论文摘要

中国建筑科学研究院科研试验大楼空调工程设计专业：建筑环境与能源应用学号：2013040435004；2013040435008；
2013040435012 学生姓名：罗刚姬慧牛春花指导教师：田沛哲
摘要：本次毕业设计的主要内容是对建研院新科研试验大楼进行中央空调系统设计。

中国建筑科学研究院新科研试验大楼位于北京市北三环东路，建筑面积64508m2，高度79.98m，地下4层，地上20层，本次设计只涉及地上20层的空调系统设计。

本次设计的目的是为办公人员提供舒适、健康的热湿环境。

根据房间的功能和设计要求，我们采用了一次回风全空气和风机盘管加新风两种空调系统。

本次设计通过对各房间的冷负荷计算、水管和风管的水力计算，完成了空调设备的选型、机组的选型、冷却塔的选型、泵与分、集水器的选型，绘制了各层风系统平面图、水系统平面图、机房平面图及机房水系统原理图。

关键词：空调方案论证设计负荷设备选型
1、绪论
随着现代科学技术的发展和我国市场经济的发展，各地都在兴建高标准的办公楼。

办公楼的建筑水准和设备水准是一个国家现代化程度和技术水平的标志，其空调方式应能适应办公楼的功能需求，大量采用先进设备和相应配套设备而成的中央空调系统是现代建筑创造舒适高效的工作和生活环境所不可缺少的重要基础设施。

本项目空调设计的目的是给办公人员提供高效、舒适的办公环境，保证其高效的工作质量。

2、正文
2.1项目分析
中国建筑科学研究院新科研试验大楼位于北京市北三环东路，建筑面积64508m2，高度79.98米。

该建筑地上20层，地下4层（本工程只负责地上部分的空调设计）主要用途为办公
我们通过对建筑物的分析研究，对建筑物的结构特点与使用功能进行比较最后决定通过分组完成的形式来最终完成本次中央空调实际任务。

我组成员牛春花负责建筑物1-2层的群房工程空调设计，姬慧负责3-17层的标准层的空调设计，罗刚负责18-20层非标准层的空调设计。

2.2项目实施过程
2.2.1空调负荷计算
本次设计是办公楼，夏季空调负荷主要有人体散热、照明散热、设备散热、建筑围护结构的传热[2]。

本设计采用的计算方法是冷负荷系数法。

根据使用功能的不同，人流密度不同及建筑物的朝向不同，我们分别选择了三个典型房间进行负荷精算，计算内容：
外墙冷负荷；外窗瞬时传热冷负荷；透过玻璃窗射入得热引起冷负荷；人员散热冷负荷；照明散热冷负荷；设备显热冷负荷；新风负荷计算。

2.2.2空调方案设计论证
现代公共建筑空调系统中，按负担室内空调负荷所用的介质来分类可分为四种系统：全空气系统、空气—水系统、全水系统、制冷剂系统。

本工程首层大厅、二层报告厅及报告厅前厅为中空的大空间区域，采用一次回风系统。

首层大厅、二层报告厅及报告厅前厅使用一次回风系统。

首层和二层的其它房间和三层以上为办公区域，各个房间相对独立，使用性质基本相同。

所以可选择用同样的空调系统和设备，管理比较方便，并且考虑到个别房间需要晚间或节假日加班需要个别控制空调启停的问题,因此最好不要设置太大的集中式空调系统，因此选择空调系统为半集中式空调系统。

2.2.3新风系统设计
通过我们对新风系统的分析并比较建筑物功能结构的要求最总我们选择可更适合现代办公建筑的独立新风系统。

最终我们确定的室内空气处理方式为风机盘管处理室内空气，新风机组处理新风，风机盘管出口和新风口并列，混合后再吹入室内。

2.2.4设备的选型
根据风量和冷量来选择风机盘管，当风量和冷量不匹配时以满足冷量为优先，然后校核风量。

根据网上比较选对，我们选择麦克维尔的风机盘管。

根据新风量和新风负荷选择新风机组。

以标准层A区为例，新风负荷为38.53kw，新风总量为5000 m3/h，有单独的新风机房。

根据《中央空调设计实训教程》查得，选择型号G4-50的新风机组。

根据各空间送风量和系统冷量进行组合式空调机组的选型，选用美国LOTUS空调机组。

2.2.5冷冻水系统设计及水力计算
对于本建筑的冷冻水系统设计我们采用的是假定流速法进行设计及计算的，其计算步骤如下：
①绘制冷冻水系统轴侧图，对应管段编号；
②确定合理的流速；
③根据各个管段的水量和选择流速确定管段的直径，计算沿程阻力和局部阻力；
④计算系统的总阻力
在计算完成后我们根据计算的系统总阻力进行冷水机组的选型和冷冻水泵的选型
2.2.6风系统的设计及水力计算
为降低噪音，在空调机组出口处设置一个消音器。

在空调机房出口处应设置防火阀，为调节风量，在空调箱出口及所有并连管路上设置一个对开多叶调节阀。

本工程送风系统采用低速送风，对风管进行设计计算，采用假定流速法，方法同水系统水力计算。

3、结束语
本次设计任务主要是对中国科研院新科研大楼的空调系统设计，我组成员在经过细致的考察、认真的研究、系统的计算、合理的优化等设计步骤后，完成了中国科研院新科研大楼的空调系统设计方案。

在单独的建筑模块空调系统设计完成后，我们各模块数据的统一结合进行冷水机组、水泵、冷冻水立管、冷却水立管以及冷却塔的统一计算选型，最终完成了中国科研院新科研大楼的空调系统设计，并达到设计出设定的完整、合理、优化的设计目标参考文献：
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范.北京：中国建筑工业出版社，2012.1
[2]薛殿华.《空气调节》[M].北京：北京大学出版社，1999.6（2007重印）
[3]张萍.《中央空调设计实训教程》[M].北京：中国商业出版社，2002.6,60~120
[4]陆耀庆. 《实用供暖空调设计手册第2版》北京：中国建筑工业出版社.2008
成果形式：
1、图纸:包括各层风系统、水系统平面图；机房布置平面图；水系统原理图；新风机房、空调机房大样图；风机盘管大样图等，详见图纸。

2、设计计算说明书。

图纸具体见图纸附件，下面仅以论文中出现的图、表进行展示。

图1 立管轴测图
图2 首层风管平面图（详见图纸）
图3 首层水管平面图（详见图纸）
图4 二层风管平面图（详见图纸）
图5 二层水管平面图（详见图纸）
图6 标准层风管平面图（详见图纸）
图7 标准层水管平面图（详见图纸）
图8 十八层风管平面图（详见图纸）
图9 十八层水管平面图（详见图纸）
图10 十九层风管平面图（详见图纸）
图11 十九层水管平面图（详见图纸）
图20 二十层风管平面图（详见图纸）
图21 机房平面布置图（详见图纸）
图22 机房水系统原理图（详见图纸）
图23风机盘管大样图（详见图纸）
图24 新风机组大样图（详见图纸）
图25 空调机组大样图（详见图纸）
图2盘管性能参数图
副表1 3-17层风机盘管选型表
房间 房间负荷 (w) 回风量 (m3/h) 盘管型号 台数 额定风量 （中档） 额定供冷量 （中档） A 办公区1 6835.50 1286.67 MCW300A T 2 418 2955 A 办公区2 3382.00 646.67 MCW400A T 1 558 3920 A 办公区3 3382.00 646.67 MCW400A T 1 558 3920 A 办公区4 15643.00 1012.63 MCW200A T 6 279 1770 A 办公区5 4039.46 732.00 MCW200A T 2 279 1770 B 办公区1 6835.50 1286.67 MCW300A T 2 418 2955 B 办公区2 3382.00 646.67 MCW400A T 1 558 3920 B 办公区3 3382.00 646.67 MCW400A T 1 558 3920 B 办公区4 15643.00
1012.63
MCW200A T
6
279
1770
副表2 新风机组选型表
副表3 冷水机组性能参数表
蒸发器 冷凝器 电机 外形尺寸 机组重量 水流量 m3/h 水压降 kPa 水流量 m3/h 水压降 kPa 功率 kw 宽 mm 深 mm 高 mm 净重 kg 运行重量 kg 206
75
258
70
227
3630
1680
2060
6000
6600
副表4 2层局部阻力系数表 管段 管件设备名称 阻力 数量 ∑ξ 1-2 圆形散流器 1 1 1.304 三通直通 0.304 1 2-3 四通直通 0.608 1 0.608 3-4 三通直通 0.304 1 0.304 4-5 四通直通 0.608 1 0.608 5-6 弯头 0.23 2 0.96
防火阀
0.5
1
型号 风量（h 3
m ）
冷量（kw ）
水量（s L ）
水压降（a p k ）
FPG4-50 5000 52.48 2.92 23.28 机外余压（a P ） 电机功率（kw ）
噪音（dB ）
重量（kg ）
260
1.1
57
285。