热引起的冷负荷如下：表2.1.3 西外窗瞬时传热冷负荷西外窗瞬时传热冷负荷时间tTdTcTrtKwAwQc8:0026.9-323.926-23.93.2-26.59:0027.9

26、-324.926-13.93.2-13.910:0029-3262603.93.2011:0029.9-326.9260.93.93.211.3712:0030.8-327.8261.83.93.222.7413:0031.5-328.5262.53.93.231.5914:0031.9-328.9262.93.93.236.6415:0032.2-329.2263.23.93.240.4416:0032.2-329.2263.23.93.240.4417:0032-3292633.93.237.9118:0031.6-328.6262.63.93.232.8519:0030.8-327.82

27、61.83.93.222.7420:0029.9-326.9260.93.93.211.3721:0029.1-326.1260.13.93.21.26422:0028.4-325.426-13.93.2-7.5823:0027.8-324.826-13.93.2-15.2表2.1.4 西外窗日射传热冷负荷西外窗透入日射得热引起的冷负荷时间ClqDj，maxCc，sAwQc8:000.1557513.24279.459:000.1657513.24298.0810:000.1757513.24316.7111:000.1757513.24316.7112:000.1857513.24335.3

28、413:000.2557513.24465.7514:000.3757513.24689.3115:000.4757513.24875.6116:000.5257513.24968.7617:000.6257513.241155.0618:000.5557513.241024.6519:000.2457513.24447.1220:000.2357513.24428.4921:000.2157513.24391.2322:000.257513.24372.623:000.1857513.24335.34最后计算人员和照明产生的冷负荷，其计算表格如下：表2.1.5人员散热引起的冷负荷人员散热引起

29、的冷负荷时间ClqqsnfQcq1Qc合计8:000.625840.921321234535859:000.75840.9214912345360210:000.755840.92160123453612.711:000.795840.92169123453621.312:000.825840.92175123453627.713:000.855840.92181123453634.114:000.875840.92186123453638.315:000.885840.92188123453640.516:000.95840.92192123453644.717:000.915840.921

30、94123453646.918:000.925840.9219612345364919:000.935840.92198123453651.120:000.945840.92201123453653.321:000.955840.92203123453655.422:000.955840.92203123453655.423:000.965840.92205123453657.5表2.1.6 照明散热引起的冷负荷照明散热形成的冷负荷时间Clqn1n2NQc8:000.5110.55296.6483.207529:000.7910.55296.64128.890110:000.8210.5529

31、6.64133.784611:000.8410.55296.64137.047712:000.8510.55296.64138.679213:000.8710.55296.64141.942214:000.8810.55296.64143.573815:000.8910.55296.64145.205316:000.910.55296.64146.836817:000.2910.55296.6447.3140818:000.2610.55296.6442.4195219:000.2310.55296.6437.5249620:000.210.55296.6432.630421:000.1910

32、.55296.6430.9988822:000.1710.55296.6427.7358423:000.1510.55296.6424.4728综上所述，列出总冷负荷表格表2.1.7冷负荷汇总1101商店及出租各分项逐时冷负荷汇总表时间西外墙西外窗瞬时西外窗日射南外墙人员散热照明散热总计101商店及出租最大冷负荷出现在17时，其值是1901.885W 8:0042.00768-26.536279.455.092258583.208968.1959:0037.73088-13.9298.082.8566602128.891055.7110:0033.454080316.711.1799612.7

33、133.781097.8511:0029.1772811.3724316.71-1.0557621.3137.051114.5112:0025.7558422.7448335.34-2.7324627.7138.681147.4513:0022.334431.59465.75-4.4091634.1141.941291.2714:0019.7683236.6444689.31-4.968638.3143.571522.6615:0017.2022440.4352875.61-4.4091640.5145.211714.5116:0016.3468840.4352968.76-3.2913644

34、.7146.841813.8217:0016.3468837.9081155.06-1.6146646.947.3141901.8818:0017.2022432.85361024.651.179964942.421767.3119:0020.6236822.7448447.123.9744651.137.5251183.1320:0024.9004811.3724428.496.7689653.332.631157.4421:0030.8881.2636391.239.0045655.430.9991118.7922:0037.73088-7.5816372.611.2401655.427.

35、7361097.1323:0043.7184-15.163335.3424.0948657.524.4731070.01其他房间如例题101列表计算，冷负荷计算见附表一。二 空调热负荷计算围护结构耗热量的计算公式如下 (2-8)其中 (2-9)上述公式中； j部分围护结构耗热量，wj围护结构的基本耗热量，w；围护结构温差修正系数；查供热工程附录1-2查得；外墙屋顶及与室外相通的围护结构取a=1;非采暖夹层与采暖房间之间的楼板取a=0.23； j部分围护结构的传热系数，（w/）；室内设计温度， ，本设计室内设计温度为26；空调房间室外计算温度，；本设计室外计算温度为30.5； j部分围护结构的面

36、积，m2； 高度附加率，%；当房间高度大于4m时，每高出1m应附加2%，但总的附加率不超过15%。朝向修正率，%；查暖通规范确定北京地区的各方向修正率。风力附加率，%；根据北京市的气候条件确定风力附加率xf=0；冷风渗透耗热量Q2由于空调房间始终保持正压，因此冷风渗透量为零，即Q2=0。冷风侵入耗热量Q3本设计只考虑夏季制冷故不考虑冷风侵入耗热量上述计算结果见热负荷计算附表二 。三 空调湿负荷的计算本工程中空调房间的湿负荷主要是人体散湿形成，查暖通空调得湿负荷计算公式如下 (2-10)式中 人体散湿量，kg/s；空调房间室内人数；g成年男子的小时散湿量，g/h,见表2-13； 群集系数，=0.

37、92.本设计一楼有游泳池，故需要计算水表面散湿量，其计算公式如下： (2-11)式中 人体散湿量，kg/s； w 敞开水表面单位面积蒸发量，kg/(h),查暖通空调表2-15得w=0.364 kg/(h).A敞开水表面面积，m2；以101商店及出租房间为例计算:表2.3.1 湿负荷湿负荷项目ngf0.0000010.278W（Kg/s)结果41840.920.0000010.000188热湿比10103.54455其他房间如例题101列表计算，湿负荷计算见附表一。第三章 设计方案的论证一 空调方案（一） 空调系统方案选择原则空调系统的选择应根据建筑性质、规模、用途、使用特点、室外气象条件、负荷变化规律、室内温度的要求、消声隔振的要求等因素，通过全面技术比较确定的。例如空调房间较多或空调面积较大、室内空调要求基本一致时，宜采用集中式全空气空调系统，且优先考虑单风道、低风速送风形式。而当室内负荷变化的随机性较高且幅度较大时，宜采用变风量空调系统。（二）空调系统分类按承担室内热负荷、冷负荷和湿负荷的介质的分类1.全水系统：全部用水承担室内的热负荷、冷负荷。2.全空气系统：全空气系统是完全由空气来负担房间的冷热负荷的系统。全空气空调系统的空气处理基本上集中于空调