供暖課程設計

1、<p><b>　　工程概況</b></p><p>　　本工程為XXXXXXXXXX一棟三層的集餐廳宿舍為一體的建筑，其中地上一層有食品庫、和食品加工間等功能用途的房間，二層主體為餐廳，附帶有工具間、洗消間、備餐間、辦公室。三層為宿舍和活動室，建筑總供暖面積約1396平方米。系統(tǒng)與室外管網連接，其引入口處供回水壓差為10KPa.該工程采用接外熱網機械循環(huán)下供下回式熱水供暖系統(tǒng)，樓

2、梯間獨立立管供熱。</p><p><b>　　第2章 設計依據</b></p><p><b>　　2.1 任務書</b></p><p>　　2．1．1、供熱工程課程設計指導書;</p><p>　　2．1．2、供熱工程課程設計任務書。</p><p><b>

3、;　　2.2規(guī)范及標準</b></p><p>　　[1]《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》GBJ 19-87。</p><p>　　[2]《通風與空氣調節(jié)制圖標準》GJ114-88。</p><p><b>　　2.3設計參數(shù)</b></p><p>　　2.3.1室外氣象參數(shù) </p><

4、p>　　采暖室外計算(干球)溫度為tw=-26℃，最低日平均溫度為tp.min=-37.5℃；冬季大氣壓力100.15KPa，冬季室外最多風向平均風速4.7m/s，冬季室外平均風速為vw=3.8 m/s，冬季日照率為59%，冬季主要風向為南風、西南風。</p><p>　　室內設計溫度由《實用供熱空調設計手冊》中表4.1-1可以查得本設計所用到的民用建筑供暖室內計算溫度，整理后列于下表中：</p>

5、;<p>　　表2.1 不同房間供暖室內計算溫度</p><p>　　2.3.2采暖設備要求和特殊要求</p><p>　　散熱器要求散熱性能好，金屬熱強度大，承壓能力高，價格便宜，經久耐用，使用壽命長。</p><p>　　2.3.3圍護結構的傳熱系數(shù)</p><p>　　圍護結構概況：墻體均選用加氣砼砌塊，地上外墻為350厚

6、，內墻為200厚。外墻外保溫采用50厚擠塑聚苯乙烯板。屋面：屋面防水等級為Ⅱ級，做法從上到下依次為：40厚C20細石混凝土（內配4@200雙向）、20厚1：2.5水泥沙漿保護層；80厚擠塑聚苯乙烯板；高分子防水卷材兩道；20厚1：3水泥沙漿找平層；鋼筋混凝土屋面板。外窗：雙層塑鋼窗；窗高2米。一層東側為玻璃幕墻。內門：單層木門。</p><p>　　外墻的結構是加氣砼砌塊，厚度為350毫米，外墻外保溫采用50厚擠

7、塑聚苯乙烯板，對應天正暖通外墻編號第57號，輸入對應的材料厚度可得：外墻的傳熱系數(shù)為：K=0.318 W/m2*℃;</p><p>　　內墻也是加氣砼砌塊，厚度為200毫米，對應天正暖通內墻編號第710號,輸入對應的材料厚度可得：內墻的傳熱系數(shù)為：K=0.998 W/m2*℃;</p><p>　　屋面由概況中對應的材料布置, 對應天正暖通屋頂界面,輸入對應的材料和厚度可得：屋面的傳熱系

8、數(shù)為：K=0.439 W/m2*℃;</p><p>　　外窗由于天正暖通里沒有收集雙層塑鋼窗的參數(shù),查找《實用供熱空調設計手冊》表3.1-13可得：外窗的傳熱系數(shù)為：K=2.4W/m2*℃;</p><p>　　內門對應天正暖通內門界面,可查得：內門的傳熱系數(shù)為：K=3.5 W/m2*℃。</p><p>　　玻璃幕墻由于也沒有現(xiàn)成參數(shù)，查網易暖通得玻璃幕墻的傳熱

9、系數(shù)為：K=2.91 W/m2*℃ (www.co.163.com/forum/content/165_163128_1.htm)。</p><p>　　將上述計算結果整理得：屋面、外墻、內墻、內門，吊頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)分別為：</p><p>　　表2.1 圍護結構的傳熱系數(shù)</p><p><b>　　2.4方案比較</b></p>

10、<p>　　這個系統(tǒng)作用范圍比較大，，上供下回和下供下回的比較中，后者具有如下特點：</p><p>　　美觀，房間內的管路數(shù)減少，可集中進行隱藏處理。</p><p>　　在下部布置供水干管，管路直接散熱給室內，無效熱損失小。</p><p>　　在施工中，每安裝好一層散熱器即可供暖，給冬天施工帶來很大方便。</p><p>　

11、　排除系統(tǒng)的空氣比較困難</p><p>　　綜合考慮樓層，采用下供下回式熱水供暖系統(tǒng)。</p><p>　　第3章 供暖熱負荷計算</p><p>　　對于本居民樓的熱負荷計算只考慮圍護結構傳熱的耗熱量和冷風滲透引起的耗熱量，人員、燈光等得熱作為有利因素暫不考慮在熱負荷計算當中。</p><p>　　3.1房間圍護結構傳熱耗熱量計算<

12、;/p><p>　　圍護結構穩(wěn)定傳熱時，基本耗熱量可按下式計算[1]：</p><p><b>　?。?.1） </b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　K—圍護結構的傳熱系數(shù)（W/㎡·0C）；</p><p>　　F—圍護結構的面積（

13、㎡）；</p><p>　　tn—冬季室內計算溫度（0C）；</p><p>　　—供暖室外計算溫度（0C）；</p><p>　　α—圍護結構的溫差修正系數(shù)。詳見《實用供熱空調設計手冊》表3.1.4。</p><p>　　冷風滲透耗熱量按下式計算[1]：</p><p><b>　　(3.2)</b&

14、gt;</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　Q2——冷風滲透耗熱量（W）；</p><p>　　V——經門、窗隙入室內的總空氣量，m3/h；</p><p>　　ρw——供暖室外計算溫度下的空氣密度，kg/m3；</p><p>　　Cp——冷空氣的定壓比熱，Cp =1K

15、J/（kg·℃）；</p><p>　　0.278——單位換算系數(shù)，1KJ/h=0.278W。</p><p>　　在工程設計中，六層或六層以下的建筑物計算冷空氣的滲入量時主要考慮風壓的作用，忽略熱壓的影響。而超過六層的多層和高層建筑物，則應綜合考慮風壓及熱壓的共同影響。</p><p>　　⊙《暖通規(guī)范》規(guī)定：宜按下列規(guī)定的數(shù)值，選用不同朝向的修正率&l

16、t;/p><p>　　北、東北、西北 0~10%； 東南、西南 -10%~-15%；</p><p>　　東、西 -5% ； 南 -15%~-30%。</p><p>　　選用上面朝向修正率時。應考慮當?shù)囟救照章市∮?5%的地區(qū)，東南、西南和南向修正率，宜采用-10%~0%，東西向可不修正。<

17、/p><p>　　⊙《暖通規(guī)范》規(guī)定：民用建筑和工業(yè)輔助建筑物（樓梯間除外）的高度附加率，當房間高度大于4m時，每高出1m應附加2%，但總的附加率不應大于15%。應注意：高度附加率，應附加于房間各圍護結構基本耗熱量和其他附加（修正）耗熱量的總和上。</p><p>　　⊙《暖通規(guī)范》規(guī)定：在一般情況下，不必考慮風力附加。只對建在不避風的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內特別突出

18、的建筑物，才考慮垂直外圍護結構附加5%~10%。</p><p>　　下面以027房間為例計算房間的熱負荷；</p><p>　　027房間為宿舍，室內計算溫度為18℃，哈爾濱冬季室外計算溫度為-26℃，哈爾濱冬季日照率為59%。</p><p>　　表3.1 哈爾濱市的冷風朝向修正系數(shù)n</p><p>　　注：此表來自文獻一附錄7。

19、</p><p>　　由附錄7，哈爾濱市的冷風朝向修正系數(shù)，西向0.7.對有相對兩面外墻的房間，按最不利的一面外墻計算冷風滲透量。由前面的數(shù)據，在冬季室外平均風速，雙層塑鋼窗每米縫隙的冷風滲透量L=2.0 m3/（h·m）.西向的兩個窗戶的縫隙總長度為2×6.4=12.8m.總的冷風滲透量V等于</p><p>　　=2×12.8×0.7=17.92

20、 m3/h</p><p><b>　　冷風滲透量等于</b></p><p>　　=0.278×17.92×1.4×1.01×44=310W.</p><p>　　底層地面選用天正暖通中的保溫防潮地面，傳熱系數(shù)為1.7 W/（㎡℃）。</p><p>　　由于樓梯間的圍護結構比較

21、難以計算，現(xiàn)采用公式進行估算[1]，</p><p><b>　　(3.3)</b></p><p>　　式中 ----建筑物供暖體積熱指標，查表4.1-16可得=0.41 W/（㎡℃）。</p><p>　　a------修正系數(shù)，查表4.1-18可得 a=1.08;</p><p>　　----室內平均計算空氣溫度。

22、由前面計算可得=16℃。</p><p>　　V-----房間外體積。</p><p>　　所以，樓梯間034、016的熱負荷為： W。</p><p>　　樓梯間019、017的熱負荷為： W。</p><p>　　樓梯間010的熱負荷為： W。</p><p>　　樓梯間011的熱負荷為： W。</p>

23、<p>　　詳細計算見下面表格。</p><p>　　房間功能和參數(shù)相同的，只計算一個房間。</p><p>　　3.2房間圍護結構傳熱耗熱量計算詳表（見附錄Ⅱ）</p><p>　　將附錄Ⅱ中表格整理得：</p><p>　　表3.2 宿舍樓供暖負荷統(tǒng)計</p><p>　　第4章 散熱器的選型及安

24、裝形式</p><p>　　4.1散熱器的選擇 </p><p>　　考慮到散熱器耐用性和經濟性，本工程選用鑄鐵四柱760型，高度為760mm它結構簡單，耐腐蝕，使用壽命長，造價低，傳熱系數(shù)高；散出同樣熱量時金屬耗量少，易消除積灰，外形也比較美觀；每片散熱器的面積少，易組成所需散熱面積?！芭ㄒ?guī)范”規(guī)定：安裝熱量表和恒溫閥的熱水供暖系統(tǒng)不宜采用水流通道內含有粘砂的散熱器，應采取可靠的質量

25、控制措施；所以要選用內腔干凈無砂，外表噴塑或烤漆的灰鑄鐵散熱器。具體性能及參數(shù)如下表[2]：</p><p>　　表4.1 鑄鐵散熱器參數(shù)</p><p>　　4.2 散熱器的布置</p><p>　　散熱器布置在外墻窗臺下，這樣能迅速加熱室外滲入的冷空氣，阻擋沿外墻下降的冷氣流，改善外窗、外墻對人體冷輻射的影響，使室溫均勻。為防止散熱器凍裂，兩道外門之間，門斗及

26、開啟頻繁的外門附近不宜設置散熱器；散熱器一般明裝或裝在深度不超過130mm的墻槽內。</p><p>　　4.3 散熱器的安裝尺寸應保證</p><p>　　底部距地面不小于60mm，通常取150mm；頂部距窗臺板不小于50mm；背部與墻面凈距不小于25mm。</p><p>　　4.4 散熱器的計算</p><p>　　查[2]附錄2-1，

27、對四柱760型，不能超過25片。</p><p>　　例如：001房間（儲油室），房間熱負荷Q=947W，供水溫度為tg=95℃，th=70℃，</p><p>　　tpj=(95+70)/2=82.5℃ , =5℃,Δt= =82.5-5=77.5℃</p><p>　　查教材附錄2-1 =9.151 w/m·℃</p><p&g

28、t;<b>　　修正系數(shù)：</b></p><p>　　散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)，先假定β1=1.0；</p><p>　　散熱器連接形式修正系數(shù)，查教材附錄2-4，β2=1.0；</p><p>　　散熱器安裝形式修正系數(shù)，查教材附錄2-5，β3=1.03；（取A=80mm.）。</p><p>　　根據[2]式（2-1

29、）</p><p>　　F′=Q/（K·Δt）β1β2β3=947/（9.151×77.5）×1×1×1.03=1.38</p><p>　　四柱760型散熱器每片散熱面積為0.235 m2，計算片數(shù)n′為：</p><p>　　n′= F′/f=1.38/0.235=6片</p><p>　

30、　查[2]附錄2-3，當散熱器片數(shù)為6～10片時，β1=1，</p><p>　　因此，實際所需散熱器面積為：</p><p>　　F= F′×β1=1.38×1=1.38 m2</p><p>　　實際采用片數(shù)n為： n=F/f=6片</p><p>　　取整數(shù)，應采用四柱760型散熱器6片。</p>&l

31、t;p>　　其他房間的散熱器計算結果見下表：（為保證散熱器的散熱效果，每組散熱器的片數(shù)大于10的控制在11-20范圍內）。</p><p>　　表4.2 各房間散熱器計算表</p><p><b>　　第5章 管路布置</b></p><p>　　考慮到本工程的實際規(guī)模和施工的方便性，本設計二樓和三樓采用機械循環(huán)雙管制垂直式的下供下回

32、系統(tǒng)，一樓采用機械循環(huán)雙管制垂直式的上供下回系統(tǒng)。散熱片安裝形式為異側的下供下回。供水立管之間為異程式，在各層分別設置回水水平同程管。設計供回水溫度為95/70℃。</p><p>　　根據建筑的結構形式，布置干管和立管，為每個房間分配散熱器組。（見圖紙）</p><p>　　5.1供暖系統(tǒng)的確定</p><p>　　供暖系統(tǒng)采用水平干管同程式，立管共用的下供下回異

33、程式雙管系統(tǒng)，</p><p>　　二樓、三樓西側排管具體示意圖如下圖。</p><p>　　系統(tǒng)排氣方式：在頂層散熱器上部設置排氣閥排氣。</p><p>　　圖5.1 西側供暖系統(tǒng)立面圖（詳見系統(tǒng)圖）</p><p><b>　　5.2水力計算</b></p><p>　　畫出系統(tǒng)圖，該系統(tǒng)就

34、一個支路。首先計算最遠的西側的立管環(huán)路，圖上小圓圈內的數(shù)字表示管段號，熱負荷對應前面計算所得的值，管段長度與圖示長度一一對應。</p><p>　　《實用供熱空調設計手冊》中5.5.1與5.5.2規(guī)定：</p><p>　　1、管網干管管徑，不應小于50mm，通往各單體建筑物的管徑對熱水管道來講不宜小于32mm。</p><p>　　2、基礎數(shù)據的確定：</p

35、><p>　?。?）、熱力網管道內壁當量粗糙度，熱水管道可采用0.0002m；</p><p>　?。?）、熱水熱力網支干線、支線應按允許壓力降確定管徑，但供熱介質流速不應大于3.5m/s。</p><p>　?。?）、熱水管道水力計算表見表5.5-2。</p><p>　　最長環(huán)路是經過三樓西側032房間的散熱器（1557W）的環(huán)路。</

36、p><p>　　5.2.1 選擇最不利環(huán)路</p><p>　　最不利環(huán)路是通過三層西側032宿舍的散熱器（1557W）的環(huán)路。這個環(huán)路從散熱器經過管段a、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、b。</p><p>　　5.2.2 最不利環(huán)路的作用壓力</p><p>　　根據已給條件：ΔP=10KPa <

37、/p><p>　　5.2.3 確定最不利環(huán)路各管段的管徑。</p><p>　?。?）求單位長度平均比摩爾阻</p><p>　　根據右式[1] Rpj=αΔP/∑ι. （5.1）</p><p>　　式中∑ι——最不利循環(huán)環(huán)路或分支環(huán)路的總長度，m；</p

38、><p>　　對應圖中通過CAD量得∑ι=109m。</p><p>　　α——沿程損失占總壓力損失的估計百分數(shù)；查[1]中附錄4-6，得α=50%。</p><p>　　Rpj=αΔP/∑ι=0.5×10000/109=45.87Pa</p><p>　　（2）根據各管段的熱負荷，求出各管段的流量，計算公式如下：</p>

39、<p>　　G=3600Q/4.187×103（tg＇－th＇）=0.86Q/（tg＇－th＇）kg/h （5.2）</p><p>　　式中Q—管段的熱負荷，W；</p><p>　　tg＇—系統(tǒng)的設計供水溫度，℃；</p><p>　　th＇—系統(tǒng)的設計回水溫度，℃。</p><p

40、>　?。?）根據G,Rpj,查[2]中附錄表4-1,選擇最接近Rpj的管徑。將查出的d、R、v和G值列入表7中。</p><p>　　5.2.4 確定長度壓力損失ΔPy=Rl</p><p>　　將每一管段R與l相乘，列入水力計算表中。</p><p>　　5.2.5確定局部阻力損失Z</p><p>　　（1）確定局部阻力系數(shù)ξ

41、根據系統(tǒng)圖中管路的實際情況，列出各管段阻力名稱。利用[2]中附錄4-2，將其阻力系數(shù)記于表中，最后將各管段的總局部阻力系數(shù)列入表7中第9欄中。</p><p>　　注意：在統(tǒng)計局部阻力時，對于三通和四通管件的局部阻力系數(shù)，應列在流量較小的管段上。</p><p>　　（2）利用[1]中附錄表4-3，根據管段流速v，可查出動壓頭ΔPd，列入表7中的第10欄。又根據ΔPj=ΔPd·∑

42、ξ，將求出的ΔPj值列入表7中的第11欄中。</p><p>　　5.2.6求各管段的壓力損失</p><p>　　ΔP=ΔPj＋ΔPy。將表7中的第8欄與第11欄相加列入表7第12欄中。</p><p>　　5.2.7 求環(huán)路總壓力損失</p><p>　　即∑(ΔPj＋ΔPy)</p><p>　　5.2.8計算富

43、裕壓力</p><p>　　考慮由于施工的具體情況，可能增加一些在設計計算中未計入的壓力損失。因此，要求考慮系統(tǒng)應有10%以上的富裕度。</p><p>　　Δ%=[ΔPI1＇－∑(ΔPj＋ΔPy)a～b]/ΔPI1＇×100% （5.3）</p><p>　　式中 Δ% ——系統(tǒng)作用壓力的富裕率；

44、</p><p>　　ΔPI1＇——通過最不利環(huán)路的作用壓力，Pa；</p><p>　　∑(ΔPj＋ΔPy)a～b——通過最不利環(huán)路的壓力損失，Pa。</p><p>　　立管1的具體計算見下表。</p><p>　　5.2.9其他管的水力計算</p><p>　　當計算完立管Ⅰ時，開始計算立管Ⅱ，由于系統(tǒng)圖中立管Ⅰ

45、與立管Ⅱ并聯(lián)，總壓差和3~17的壓差相等。其他算法和上面的算法是一致的。立管Ⅱ的具體計算見下表。</p><p>　　表5.1 水力計算表</p><p>　　表5.2 局部阻力系數(shù)統(tǒng)計</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 陸耀慶. 實用供熱空調設計手冊. 中國建筑工業(yè)出版社,20

46、03</p><p>　　[2] 賀平，孫剛. 供熱工程. 中國建筑工業(yè)出版社,2007</p><p>　　[4] 劉建龍. 供熱工程課程設計指導書. 2007.</p><p>　　[5] 中國有色工程設計研究總院編. 采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范(GB50019-2003). 中國計劃出版社, 2004</p><p>　　[6] 中華人