毕业设计题目：邯郸某矿工业广场办公楼中央空调与矿井排水热泵制冷系统设计
毕业设计专题题目：水源热泵在矿区余废热回收中的应用
毕业设计主要内容和要求：
设计对象和主题：
毕业设计是以某煤矿工业广场综合办公大楼为背景进行的中央空调系统设计，并针对矿区生产特点，充分利用矿区余热废热，进行余热废热回收热泵制冷站设计。该办公大楼是一座综合性办公建筑，其主体建筑为地上十层，为混凝土框架结构。各层建筑功能如下：地上1~3层为各类办公室均为开敞式办公区、会议室、档案库、餐厅等用房，4~7层为总工、各科室长及部长办公室、本部门小会议室等用房。8~10层为总工、各科室长及部长值班宿舍及接待客房等用房。平面布置详见建筑图，办公室位置见工业广场布置图。热泵制冷站用于冬季的建筑采暖、井口加热和洗浴用热，也用于夏季建筑空调制冷和洗浴用热，办公楼冷热负荷需要计算得出，井口加热负荷、洗浴用热量需要调研获取，余热废热量、矿井排水量及水质等资料需要现场测量和调研得出，并需要给出调研报告。
毕业设计主要任务是：综合运用所学的专业知识，参照相关的专业设计手册，按照与暖通空调有关的节能、环保规范和标准进行本大楼的中央空调系统设计。设计的空调系统原理正确、方案合理，应能够满足各类房间对室内温湿度的环境要求，具有一定的节能性。
一、毕业设计的主要内容：
1、空调系统冷、热、湿负荷计算：包括围护结构、人员、照明、设备、新风负荷和湿负
荷的计算；
2、空调系统方案设计：选择空调系统及冷水机组形式，并进行多方案的技术经济比较，
方案确定中应对投资和运行费用进行综合考虑；
3、空调末端设备的选择计算：送风口及末端设备的选择及布置，新风系统设计应合理；
4、管道系统设计计算及布置：冷冻水系统、冷却水系统、风系统等；
5、空调机房设备选择计算：空调机组及制冷机组的设备选择计算；
6、空调机房的设计与布置：机房平面布置设计、机房层各类管道、设备的布置等；
7、地下车库通风设计：包括风管、风口布置、通风机房布置等；
8、绘制设计施工图及编制设计说明书；
9、专题论文《水源热泵在矿区余废热回收中的应用》的撰写；
10、翻译1篇与毕业设计或专题论文内容相关的外文参考文献。
二、毕业设计的要求：
1、空调系统应严格按国家规范及标准进行设计，空调系统应能够满足各类房间对室内温
湿度的环境要求；
2、设计施工图应按建筑制图和暖通空调制图标准绘制，包括有图纸目录、设计施工说明、
主要设备材料表、平面图、系统图、机房平面图、剖面图、工艺流程图等一套完整图纸；
3、毕业设计阶段，阅读与参考相关文献资料与设计手册资料应不少于20部（篇）；
4、专题论文的撰写，应阅读20篇以上的参考文献，论文字数不得少于3000字，应有中
英文的题目、摘要和关键词；
5、外文参考文献的翻译，中文应该准确、完整、通顺，无错字、别字、白字，字数不
少于3000千字，并且附原文；
编制设计说明书应详细论述设计步骤、设计计算过程、设计理论与方法；应按本校毕业设计编制要求的顺序、格式进行装订成册。
摘要
本工程为邯郸市某矿工业矿区办公大楼，该建筑是一座综合性办公建筑，其主体建筑为地上十层，建筑总高度为38.97m，为混凝土框架结构。各层建筑功能如下：地上1~3层为各类办公室均为开敞式办公区、会议室、档案库、餐厅等用房；4~7层为总工、各科室长及部长办公室、本部门小会议室等用房；8~10层为总工、各科室长及部长值班宿舍及接待客房等用房。
本工程建筑面积15146m2，使用空调系统的总建筑面积为11746 m2，夏季设计冷负荷821kW；冬季设计热负荷763kW。本设计采用一台螺杆式热泵机组夏季供冷，冬季供热。本设计采用一台螺杆式热泵机组，夏季供冷，冬季供热。
通过不同的空调方案比较，本设计1~3层大空间房间分别采用独立的全空气系统，适合独立控制和管理；7~10层普通房间采用风机盘管加新风系统，便于独立控制，符合节能要求。
矿工业广场的一栋建筑。可以充分发挥矿区低能源的优势特点，变废为宝，可以从大量的矿井排水提取低温热量，提供给建筑采暖和矿井井口保温防冻使用，节约了能源，而且避免了对地层和环境造成不良影响。
关键词：办公中央空调；水源热泵；矿井排水；节能减排
ABSTRACT
This work for a mining industry in Handan mine area office building, the building is a comprehensive office building, the main building is ten floors on the ground, total building height of 38.97m, for the concrete frame structure. The building functions as follows: 1~3 floors on the ground for all types of offices are open offices, conference rooms, archives and restaurants with rooms; 4~7 layer of long in all departments and minister offices, small meeting rooms with the room of the Department; Minister of 8~10 layer Chief, long in various departments and hostels and reception rooms and other buildings on duty.
The engineering construction area of 15146m2, using the air conditioning system has a total area of 11746 m2, 821kW design cooling in summer; design heating load in winter 763kW. This design uses a screw-type heat pump in summer cooling, heating in winter. This design uses a screw-type heat pump units, cooling in summer, heat in winter.
Through the comparison of different air conditioning schemes, the design 1~3 large space room air system with independent, suitable for independent control and management; 7~10 ordinary room fan-coil plus fresh air system for independent control, in line with energy-saving requirements. Greatest is a bit of this design is combining the character of the building itself where the environment, the Office building belonging to Handan mine industry square building. Can give full play to the advantages of low energy feature in the mining area, treasure, can be extracted from the mine drainage of a large number of low-temperature heat, provide heating and wellhead insulation antifreeze used in mine, saving energy, and avoid the formation and adverse environmental impact.
Keywords: Office central air conditioning; water source heat pump; mine drainage; energy saving and emission reduction
目录
1 工程概况 (1)
2 设计范围 (1)
3 设计依据 (1)
3.1 设计规范 (1)
3.2气象参数 (1)
3.2.1室外气象参数 (1)
3.2.2室内设计参数 (2)
3.2.3水质监测参数 (2)
3.3土建资料 (2)
3.3.1建筑概况 (2)
3.3.2墙体结构 (2)
3.3.3屋面结构 (3)
3.3.4楼板结构 (3)
3.3.5窗户结构 (3)
3.3.6朝向修正率 (3)
4 空调设计方案的比较确定 (3)
5 空调负荷计算 (5)
5.1 1~4层负荷计算(集中空调系统) (5)
5.1.1南外墙逐时传热形成的冷负荷 (5)
5.1.2南外玻璃幕墙逐时传热形成的冷负荷 (6)
5.1.3透过玻璃幕墙的日射得热引起的冷负荷的计算方法 (7)
5.1.4内围护结构冷负荷 (7)
5.1.5人体散热形成的冷负荷 (8)
5.1.6照明散热形成的冷负荷 (8)
5.1.7办公及电气设备的冷负荷 (9)
5.1.8各项负荷汇总 (9)
5.1.9湿负荷的计算 (10)
5.1.10新风负荷的计算 (10)
5.2 3~7层负荷计算(风机盘管+新风系统) (11)
5.2.1东外墙逐时传热形成的冷负荷 (11)
5.2.2东外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷 (11)
5.2.3透过东外玻璃窗的日射得热引起的冷负荷的计算方法 (12)
5.2.4北外墙逐时传热形成的冷负荷 (13)
5.2.5北外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷 (13)
5.2.6透过北外玻璃窗的日射得热引起的冷负荷的计算方法 (14)
5.2.7内围护结构冷负荷 (14)
5.2.8人体散热形成的冷负荷 (15)
5.2.9照明散热形成的冷负荷 (15)
5.2.10办公及电气设备的冷负荷 (16)
5.2.11各项冷负荷汇总 (16)
5.2.12湿负荷的计算 (17)
5.2.13新风负荷的计算 (17)
6 空调系统选型 (19)
6.1系统的分区 (19)
6.2送风参数和送风量的确定 (19)
6.2.1 室内热湿比 (19)
6.2.2送风参数 (19)
6.2.3送风量 (19)
6.2.4空气热除湿处理过程 (20)
6.2.5 B403房间已知条件 (20)
6.2.6 室内热湿比计算 (21)
6.2.7 送风参数确定 (21)
6.2.8 送风量 (21)
6.2.9室内空气处理状态点F的确定 (21)
6.2.10空气热湿比处理过程 (21)
6.3新风处理状态及送风方式的确定 (23)
6.3.1新风状态点的确定 (23)
6.3.2新风送风方式 (23)
6.4空调器选型设计 (24)
6.4.1吊顶式空调器选型 (24)
6.4.2风机盘管的选型 (24)
6.4.3新风机组选型 (25)
7 空调风系统设计 (26)
7.1 室内气流组织设计 (26)
7.1 .1 1~3层室内散流器的设计....................................................................... 错误！未定义书签。
7.1.2 侧送风气流组织基本要求与计算公式 .................................................. 错误！未定义书签。
7.1.3 侧送风气流组织设计计算 ...................................................................... 错误！未定义书签。
7.2 送风管路设计................................................................................. 错误！未定义书签。
7.2.1风管设计的基本内容............................................................................... 错误！未定义书签。
7.2.2风管设计的注意事项............................................................................... 错误！未定义书签。
7.2.3风管计算的方法和步骤........................................................................... 错误！未定义书签。
7.2.4风管沿程阻力和局部阻力计算 ............................................................... 错误！未定义书签。
7.2.5风管水力计算举例 (27)
8 空调水系统的设计 (28)
8.1空调水系统划分原则 (28)
8.2空调水系统的形式 (28)
8.3空调水系统设计原则 (29)
8.4空调水系统方案的确定 (30)
8.5水力计算的步骤 (30)
8.6水力计算过程 (30)
8.6.1流量计算 (30)
8.6.2管径的确定 (30)
8.6.3沿程阻力计算 (31)
8.6.4局部阻力计算 (31)
8.6.5.系统总阻力计算 (31)
8.7水力计算举例 (31)
8.7.1全空气系统水力计算 (31)
8.7.2风机盘管加新风系统水力计算 (33)
8.8空调冷凝水系统设计 (33)
9 制冷机房及其设备选型计算 (35)
9.1制冷机房的设计 (35)
9.1.1制冷机房的基本要求 (35)
9.1.2制冷机房的设备布置 (35)
9.2 热泵机组选型 (36)
9.2.1制冷机房的总负荷 (36)
9.3冷却水系统设计 (36)
9.3.1冷却水系统形式 (37)
9.3.2冷却水系统水力计算 (37)
9.3.3冷却塔选型 (37)
9.3.4冷却水泵选型 (38)
9.4冷热水泵设计 (38)
9.4.1冷热水泵的流量 (38)
9.4.2冷热水泵的扬程 (38)
9.4.3冷热水泵选型 (39)
9.4.4热回收水泵选型 (39)
9.4.5 一次源水泵选型 (39)
9.4.5 二次源水泵选型 (40)
9.5分、集水器选型设计 (40)
9.6补水定压系统设计 (40)
9.7板式换热器的选型 (41)
9.8容积式换热器的选型 (42)
9.9自动反冲洗排污过滤器选型 (42)
9.10软水器的选型 (43)
9.11软水箱的选型 (43)
10 管路系统的保温防腐及消声隔振 (43)
10.1管路系统的保温 (43)
10.1.1保温的目的 (43)
10.1.2保温的结构 (43)
10.1.3保温的材料 (43)
10.1.4保温层的厚度 (43)
10.2管道的防腐 (44)
10.3管路系统的消声 (44)
10.4空调系统的隔振 (45)
附录 (47)
附录1 负荷计算表 (47)
附录2 风管水利计算表 (52)
附录3水管水利计算表 (56)
专题论文 (61)
1 英文原文................................................................................................... 错误！未定义书签。
2 中文译文................................................................................................... 错误！未定义书签。致谢. (87)
1 工程概况
本工程为邯郸市某矿工业矿区办公大楼，该建筑是一座综合性办公建筑，其主体建筑为地上十层，建筑总高度为38.97m，为混凝土框架结构。各层建筑功能如下：地上1~3层为各类办公室均为开敞式办公区、会议室、档案库、餐厅等用房；4~7层为总工、各科室长及部长办公室、本部门小会议室等用房；8~10层为总工、各科室长及部长值班宿舍及接待客房等用房。本工程建筑面积15146m2，使用空调系统的总建筑面积为11746 m2，夏季设计冷负荷821kW；冬季设计热负荷763kW。本设计采用一台螺杆式热泵机组夏季供冷，冬季供热。
2 设计范围
本工程的设计范围包括水源热泵系统设计；空调机房的设计；主副井井口保温防冻的设计；洗浴热水的设计；办公楼等建筑物采暖空调设计。
3 设计依据
3.1 设计规范
设计主要依据：
1.《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)
2.《使用暖通空调手册》（中国建筑工业出版社，陆耀庆版）
3.《空气调节设计手册》（中国电子工程设计院主编）
4.《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）
5.《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95，2005年版）
6.《全国民用建筑设计技术措施暖通动力》（2009版）
7.《煤炭工业矿井设计规范》(GB50215-2005)
8.《地源热泵系统工程技术规范》(GB50366-2005)
3.2气象参数
3.2.1室外气象参数
河北省邯郸市：北纬36°37′东经114°28′
夏季：
大气压：99723Pa 室外计算相对湿度：58%
室外计算干球温度：35.4℃室外计算湿球温度：27.7℃
室外日平均干球温度：30.5℃室外平均风速： 2.5m/s
冬季：
大气压：102243Pa 室外计算相对湿度：57%
室外计算干球温度：-3.9℃室外计算湿球温度：-6.2℃
通风室外计算温度：-4.0℃室外平均风速： 2.1m/s 3.2.2室内设计参数
室内设计参数见表3.1
表3.1 室内设计参数
房间类型
夏季冬季
新风量
(m3/人h) 温度
(℃)
相对湿度
(%)
风速
(m/s)
温度
(℃)
相对湿度
(%)
风速
(m/s)
会议26 60 ≦0.3 20 45 ≦0.2 30
办公室26 60 ≦0.3 20 45 ≦0.2 30
餐厅26 60 ≦0.3 20 45 ≦0.2 30
门厅26 60 ≦0.3 20 45 ≦0.2 30
值班室26 60 ≦0.3 20 45 ≦0.2 30
传达室26 60 ≦0.3 20 45 ≦0.2 30
客房26 60 ≦0.3 20 45 ≦0.2 30
3.2.3水质监测参数
（1）据2007年5月17日监测矿井水质数据如下：
悬浮物：27mg/l
矿化度：5.62×103mg/l
氯离子：577.7mg/l
PH值：7.70
（2）据2005年7月10日监测矿井水质数据如下：
矿化度：5.63×103mg/l
氯离子：1791.8mg/l
PH值：8.20
3.3土建资料
3.3.1建筑概况
建筑面积：15146m2 空调面积：11746m2
1~3层层高：5.5m；4~10层层高：3.5m。
3.3.2墙体结构
外墙：外墙由抹面胶浆，聚苯板，页岩空心砖墙，水泥砂浆组成，厚度240mm，属Ⅱ型墙综合传热系数K=0.87W/(m2·℃)。
内墙：内墙壁厚240mm，K=1.8 W/(m2·℃)。
玻璃门及幕墙：K=1.6 W/(m2·℃)。
3.3.3屋面结构
保温材料：水泥膨胀珍珠岩；
自上而下：防水层加小豆石+水泥沙浆找平层+保温层+隔气层+承重层+内粉刷。
3.3.4楼板结构
自上而下：面层+钢筋混凝土楼板+粉刷。
3.3.5窗户结构
外窗为单层窗，3mm厚普通玻璃，金属框，80%玻璃，浅色帘，窗高2000mm，K=2.8 W/(m2·℃)。
3.3.6朝向修正率
北朝向：10%；
东、西朝向：－5%；
东南朝向：－10%；
南向：－20%。
4 空调设计方案的比较确定
空调系统按空气处理设备的设置情况分类，可分为三类：1、集中式空调系统；2、半集中式空调系统；3、分散式空调系统。三种空调系统的优缺点及其应用形式如表4.1。
根据表4.1的比较分析，针对该设计项目进行方案确定：
开间办公室的空间大、占地广的特点，大会议室使用比较独立，属于集中控制管理区域，应选择集中式空调系统；而其他的办公室以及客房相对独立，人员数量及使用时间不固定，为了便于独立调节各房间温湿度和随时开关空调，应选择半集中式空调系统。
表 4.1 几种空调形式的比较
比较项目集中式空调系统半集中式空调系统分散式空调系统
系统优点集中进行空气的处理、输
送和分配；设备集中、易
于管理
布置灵活，各房间可独立调
节室温，房间不住人时可方
便的关掉机组（关风机）不
影响其他房间，从而比其他
系统较节省运转费用
把冷热源和空气处理、输送设备集
中设置在一个箱体内，形成一个紧
凑的空调系统，安装方便，可灵活
而分散的设置在空调房间内
系统缺点集中供应时各空调区域
冷热负荷变化不一致，无
法进行精确调节；各种集
中式均有风管尺寸大、占
有空间大
对机组制作应有较高的要
求，否则在建筑物大量使用
时会带来维修方面的困难；
当机组没有新风系统同时工
作时，不能用于全年室内湿
度有要求的地方
空调机是由压缩冷凝机组、蒸发器
和通风机等联合工作的，尽管压缩
冷凝机组有较大的容量，如果蒸发
器（包括风机）的传热能力（面积、
传热系数）不足，则可能使制冷机
的冷量得不到应有的发挥
设备布置与机房1.空调与制冷设备可以
集中
2.机房面积较大
3.有时可以布置在屋顶
上或安设在车间柱间平
台上
1.只需要新风空调机房面积
2.有集中的中央空调器，还
设有分散在各个被调房间内
的末端装置
3.分散布管敷设各种管线较
为麻烦
1.设备成套，紧凑。可以放入房间
也可以安装在空调机房内
2.机房面积小，只需集中式系统的
50﹪，机房层高较低
3.机组分散布置，敷设各种管线较
麻烦
风管系统1. 空调送回风管系统复
杂，布置困难
2.支风管和风口较多时，
不易均衡调节风量
1.设室内时，不接送回风管
2.当和新风系统联合使用时
新风管较小
1.系统小，风管短，各个风口风量
的调节比较容易，达到均匀
2.直接放室内，可不接送风管和回
风
3.余压小
系统应用1. 全新风系统
2.一次回风系统
3.一、二次回风系统
1.末端再热式系统
2.风机盘管机组系统
3.诱导器系统
1. 单元式空调器系统
2.窗式空调器系统
3.分体式空调器系统
4.半导体式空调器系统
集中式空调系统根据回风情况不同又分为以下三类：全新风系统，一次回风系统，一、二次回风系统。无论冬季或夏季利用回风均可节约能源，当室内负荷较小时，夏季使用二次回风可节约能量，对喷水系统全年均可节约能量。各种系统的使用功能如表4.2。
通过表4.2中的三种系统的比较和分析可知，从建筑节能的角度考虑，本工程不宜采用全新风系统。而开间办公室的冷负荷变化较小，允许有一定的温湿度波动，故开间办公室宜采用一次回风系统。
表4.2 集中空调系统的分类与比较
名称类型
集中式空调系统
全新风系统一次回风系统一、二次回风系统
1. 系统内各房间
的排风量大于或
接近于负荷计算
出的送风量时
2.系统内各房间
为生产或储存火
灾危险性物质，防
火要求不允许空
气循环使用时
3.风机盘管补新
风的系统
1.仅作为降温的系统，可
以间断的使用调节室温
时
2.室内散湿量大或室内散
湿量变化大，使用二次回
风影响室内相对湿度稳
定时
3.室内冷负荷变化小（例
如大型建筑的内区；连续
生产发热稳定的工艺性
生产且围护结构冷负荷
小时）并可用最大送风温
差时
1.室温允许波动范围 ±1℃，确定的送风温差
小于可能最大的送风差时；在室温允许波动范
围￡±0.5℃或相对湿度允许波动范围￡±5﹪时，
为避免加大送风扰量，用固定比例的一、二次
回风系统
2.洁净室按洁净要求确定的风量大于按负荷
计算的风量，应采用固定比例的一、二次回风
系统或采用变动比例的一、二次回风系统
3.全年使用的空调系统，且室内温湿度允许波
动范围较大、室内冷、热负荷变化较大时，宜
采用变动比例的一、二次回风系统，至少要有
变动一、二次回风的可能性
半集中式空调系统包括以下两种：风机盘管(FC)系统和诱导器系统。各系统优缺点如表4.3。
表4.3 半集中空调系统的分类与比较
名称类型
半
集
中式
空调系统
风机盘管系统诱导器系统
室内空气循环由风机带动，新风仅取决
于室内人数和卫生要求，同时是独立系统，
能比诱导器系统节约新风量。但机组制作
应有较高的要求，否则在建筑物大量使用
时会带来维修方面的困难；当机组没有新
风系统同时工作时，不能用于全年室内湿
度有要求的地方。
一般诱导器系统集中处理的仅为新风一
次风)，且可采用高速送风(管内风速约15～
20m/s)，故机房尺寸和管道断面均较小(为普通
系统管道的1/3)，可节约建筑空间。此外能保
证每个房间有必要的新风量，卫生情况好。但
也有一定的缺点，如空气输送动力消耗大，个
别调节不灵活，末段装置噪声不易控制等。
综上所述，本工程空调系统方案确定如下：
1层开间办公室和大厅属于大空间，为了方便统一管理，可以使用全空气系统；而两者在使用功能上有着明显的区别，所以最好采用两套系统，分别控制。东西两侧的总工办公室为了便于独立控制和管理可以采用风机盘管加新风系统，两侧办公室距离相差太大，使用一套空调系统会造成新风管太长，考虑施工不方便，造价等因素，所以本设计采用东西两侧的总工办公室分别采用两套风机盘管加新风系统。
2层餐厅和职工休息餐厅属于大空间，可以使用全空气系统，而两者在使用时间上略微有些差别，需要的送风量都较大，最好分开设置，餐厅和职工休息餐厅分别设置两套全空气系统。东侧的总工办公室属于小型房间，使用时间不一，为了方便独立控制和管理，采用风机盘管加新风系统。西侧的两个小会议室在使用时间不确定性更大，采用一套风机盘管加新风系统，方便随时开关控制。
3层开间办公室、大会议室、办公室、总工办公室使用功能均不一致，适合分成不同系统中，分别独立控制。由于建筑本身的设计限制，以上四个房间均采用全空气系统，每个房间独立设置，独立管理和控制。最西侧的小型会议室面积较小，考虑到造价因素，采用全空气系统和风机盘管加新风系统均不经济，而且使用时间不为经常，所以本房间值设置一个卡式风机盘管。新风靠门窗渗透补充。
4~7层为小型办公室，适合采用风机盘管加新风系统，便于独立调节和控制。
8~10层为客房，适合采用风机盘管加新风系统，便于独立调节和控制。
5 空调负荷计算
5.1 1~4层负荷计算(集中空调系统)
以一层开间办公室为例进行负荷计算。
5.1.1南外墙逐时传热形成的冷负荷
在日射和室外气温综合作用下，南外墙的逐时冷负荷按下式计算：
Q c (τ)=A ·K ·((t c (τ) +△t d ) k ɑ·k ρ - t R ) (5.1)
式中, Q c(τ) —外墙的逐时冷负荷， W ；
A —外墙的面积， m 2；
K —外墙的传热系数，W/(m 2·℃)； t R —室内计算温度，℃；
t c (τ) —外墙的逐时冷负荷计算温度，℃。 △t d —地点修正值；
k ɑ —外表面放热系数修正值； k ρ —吸收系数修正值。
对于不同设计地点，应对t c (τ)值修正为t c (τ) +△t d 。本设计中修正系数k ɑ、k ρ分别取1和0.94，△t d 取2℃。南外墙冷负荷见表5.1。
表5.1 南外墙逐时传热冷负荷计算表
时间 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 t c (τ)
34.6
34.2
33.9
33.5
33.2
32.9 32.8
32.9
33.1
33.4
33.9
△t d
1 K ɑ 1.0 k ρ 0.94
t ′c (τ) 33.46
33.09
32.81
32.43
32.15
31.87 31.77
31.87
32.05
32.34
32.81
t R 26.0 K 0.87 A 11.85*5.5=65.2
Q c (τ)
423.39
402.06
386.06
364.74
348.74
332.74
327.41
332.74
343.41
359.40 386.06
5.1.2南外玻璃幕墙逐时传热形成的冷负荷
在室内外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷可按下式进行计算：
()R d c w w c t t t K A Q -+=?
)()()(ττ （5.2）
式中, Q c(t )—外玻璃窗瞬时传热引起的冷负荷，W ； w K —外玻璃窗传热系数，W/(m 2·℃)； w A —窗口面积，m 2；
)(τc t —玻璃窗的冷负荷计算温度的逐时值，℃； d t —地点修正系数；
R t —室内计算温度，℃；
南外玻璃幕墙冷负荷见表5.2。
表5.2 南外玻璃幕墙逐时传热形成的冷负荷
时间 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 t c (τ)
26.9
27.9
29
29.9
30.8
31.5
31.9
32.2
32.2
32
31.6
△t d
1 t ′(τ)
26
t R 1.9
2.9
4
4.9
5.8
6.5 6.9
7.2
7.2
7
6.6
K 1.6
A 34×5.5-65.2+22.6=144.5
Q c (τ)
439.28
670.48
924.8
1132.88
1340.96
1502.8
1595.28
1664.64
1664.64
1618.4
1525.92
5.1.3透过玻璃幕墙的日射得热引起的冷负荷的计算方法
透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷可按下式计算：
LQ j i s w a c C D C C A C Q max )(=?
τ （5.3）
式中， )(τc Q ?
—透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷，W ； a C —有效面积系数；
w A —窗口面积，m 2； s C —窗玻璃的遮阳系数；
i C —窗内遮阳设施的遮阳系数； max j D —最大日射的热因数，W/ m 2；
LQ C —窗玻璃的冷负荷系数。
透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷见表5.3。
表5.3 南外玻璃幕墙的逐时传热冷负荷计算表
时间
8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 C LQ
0.33
0.42
0.48
0.54
0.59
0.7 0.7
0.57
0.52
0.44
0.35
D j,max 266.3 C c,s 0.498 A w 144.5×0.85=122.8
Qc(t)
5319.5
6770.2
7737.4
8704.6
9510.6
11284
11283.7
9188.2
8382.2
7092.6
5641.9
5.1.4内围护结构冷负荷
当临室内为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热而产生的冷负荷可按公式（5.1）计算。当邻室有一定的发热量时，通过空调房间隔墙、楼板、内窗、内门等内围
护结构的温差传热而产生的冷负荷，可视作不随时间变化的稳定传热，按下式计算。
()R a m o i i c t t t A K Q -?+=?
.)(τ （5.4）
式中， i K —内围护结构（如内墙、楼板等）的传热系数，W/(m 2. ℃)； i A —内围护结构的面积，m 2；
m o t .—夏季空调室外计算日平均温度，℃； a t ?—附加温升，℃。
内围护结构形成的热负荷见表5.4。
表5.4 内围护结构冷负荷计算表
时间
8:00
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00 14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
内墙
t o.m 30.5 t R
26 A i 27.4×5.5=150.7
k i 1.8 Qc(t)
2034.5
5.1.5人体散热形成的冷负荷
人体散热与性别、年龄、衣着、劳动强度及周围环境条件（温度，湿度等）等多种因素有关。人体散热的潜热量和对流热直接形成瞬时冷负荷，而辐射散发的热量将会形成滞后冷
负荷。因此，应采用相应的冷负荷系数进行计算。在本设计中，为了计算的方便，计算以成年男子散热量为计算基础。而对于不同功能的建筑物中有各类人员（成年男子.女子.儿童等）不同的组成进行修正，为此，引入群集系数φ。
人体显热散热引起的冷负荷计算式为：
LQ
s c C n q Q ?τ=?
)( (5.5)
式中， )(τc Q ?
—人体显热散热形成的冷负荷，W ；
s q —不同室温和劳动性质成年男子显热散热量，W ；
n —室内全部人数； ?—群集系数；
LQ C —人体显热散热冷负荷系数。
人员散热形成的热负荷见表5.5。
表5.5 人员散热形成的冷负荷计算表
时间 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 C LQ 0
0.51
0.61
0.67
0.72
0.76 0.8
0.82
0.84
0.38
0.3
q s 61 N 35 Φ 0.96 Qc(t) 0
1045.3
1250.26
1373.23
1475.71
1557.7 1639.68
1680.67
1721.66
778.85
614.88
q l 73 Qc 2452.8 2452.8 2452.8 2452.8 2452.8 2452.8 2452.8 2452.8 2452.8 2452.8 2452.8 合计
2452.8
3498.1
3703.1
3826
3928.5
4010.5
4092.5
4133.5
4174.5
3231.6
3067.7
5.1.6照明散热形成的冷负荷
当电压一定时，室内照明散热量是不随时间变化的稳定散热量，但是照明散热仍以对流与辐射两种方式进行散热，因此，照明散热形式的冷负荷计算仍采用相应的冷负荷系数。根据灯具的类型和安装方式不同，其逐时冷负荷计算可按下式：
NC n n Q 1000
=?
式中， )(τc Q ?
—照明散热形成的冷负荷，W ；
1n —镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间内时，取
1n =1.2；当暗装荧光灯镇流器装设在顶棚内时，可取1n =1.0；
2n —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2n =0.5—0.6；而荧光灯罩无通风孔者2n =0.6—0.8；
N —照明工具所需功率； LQ C —照明散热冷负荷系数。
照明散热形成的热负荷见表5.6。
表5.6 照明形成的逐时传热冷负荷计算表
时间 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 C LQ 0.6
0.87
0.9
0.91
0.91
0.93 0.93
0.94
0.94
0.95
0.95
n 1 1 n 2 0.6 N 5236 Qc(t)
1885
2733.2
2827.4
2858.9
2858.9
2921.7
2921.7
2953.1
2953.1
2984.5
2984.5
5.1.7办公及电气设备的冷负荷
空调区办公设备的散热量q s （W ）可按下式计算：
∑=?
=p
i i a i c q s Q 1
,)(τ （5.7.1）
式中，p —设备的种类数； i s —第i 类设备的台数； i a q ,—第i 类设备的单台散热量。
当办公设备的类型和数量事先无法确定时，可按电气设备功率密度推算空调区的办公设备散热量。此时空调区电气设备的散热量s Q （W ）可按下式计算：
f s Fq Q = （5.7.2）
式中 ， F —空调区面积，m 2；
f q —电气设备的功率密度，W/m 2。 办公及电气设备形成的热负荷见表5.7。
表5.7 办公及电气设备冷负荷计算表
时间 8:00
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00 14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
F 476 q f 5 Qs
2380
5.1.8各项负荷汇总
将以上各项负荷汇总并逐时相加，求出一层开间办公室最大冷负荷值
时间 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 南外墙 423.4 402.1 386.1 364.7 348.7 332.7 327.4 332.7 343.4 359.4 386.1 南幕墙传热 439.3 670.5 924.8 1132.9 1341 1502.8 1595.3
1664.6 1664.6 1618.4 1525.9 南幕墙日射 5319.5
6770.2
7737.4
8704.6
9510.6
11283.7 11283.7
9188.2
8382.2
7092.6
5641.9
内维护结构 2034.5 人员散热 2452.8 3498.1 3703.1 3826 3928.5 4010.5 4092.5 4133.5 4174.5 3231.6 3067.7 照明散热 1885
2733.2
2827
2858
2858.9
2921.7 2921.7
2953.1
2953.1
2984.5
2984.5
办公设备散热
2380 总计
14934
18488
19993
21301
22402
24465
24635
22686
21932
19701
18020
由表5.8可知，一层开间办公室的最大冷负荷值出现在下午14：00时，最大冷负荷值为24.6kW 。
5.1.9湿负荷的计算
本工程为综合办公建筑，一般房间只有人员湿负荷，餐厅另外考虑食物的湿负荷。人体的散湿量可按下式计算：
m w =0.278n φg ×10-6 （5.8）
式中 ， m w —人体散湿量，kg/s ；
g —成年男子的小时散湿量，g/h ； n —室内全部人数；
φ—群集系数
一层开间办公室设计人数为75人，则其湿负荷m w =0.278×75×0.96×109×10-6=1.02g/s 5.1.10新风负荷的计算
新风冷负荷按下式计算：
)(R o a h h m Q －＝ （W ） （5.9） 式中 , Q —新风负荷，W ； a m —新风量，kg/s ；
R o h h ,—室外、室内空气焓，kJ/kg 。
根据规范要求，普通办公室的新风量为30 m 3/h ，查焓湿图得：室外空气的比焓为89.3kJ/kg ，室内空气的比焓为59.1 kJ/kg 。则一层开间办公室的新风负荷Q =1.2×30×75×（89.3-59.1）/3600＝10.6kW 。
由表5.8可知，一层开间办公室的最大冷负荷值出现在下午14：00时，最大冷负荷值为26.6kW 。综上可知，夏季一层开间办公室的总冷负荷Q =24.6+10.6=35.2 kW 。
其余各层和各房间负荷计算方法同一层开间办公室，现将1~3层大空间负荷计算汇总与表5.9。
表5.9 1~3层负荷计算汇总表
房间 逐时最大冷负荷（kW ） 新风负荷（kW ） 湿负荷（g/s ）
热湿比 新风量(m3/h) 总冷负荷
门厅及走廊16.18 4.5 0.463 34946 450 20.7 二层餐厅49.1 50.3 7.81 6287 5030 99.4
二层职工休息餐厅38.3 28.2 4.37 8764 2820 66.5
三层开间办公室38.1 22.7 2.19 17397 2270 60.8 大会议室30.7 51 4.93 6227 5100 81.7 办公室15.3 12 1.16 13190 1200 27.3 总工办公室9.1 3 0.29 31379 300 12.1
5.2 3~7层负荷计算(风机盘管+新风系统)
以房间A401为例负荷计算如下：
5.2.1东外墙逐时传热形成的冷负荷
在日射和室外气温综合作用下，东外墙的逐时冷负荷按下式计算：
Q c(τ)=A·K·((t c(τ) +△t d) kɑ·kρ -t R) (5.10)
式中，Q c(τ)—外墙的逐时冷负荷，W；
A—外墙的面积，m2；
K—外墙的传热系数，W/(m2·℃)；
t R—室内计算温度，℃；
t c(τ)—外墙的逐时冷负荷计算温度，℃；
△t d—地点修正值；
kɑ—外表面放热系数修正值；
kρ—吸收系数修正值。
对于不同设计地点，应对t c(τ)值修正为t c(τ) +△t d。本设计中修正系数kɑ、kρ分别取1和0.94，△t d取2℃。东外墙逐时传热冷负荷计算见表5.10。
表5.10 东外墙逐时传热冷负荷计算表
时间8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 t c(τ)36.0 35.5 35.2 35.0 35.0 35.2 35.6 36.1 36.6 37.1 37.5 △t d 1
Kɑ 1.0
kρ0.94
t′c(τ)34.78 34.31 34.03 33.84 33.84 34.03 34.40 34.87 35.34 35.81 36.19 t R26.0
K 0.87
A 19.4
Q c(τ)148.19 140.26 135.50 132.32 132.32 135.50 141.84 149.78 157.71 165.64 171.99 5.2.2东外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷
在室内外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷可按下式进行计算：
()R d c w w c t t t K A Q -+=?
)()()(ττ （5.11）
式中, Q c(t )—外玻璃窗瞬时传热引起的冷负荷，W ； w K —外玻璃窗传热系数，W/(m 2·℃)； w A —窗口面积，m 2；
)(τc t —玻璃窗的冷负荷计算温度的逐时值，℃； d t —地点修正系数；
R t —室内计算温度，℃。
东外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷计算见表5.11。
表5.11 东外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷计算表
时间 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 t c (τ)
26.9
27.9
29
29.9
30.8
31.5 31.9
32.2
32.2
32
31.6
△t d
1 t ′c (τ) 26
t R 1.9
2.9
4
4.9
5.8
6.5 6.9
7.2
7.2
7
6.6
K 2.8 A 5.4
Q c (τ)
28.73
43.85
60.48
74.09
87.7
98.28
104.33
108.86
108.86
105.84
99.79
5.2.3透过东外玻璃窗的日射得热引起的冷负荷的计算方法
透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷可按下式计算：
LQ j i s w a c C D C C A C Q max )(=?
τ （5.12）
式中， )(τc Q ?
—透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷，W ； a C —有效面积系数； w A —窗口面积，m 2；
s C —窗玻璃的遮阳系数；
i C —窗内遮阳设施的遮阳系数；
max j D —最大日射的热因数，W/ m 2； LQ C —窗玻璃的冷负荷系数。
透过东外玻璃窗的日射得热引起的冷负荷计算见表5.12。
表5.12 透过东外玻璃窗的日射得热引起的冷负荷计算表
时间 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 C LQ 0.52
0.55
0.59
0.63
0.66
0.68 0.68
0.68
0.69
0.69
0.6
Dj,max 582.2 Cc,s 0.498 Aw 5.4 Qc(t)
694.8
734.9
788.3
841.8
881.9
908.6
908.6
908.6
921.9
921.9
801.7
5.2.4北外墙逐时传热形成的冷负荷
在日射和室外气温综合作用下，南外墙的逐时冷负荷按下式计算：
Q c (τ)=A ·K ·((t c (τ) +△t d ) k ɑ·k ρ - t R ) (5.13) 式中， Q c(τ) —外墙的逐时冷负荷， W ；
A —外墙的面积， m 2；
K —外墙的传热系数，W/(m 2·℃)； t R —室内计算温度，℃；
t c (τ) —外墙的逐时冷负荷计算温度，℃； △t d —地点修正值；
k ɑ —外表面放热系数修正值； k ρ—吸收系数修正值。
对于不同设计地点，应对t c (τ)值修正为t c (τ) +△t d 。本设计中修正系数k ɑ、k ρ分别取1和0.94，△t d 取2℃。北外墙逐时传热冷负荷计算见表5.13。
表5.13 北外墙逐时传热冷负荷计算表
时间 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 t c (τ)
32.3
32.1
31.8
31
31.4
31.3 31.2
31.2
31.3
31.4
31.6
△t d
1 K ɑ 1 k ρ 0.94
t ′c (τ) 31.3
31.11
30.83
30.08
30.46
30.36 30.27
30.27
30.36
30.46
30.64
t R 26 K 0.87 A 19.5
Q c (τ)
89.95
86.76
81.97
69.22
75.6
74
72.41
72.41
74
75.6
78.79
5.2.5北外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷
在室内外温差作用下，通过外玻璃窗瞬变传热引起的冷负荷可按下式进行计算：
()R d c w w c t t t K A Q -+=?
)()()(ττ （5.14）
式中, Q c(t )—外玻璃窗瞬时传热引起的冷负荷，W ； w K —外玻璃窗传热系数，W/(m 2·℃)； w A —窗口面积，m 2；
)(τc t —玻璃窗的冷负荷计算温度的逐时值，℃； d t —地点修正系数；
R t —室内计算温度，℃。
北外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷计算见表5.14。
表5.14 北外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷计算表
时间 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 t c (τ)
26.9
27.9
29
29.9
30.8
31.5 31.9
32.2
32.2
32
31.6
1
t ′c (τ) 26 t R 1.9
2.9
4
4.9
5.8
6.5 6.9
7.2
7.2
7
6.6
K 2.6 A 5 Q c (τ)
24.7
37.7
52
63.7
75.4
84.5
89.7
93.6
93.6
91
85.8
5.2.6透过北外玻璃窗的日射得热引起的冷负荷的计算方法
透过玻璃窗进入室内的日射得热形成的逐时冷负荷可按下式计算：
LQ j i s w a c C D C C A C Q max )(=?
τ （5.15）
式中， )(τc Q ?
—透过玻璃窗的日射得热引起的冷负荷，W ； a C —有效面积系数；
w A —窗口面积，m 2； s C —窗玻璃的遮阳系数；
i C —窗内遮阳设施的遮阳系数；
max j D —最大日射的热因数，W/ m 2； LQ C —窗玻璃的冷负荷系数。
透过北外玻璃窗的日射得热引起的冷负荷计算见表5.15。
表5.15 透过北外玻璃窗的日射得热引起的冷负荷计算表
时间
8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 C LQ
0.52
0.55
0.59
0.63
0.66
0.68 0.68
0.68
0.69
0.69
0.6
Dj,max 119.6 Cc,s 0.498 A w 5
Qc(t)
132.2
139.8
149.9
160.1
167.7
172.8
172.8
172.8
175.4
175.4
152.5
5.2.7内围护结构冷负荷
当临室内为通风良好的非空调房间时，通过内墙和楼板的温差传热而产生的冷负荷可按公式（5.1）计算。当邻室有一定的发热量时，通过空调房间隔墙、楼板、内窗、内门等内围护结构的温差传热而产生的冷负荷，可视作不随时间变化的稳定传热，按下式计算：
()R a m o i i c t t t A K Q -?+=?
.)(τ （5.16）
式中， i K —内围护结构（如内墙、楼板等）的传热系数，W/(m 2. ℃)； i A —内围护结构的面积，m 2；
m o t .—夏季空调室外计算日平均温度，℃； a t ?—附加温升，℃。
内围护结构形成的热负荷见表5.16。
表5.16 内围护结构引起的冷负荷计算表