某某六层商业建筑防排烟以及冷热源机房设计.doc
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1、1.绪论1.1设计目的 毕业设计是高等工科院校大学生在校期间的最后一个教学环节,是大学生将所学理论知识用于工程实践的一次较全面的综合训练。在毕业设计中,学生要熟悉和贯彻党和国家的有关建设方针和政策,掌握有关的技术法规和规范,灵活运用所学的基础理论知识和专业技术知识解决工程设计问题,学会进行工程设计的一般程序和方法。通过毕业设计进一步培养学生的独立工作能力和踏实、细致、严肃、认真、精益求精的工作作风。1.2设计要求1.2.1初步设计 熟悉土建图纸与原始资料,查阅和收集资料,对设计对象选择多种空调方式,经过综合比较后,最后选定一种较好的方案。 根据有关设计规范及概算指标,对冷热负荷进行初步估算,初
2、步确定冷热源方式、容量、台数、机房位置和面积并确定送、排风方式。1.2.2设计计算(1)计算室内冷、热湿负荷;(2)确定设计方案:包括系统划分、空气处理过程设计、计算总冷量、总热量、总风量;(3)根据冷量和风量确定选用空气处理设备和制冷设备、绘出空气处理系统草图;(4)全年运行工况调节分析;(5)确定室内气流组织形式,进行气流组织计算;(6)进行系统风道布置及管道水力计算;(7)系统消声减振设计;(8)系统防排烟及保温设计;(9)对土建、水、电、动力专业的要求;(10)设计总结。1.2.3绘图图纸符合工程制图标准,图面整洁、布图紧凑合理、构图正确、线条使用正确、比例适当、重点突出、尺寸齐全、字
3、迹端正、符合施工图要求。 图纸应包括施工图设计说明书首页图;通风空调系统布置平面图、系统图、大样图;机房布置平面图、系统图、大样图。1.2.4整理设计文件 (1)设计说明书及计算书; (2)主要设备及材料明细表; (3)全部设计图纸。2工程概况和原始资料2.1工程概况 该设计建筑为综合性的六层商业用途建筑,建筑用途包括商场、健身房、咖啡厅、咖啡茶座等,其中首层,二层,三层为商场;四层为健身房;五层为咖啡厅;六层为咖啡茶座,需对整栋大楼进行空调室内末端,防排烟以及冷热源机房进行设计。另外,首层设有车库,冷热负荷不需要计算,可考虑排风及防排烟设计;从二层开始,建筑外围设有观景台,考虑其对整栋大楼冷
4、热负荷的影响,考虑冷热负荷计算。2.2原始资料2.2.1室外气象参数 由空气调节设计手册得武汉地区的主要参数如下: 位置:北纬3037 东经11408 海拔23.3m 大气压力(hpa):冬季为1023.3 夏季为1001.7 室外干球温度():夏季为35.2 冬季为-5 湿球温度():夏季为28.2 相对湿度():冬季空调76 最热月月平均79 夏季通风63 室外风速(m/s):冬季为2.7 夏季为2.6主导风向:冬季为NNE 夏季为NNE 全年为NNE 最大冻土厚度(cm):10 极端最低温度():-18.1 极端最高温度():39.42.2.2室内设计参数 (1)舒适性空调室内参数 冬季
5、:温度1822 相对湿度4060 风速不大于0.2m/s 夏季:温度2428 相对湿度4065 风速不大于0.3m/s (2)其他室内设计参数,见下表:表2-1 常见房间室内设计参数房间名称夏季空调参数冬季空调参数噪声声级(dB)新风量(m3/h.人)温度()相对湿度(%)风速(m/s)温度()相对湿度(%)风速(m/s)客房26255100.252024050.153540餐厅,宴会厅26260100.252024050.154025会议室26255100.252324050.153550办公室26255100.252324050.153550接待室26255100.252324050.15
6、3550商店2526550.252124050.155020健身房2426050.251914050.254060咖啡厅2626050.252024050.254010舞厅,酒吧2326550.151815050.15402.2.3土建资料(1)外墙:250mm厚加气混凝土外墙,传热系数分为三种a、0.69 考虑砌筑砂浆缝的影响=0.20w/m.k; b、0.81 考虑灰缝影响=0.24w/m.k;c、0.91 考虑砌筑砂浆缝的影响=0.28w/m.此工程计算负荷,取a作为外墙传热系数的计算依据,即外墙传热系数k=0.69。(2)内墙:轻制龙骨结构内墙。单层6mm钢窗,玻璃采用高性能低辐射玻璃
7、(空气),无内遮阳。部分房间外遮阳见土建图纸。(3)外窗:双层透明中空玻璃外窗,传热系数分为两种a、5*9*5*9*5 2.22b、5*12*5*12*5 2.08此工程计算负荷,选用a作为外窗计算依据,即外窗传热系数k=2.22(4)建筑物朝向:根据武汉市城市建筑规划管理技术规定(2003),武汉市居住建筑朝向以南偏西15度至南偏东15度为宜,选择建筑物朝向为坐北朝南。(5)门窗宽、高度:根据对武汉市地区建筑物的调研1)窗户高度与宽度高度:a、一般住宅建筑中,窗的高度为1.5m,加上窗台高0.9m,则窗顶距楼面2.4m;b、在公共建筑中,窗台高度由1.01.8m不等,开向公共走道的窗扇,其底
8、面高度不应低于2.0m。此工程建筑属于公共建筑,窗户非开向走道,可以取窗高为1.5m,窗台高度为1.5m,此工程建筑物一楼无窗户,考虑其余五层建筑物层高均为3.6m,留有0.6m的结构高度。宽度:窗户宽度一般由0.6m开始,需要考虑左右隔壁房间的隔声问题以及推拉窗扇的滑动范围,此工程建筑,采用窗户宽度为0.8m。2)门高度与宽度结合设计所给出的图纸,根据一般建筑房门高度要求,高度一般不低于2m,取门高度为2m,根据调研,公共建筑的门宽一般单扇门为1m,双扇门1.21.8m,此工程建筑中,取用双扇门宽度,为1.5m。另外,一层楼层商店均设有卷帘门,根据对武汉市地区的商业建筑的调研,一层楼层均使用
9、欧式卷帘门,传热系数k=4.0,高度为墙高,宽度为商店房间宽度。2.2.4其他资料 (1)当地自来水水源充足,水压较高; (2)电源、燃油、燃气可按设计需要供应。3各空调房间负荷计算3.1夏季逐时冷负荷计算公式根据采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003),对下列各项得热量进行计算:(1)通过围护结构传入的热量;(2)透过外窗、天窗进入的太阳辐射热量;(3)人体散热量;(4)照明、设备等内部热源的散热量;(5)新风带入的热量。用谐波反应法详细计算的夏季空调冷负荷,其详细计算方法、过程及计算依据如下:3.1.1外墙和屋面冷负荷 (3.1)式中: 冷负荷,W;外墙或屋面的面积, W/(
10、);外墙或屋面的传热系数, ;冷负荷计算的逐时值, ;温度的地点修正值, ;由于外表面放热系数不同而引起的温度修正系数;表面吸收系数不同而引起的温度修正系数;室内设计温度, ;具体数值参阅暖通空调课本。3.1.2内墙、内门、地面楼板传热形成的冷负荷 (3.2)式中: 内结构传热系数,W/();内结构面积,;计算温差,由新规范,对于走道,取2;对地下室上楼板,取5。3.1.3玻璃窗冷负荷(1)透过外窗的太阳辐射形成的冷负荷计算公式为:(无外遮阳) (3.3)式中:各计算时刻的冷负荷,W;计算面积,;窗户的构造修正系数,见实用供热空调设计手册表11.4-11;地点修正系数,见实用供热空调设计手册表
11、11.4-13的表注;内遮阳系数,见实用供热空调设计手册表11.4-12;计算时刻,透过外窗的太阳总辐射负荷强度,见实用供热空调设计手册11.4-13,W/;冷负荷系数。(2)外窗的温差传热冷负荷计算公式 (3.4)式中:各计算时刻的冷负荷,W;计算时刻下的负荷温差,可查实用供热空调设计手册表11.4-10;传热系数,W/()。3.1.4人体冷负荷 (3.5)式中:显热散热造成的冷负荷,W; 一名成年男子小时的显热散热量,W; 计算时刻空调房间的人数; 群集系数;人体显热散热量的冷负荷系数,对于人员密集的场所(如电影院、剧院、会堂等),由于人体对围护结构和室内物品的辐射换热量相应减少,取1.0
12、。 (3.6)式中:潜热散热造成的冷负荷,W; 一名成年男子小时的潜热散热量,W; 计算时刻空调房间的人数; 群集系数。3.1.5湿负荷(1)人体湿负荷 (kg/h) (3.7)式中 集群系数,查空气调节(建工版)P53表2-15;n计算时刻空调房间内的总人数;w一名成年男子每小时散湿量,g,查空气调节(建工版)P53表2-16。(2)渗透空气量的湿负荷 (kg/h) (3.8)式中 dw夏季空调室外计算参数下的空气含湿量,g/kg;dn室内空气的含湿量,g/kg。(3)食物散湿量 (kg/h) (3.9)式中 集群系数,查空气调节(建工版)P53表2-15;n就餐总人数;3.1.6灯光冷负荷
13、荧光灯 (3.10)日光灯 (3.11)式中:照明灯具所需功率,KW; 镇流器消耗的功率系数,当明装荧光灯的镇流器装在空调房间时取1.2;当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时取1.0; 灯罩隔热系数,当荧光灯上部穿有小孔,可利用自然通风散热于顶棚内时取0.5-0.6;而荧光灯罩无通风孔者,则视顶棚内通风情况取 0.6-0.8; 照明散热冷负荷系数,根据不同的空调运行时间开灯时间和开灯后的小时数。3.1.7新风负荷(1)新风冷负荷 (3.12)式中: 夏季空调室外计算干球温度下的空气密度,kg/m3; 新风量; 夏季室外计算参数下的焓值,kJ/kg; 室内空气的焓值,kJ/kg;(2)新风湿负荷 (
14、3.13)式中: 夏季室外计算参数下的含湿量,g/kg; 室内空气的含湿量,g/kg;3.2 冬季空调热负荷计算公式 空调热负荷是指空调系统在冬季里,当室外空气温度在设计温度条件是,为保持室内的设计温度,系统向房间提供的热量,一般是按稳定传热理论计算的。3.2.1围护结构的基本耗热量 (3.14) 式中: a- 围护结构温差修正系数,W,见表2-4; Aj-j部分围护结构传热面积,m2; Kj-j部分围护结构冬季传热系,W/(m2.);tR- 冬季室内计算温度,; tO.w-冬季室外空气计算温度,; 包括基本耗热量和附加耗热量,附加耗热量按基本耗热量的百分率确定。另外此设计建筑需要考虑朝向修正
15、率,以及高度修正率。 注:由于空调建筑室内通常保持正压,因而在一般情况下,不计算门窗缝隙渗入室内的冷空气和由门,孔洞等侵入室内的冷空气引起的耗热量。3.2.2冬季空调新风热负荷 (3.15) 式中: Qh.o-冬季新风热负荷,W; Mo-新风量,g/s; to-冬季空调室外空气的计算温度,; tR-冬季空调室内空气计算温度, cp-空气的定压比热,kJ/(kg. ),取1.005 kJ/(kg. );3.3 逐时冷负荷计算详情 以一层商店104为例,夏季负荷采用逐时负荷进行详细计算,考虑空凋提前一小时工作,负荷计算时刻,应该向前推迟一个小时;空调提前一个小时关闭,负荷计算时刻,应该提前一个小时
16、。结果如下:1.北外墙冷负荷 根据暖通空调介绍的计算冷负荷的方法,查阅相关的资料数据,计算相应的逐时冷负荷,见表3-1:表3-1 北外墙冷负荷计算详细数据表北外墙冷负荷计算时刻89101112131415161718192021逐时冷负荷计算温度t()32.332.131.831.031.431.331.231.231.331.431.631.832.132.4td2.2外表面放热系数修正值k0.98吸收系数修正k0.94tR24传热系数K0.78面积A()16.8冷负荷Qc()(w)1271231211201221251291341401461521581631682南外门冷负荷(南面为玻璃
17、外门,冷负荷的计算按照计算玻璃窗的方法进行) 根据暖通空调介绍的计算冷负荷的方法,计算相应的逐时冷负荷,见表3-2与表3-3:表3-2 南外门冷负荷计算详细数据表(1)南外门逐时传热冷负荷计算时刻89101112131415161718192021逐时冷负荷计算温度t()26.927.929.029.930.831.531.932.232.232.031.630.829929.1td3tR24外玻璃窗传热系数Kw2.99修正值cw1.2面积A()16.8冷负荷Qc()266291314337359378390394388384371350328310表3-3 南外门冷负荷计算详细数据表(2)南
18、外门透入日射的热冷负荷计算时刻88101112131415161718192021窗玻璃冷负荷系数CLQ0.430.490.560.610.640.660.660.630.590.640.640.380.350.32日射得热因数最大值Dj.max115窗玻璃综合遮挡因数Cc.s0.25窗口面积Aw()16.8有效面积系数0.75冷负荷Qc()(w)6758731133146117201835176515741385120710147606125343人体冷负荷根据暖通空调介绍的计算冷负荷的方法,计算相应的逐时冷负荷,见表3-4:表3-4 人体冷负荷计算详细数据表人体冷负荷(包含潜热负荷与显热负
19、荷)计算时刻89101112131415161718192021人体显热散热冷负荷系数CLQ0.580.660.720.770.800.830.850.870.890.900.910.920.730.69成年男子显热散热量qs70人数n9群集系数0.89成年男子潜热散热量ql112冷负荷Qc()23357193098499710051012101710211025102810319317114.设备散热冷负荷根据暖通空调介绍的计算冷负荷的方法,计算相应的逐时冷负荷,见表3-5:表3-5 设备散热冷负荷计算详细数据表设备散热冷负荷计算时刻89101112131415161718192021设备显
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