供暖課程設(shè)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(wǎng)連接，其引入口處供回水壓差為10KPa.該工程采用接外熱網(wǎng)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(shè)計依據(jù)</b></p><p><b>　　2.1 任務(wù)書</b></p><p>　　2．1．1、供熱工程課程設(shè)計指導(dǎo)書;</p><p>　　2．1．2、供熱工程課程設(shè)計任務(wù)書。</p><p><b>

3、;　　2.2規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)</b></p><p>　　[1]《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GBJ 19-87。</p><p>　　[2]《通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)制圖標(biāo)準(zhǔn)》GJ114-88。</p><p><b>　　2.3設(shè)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(fēng)向平均風(fēng)速4.7m/s，冬季室外平均風(fēng)速為vw=3.8 m/s，冬季日照率為59%，冬季主要風(fēng)向為南風(fēng)、西南風(fēng)。</p><p>　　室內(nèi)設(shè)計溫度由《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》中表4.1-1可以查得本設(shè)計所用到的民用建筑供暖室內(nèi)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(nèi)計算溫度</p><p>　　2.3.2采暖設(shè)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(jīng)久耐用，使用壽命長。</p><p>　　2.3.3圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)</p><p>　　圍護結(jié)構(gòu)概況：墻體均選用加氣砼砌塊，地上外墻為350厚

6、，內(nèi)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(nèi)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?xùn)|側(cè)為玻璃幕墻。內(nèi)門：單層木門。</p><p>　　外墻的結(jié)構(gòu)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(yīng)天正暖通外墻編號第57號，輸入對應(yīng)的材料厚度可得：外墻的傳熱系數(shù)為：K=0.318 W/m2*℃;</p><p>　　內(nèi)墻也是加氣砼砌塊，厚度為200毫米，對應(yīng)天正暖通內(nèi)墻編號第710號,輸入對應(yīng)的材料厚度可得：內(nèi)墻的傳熱系數(shù)為：K=0.998 W/m2*℃;</p><p>　　屋面由概況中對應(yīng)的材料布置, 對應(yīng)天正暖通屋頂界面,輸入對應(yīng)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(diào)設(shè)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(nèi)門對應(yīng)天正暖通內(nèi)門界面,可查得：內(nèi)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(wǎng)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(jié)果整理得：屋面、外墻、內(nèi)墻、內(nèi)門，吊頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)分別為：</p><p>　　表2.1 圍護結(jié)構(gòu)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(nèi)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(nèi)，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(fù)荷計算</p><p>　　對于本居民樓的熱負(fù)荷計算只考慮圍護結(jié)構(gòu)傳熱的耗熱量和冷風(fēng)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(fù)荷計算當(dāng)中。</p><p>　　3.1房間圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量計算<

12、;/p><p>　　圍護結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)（W/㎡·0C）；</p><p>　　F—圍護結(jié)構(gòu)的面積（

13、㎡）；</p><p>　　tn—冬季室內(nèi)計算溫度（0C）；</p><p>　　—供暖室外計算溫度（0C）；</p><p>　　α—圍護結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)。詳見《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》表3.1.4。</p><p>　　冷風(fēng)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(fēng)滲透耗熱量（W）；</p><p>　　V——經(jīng)門、窗隙入室內(nèi)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(shè)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(fēng)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(yīng)綜合考慮風(fēng)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(yīng)考慮當(dāng)?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(dāng)房間高度大于4m時，每高出1m應(yīng)附加2%，但總的附加率不應(yīng)大于15%。應(yīng)注意：高度附加率，應(yīng)附加于房間各圍護結(jié)構(gòu)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(fēng)力附加。只對建在不避風(fēng)的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內(nèi)特別突出

18、的建筑物，才考慮垂直外圍護結(jié)構(gòu)附加5%~10%。</p><p>　　下面以027房間為例計算房間的熱負(fù)荷；</p><p>　　027房間為宿舍，室內(nèi)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(fēng)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(fēng)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(fēng)滲透量。由前面的數(shù)據(jù)，在冬季室外平均風(fēng)速，雙層塑鋼窗每米縫隙的冷風(fēng)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(fēng)滲透量V等于</p><p>　　=2×12.8×0.7=17.92

20、 m3/h</p><p><b>　　冷風(fēng)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(jié)構(gòu)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(biāo)，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(nèi)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(fù)荷為： W。</p><p>　　樓梯間019、017的熱負(fù)荷為： W。</p><p>　　樓梯間010的熱負(fù)荷為： W。</p><p>　　樓梯間011的熱負(fù)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(jié)構(gòu)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(fù)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(jīng)濟性，本工程選用鑄鐵四柱760型，高度為760mm它結(jié)構(gòu)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(nèi)含有粘砂的散熱器，應(yīng)采取可靠的質(zhì)量

25、控制措施；所以要選用內(nèi)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(shè)置散熱器；散熱器一般明裝或裝在深度不超過130mm的墻槽內(nèi)。</p><p>　　4.3 散熱器的安裝尺寸應(yīng)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(fù)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(jù)[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(dāng)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(yīng)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(jié)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(nèi)）。</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(shè)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(cè)的下供下回。供水立管之間為異程式，在各層分別設(shè)置回水水平同程管。設(shè)計供回水溫度為95/70℃。</p><p>　　根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)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(cè)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(shè)置排氣閥排氣。</p><p>　　圖5.1 西側(cè)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(cè)的立管環(huán)路，圖上小圓圈內(nèi)的數(shù)字表示管段號，熱負(fù)荷對應(yīng)前面計算所得的值，管段長度與圖示長度一一對應(yīng)。</p><p>　　《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》中5.5.1與5.5.2規(guī)定：</p><p>　　1、管網(wǎng)干管管徑，不應(yīng)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(chǔ)數(shù)據(jù)的確定：</p

35、><p>　?。?）、熱力網(wǎng)管道內(nèi)壁當(dāng)量粗糙度，熱水管道可采用0.0002m；</p><p>　?。?）、熱水熱力網(wǎng)支干線、支線應(yīng)按允許壓力降確定管徑，但供熱介質(zhì)流速不應(yīng)大于3.5m/s。</p><p>　　（3）、熱水管道水力計算表見表5.5-2。</p><p>　　最長環(huán)路是經(jīng)過三樓西側(cè)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(cè)032宿舍的散熱器（1557W）的環(huán)路。這個環(huán)路從散熱器經(jīng)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(jù)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>　　（1）求單位長度平均比摩爾阻</p><p>　　根據(jù)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(yīng)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?jǐn)?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(jù)各管段的熱負(fù)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(fù)荷，W；</p><p>　　tg＇—系統(tǒng)的設(shè)計供水溫度，℃；</p><p>　　th＇—系統(tǒng)的設(shè)計回水溫度，℃。</p><p

40、>　?。?）根據(jù)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>　?。?）確定局部阻力系數(shù)ξ

41、根據(jù)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(yīng)列在流量較小的管段上。</p><p>　　（2）利用[1]中附錄表4-3，根據(jù)管段流速v，可查出動壓頭ΔPd，列入表7中的第10欄。又根據(jù)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(shè)計計算中未計入的壓力損失。因此，要求考慮系統(tǒng)應(yīng)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(dāng)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(diào)設(shè)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(shè)計指導(dǎo)書. 2007.</p><p>　　[5] 中國有色工程設(shè)計研究總院編. 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范(GB50019-2003). 中國計劃出版社, 2004</p><p>　　[6] 中華人