題 目： 專業班級： 建環*** 學生姓名： *** 學號： ****************
一、 選題的背景、意義
隨着人們生活水平的提高，居住環境的舒適性問題越來越受到重視，對建築物內的空氣品質及舒適程度的要求也越來越高。現在社會廣泛採用空調系統來調節室內空氣環境。此外能源的緊缺致使節能問題也越來越引起人們的重視，這迫切需要我們爲建築物安裝節能、健康、舒適的空調系統來滿足人們對高生活水平的追求。因此，設計一項能源合理利用、室內空氣品質有效改善、可持續的綠色健康的中央空調工程具有重要意義。
暖通空調的目的是調節室內環境至適於人們居住的狀態，在南方地區主要是對空氣進行冷卻處理，調節室內溫溼度至人體感到舒適的狀態。暖通空調的原理是由熱源和冷源、經過水系統再傳遞給風系統，再由風系統將能量傳遞給所要調節的房間，從而達到所要求的室內溫度和溼度的參數。
二、相關研究的最新成果及動態
我國爲能源消耗大國，但資源卻相對匱乏，節能降耗對於我國有着十分重要的意義。近年來，由於國民經濟的快速發展，我國的能源供給越來越緊張。
隨着經濟建設的不斷深入和人們生活水平的不斷提高，空調建築越來越多，建築物消耗的能量也越來越大，甚至出現了空調系統與經濟建設爭搶電力資源的情況。因此，在建築領域，節能顯得十分迫切。在我國建築總能耗中，空調系統的能耗佔有相當大的比重，因此研究探討空調系統的節能就顯得十分重要。在建築空調系統運行能耗中，冷源系統的能耗佔最大比重。
近年來，空調冷源系統的節能研究工作主要集中在冷源系統的形式選擇上，對壓縮式冷水機組和吸收式冷水機組的技術經濟比較研究較多，通過對衆多方案的分析已經基本達成共識：吸收式冷水機組節電而不節能，故對於有餘熱可以利用的地區，應大力提倡使用吸收式冷水機組，而一般建築物則應採用蒸汽壓縮式製冷。當然，在進行冷熱源系統的選擇時，還要考慮建築物所在地的氣象條件、電力供應狀況、能源情況、空調系統有無採用餘熱回收的可能性等問題。
隨着生產和科技的不斷髮展，人類對空調技術也進行了一系列的改進，同時也在積極研究環保、節能的空調產品和技術，已經投入使用的空調系統有冰蓄冷空調系統、燃氣空調、VAV空調系統、地源熱泵系統等。暖通空調技術的發展，必然會受到能源、環境條件的制約，所以能源的綜合利用、節能、保護環境及趨向自然的舒適環境必然是今後發展的主題。
風機盤管是集中式空調系統中廣泛使用的末端設備。它是一種將風機和表面式換熱盤管組裝在一起的裝置。風機盤管的型式有臥式、立式和頂置式等數種。風機盤管通常與冷水機組（夏）或熱水機組（冬）組成一個供冷或供熱系統。風機盤管是分散安裝在每一個需要空調的房間內（如：賓館的客房、醫院的病房、寫字樓的各寫字間等）。風機盤管的種類有很多，風管的合理選用不僅直接影響空調效果，也是保證系統正常運行和降低空調能耗的重要環節，尤其是在高精度或有嚴格工藝要求的場合，更須合理的送風參數。
三、課題的研究內容及擬採取的研究方法（技術路線）、研究難點及預期達到的目標
（一）研究內容
本工程爲廣州市文源辦公樓空調系統設計，總建築面積爲8574.8 m2，共10層，帶地下層，其中地下層面積爲1649.7m2。主體爲鋼筋混凝土框架、磚混結構。該大廈具備商場、餐飲、辦公等多項功能。地下層爲機動車停車庫和設備用房。地上一層商鋪；二層爲餐廳，包括中餐廳和西餐廳；三層主要爲會議室；四層和十層均爲辦公用層。爲此對該綜合樓進行以下夏季空調和必要的防排煙設計的研究。爲滿足房間空氣質量要求，採用機械送風方式補充新鮮空氣。故本次設計中送風采用機械送風和自然排風系統。
1、廣州地區的基本氣象參數：
夏季空氣調節室外計算乾球溫度tw 34.2℃
夏季空氣調節室外計算溼球溫度ts 27.8℃
夏季通風室外計算相對溼度 66%
夏季室外平均風速1.5m/s
夏季最多風向 SE
夏季室外大氣壓力100287Pa
空調室內計算參數：
夏季冬季
商鋪 25℃ 20℃
φ=60% ―
辦公室 25℃ 20℃
φ=60% ―
餐飲區 25℃ 20℃
φ=60% ―
大堂、過廳28℃ 16℃
φ=60% ―
（二）研究方法
1、本課題主要對該綜合樓進行夏季空調煙設計
空調系統設計任務
（1）根據節能標準選擇合適的圍護結構材料，進行各功能區域空調負荷的計算；
（2）各系統方案的確定；
（3）空氣處理設備，製冷制熱設備的選擇計算；
（4）氣流組織及風系統設計計算；
（5）水系統設計計算及水泵選擇；
（6）空調機房的設計佈置。
2、功能分區特點
商鋪區人流量大，照明設備多，故空調冷負荷和新風負荷大。商品種類多，營業廳佈局常有變動，要求空調設備具有一定的靈活性。商鋪的總冷負荷中，人體負荷和新風負荷是主要的。所以合理確定人體負荷是關鍵所在。商鋪的建築傳熱負荷遠小於人體、新風、照明負荷、一般佔總負荷的`1%―7%。
辦公區由於人員長期停留作業，應充分考慮健康、節能、環保，確定合理的室內參數。最小新風量爲30m3/h；當用CO2濃度控制新風量或在空調風系統中採用一些特殊的淨化、殺菌、除臭裝置後其新風量可適當減少以節能。
餐飲區空調負荷變化大，在非就餐時間，室內的空調負荷很低。當餐廳使用時，由於人員密度的劇增，以及之內熱菜、熱湯等的散熱，夏季空調冷負荷達到峯值。冷負荷計算時應
考慮人流峯值的影響。人多時汗味、煙味等各種異味增加，室內空氣較易污染，新風和排風系統應設計合理。
3、冷熱源方案
目前建築採用的冷源主要有以下幾種離心式、螺桿式、活塞式冷水機組。 1）離心式冷水機組的優點：①葉輪轉速高，輸氣量大，單機容量大；②易損件少，工作可靠，結構緊湊，運轉平穩，振動小，噪聲低；③單位制冷量重量指標小；④製冷劑中不混有潤滑油，蒸發器和冷凝器的傳熱性能好；⑤EER值高，理論值可達6.99；⑥調節方便，在10%-100%內可無級調節。
缺點：①單級壓縮機在低負荷時會出現“喘振”現象，在滿負荷運轉平穩；②對材料強度，加工精度和製造質量要求嚴格；③當運行工況偏離設計工況時效率下降較快，製冷量隨蒸發溫度降低而減少幅度比活塞式快；④離心負壓系統，外氣易侵入，有產生化學變化腐蝕管路的危險
2）螺桿式冷水機組優點：①結構簡單，運動部件少，易損件少，僅是活塞式的1/10，故障率低，壽命長；②圓周運動平穩，低負荷運轉時無“喘振”現象，噪音低，振動小；③壓縮比可高達20，EER值高；④調節方便，可在10%~100%範圍內無級調節，部分負荷時效率高，節電顯著；⑤體積小，重量輕，可做成立式全封閉大容量機組；⑥對溼衝程不敏感。 缺點：①價格比活塞式高；②單機容量比離心式小，轉速比離心式低；③潤滑油系統較複雜，耗油量大；④大容量機組噪聲比離心式高；⑤要求加工精度和裝配精度高。
3）活塞式冷水機組優點：①用材簡單，可用一般金屬材料，加工容易，造價低；②系統裝置簡單，潤滑容易，不需要排氣裝置；③採用多機頭，高速多缸，性能可得到改善
缺點：①零部件多，易損件多，維修複雜，頻繁，維護費用高；②壓縮比低，單機制冷量小；③單機頭部分負荷下調節性能差，卸缸調節，不能無級調節；④屬上下往復運動，振動較大；⑤單位制冷量重量指標較大。
一般來說，大型空調系統，當單機空調製冷量Q＞1163kW時，宜選用離心式製冷機組；中型空調系統，Q＝582?1163kW時，宜選用螺桿式或離心式製冷機組；小型空調系統，Q＜582kW時，宜選用活塞式冷水機組，活塞式冷水機組儘量選用多機頭型。
本建築爲廣州市文源辦公樓，通過對各類型房間負荷估算推薦值對各區域進行負荷估算，累加得出建築物總負荷。本建築商業區面積528.03 m2，估算負荷爲365W/ m2；中餐廳面積264.75m2，估算負荷爲360W/ m2；西餐廳面積293.48m2，估算負荷爲277W/ m2；會議室面積427.34 m2，估算負荷爲121W/ m2；獨立辦公室1745.04 m2，估算負荷爲131W/ m2；
大空間辦公室1626.69 m2，估算負荷爲235W/ m2。負荷估算值在1032KW，擬採用兩臺螺桿式冷水機組。
4、 空調系統方案
按負擔室內空調負荷所用的介質來分類可選擇四種系統――全空氣系統、空氣―水系統、全水系統、冷劑系統。全水系統和冷劑系統只能消除室內的餘熱和餘溼，不能起到改善室內空氣品質的作用，所以全水系統和冷劑系統在本次的建築空調設計時不宜採用。以下僅介紹全空氣系統和空氣―水系統。
（1）全空氣系統分一次迴風式系統和二次迴風式系統，該系統是全部由處理過的空氣負擔室內空調冷負荷和溼負荷。機房面積較大，層高較高，空調與製冷設備可以集中佈置在機房，有時可佈置在屋頂或安設在車間柱間平臺上；空調送回風管系統複雜、佈置困難，支風管和風口較多時不易均衡調節風量；可以根據室外氣象參數的變化和室內負荷變化實現全年多工況節能運行調節，節能和經濟；空調與製冷設備集中安設在機房便於管理和維護；可以嚴格地控制室內溫度和室內相對溼度；空調房間之間有風管連通，使各房間互相污染，當發生火災時會通過風管迅速蔓延。
（2）空氣―水系統分爲再熱系統和誘導器系統並用、全新風系統和風機盤管機組系統並用。新風空調機房、機房面積小，風機盤管可以設在空調機房內，但分散佈置、敷設各種管線較煩；放室內時不接送、迴風管，當和新風系統聯合使用時，新風管較小；靈活性大、節能效果好，可根據各室負荷情況自我調節，無法實現全年多工況節能運行；安裝投產較快，介於集中式空調系統與單元式空調器之間；佈置分散維護管理不方便，水系統佈置複雜、易漏水；對室內溫度要求嚴格時難於滿足；必須採用低噪聲風機才能保證室內要求；各空調房間之間不會互相污染。
全空氣系統在人員較多的空氣調節區新風比例較大，與風機盤管加新風等半集中式空氣―水式系統相比，多佔用空間不明顯，其空調負荷風量較大，便於獨立設置空調風系統，本綜合樓中的商鋪、中餐廳和門廳區域則屬於該種類型。
風機盤管加新風等半集中式空氣―水式系統由於其佈置靈活，並可隨時根據需要開停機組，獨立性強能滿足辦公室等小區域的空氣調節，本綜合樓中的辦公室、西餐廳以及特殊商鋪區域擬採用該類型空調系統。