說明書負荷計算部分

1、第七屆CAR-ASHRAE學生設計競賽第二章 空調負荷計算對于常規(guī)的空調負荷計算，建筑物結構大多比較規(guī)則。但是對于體育館、劇院、機場這類大空間建筑物來說，其結構可能會出現不規(guī)則的形狀，如本設計的體育館和多功能會議廳就是不規(guī)則的，這兩棟建筑不僅外墻是弧面的，而且屋面也是弧面結構。面對這類建筑物，在圍護結構負荷計算時，肯定不能按常規(guī)思路。針對這類建筑的特點，結合調研經驗，我們對這兩棟建筑物朝向進行了劃分，共分為八個朝向，東、南、西、北、東南、西南、東北、西北，以每一朝向正中為基準，左右各偏22.5為該朝向的區(qū)域范圍?，F以體育館、多功能會議廳朝向劃分圖進行說明。 體育館朝向劃分圖 多功能會議廳朝向劃

2、分圖2.1 設計參數 2.1.1 室外氣象參數 本設計淮南市體育文化中心淮南市位于淮河中游，安徽省中部偏北，地處東經11621211171159與北緯32324533024之間，又由于安徽省公共建筑設計標準中淮南市的室外氣象參數與民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范有較大的出入，故采用民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范的室外計算氣象參數，且只能找到與之相近的合肥市室外氣象參數替代，屬于亞熱帶季風氣候。室外氣象設計參數如表2.1。表2.1 淮南市室外主要計算參數空調通風主導風向風速大氣壓力夏季干球溫度35 溫度31.4C SSW3.41001.2hpa濕球溫度28.1冬季干球溫度-4.2溫度2.6

3、C E31022.3hpa相對濕度76%2.1.2 室內設計參數 本設計建筑為淮南市體育文化中心比賽館，根據房間功能不同，體育館部分分為：檢錄廳、運動員休息室、更衣室、會議與公告室、值班室電視轉播室與弱電機房、記者休息室、新聞官員辦公室、采訪室、醫(yī)療室、等候室、藥檢室、商服用房、排煙機房值班室、門廳、裁判員休息室、新聞發(fā)布室、貴賓休息室、競賽指揮控制中心、電腦室、仲裁錄放、組委會、打字復印室、會議室、小會議室、管理人員辦公室、消防控制中心、新風機房值班室、健身俱樂部用房、觀眾休息廳、燈控室、小賣、計時計分LED控制室、工作人員休息室、廣播室、咖啡休息廊、包廂、服務間、觀眾坐席區(qū)等。多功能會議廳

4、部分分為：燈控室、貴賓廳、門廳、化妝間、音控室、觀眾休息廳、管理用房、講臺、會議大廳、坐席等。針對不同房間的使用功能，可以根據其使用性質與使用頻率并參照相關規(guī)范、標準如：GB 50189-2005 公共建筑節(jié)能設計標準DB34 1467-2011 安徽省公共建筑節(jié)能設計標準JGJ 31-2003體育建筑設計規(guī)范GB 50736-2012 民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范等確定室內空氣設計參數以及照明、設備、人員的作息等使用參數。具體參數設定如表2.2、表2.3。表2.2 空調房間室內空氣設計參數房間功能室內計算溫度/室內相對濕度/%新風量(m3/h/p)冬季夏季冬季夏季體育館部分比賽場172

5、7606020坐席1726556015檢錄廳1726406015運動員休息室1726406020會議與公告室1726506030淋浴1726706020更衣室1726606015門廳1727406015值班室1726406020電視轉播室1926406020記者休息室1726406020新聞官員辦公室1826506030編寫室1926406020采訪室1926406020醫(yī)療室2026406025等候室1726506020藥檢室1726406025商服用房1727406010排煙機房值班室1726406020裁判員休息室1726406020新聞發(fā)布室1726556020貴賓休息室1726406

6、030競賽指揮控制中心1726406020電腦室1726406020仲裁錄放1726406020組委會1726406030打字復印室1726406030會議室1726506030小會議室1726506030管理人員辦公室1826506030消防控制中心1726406020新風機房值班室1726406020健身俱樂部用房1726606020小賣1726406020觀眾休息廳1726556015燈控室1726406020計時記分控制室1726406020咖啡休息廳1726556010服務間1726406010包廂1726406020工作人員休息室1726406010廣播室1726406010多功能

7、會議廳部分燈控室1726406020貴賓廳1726406030門廳1727406015化妝間2026406020音控室1926406020觀眾休息廳1726556015管理用房1826506020講臺1726406020會議大廳1726506020坐席1726556015表2.3人員、照明、設備等參數房間名稱人員密度（m2/p）勞動強度照明功率 （W/m2)設備散熱 (W/m2)體育館部分比賽場重度活動900坐席極輕活動500檢錄廳8.4 極輕活動175運動員休息室4.1 靜坐110會議與公告室3.0 極輕活動110更衣室6.9 極輕活動115門廳6.7 靜坐155值班室17.3 極輕活動11

8、0電視轉播室6.5 極輕活動1113記者休息室6.5 極輕活動110新聞官員辦公室4.2 極輕活動1113編寫室5.0 極輕活動1140采訪室2.5 極輕活動115醫(yī)療室5.8 極輕活動1113等候室5.4 極輕活動110藥檢室3.5 極輕活動1113商服用房3.3 極輕活動1113排煙機房值班室46.8 極輕活動110裁判員休息室8.8 極輕活動110新聞發(fā)布室5.0 極輕活動110貴賓休息室7.6 極輕活動110競賽指揮控制中心6.8 極輕活動116電腦室6.8 極輕活動1140仲裁錄放6.3 極輕活動1113組委會4.2 極輕活動1120打字復印室6.3 極輕活動1148會議室2.5 極

9、輕活動115小會議室2.6 極輕活動115管理人員辦公室4.1 極輕活動1120消防控制中心22.0 極輕活動116新風機房值班室46.6 極輕活動110健身俱樂部用房5.8 重度活動1113小賣3.4 輕度活動120觀眾休息廳4.1 靜坐110燈控室8.6 極輕活動1112計時記分控制室8.6 極輕活動110包廂3.8 靜坐110咖啡休息廳4.6 極輕活動110服務間4.3 輕度活動110工作人員休息室2.9 極輕活動110廣播室2.9 極輕活動115多功能會議廳部分燈控室6.3極輕活動1113貴賓廳3.7靜坐180門廳10.7極輕活動150化妝間2極輕活動110音控室6.3極輕活動1113

10、觀眾休息廳4靜坐110管理用房3.6極輕活動115講臺(演講用）27極輕活動600講臺(表演用）6.8中等活動600會議大廳1.5靜坐600注：表2.3中多數參數來自公共建筑節(jié)能設計標準、實用供熱空調設計手冊，對于規(guī)范缺乏相關規(guī)定的區(qū)域，采用經驗加調研的方法確定參數取值。其中體育館坐席部分的人數按照滿座率選取，比賽場部分根據具體用途確定人數，如比賽用、表演用、招聘用等。查閱統(tǒng)計了國內外幾個體育館照明指標，得出體育館坐席照明取50W/m2,比賽場90W/m2。2.2 冷負荷計算 體育館及多功能會議廳得熱量有以下各項構成：1. 通過圍護結構傳入的熱量 2. 通過透明玻璃幕墻進入的太陽輻射熱量3.

11、人體散熱量4. 照明散熱量5. 設備，器具及其他內部熱源的散熱量冷負荷計算采用諧波反應法的工程簡化算法，詳細冷負荷計算原理公式及部分系數取值見附錄A1。 2.3 熱負荷計算 本建筑為體育館，建筑進深大，人員密度高，尤其是觀眾坐席區(qū)部分。詳見4.1節(jié)。冬季輔助用房區(qū)域大部分為熱負荷，體育館坐席跟比賽場地部分由于人員密度大為冷負荷，綜合考慮，冬季熱負荷統(tǒng)一按照采暖負荷計算的穩(wěn)態(tài)算法進行計算。詳細熱負荷計算原理及公式見附錄A2。2.4 手算法計算冷負荷示例考慮到體育館空調運行的特殊性，故計算表格中時間一般為0點到23點，但根據實際調研，只選取上午8點到12點，下午14點到18點為空調計算時間?，F以體

12、育館一層二區(qū)F1-2-25管理人員辦公室為例說明本設計計算負荷的過程：（1） 西南外墻傳熱冷負荷由于建筑設計總說明在給出圖紙中未給出墻身大樣圖，且外墻為240厚燒結多孔磚墻體，未在相關手冊上找到該種墻體，故根據安徽省公共建筑節(jié)能設計標準、實用供熱空調設計手冊一層外墻選用KPI空心磚，傳熱系數K=0.59W/（m2.)，衰減系數=0.14，傳熱延時=11。按所給圖紙計算出西南外墻面積為F=34.4m2。參考實用供熱空調設計手冊得溫度波作用于圍護結構外側的時刻上海市西南外墻冷負荷溫度t和適用于淮南市的地點修正=0，即可按照上述計算方法算出西南向墻體的逐時冷負荷，計算結果列于表2.4中。（2） 西南

13、外窗得熱冷負荷a) 溫差傳熱得熱現成冷負荷參考實用供熱空調設計手冊、安徽省公共建筑節(jié)能設計標準、民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范得窗戶傳熱系數K=2.0W/（m2.)，窗框修正系數a=1.36,按前文方法得到西南外窗面積為F=11.52m2。參考實用供熱空調設計手冊查得南昌市各計算時刻的冷負荷溫度t和適用于淮南市的地點修正系數=0.5，即可按照上述計算方法算出西南向窗戶的逐時溫差傳熱冷負荷，計算結果列于表2.5中。b) 輻射得熱現成冷負荷參考實用供熱空調設計手冊,外窗按無任何遮陽設施的輻射負荷計算，窗的構造修正系數Xg=0.5;查得上海市各計算時刻透過無遮陽設施窗玻璃太陽輻射的冷負荷強度Jw

14、和適用于淮南市的地點修正系數Xd，南向為1.03，即可按照上述計算方法算出西南向窗戶的逐時太陽輻射冷負荷，計算結果列于表2.5中。（3） 樓板冷負荷由于該房間部分樓板直接與外界接觸，故需計算冷負荷。參考實用供熱空調設計手冊、安徽省公共建筑節(jié)能設計標準樓板K=1.88W/（m2.)，衰減系數=0.42，傳熱延時=5。按所給圖紙計算出樓板面積為F=45.4m2。參考實用供熱空調設計手冊得溫度波作用于圍護結構外側的時刻上海市零朝向外墻冷負荷溫度t和適用于淮南市的地點修正=0，即可按照外墻計算方法算出樓板的逐時冷負荷，計算結果列于表2.6中。（4） 照明冷負荷管理人員辦公室照明類型為暗裝在空調房間吊頂

15、玻璃罩之內的熒光燈，照明密度為11W/m2,同時使用系數n1=0.7,考慮玻璃反射及罩內通風情況的系數n0=0.7,使用時間為上午8點到12點，下午14點到18點。參考實用供熱空調設計手冊，根據開燈后的小時數及其連續(xù)開燈時間數，查得燈具散熱冷負荷系數X-T , 按上述方法，計算結果列于表2.7中。（6） 設備冷負荷管理人員辦公室設備主要為電腦等辦公設備，設備功率密度20W/m2, 使用時間為上午8點到12點，下午14點到18點。參考實用供熱空調設計手冊，根據設備投入使用后的小時數及其連續(xù)使用時間數，查得設備散熱冷負荷系數X-T , 按照上述計算方法，計算結果列于表2.8中。（7） 人體冷負荷管

16、理人員辦公室的地面面積為101.93m2, 群集系數=0.92，人員密度按4.1m2/p, 勞動強度為極輕活動，上班時間為上午8點到12點，下午14點到18點。參考實用供熱空調設計手冊得成年男子在26極輕活動時的散熱散濕量為：顯熱61W/人，潛熱73W/人，散濕量109g/（h人）。根據人員工作開始后的小時數和工作時間，查的人體顯熱冷負荷系數X-T，可得人體顯熱冷負荷，見表2.9，潛熱冷負荷和濕負荷可按穩(wěn)態(tài)計算，見表2.9。（8） 新風冷負荷新風量根據安徽省公共建筑節(jié)能設計標準，管理人員辦公室人員新風量按每人30m3/h確定，房間最終新風量L確定是在系統(tǒng)總風量的10%和人員新風量兩者中取最大值

17、。室外空氣焓值按夏季空調室外計算干球溫度35、濕球溫度28.1查焓濕圖定,為hW=90KJ/Kg,室內空氣焓值按室內設計溫度26、相對濕度60%查焓濕圖確定，為hN=58KJ/Kg,計算結果見表2.10。（9） 該房間各個部分冷負荷匯總見表2.11。表2.4 西南外墻傳熱冷負荷0:001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:00K0.590.590.590.590.590.590.590.590.590.590.590.59F34.434.434.434.434.434.434.434.434.434.434.434.4t-11111212121

18、111111110109Q1223.3 223.3 243.6 243.6 243.6 223.3 223.3 223.3 223.3 203.0 203.0 182.7 12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00K0.590.590.590.590.590.590.590.590.590.590.590.59F34.434.434.434.434.434.434.434.434.434.434.434.4t-99888888891010Q1182.7 182.7 162.4 162.4 162.4 162.4 16

19、2.4 162.4 162.4 182.7 203.0 203.0 表2.5 西南外窗得熱冷負荷0:001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:00K2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 F11.52 11.52 11.52 11.52 11.52 11.52 11.52 11.52 11.52 11.52 11.52 11.52 a1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 t-5.50

20、5.50 5.50 4.50 4.50 4.50 4.50 4.50 5.50 6.50 6.50 7.50 Q2172.3 172.3 172.3 141.0 141.0 141.0 141.0 141.0 172.3 203.7 203.7 235.0 Jw282420171512183144607486Xg0.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.5Xd1.031.031.031.031.031.031.031.031.031.031.031.03Q3166.1 142.4 118.7 100.9 89.0 71.2 106.8 183.9 261.0 356

21、.0 439.0 510.2 12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00K2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 F11.52 11.52 11.52 11.52 11.52 11.52 11.52 11.52 11.52 11.52 11.52 11.52 a1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 1.36 t-8.50 8.50 8.50 9.50 8.50 8.5

22、0 8.50 8.50 7.50 6.50 6.50 6.50 Q2266.3 266.3 266.3 297.7 266.3 266.3 266.3 266.3 235.0 203.7 203.7 203.7 Jw9510210710710394816452443832Xg0.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.5Xd1.031.031.031.031.031.031.031.031.031.031.031.03Q3563.6 605.1 634.8 634.8 611.1 557.7 480.6 379.7 308.5 261.0 225.4 189.8 表2

23、.6 樓板冷負荷0:001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:00K1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 F45.40 45.40 45.40 45.40 45.40 45.40 45.40 45.40 45.40 45.40 45.40 45.40 t-8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 8.00 7.00 7.00 7.00 7.00 Q4682.8 682.8 682.8 682.8 682.8 682.8 682.8 68

24、2.8 597.5 597.5 597.5 597.5 12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00K1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 1.88 F45.40 45.40 45.40 45.40 45.40 45.40 45.40 45.40 45.40 45.40 45.40 45.40 t-6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 7.00 7.00 7.00 7.00 Q4512.1 512.1 51

25、2.1 512.1 512.1 512.1 512.1 512.1 597.5 597.5 597.5 597.5 表2.7 照明冷負荷0:001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:00n00.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 n10.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 N1121 1121 1121 1121 1121 1121 1121 1121 1121 1121 1121 11

26、21 X-T0.17 0.14 0.11 0.10 0.08 0.07 0.07 0.06 0.04 0.39 0.57 0.64 Q593.4 76.9 60.4 54.9 44.0 38.5 38.5 33.0 22.0 214.3 313.2 351.6 12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00n00.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 n10.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70

27、0.70 0.70 0.70 N1121 1121 1121 1121 1121 1121 1121 1121 1121 1121 1121 1121 X-T0.70 0.40 0.23 0.54 0.71 0.75 0.80 0.48 0.30 0.25 0.22 0.18 Q5384.6 219.8 126.4 296.7 390.1 412.1 439.5 263.7 164.8 137.4 120.9 98.9 表2.8 設備冷負荷0:001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:00qs2020 2020 2020 2020 2020 2

28、020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 X-T0.05 0.04 0.04 0.03 0.03 0.03 0.02 0.01 0.01 0.77 0.86 0.89 Q6101 81 81 61 61 61 40 20 20 1555 1737 1798 12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00qs2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 X-T0.910.160.080.820.90.920.940.190.

29、110.080.070.06Q61838 323 162 1656 1818 1858 1899 384 222 162 141 121 表2.9 人體冷負荷0:001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:000.92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92 n0000000025252525q161 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 X-T0.120.10.080.070.070.060.040.040.030.490.670.73Q70 0

30、0 0 0 0 0 0 42 687 940 1024 q273.00 73.00 73.00 73.00 73.00 73.00 73.00 73.00 73.00 73.00 73.00 73.00 Q80 0 0 0 0 0 0 0 1679 1679 1679 1679 g109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 D0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.51 2.51 2.51 2.51 12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00

31、22:0023:000.92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92 0.92n5025252525500000q161 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 X-T0.760.330.190.620.770.810.840.390.240.20.170.14Q7213 0 267 870 1080 1136 236 0 0 0 0 0 q273.00 73.00 73.00 73.00 73.00 73.00 73.00 73.00 73.00 73.00 73.00 73Q8336 0 1679 167

32、9 1679 1679 336 0 0 0 0 0 g109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 109 D0.50 0.00 2.51 2.51 2.51 2.51 0.50 0.00 0.00 0.00 0.00 0表2.10 新風冷負荷0:001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:00hW90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 hN58 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58 L14 13 13 12 12 12 12 12 750 75

33、0 750 750 Q9144 138 136 128 126 122 123 128 7882 7882 7882 7882 12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00hW909090909090909090909090hN58 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58 58 L150 20 750 750 750 750 150 19 16 15 14 13 Q91576 211 7882 7882 7882 7882 1576 197 169 154 149 141 表2.11 冷負荷匯總計算

34、時刻0:001:002:003:004:005:006:007:008:009:0010:0011:00西南外墻傳熱冷負荷Q1223 223 244 244 244 223 223 223 223 203 203 183 西南外窗傳熱冷負荷Q2172 172 172 141 141 141 141 141 172 204 204 235 輻射冷負荷Q3166 142 119 101 89 71 107 184 261 356 439 510 樓板冷負荷Q4683 683 683 683 683 683 683 683 597 597 597 597 照明冷負荷Q593 77 60 55 44

35、38 38 33 22 214 313 352 設備冷負荷Q6101 81 81 61 61 61 40 20 20 1555 1737 1798 人體顯熱冷負荷Q70 0 0 0 0 0 0 0 42 687 940 1024 潛熱冷負荷Q80 0 0 0 0 0 0 0 1679 1679 1679 1679 室內總冷負荷（不含新風）1439 1379 1359 1284 1261 1217 1233 1284 3017 5496 6112 6378 新風冷負荷Q9144 138 136 128 126 122 123 128 7882 7882 7882 7882 室內總冷負荷（含新風）

36、1583 1516 1494 1412 1387 1339 1356 1413 10900 13378 13995 14260 冷指標16 15 15 14 14 13 13 14 107 131 137 140 計算時刻12:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:00西南外墻傳熱冷負荷Q1183 183 162 162 162 162 162 162 162 183 203 203 西南外窗傳熱冷負荷Q2266 266 266 298 266 266 266 266 235 204 204 204 輻射冷負荷Q3564

37、605 635 635 611 558 481 380 309 261 225 190 樓板冷負荷Q4512 512 512 512 512 512 512 512 597 597 597 597 照明冷負荷Q5385 220 126 297 390 412 440 264 165 137 121 99 設備冷負荷Q61838 323 162 1656 1818 1858 1899 384 222 162 141 121 人體顯熱冷負荷Q7213 0 267 870 1080 1136 236 0 0 0 0 0 潛熱冷負荷Q8336 0 1679 1679 1679 1679 336 0 0

38、 0 0 0 室內總冷負荷（不含新風）4297 2109 3809 6109 6519 6584 4331 1968 1690 1544 1492 1414 新風冷負荷Q91576 211 7882 7882 7882 7882 1576 197 169 154 149 141 室內總冷負荷（含新風）5873 2320 11691 13991 14402 14467 5908 2165 1859 1698 1641 1555 冷指標58 23 115 137 141 142 58 21 18 17 16 15 2.5 手算法負荷匯總（1） 根據冷負荷計算結果，將體育館和多功能會議廳所有房間最大冷負荷出現時刻的冷負荷、濕負荷、新風負荷列于表中