通风空调课程设计说明书

通风部分........................................................................................................................................... 2

第一章 工程概况及基本资料 ................................................................................................. 2

1.1 工程概况 .................................................................................................................... 2 1.2 基本资料 .................................................................................................................... 2 第一章 设计内容 ..................................................................................................................... 2

2.1 确定通风方式 ............................................................................................................ 2 2.2 送风量和排风量的计算 ............................................................................................ 3 2.3 管道系统布置与水力计算 ........................................................................................ 3 2.4 风机选择 .................................................................................................................... 4

空调部分........................................................................................................................................... 5

第一章 工程概况 ..................................................................................................................... 5

1.1 建筑概况 .................................................................................................................... 5 1.2 设计参数 .................................................................................................................... 6 第二章 空调负荷计算 ............................................................................................................. 6

2.1 室内冷负荷计算 ........................................................................................................ 6 2.1.1 用冷负荷温度计算围护结构传热形成的冷负荷 ................................................. 6 2.1.2用冷负荷系数计算窗户因日射得热形成的冷负荷 .............................................. 6 2.1.3 内围护结构传热形成的冷负荷 ............................................................................. 7 2.1.4 人体散热形成的冷负荷 ....................................................................................... 7 2.1.5 室内照明散热形成的冷负荷 ............................................................................... 8 2.1.6 室内设备散热形成的冷负荷 ............................................................................... 8 第三章 空调系统方案确定 ..................................................................................................... 9

3.1 冷热源机组的确定 .................................................................................................... 9 3.1.1 冷热源方案分析 ..................................................................................................... 9 3.1.2 空调系统划分送风区划分 ..................................................................................... 9 第四章 空调机组的选择 ....................................................................................................... 10

4.1 空调房间风量、冷量的确定 .................................................................................. 10 4.2 末端设备选型 .......................................................................................................... 11 第五章 风系统设计计算 ....................................................................................................... 11

5.1 风系统设计概述 ...................................................................................................... 11 5.2 通风管道的选择 ...................................................................................................... 11 5.3 风管水力计算 .......................................................................................................... 11 第六章 水系统设计计算 ....................................................................................................... 12

6.1 空调水系统形式的确定 .......................................................................................... 12 6.1.1 冷冻水系统的选择 ............................................................................................... 12 6.1.2 冷却水系统的选择 ............................................................................................... 14 6.1.3 水循环水力计算 ................................................................................................... 14

通风部分

第一章 工程概况及基本资料

1.1 工程概况

本工程为营业及办公建筑。地下一层，建筑面积770m2。地下一层为车库及各类机房。要求进行地下室的通风排烟设计。

1.2 基本资料

本工程位于市中心，动力与能源完备，照明用电充足，自来水和天然气由城市管网供应。土建专业提供地下室平面图一张。

第一章 设计内容

2.1 确定通风方式

地下一层的有害气体主要是由地下停车场产生，而地下停车场内汽车排放的有害物主要是一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOX）等有害物。怠速状态下，CO、HC、NOX三种有害物散发量的比例大约为7：1.5:0.2。由此可见，CO是主要的。根据TT36－79《工业企业设计卫生标准》，只要提供充足的新鲜的空气，将空气中的CO浓度稀释到《标准》规定的范围以下，HC、NOX均能满足《标准》的要求。

由《高层民用建筑设计防火规范》[GB50045—1995（2001版）]及《人民防空工程设计防火规范》[GB50098—1998（2001版）]中对地下车库设消防排烟的规定知：本建筑属于高度超过32m的二类建筑，应在面积超过100m ²，且常有人停留或可燃物较多的无窗或固定窗房间是指机械排风排烟设施。

在考虑地下汽车库的气流分布时，防止场内局部产生滞流是最重要的问题。因CO较空气轻，再加上发动机发热，该气流易滞流在汽车库上部，因此在顶棚处排风有利，排风口的布置应均匀，并尽量靠近车体。新风如能从汽车库下部送，对降低CO浓度是十分有利的，但结构上很难做到，因此，送风口可集中布置在上部，采用中间送，两侧回。在保证满足设计要求的前提下，尽量使系统安装简

单，造价低廉，性能可靠，维护方便。

2.2 送风量和排风量的计算

● 送排风面积

车库面积770m2 ● 送排风量的确定

排风量=面积×层高×换气次数 地下车库排风量L=770*3*6=13860m^3/h 进风量=面积×层高×换气次数 地下车库进风量L=770*3*5=11550m^3/h

2.3 管道系统布置与水力计算

● 地下车库送、排风水力计算管道的布置图

● 地下车库送、排风水力计算管道的水力计算

送风水力计算表

管段推荐

流量 流量 管长

编号 流量

管径

局部

单位

实际实际阻力局部沿程沿程+阻力

动压 摩擦

面积 流速 系数阻力 阻力 局部 合计

阻力

ξ

m3/h m3/s m m/s mm*mm ㎡ m/s Pa Pa Pa/m Pa Pa Pa

1--2 770 0.21 7.65 4.5 250*200 0.05 4.2 10.58 0.08 20.75 1.22 9.33 30.08

0.1 4.3 11.09 -0.05 -0.55 0.90 6.89 6.34

4

9.6 -0.1 -0.96 0.68 5.2 4.24

0.63 4.82 4.82 88.73

7.78

0.2 4.3 11.09 0

2--3 1540 0.43 7.65 4.5 500*200 4--5 3080 0.86 7.65 4.5 800*250 5--6 3850 1.07 6--7 7700 2.14

6 6

3--4 2310 0.64 7.65 4.5 630*250 0.16

4.5 800*320 0.26 4.12 10.18 0.47 4.78 0.50 3

5.5 1000*400 0.4 5.35 17.17 0.89 15.28 0.56 3.36 18.64

7--8 11550 3.21 16.5 6.5 1000*500 0.5 6.42 24.73 0.26 6.43 0.63 10.4 16.83

排风水力计算表

局部

单位

实际实际阻力局部沿程沿程+阻力合

动压 摩擦

面积 流速 系数阻力 阻力 局部 计

阻力

ξ ㎡

m/s Pa

Pa Pa/m Pa

Pa

Pa

0.2 3.85 8.89 0.2 48.23 0.51 3.9 52.13 0.4 3.85 8.89 0.1 0.889 0.28 2.14 3.029

管段推荐

流量 流量 管长

编号 流量

m3/h m3/s

m

m/s

管径

mm*mm 800*250 800*500

1--2 2772 0.77 7.65 4 2--3 5544 1.54 7.65 4

3--4 8316 2.31 7.65 4 1250*500 0.625 3.7 8.21 0.1 0.821 0.23 1.76 2.581 66.766 4--5 11088 3.08 7.65 4 1250*630 0.79 3.9 9.13 0.2 1.826 0.19 1.45 3.276 5--6 13860 3.85 11.15 5.5 1250*630 0.79 4.87 14.23 0.13 1.85 0.35 3.9 5.75

2.4 风机选择

地下车库的通风排烟系统均选用轴流风机 ● 送风风机的选择

名称：轴流风机 型号：No.7.1 长度mm：360

风量（m3/h）：13444.26 全压（Pa）：373 功率（kW）：1.5 ● 排风风机的选择

名称：轴流风机 型号：No.9 长度mm：360

风量（m3/h）：18132.35 全压（Pa）：263 功率（kW）：1.5

空调部分

第一章 工程概况

1.1 建筑概况

本工程位于广州市，建筑面积约4000m2，共2层，层高9m，地下一层。一层为会议室、二层为办公用房，需进行空调设计。

1.2 设计参数

广州 北纬23°03 东经113°19,海拔6.67m 大气压冬季1019.5hpa,夏季1004.5hpa. 夏季室外计算干球温度33.5℃；室外计算湿球温度为27.7℃ 冬季室外计算干球温度是5℃；湿球温度是1.3℃ 日较差6.5℃

第二章 空调负荷计算

2.1 室内冷负荷计算

根据文献[4]，除在方案设计或初步设计阶段可使用热、冷负荷指标进行必要的估算外，施工图设计阶段应对空调区的冬季冷负荷和夏季逐时冷负荷进行计算。本设计采用冷负荷系数法进行计算。

2.1.1 用冷负荷温度计算围护结构传热形成的冷负荷

根据文献[1]，墙体、屋顶或窗户瞬变传热所形成的逐时冷负荷，可用下列冷负荷温度简化公式计算

CLQτ=KF(tl⋅τ-tn) （ 2-1）

式中： K ——墙、屋顶或窗的传热系数，W/(m2·K)；

F ——外墙、屋顶及窗户的计算面积，m；

tN——室内设计温度，℃； tl⋅τ——冷负荷温度逐时值，℃；

2

2.1.2用冷负荷系数计算窗户因日射得热形成的冷负荷

本建筑外窗都只有内遮阳，由文献[5]查得当外窗只有内遮阳设施的辐射负荷为：

Qτ=FXgXdXzJnτ

（2 -2）

式中 ： F ——玻璃窗净有效面积，m2；

Xg——窗的构造修正系数； Xd——地点修正系数；

Xz——内遮阳系数；

Jnτ——计算时刻下，透过有内遮阳设施窗玻璃太阳辐射的

冷负荷强度，查表20.5-3；

2.1.3内围护结构传热形成的冷负荷

当邻室存在一定的发热量时，通过空调房间内窗、内墙、间层楼板或内门等内围护结构温差传热形成的冷负荷Q(W),按下列公式计算：

Q=KF(twp+∆tls-tn)

（2-3）

式中：twp——夏季空调室外计算日平均温度；

∆tls——邻室温升，可根据邻室散热强度，℃，按表2-4选取。

2.1.4 人体散热形成的冷负荷 1、人体显热冷负荷

采用冷负荷系数法的工程简化计算方法：

Qτ=ϕnq1Xτ-T

（2 -4）

式中：Qτ ——人体显热散热形成的冷负荷，W； n ——空调房间的总人数，按文献[5]表20.7-1；

φ ——群集系数，男子、女子、儿童折合成成年男子的散热比例,见文献[5]表20.7-2；

q1 ——每名成年男子的显热散热量，W；

τ ——计算时刻，h； T ——人员进入房间时刻，h；

τ-T ——从人员进入房间时刻到计算时刻，h；

Xτ-T——τ-T时刻的人体负荷强度系数，见文献[5]表20.7-4。

2、人体潜热冷负荷

Qr=ϕnq2 （2 -5）

式中：φ ——群集系数，男子、女子、儿童折合成成年男子的散热比例,见文献

[5]

表20.7-2；

n——空调房间的总人数；

q2 ——每名成年男子的小时潜热散热量，见文献[5]表20.7-3，W。

2.1.5室内照明散热形成的冷负荷

本建筑采用白炽灯，白炽灯散热形成的冷负荷Qτ(W)，可按下式计算：

Qτ=n1NXτ-T（2-6）

式中：n1——同时使用系数，可取0.6-0.8；

N——灯具的安装功率，W，根据空调区的使用面积按文献[5]表20.8-1给出的照明功率密度指标推算；

τ ——计算时刻，h； T ——开灯时刻，h；

τ-T ——从开灯时刻算起到计算时刻的持续时间，h； Xτ-T——τ-T时刻灯具散热的冷负荷系数，见文献[5]表20.8-2。 2.1.6室内设备散热形成的冷负荷

本建筑采用白炽灯，白炽灯散热形成的冷负荷Qτ(W)，可按下式计算：

Qτ=FqfXτ-T（2-7）

式中：F——空调区面积，m2；

qf ——电器设备的功率密度，查文献[5]表20.9-4，W/m2；

T ——热源投入使用的时刻，h；

τ-T ——从热源投入使用的时刻算起到计算时刻的持续时间，h； Xτ-T——τ-T时间设备、器具散热的冷负荷系数，见文献[5]表20.9-5。

负荷计算表格

办公室 过厅 门厅 接待室

110918.1 1239.5 1986.6 2286.5 3450.2 1059.7

二楼 办公室1 办公室2 办公室3 办公室4 电池室 走道 过厅 接待室

20649.1 35586.5 2479.8 1875.9 2923.7 2794.8 4030.6 1138.6

第三章 空调系统方案确定

3.1 冷热源机组的确定 3.1.1 冷热源方案分析

冷源与热源包括冷热水机组、建筑物内的锅炉和换热设备、直接蒸发冷却机组、多联机、蓄冷设备等。

该地区没有可以利用的余热或是废热，所以不选用直燃型溴化锂吸收式冷、热水机组。

按能效比高低来选择制冷设备的顺序为离心式-螺杆式-活塞式-吸收式。电力制冷机的能效比远高于吸收式制冷机。因此，当地供电不紧张时，应优先选用电力制冷机。

故采用冷水机组和冷却塔结合制冷，本设计采用离心式冷水机组。 3.1.2 空调系统划分送风区划分

房间名称

总冷负荷 110918.11

1239.50 1986.60 2286.53 3450.22 1059.72 20649.12 35586.52 2479.84 1875.90 2923.72 2794.76 4030.60 1138.55

总湿负荷 新风量

6468 40 120 30 30 30 1830 3150 150 120 30 20 30 30

第四章 空调机组的选择

4.1 空调房间风量、冷量的确定

房间送风量的计算 以会议室进行计算

1.确定冷负荷数值

由表格，该区域的冷负荷110918.11w 2.利用焓湿图计算

全空气系统全部采用一次回风，新风和回风混合后处理至机器露点，无需再热。由计算得出每个机房的送风风量和机组总冷量，选择机房的机组大小。并且最终均匀送到每个区域，得到每个风口的风量。具体焓值详见表格。

4.2 末端设备选型

以会议室全空气系统为例，新风量为6468m³/h，送风量为27500m³/h，机组计算冷量为Q=186.4kW，这里选择一台型号为ZKW-30的组合式空气处理机组。

第五章 风系统设计计算

5.1 风系统设计概述

通风管道是通风和空调系统的重要组成部分，设计计算的目的是，在保证要求的风量合理分配的前提下，确定风管布置和尺寸，使系统的初投资和运行费用综合最优，同时还应该和建筑设计密切配合，做到协调和美观。通风管道系统的设计直接影响到通风空调系统的使用效果和技术经济性能。

在本设计中，风系统水力计算主要包括以下几个方面： 1、确定风管和风口的位置，校核气流组织形式。 2、确定风管的形状并选择风管的尺寸。

3、计算各风管的沿程压力损失及局部压力损失，校核各并联环路的阻力平衡，校核风机的压头能否满足最不利环路的要求。

5.2 通风管道的选择

风管的形式很多，常用的有圆形风管和矩形风管。圆形风管的强度大，耗材量少，阻力小，管路较小时制作方便，但当风管截面积要求较大时，圆形风管占用空间大，不易布置，而矩形风管易于制作与布置且比较美观，弯头及三通等部件的尺寸较圆形风管的部件少，且易于加工，多用于明装和管道布置复杂的地点，故在本设计中，全部选用镀锌钢板制作的矩形风管。

本设计中风管尺寸的选择根据假定流速法计算确定。根据文献[4]表6.6.3选取，主管风速5.0～6.5m/s,最大风速为8m/s，支管风速3～4.5m/s,最大风速为6.5m/s。

5.3 风管水力计算

送风 管段编

流量

号

局部阻单位

实际实际局部阻沿程沿程+阻力

动压 力系数摩擦

面积 流速 力 阻力 局部 合计

ξ 阻力

11

推荐

流量 管长 管径

流量

m3/h m3/s m 0.27 4 0.55 4 0.82 4 1.09 4 2.18 4 3.27 4 4.36 4 5.46 4 6.55 4

m/s mm*mm ㎡ m/s Pa Pa Pa/m Pa Pa Pa

1--2 982 2--3 1964 3--4 2946 4--5 3928 5--6 7856 6--7 11784 7--8 15712 8--9 19640 9--10 23568 10--11 27496

排风 管段编

流量

号

m3/h

3.5 500*160 0.08 3.38 6.85 0.05 0.34 0.69 2.76 3.10 3.5 500*320 0.16 3.44 7.1 -0.02 -0.14 0.38 1.52 1.38 3.5 800*320 0.256 3.20 6.14 0

0.00 0.31 1.24 1.24

3.5 800*400 0.32 3.41 6.98 0.18 1.26 0.26 1.04 2.30 3.5 1000*630 0.63 3.46 7.18 -0.02 -0.14 0.17 0.68 0.54 3.5 1250*800 1

3.27 6.42 0

0.00 0.12 0.48 0.48

3.5 1600*800 1.28 3.41 6.98 -0.05 -0.35 0.11 0.44 0.09 4.5 1600*800 1.28 4.27 10.94 -0.05 -0.55 0.18 0.72 0.17 5

1600*800 1.28 5.12 15.73 -0.01 -0.16 0.22 0.88 0.72

0.00 0.36 2.79 2.79

59.26

7.64 7.75 6.5 1600*800 1.28 5.97 21.38 0

推荐

流量 管长 管径

流量 m3/s m 1.46 4 2.92 4 4.38 4

m/s mm*mm

局部阻单位

实际实际局部阻沿程沿程+阻力

动压 力系数摩擦

面积 流速 力 阻力 局部 合计

ξ 阻力 ㎡

m/s

Pa

Pa

Pa/m Pa

Pa

Pa

4.09 0.92 3.68 7.77 2.05 0.71 2.84 4.89 1.85 0.48 1.92 3.77

93.96

1--2 5258 2--3 10516 3--4 15774 4--5 21032

6.5 630*400 0.25 5.84 20.46 0.2 6.5 1000*500 0.5 5.84 20.46 0.1 6.5 1250*630 0.79 5.55 18.48 0.1

5.84 4.6 6.5 1250*800 1 5.84 20.46 0.15 3.07 0.4 1.84 4.91

第六章 水系统设计计算

6.1 空调水系统形式的确定

空调水系统包括冷冻水系统和冷却水系统两个部分，它们有不同类型可供选择。

6.1.1 冷冻水系统的选择

空调冷冻水系统的形式有多种，具体分类及各种形式的特点如下：

12

1、两管制系统的选择

本设计仅要求夏季降温，在全年运行中，整个水系统内不要求有的房间加热，有的房间冷却，可以按季节进行冷却和加热的转换。因此采用两管制闭式水系统，其特点：控制较简单，初投资少，管道与设备不易腐蚀，不需要为提升高度的静水压力，循环水泵压力低，从而水泵功率小，较节能。 2、变水量系统的选择

本设计为大面积空调全年运行的系统，采用阶变水量系统，其特点：水泵能耗随负荷减少而降低，系统的最大水量亦可按综合最大负荷计算，因而水泵运行能量可大为降低，管路初投资低。 3、同程式系统的选择

本工程的层高较高，为了有利于水力平衡，且为了将来施工调试的方便，选择同程式水系统。 4、一次泵系统的选择

一次泵系统的特点是直接把从空调主机出来的空调水通过管道输送到各末端装置后再回到空调主机，如此循环流动，该系统比较简单，控制元件少，一般水泵都能满足要求；二次泵系统虽然能节省冷冻水泵的耗电量，但初投资

13

比较大，自控要求比较高，占地面积也大些。综合考虑，本设计采用一次泵系统。

综上所述，本设计中的空调水系统采用机械循环、闭式双管、同程式、一次泵定流量系统。 6.1.2 冷却水系统的选择

冷水机组的冷凝器散热，需要依靠冷却水进行冷却。空调的冷却水系统有直流式冷却水系统、混合式冷却水系统和循环式冷却水系统，冷却水量非常大，考虑到节约能量和水资源，且降低运行费用，循环式冷却水系统是非常经济合理的，在目前的实际工程中得到了广泛的应用，尤其是机械通风冷却塔循环系统。本设计用循环式冷却水系统，采用冷却塔换热的方式，冷却塔设在建筑物的屋顶上，空调冷冻机组设在建筑物的地下室，水从冷却塔的集水槽出来后，直接进入冷水机组而不设水箱。 6.1.3 水循环水力计算

沿程阻分支段

流速管径管长沿程阻局部阻

管段 G（kg/s） Rc（Pa/m） 力+局部阻力合

（m/s） （mm） （m） 力（Pa） 力（Pa）

阻力Pa 计 Pa 1--2 0.39 2--3 0.04 3--4 0.04 4--5 0.1 5--6 0.16 6--7 0.32

0.7 0.2 0.2 0.5 0.8 0.9

25 15 15 15 15 20

343 68 68 371 911 609 343

66.66 22864 11432 34297 3.57 243 6.23 424 6.4 58 4 3.4

121 212

364 635

123518

2374 1187 3562 52838 26419 79257 2436 1218 3654 1166 583

1749

7--8 0.39 0.7 25

路

14

以上为二层水管水力计算

参考文献

1.《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50736－2012） 2.《公共建筑节能设计标准》（GB50189－2015）

3.《实用供暖空调设计手册》（第二版）陆耀庆主编，中国建筑工业出版社 4.《民用建筑采暖空调技术措施》建设部设计院主编，中国建筑工业出版社 5.《采暖通风与空气调节制图标准》（GB/T50114－2001）

15