供暖設(shè)計(jì)說(shuō)明書

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1、 河南城建學(xué)院 《供熱工程》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目：某辦公樓采暖設(shè)計(jì) 專 業(yè) 建筑環(huán)境與設(shè)備工程 課程名稱 供熱工程 班 級(jí) 0414092 學(xué) 號(hào) 041409216 姓 名 范東進(jìn) 指導(dǎo)教師 盧春煥 王靖 虞婷婷 李豐翠 建筑環(huán)境與熱能工程系 目 錄 第一章 原始資料及設(shè)計(jì)依據(jù) 3 第二章 供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的計(jì)算 4 第一節(jié) 供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷 4 第二節(jié) 供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷計(jì)算 6 第三章 供暖系統(tǒng)散熱器的選擇 7 第

2、一節(jié) 散熱器的選擇原則 7 第二節(jié) 散熱器的計(jì)算 7 第三節(jié) 散熱器的布置 9 第四章 系統(tǒng)選擇、管路布置及附件 10 第一節(jié) 系統(tǒng)選擇、管路布置 10 第五章 水力計(jì)算 13 第一節(jié) 水力計(jì)算方法及步驟 13 第二節(jié) 水力計(jì)算表 15 附錄 16 熱負(fù)荷計(jì)算表（附表1） 各房間散熱器所需散熱面積及散熱器數(shù)量（附表2） 水平跨越式分戶采暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算表（附表3） 分戶采暖熱水供暖系統(tǒng)立管與水平干管管路水力計(jì)算表（附表4） 分戶采暖熱水供暖系統(tǒng)立管與水平干管管路局部阻力系數(shù)計(jì)算表（附表5） 水平跨越式分戶采暖系統(tǒng)管路局部阻力系數(shù)計(jì)算表（附表6） 設(shè)計(jì)總說(shuō)明圖（附

3、圖1） 首層層采暖平面布置圖（附圖2） 標(biāo)準(zhǔn)層采暖平面布置圖（附圖3） 頂層采暖平面布置圖（附圖4） 采暖系統(tǒng)圖（附圖5） 第一章 設(shè)計(jì)資料及設(shè)計(jì)依據(jù) 一、原始資料 1、建筑名稱：某辦公樓 2、土建條件：各層平面圖，立面圖。 二、工程概況 該建筑是某辦公樓的供暖工程，共三層，層高為3m。 外墻：240mm內(nèi)面抹灰磚墻，K=2.08W/m℃ 內(nèi)墻：240mm磚墻。 外窗：C：金屬框單層玻璃，尺寸（寬高）為2.4 1.5m，可開啟部分的縫隙總長(zhǎng)為13.8m； 外門：M：實(shí)體單層木質(zhì)外門 ，尺寸（寬高）為0.92m；K

4、=4.65W/m℃ 頂棚：平屋頂 K=1.17W/m℃，D=1.53 地面：貼土非保溫地面。K值按劃分地帶計(jì)算。 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容。 1、供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2、散熱器的選擇 3、室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的水力計(jì)算。 四、氣象條件 室外計(jì)算氣象資料: 大氣參數(shù) 冬季1019.9Pa 夏季999.4Pa；室外供熱計(jì)算溫度 -9℃ 累年（1951~1980年）最低日平均溫度t=-17.1℃ 冬季室外平均風(fēng)速 2.8m/s。 冬季室內(nèi)采暖設(shè)計(jì)溫度：18℃ 第二章 供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的計(jì)算 供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷是供暖設(shè)計(jì)最基本的數(shù)據(jù)。它直接影響供暖系統(tǒng)方案的

5、選擇、供暖管道管徑和散熱器等設(shè)備的確定、關(guān)系到供暖系統(tǒng)的使用和經(jīng)濟(jì)效果。 第一節(jié) 供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷 一、供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷 供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷是指在某一室外溫度tw下，為了達(dá)到要求的室內(nèi)溫度tn，供暖系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)向建筑物供給的熱量。它是隨著建筑物得失熱量的變化而變化的。 供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷是指在某一室外溫度t′w下，為了達(dá)到要求的室內(nèi)溫度tn，供暖系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)向建筑物供給的熱量Q′。它是設(shè)計(jì)供暖系統(tǒng)的最基本依據(jù)。 冬季供暖通風(fēng)系統(tǒng)的熱負(fù)荷，應(yīng)根據(jù)建筑物或房間的得失熱量確定： 失熱量主要有： 1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量Q1； 2、加熱由門，窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量Q2

6、，稱冷風(fēng)滲透耗熱量； 3、加熱由門孔洞及相鄰房間侵入的冷空氣的耗熱量Q3，稱冷風(fēng)侵入耗熱量 在工程設(shè)計(jì)中，供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，一般分幾部分進(jìn)行計(jì)算： Q′=Q1.j′+Q1.x′+Q2′+Q3 式中 Q1.j′——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量； Q1.x′——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加耗熱量。 二、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量 通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量，按下式計(jì)算： Q′j.j = K F (tn – t′w) α Q′j.j -- 通過(guò)供暖房間某一面圍護(hù)物的溫差傳熱量(或稱為基本耗熱量), W; K -- 該面圍護(hù)物的傳熱系數(shù), W/m.℃; F -- 該面圍護(hù)物的散熱面積, m ;

7、tn -- 室內(nèi)空氣計(jì)算溫度, ℃; t′w -- 室外供暖計(jì)算溫度, ℃; α -- 溫差修正系數(shù). 三、圍護(hù)結(jié)構(gòu)附加耗熱量: Q1′= Q′j.j(1 + χch + χf + χx) ( 1 + χf.g) 式中 Q1′-- 附加耗熱量 χch -- 朝向附加率(或稱朝向修正系數(shù)) χf -- 風(fēng)力附加率(或稱風(fēng)力修正系數(shù)) χf.g-- 高度附加 χx -- 外門附加 《暖通規(guī)范》規(guī)定：宜按下列規(guī)定的數(shù)值，選用不同的朝向修正率 北、東北、西北 0～10％ ； 東南、西南 -10～-15％；東、西 -5％ ； 南 -15～-30％ 。在這次設(shè)計(jì)中建筑物的外墻朝

8、向分別為東、西、南、北四向。其朝向的修正率分別為：東：-5％ ，西：-5％ ，南：-15％ ，北：0％ 。 風(fēng)力附加耗熱量是考慮室外風(fēng)速變化而對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量的修正。我國(guó)大部分地區(qū)冬季平均風(fēng)速為2～3m/s。因此《暖通規(guī)范》規(guī)定：在一般情況下，不考慮風(fēng)力附加。只有建在不避風(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)特別突出的建筑物才考慮垂直外維護(hù)結(jié)構(gòu)附加5％～10％。 高度附加耗熱量是考慮房屋高度對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量的影響而附加的耗熱量?！杜ㄒ?guī)范》規(guī)定：當(dāng)房間高度大于4m時(shí)，高度每高出1m應(yīng)附加2％，但總的附加率不應(yīng)大于15％。所以此建筑1～5層高度均為3.3m，高度附加值為0。

9、 四、冷風(fēng)滲透耗熱量Q2′的計(jì)算: 計(jì)算冷風(fēng)滲透耗熱量的常用方法有縫隙法、換氣次數(shù)法和百分?jǐn)?shù)法，本計(jì)算采用縫隙法，計(jì)算公式如下： Q2′ = 0.28 Cp V ρw (tn - t′w) 式中 Cp -- 干空氣的定壓質(zhì)量比熱容, Cp = 1.0 Kj / (公斤 ℃) V -- 滲透空氣的體積流量, m / h ρw-- 室外溫度下的空氣密度 公斤/ m tn -- 室內(nèi)空氣計(jì)算溫度, ℃; t′w—室外供暖計(jì)算溫度, ℃. 五、冷風(fēng)侵入耗熱量Q3′的計(jì)算: 在冬季受風(fēng)壓和熱壓的作用下，冷空氣由開啟的外門侵入室內(nèi)，把這部分冷空氣加熱到室內(nèi)溫度所消耗的熱量稱為冷

10、風(fēng)侵入耗熱量。采用外門基本耗熱量乘以百分?jǐn)?shù)法進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)工程實(shí)際，本例采用65n％。 第二節(jié) 供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷計(jì)算 以1號(hào)房間供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷計(jì)算為例，其余見各房間耗熱量計(jì)算附表1。 1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量Q1′的計(jì)算 全部計(jì)算列于附表1中。圍護(hù)結(jié)構(gòu)總傳熱耗熱量Q1′=901W。 2.冷風(fēng)滲透耗熱量Q2′的計(jì)算 根據(jù)附錄1-6，北京市的冷風(fēng)朝向修正系數(shù)：南向n=0.15，對(duì)有相對(duì)兩面外墻的房間，按最不利的一面外墻計(jì)算冷風(fēng)滲透量。按《供熱工程》表1-7，在冬季室外平均風(fēng)速Vp.j=2.8m/s下，單層金屬窗的每米縫隙的冷風(fēng)滲透量L=2.88 m3/m.h，1號(hào)房間南向窗的縫隙總長(zhǎng)度

11、為13.8m?？偟睦滹L(fēng)滲透量V等于 V=Lnl=2.880.1513.8=5.96 m3/h 冷風(fēng)滲透耗熱量Q等于 Q = 0.278 Cp Vρw (tn – t′w) =0.2785.961.34127=60 W 3．外門冷風(fēng)侵入耗熱量Q′3的計(jì)算 外門附加率為65n%,n為建筑物的樓層數(shù)。n為三層； 冷風(fēng)侵入耗熱量Q3=N*Q1.j.m W。 Q1.j.m --外門的基本耗熱量，W； N --考慮冷風(fēng)侵入的外門附加率，按表1-9采用。 第三章 供暖系統(tǒng)散熱器的選擇 第一節(jié) 散熱器

12、的選擇原則 供暖系統(tǒng)的散熱設(shè)備是系統(tǒng)的主要組成部分，它向房間散熱以補(bǔ)充房間的熱損失，保持室內(nèi)要求的溫度，其中散熱器是最為常用的散熱設(shè)備，供暖系統(tǒng)的熱媒通過(guò)散熱器的壁面，主要以對(duì)流的傳熱方式向房間散熱。對(duì)散熱器的基本要求，主要有以下幾點(diǎn)： a、熱工性能方面的要求，散熱器的傳熱系數(shù)值越高，說(shuō)明其散熱性能越好。提高散熱器的散熱量，增大散熱器傳熱系數(shù)的方法，可以采用增加外壁散熱面積（在外壁上加肋片）、提高散熱器周圍空氣的流動(dòng)速度和增加散熱器向外輻射強(qiáng)度等途徑。 b、經(jīng)濟(jì)方面的要求，散熱器傳給房間的單位熱量所需金屬耗量越少，成本越低，其經(jīng)濟(jì)性越好。 c、安裝使用和工藝方面的要求，散熱器應(yīng)具有一定

13、機(jī)械強(qiáng)度和承壓能力；散熱器的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于組合成所需要的散熱面積，結(jié)構(gòu)尺寸要小，少占房間面積和空間；散熱器的生產(chǎn)工藝應(yīng)滿足大批量生產(chǎn)的要求。 d、衛(wèi)生和美觀方面的要求，散熱器外表光滑，不積灰和易于清掃，散熱器的裝設(shè)不應(yīng)影響房間觀感。 e、使用壽命的要求，散熱器應(yīng)不易被腐蝕和破損，使用年限長(zhǎng)。 在這設(shè)計(jì)中，考慮多方面原因，選用鋼制柱式600120型散熱器。這種散熱器金屬消耗少，耐壓強(qiáng)度高，外觀美潔，占地小，便于布置，因此得到廣泛應(yīng)用，其性能參數(shù)如下： 鋼制柱式600120型散熱器性能參數(shù)

14、 表2—1 型號(hào) 散熱面積 （m/片） 熱水熱媒當(dāng)Δt＝64.5時(shí)的K值 （W/m℃） 鋼制柱式散熱器600120 0.15 8.94 第二節(jié) 散熱器的計(jì)算 一、散熱面積的計(jì)算： 散熱器的散熱面積F按下式計(jì)算[3]： F=Qβ1β2β3 /k(tpj-tn) m 式中 Q——散熱器的散熱量，W: tpj——散熱器熱媒平均溫度，℃ ； tn——供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，℃； K——散熱器的傳熱系數(shù)，W/m.℃； β1——散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)； β2——散熱器連接形式修正系數(shù)； β3 ——散熱器安裝形式修正系數(shù)。 該建筑供暖的供回水溫度分別為95℃/70

15、℃，散熱器內(nèi)熱媒的平均溫度 tpj＝（tsg＋tsh）/2＝（95＋70）/2＝64.5℃ tsg——散熱器進(jìn)水溫度，℃； tsh——散熱器出水溫度，℃； 散熱器傳熱系數(shù)K值的物理概念，是表示當(dāng)散熱器內(nèi)熱媒平均溫度tpj與室內(nèi)氣溫tn相差1℃時(shí)，每m散熱器面積所散出的熱量W/ m.℃。它是散熱器散熱能力強(qiáng)弱的主要標(biāo)志。它只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法確定，有上面的表格可知K＝8.94W/m.℃ 散熱器的傳熱系數(shù)K和散熱量Q值是在一定的條件下，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的。若實(shí)際情況與實(shí)驗(yàn)條件不同，則應(yīng)對(duì)所測(cè)值進(jìn)行修正。 散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)β1（其值選取按照《供熱工程》附錄2－3） 散熱器連接形式修正系數(shù)β

16、2值，可按《供熱工程》附錄2－4取用。此次設(shè)計(jì)是采用的簡(jiǎn)單的異側(cè)上進(jìn)下出，所以β2＝1.004。 散熱器安裝形式修正系數(shù)β3值，安裝在房間內(nèi)的散熱器，散熱器裝在墻面上，A=100mm。附錄表2－5，在此次設(shè)計(jì)為敞開裝置β3=1.02。 二、散熱器片數(shù)及長(zhǎng)度的確定 在確定所需的散熱器面積后，現(xiàn)假定β1＝1，可按下式進(jìn)行計(jì)算 n＝F/f f——每片或每1m長(zhǎng)的散熱器散熱面積. 此系統(tǒng)的f＝0.15 m，暖通規(guī)范規(guī)定，柱型散熱器面積可比計(jì)算面積小0.1m（片數(shù)n取整數(shù)） 以1號(hào)房間散熱器計(jì)算為例說(shuō)明計(jì)算過(guò)程，其他房間的散熱器片數(shù)，詳見下附表2。 1號(hào)房間標(biāo)準(zhǔn)層設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為2167W，選取

17、三個(gè)散熱器，每個(gè)散熱器熱負(fù)荷為1083.5W.室內(nèi)安裝鋼制柱式600120散熱器，散熱器安裝在墻面上加蓋板，散熱器距窗臺(tái)高度100mm。供暖系統(tǒng)：立管為下供下回異程式，干管為水平同程式，室內(nèi)采用跨越式分戶采暖式。設(shè)計(jì)供回水溫度為95℃/70℃，室內(nèi)管道明裝，支管與散熱器的連接方式為異側(cè)連接，上進(jìn)下出，求散熱器面積及片數(shù)。 查附錄2—1，鋼制柱式600120型散熱器 K=8.94W/（㎡ ℃） 修正系數(shù)：散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)，先假定β1=1.00； 散熱器連接形式修正系數(shù)，查附錄2—4，β2=1.004； 散熱器安裝形式修正系數(shù)，查附錄2—5，

18、β3=1.02； 根據(jù)式F′=Q/2β1β2β3/（K△t）=1083.51.0041.02/（8.9464.5）=1.92㎡ 四柱813型散熱器每片散熱面積為0.15㎡，計(jì)算片數(shù)n′為： n′= F′/f=1.920.15=12.8片=13片<20片，β1=1.05. F=β1F′=1.921.05=2.016㎡,n=F/f=2.0160.15=14片。兩個(gè)散熱器。 第三節(jié) 散熱器的布置 布置散熱器時(shí)，應(yīng)注意下列一些規(guī)定： 1．散器應(yīng)安裝在外墻的窗臺(tái)下，這樣，沿散熱器上升的對(duì)流熱氣能阻止和改善從玻璃窗下降的冷氣流和玻璃冷輻射的影響，使流經(jīng)室內(nèi)的空氣比較暖和舒適。 2．防止凍裂

19、散熱器，兩道外門之間，不準(zhǔn)設(shè)置散熱器。在樓梯間或其他有凍結(jié)危險(xiǎn)的場(chǎng)所，其散熱器應(yīng)有單獨(dú)的立、支管供熱且不得裝設(shè)調(diào)節(jié)閥。 3．散熱器一般明裝，在內(nèi)部裝修有特殊要求的場(chǎng)合可采用暗裝。 4．同一房間的散熱器可以串連，貯藏室、盥洗室、廁所和廚房等輔助用室及走廊的散熱器，可同鄰室串連連接。兩串連散熱器之間的串連管徑應(yīng)與散熱器接口的直徑相同，以便水流暢通。 第四章 系統(tǒng)選擇、管路布置 第一節(jié) 系統(tǒng)選擇、管路布置 一 、熱水供暖系統(tǒng),可按下述方法分類： 1、按系統(tǒng)循環(huán)動(dòng)力的不同,可分為重力(自然)循環(huán)系統(tǒng)和機(jī)械循環(huán)系統(tǒng).靠水的密度差進(jìn)行循環(huán)的系

20、統(tǒng),稱為重力循環(huán)系統(tǒng);靠機(jī)械(水泵)力進(jìn)行循環(huán)的系統(tǒng),稱為機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)。 2、按供、回水方式的不同,可分為單管系統(tǒng)和雙管系統(tǒng)。熱水經(jīng)過(guò)立管或水平供水管順序流過(guò)多組散熱器,并順序地在各散熱器中冷卻的系統(tǒng),稱為單管系統(tǒng).熱水經(jīng)供水立管或者水平供水管平行的分配給多組散熱器,冷卻后的回水自每個(gè)散熱器直接沿回水立管或者水平回水管流回?zé)嵩吹南到y(tǒng),稱為雙管系統(tǒng)。 3、按系統(tǒng)管道敷設(shè)方式的不同,分為垂直式和水平系統(tǒng)。 4、按熱媒溫度的不同,可分為低溫水供暖系統(tǒng)和高溫水供暖系統(tǒng)。 二、熱水供暖系統(tǒng)的基本要求有以下幾點(diǎn) 1．必須保證有足夠的循環(huán)水量 一個(gè)采暖系統(tǒng)的總循環(huán)水量，是根據(jù)本建筑物的總采暖熱

21、負(fù)荷（注意不包括分戶計(jì)量系統(tǒng)中為計(jì)算鄰戶傳熱增加的散熱量）除以供、回水溫差而求得的，即 G=0.86∑Qgi/△ts kg/h 式中，G為本系統(tǒng)的循環(huán)水量，kg/h； ∑Qgi為本系統(tǒng)各采暖房間熱負(fù)荷的累積值，W； △ts為本系統(tǒng)的實(shí)際供、回水溫差，△ts=tg-ts；℃ 0.86為換算系數(shù)。 一個(gè)房間或一組散熱器所需的水量，也可按同樣的方法求得。 對(duì)于一般民用建筑而言，設(shè)計(jì)規(guī)范推薦采用供水溫度tg=95℃、回水溫度th=70℃的供暖系統(tǒng)，這是從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)各方面綜合考慮的結(jié)果。但目前的城市集中供熱多不按此運(yùn)行，所以工程設(shè)計(jì)是要按當(dāng)?shù)責(zé)嵩吹膶?shí)際情況采用實(shí)際

22、的供、回水溫度作為設(shè)計(jì)依據(jù)。這時(shí)的散熱器實(shí)際散熱量應(yīng)按相應(yīng)的散熱量計(jì)算公式及實(shí)際供、回水溫度進(jìn)行計(jì)算取得。 2．必須保證有足夠的水循環(huán)資用壓頭 建筑物采暖系統(tǒng)進(jìn)口處由外網(wǎng)提供的供、回水壓差，即為本系統(tǒng)的資用壓頭（Hc）。這一壓頭在熱網(wǎng)設(shè)計(jì)中一般按5.0mH2O（即0.05MPa）予留，而室內(nèi)采暖系統(tǒng)的實(shí)際循環(huán)阻力（H），一般僅2.0mH2O（0.02MPa）上下，要通過(guò)計(jì)算求得。其計(jì)算公式為 H=∑(RL+Z) Pa 式中，H為本采暖系統(tǒng)的總阻力，按最不利環(huán)路累積計(jì)算；Pa R為管道的比摩阻，即每米管道在不同水流速時(shí)的摩擦阻力，采暖管道一般按比摩阻為60～80Pa/m

23、上下選取管道，相應(yīng)水流速是較低的，一般為0.2～0.4m/s；Pa/m L為相應(yīng)計(jì)算管段的直線長(zhǎng)度；m Z為相應(yīng)計(jì)算管段的局部阻力，包括閥門、管件、熱表、過(guò)濾器等等；Pa 以上數(shù)據(jù)均可從設(shè)計(jì)手冊(cè)中的采暖管道水力計(jì)算表及局部阻力表中查得. 對(duì)一般住宅建筑而言，采暖系統(tǒng)中的管道摩擦阻力（∑RL）與局部阻力（∑Z）數(shù)值相差不是很大. 計(jì)算所得采暖系統(tǒng)總阻力必須小于外網(wǎng)提供的資用壓頭數(shù)值，并保持一定的安全裕量（即H

24、系統(tǒng)的靜壓及建筑物所處標(biāo)高等因素，不同位置的建筑物的讀數(shù)可能差異很大。 4. 必須保證系統(tǒng)各部位都能通水。這就要求系統(tǒng)要有良好的排氣，不使氣泡阻斷水流。一般情況下，系統(tǒng)的最高點(diǎn)、上凸部位都要設(shè)排氣，多采用自動(dòng)排氣閥。氣泡在水流速較高時(shí)也有可能被水流帶出而使水流連續(xù)，但這終究不是可依賴的。散熱器上一般亦應(yīng)設(shè)放氣閥。 5. 管道較長(zhǎng)時(shí)必須考慮熱補(bǔ)償。 6. 散熱器的安裝位置熱器的安裝位置要在保證供暖質(zhì)量的前提下，結(jié)合家具及裝修布置綜合考慮。特殊建筑還要考慮對(duì)人的安全保護(hù)（如幼兒園等）。 7．3層和3層以下的建筑物，宜采用雙管或水平單管系統(tǒng)； 8．3層以上的建筑，宜采用單管系統(tǒng)； 9．高

25、層建筑采暖，10層以下豎向可不分區(qū)。 10．水平單管串聯(lián)，管徑應(yīng)小于32mm。 三、對(duì)于本工程，在此提出三種系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案： 　　方案一：重力循環(huán)雙管式系統(tǒng)。 　　方案二：機(jī)械循環(huán)單管異程式系統(tǒng)。 　　方案三：機(jī)械循環(huán)雙管異程式系統(tǒng)。 根據(jù)以下原則及上述要求進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較： 原則一、熱媒的選擇：熱水供暖與蒸汽供暖的比較。 　　蒸汽供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和布置都比較復(fù)雜且其維護(hù)和維修費(fèi)用較大。對(duì)該三層住宅樓，只需要設(shè)計(jì)一個(gè)小型的供暖系統(tǒng)，考慮居民被燙傷等安全問(wèn)題，且有熱水管網(wǎng)經(jīng)過(guò)，所以選用熱水供暖系統(tǒng)比較經(jīng)濟(jì)合理。 原則二、熱媒溫度的選擇。 　 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)，大多采用低

26、溫水作為熱媒。設(shè)計(jì)供、回水溫度多采用95℃/70℃?？紤]建筑的使用特點(diǎn)，因此采用低溫水作為熱媒，供、回水溫度為 tg=95℃； th=70℃ 原則三、供暖管網(wǎng)布置形式 　　根據(jù)建筑物平面圖，考慮到管網(wǎng)布置的經(jīng)濟(jì)合理并且易于設(shè)計(jì)計(jì)算，便于維護(hù)管理。該系統(tǒng)的管網(wǎng)布置如附圖中的平面圖所示。 原則四、供暖系統(tǒng)動(dòng)力的選擇 供暖系統(tǒng)動(dòng)力選定為機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)。 原則五、考慮到設(shè)計(jì)計(jì)算的方便，將供暖系統(tǒng)布置成雙管下進(jìn)下出異程式系統(tǒng)。 　最后綜合考慮三種方案的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)，和自己對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握，最終選擇方案三——機(jī)械力循環(huán)雙管異程式系統(tǒng)。

27、 第五章 水力計(jì)算 第一節(jié) 水力計(jì)算方法及步驟 一、基本原理 （1）當(dāng)流體沿管道流動(dòng)時(shí)，由于流體分子間及其管壁間的摩擦，就要能量損失，稱為沿程損失；當(dāng)流體流過(guò)管道的一些附件時(shí)，由于流動(dòng)方向或速度的改變，產(chǎn)生局部旋渦和撞擊，也要產(chǎn)生能量損失，稱為局部損失。因此熱水供暖系統(tǒng)中計(jì)算管段的壓力損失，可用下式表示： △P=△Py+△Pj=Rl+△Pj Pa 式中 △P——計(jì)算管段的壓力損失，Pa； △Py——計(jì)算管段的沿程損失，Pa； △Pj——計(jì)算管段的局部損失，Pa； R——每米管段的沿程損失，Pa/m； L——管段長(zhǎng)度，m。 （2）室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)的

28、水流量G與熱媒流速v的關(guān)系式為： v=4G/（36003.14ρd2）=G/（2826ρd2） 二、計(jì)算方法 （1）、可按照基本原理進(jìn)行計(jì)算； （2）、在實(shí)際工程中，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，采用當(dāng)量“當(dāng)量局部阻力計(jì)算法”和“當(dāng)量長(zhǎng)度計(jì)算法”進(jìn)行管路的水力計(jì)算。 為了熟悉基本原理，本次設(shè)計(jì)采用基本原理進(jìn)行計(jì)算。 三、計(jì)算步驟： A、用戶戶內(nèi)系統(tǒng)的阻力計(jì)算 1、在系統(tǒng)軸測(cè)圖上，進(jìn)行管段編號(hào)，水平管與跨越管編號(hào)并標(biāo)注各管段的熱負(fù)荷和管長(zhǎng)。 2、計(jì)算各管段的管徑。 水平干管的流量為G=0.86∑Qgi/△ts 跨越管的流量為Gk=(1-a)G ，從而確定各管段的管徑?！　? 本設(shè)計(jì)為分戶采

29、暖系統(tǒng)：戶內(nèi)水平干管的平均比摩阻Rp.j 采用推薦的平均比摩阻Rp.j大致為100～120 Pa/m來(lái)確定環(huán)路各管段的管徑。單元立管的平均比摩阻Rp.j大致為40～60 Pa/m來(lái)確定各管段的管徑。首先根據(jù)公式G=0.86Q/（tg-th）確定各各管段的流量。根據(jù)G和選用的Rp.j值，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，將查出的各管段d 、R 、v值列入水力計(jì)算表格中。最后算出各層戶內(nèi)的總壓力損失∑（△Py+△Pj）以及個(gè)單元立管管段的壓力損失。當(dāng)有剩余循環(huán)壓力時(shí)，用調(diào)節(jié)閥節(jié)流消耗掉。 B、單元立管與水平干管采暖系統(tǒng)的水力計(jì)算 （一）確定立管與水平干管的管徑 1、將各管段進(jìn)行編號(hào)，注明個(gè)管段的熱負(fù)荷和管長(zhǎng)，如圖

30、所示，并計(jì)算各管段的局部阻力系數(shù)，見表5 2、確定個(gè)管段的管徑。各管段的熱負(fù)荷與設(shè)計(jì)參數(shù)已知，可計(jì)算出個(gè)管段的流量。根據(jù)前面所述的立管與水平干管的平均比摩阻的選取原則，查水力計(jì)算表，可確定各管段的管徑、流速等，計(jì)算結(jié)果見表4 （二）不平衡率的計(jì)算 1、左半側(cè)一層用戶的阻力損失為 △PI =4584.2Pa △PII =4510.6Pa △PIII =4792.3 Pa 重力循環(huán)自然附加壓力為 △PZI = 2/3△ρg △h=2/3(977.81-961.92) 9.81.5=155.7 Pa 則一單元一層用戶的資用壓力為 △PI′=

31、△PI -△PZI =4584.2 Pa-155.7 Pa=4428.5 Pa 2、與一單元一層用戶并聯(lián)的管段3、8及二層用戶的壓力損失為 ∑（△Py +△Pj ）3、8+△PZI=101+101+4510.6=4712.6 Pa 一單元二層用戶重力循環(huán)自然附加壓力為 △PZII = 2/3△ρg △h=2/3(977.81-961.92) 9.84.5=467.2 Pa 并聯(lián)環(huán)路中，二層用戶相對(duì)于一層增加的自然附加壓力為 △PZI、II=△PZII-△PZI =467.2-155.7=311.4 Pa 它的資用壓力為 △PII′=△PI′+△PZI

32、、II =4428.5+311.4=4739.9 Pa 不平衡率X21 = { △PII′-[∑（△Py +△Pj ）3、8+△PZI] }/ △PII′=(4739.9-4712.6) / 4739.9 100％=0.6％＜25％ 滿足條件 3、同理，以一單元一層用戶為計(jì)算上層個(gè)用戶的基準(zhǔn)，一單元各層用戶相對(duì)于一層用戶的不平衡率計(jì)算如表所示 一單元各用戶相對(duì)于一層用戶的不平衡率 項(xiàng)目 樓層序號(hào) 各層相對(duì)于一層用戶并聯(lián)節(jié)點(diǎn)增加的自然附加壓力 與一層用戶并聯(lián)的各層用戶的資用壓力 與一層用戶并聯(lián)的各層用戶的供回水管壓力損失 與一層用戶并聯(lián)的各層用戶的供回水

33、立管及戶內(nèi)的壓力損失 各層用戶相對(duì)于一層用戶的不平衡率XI 2 311.4 4739.9 202 4712.6 0.6% 3 622.8 5051.3 234.8 4947.4 2.1% 4、右半側(cè)三層用戶（最遠(yuǎn)端）相對(duì)于一層左半側(cè)用戶的不平衡率 由圖確定一單元一層用戶的管段2、左半側(cè)一層用戶管段、管段9與通過(guò)右半側(cè)三層用戶的管段18、管段10、11、12、右半側(cè)三層用戶、管段15、16、17為并聯(lián) （1）經(jīng)過(guò)左半側(cè)一層用戶的管段2、用戶管段、管段9的阻力損失為 △P2+△PZ+△P9+△PZI=4584.2+389.9+1239-155.7=6057.

34、4 Pa （2）右半側(cè)三層用戶的資用壓力為（1）的計(jì)算結(jié)果與該用戶相對(duì)于左半側(cè)一層用戶的自然附加壓力的和 6057.4+622.8+155.7=6835.9Pa （3）經(jīng)過(guò)三單元三層用戶管段18、管段10、11、12、右半側(cè)三層用戶管段、管段15、16、17的阻力損失為 △P18 +△P10~12+△PZII6+△P15~17=6634.4 (4)三單元三層用戶相對(duì)于一單元一層用戶的不平衡率為 （6835.9-6634.4）/6835.9=2.9％ 第二節(jié) 水力計(jì)算表 根據(jù)第一節(jié)計(jì)算步驟，對(duì)其管路進(jìn)行水力平衡計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見附表3，其中局部阻力系數(shù)見附表5。

35、 附表 附表 頂層熱負(fù)荷計(jì)算表 附表1 房間編號(hào) 房間名稱 圍護(hù)結(jié)構(gòu) 傳熱系數(shù) 室內(nèi)計(jì)算溫度 室外計(jì)算溫度 室內(nèi)外計(jì)算溫度差 溫差修正系數(shù) 基本耗熱量 耗熱量修正 圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量 冷風(fēng)滲透耗熱量 冷風(fēng)侵入耗熱量 房間總耗熱量 朝向 修正后耗熱量 名稱 面積計(jì)算 面積

36、K tn tw’ tn- t‘w α Q‘1j Xch Q Q‘1 Q‘2 Q‘3 Q‘ ㎡ W/m2℃ ℃ ℃ ℃ W ％ W W W W W 一號(hào)房間 辦公室 南外窗 南外墻 北外門 北外墻 屋頂 2.41.5 3.83-2.41.5 0.92.0 3.83.0-0.92.0 3.564.76 3.6 7.8 1.8 9.6 17 6.40 2.08 4.65 2.08 0.8 18 -9 27 1 438 622 226 539 367 -15 -15 0 0 0

37、 372.3 528.7 226 539 367 2033 60 441 2534 二號(hào)房間 辦公室 南外窗 南外墻 北外門 北外墻 東外墻 屋頂 2.41.5 3.83-2.41.5 0.92.0 3.83.0-0.92.0 5.03.0 3.564.76 3.6 7.8 1.8 9.6 15 17 6.40 2.08 4.65 2.08 2.08 0.8 18 -9 27 1 438 622 226 539 842 367 -15 -15 0 0 -5 0 372.3

38、528.7 226 539 800 367 2833 60 441 3334 三號(hào)房間 辦公室 北外窗 北外墻 東外墻 南外門 南外墻 平屋頂 2.41.5 3.83-2.41.5 4.53.0 0.92.0 3.83.0-0.92.0 3.564.26 3.6 7.8 13.5 1.8 9.6 15.2 6.40 2.08 2.08 4.65 2.08 0.8 18 -9 27 1 622 438 758 226 539 328 0 0 -5 -15 -15 0 622 428 72

39、0 192 458 328 2758 400 441 3599 四號(hào)房間 辦公室 北外窗 北外門 南外門 南外墻 屋頂 2.41.5 3.83-2.41.5 0.92.0 3.83-0.92.0 3.564.26 3.6 7.8 1.8 9.6 15.2 6.40 2.08 4.65 2.08 0.8 18 -9 27 1 622 438 226 539 328 0 0 -15 -15 0 622 438 192 458 328 2038 400 441 2879

40、 標(biāo)準(zhǔn)層熱負(fù)荷計(jì)算 附表1 房間編號(hào) 房間名稱 圍護(hù)結(jié)構(gòu) 傳熱系數(shù) 室內(nèi)計(jì)算溫度 室外計(jì)算溫度 室內(nèi)外計(jì)算溫度差 溫差修正系數(shù) 基本耗熱量 耗熱量修正 圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量 冷風(fēng)滲透耗熱量 冷風(fēng)侵入耗熱量 房間總耗熱量 朝向 修正后耗熱量 名稱 面積計(jì)算 面積 K tn tw’ tn- t‘w α Q‘

41、1j Xch Q Q‘1 Q‘2 Q‘3 Q‘ ㎡ W/m2℃ ℃ ℃ ℃ W ％ W W W W W 一號(hào)房間 辦公室 南外窗 南外墻 北外門 北外墻 2.41.5 3.83-2.41.5 0.92.0 3.83.0-0.92.0 3.6 7.8 1.8 9.6 6.40 2.08 4.65 2.08 18 -9 27 1 622 438 226 539 -15 -15 0 0 528.7 372.3 226 539 1666 60 441 2167 二號(hào)房間

42、辦公室 南外窗 南外墻 北外門 北外墻 東外墻 2.41.5 3.83-2.41.5 0.92.0 3.83.0-0.92.0 5.03.0 3.6 7.8 1.8 9.6 15 6.4 2.08 4.65 2.08 2.08 18 -9 27 1 622 438 226 539 842 -15 -15 0 0 -5 372.3 528.7 226 539 800 2466 60 441 2967 三號(hào)房間 辦公室 北外窗 北外墻 南外門 南外墻 東外墻 2.41.5 3.83-2.41

43、.5 0.92.0 3.83.0-0.92.0 4.53.0 3.6 7.8 1.8 9.6 13.5 6.40 2.08 4.65 2.08 2.08 18 -9 27 1 622 438 226 539 758 0 0 -15 -15 -5 622 438 192 458 720 2430 400 441 3271 四號(hào)房間 辦公室 北外窗 北外墻 南外門 南外墻 2.41.5 3.83-2.41.5 0.92.0 3.83.0-0.92.0 3.6 7.8 1.8 9.6 6.40

44、 2.08 4.65 2.08 18 -9 27 1 622 438 226 539 0 0 -15 -15 622 438 192 458 1710 400 441 2551 底層熱負(fù)荷計(jì)算表 附表1 房間編號(hào) 房間名稱 圍護(hù)結(jié)構(gòu) 傳熱系數(shù) 室內(nèi)計(jì)算溫度 室外計(jì)算溫度 室內(nèi)外計(jì)算溫度差 溫差修正系數(shù) 基本耗熱量 耗熱量修正 圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量 冷

45、風(fēng)滲透耗熱量 冷風(fēng)侵入耗熱量 房間總耗熱量 朝向 修正后耗熱量 名稱 面積計(jì)算 面積 K tn tw’ tn- t‘w α Q‘1j Xch Q Q‘1 Q‘2 Q‘3 Q‘ ㎡ W/m2℃ ℃ ℃ ℃ W ％ W W W W W 一號(hào)房間 辦公室 南外窗 南外墻 北外門 北外墻 地面Ⅰ 地面Ⅱ 2.41.5 3.83-2.41.5 0.92.0 3.83.0-0.92.0 223.56 0.763.56 3.6 7.8 1.8 9.6 14.24 2.7 6.40 2.08 4.6

46、5 2.08 0.47 0.23 18 -9 27 1 622 438 226 539 181 17 -15 -15 0 0 0 0 528.7 372.3 226 539 181 17 1864 60 441 2365 二號(hào)房間 辦公室 南外窗 南外墻 北外門 北外墻 東外墻 地面Ⅰ 地面Ⅱ 2.41.5 3.83-2.41.5 0.92.0 3.83.0-0.92.0 5.03.0 2.03.56+2.04.76 0.761.56 3.6 7.8 1.8 9.6 15 23.8

47、 1.2 6.40 2.08 4.65 2.08 2.08 0.47 0.23 18 -9 27 1 622 438 226 539 842 302 8 -15 -15 0 0 -5 0 0 528.7 372.3 226 539 800 302 8 2776 60 441 3277 三號(hào)房間 辦公室 北外窗 北外墻 東外墻 南外門 南外墻 地面Ⅰ 地面Ⅱ 2.41.5 3.83-2.41.5 4.53.0 0.92.0 3.83.0-0.92.0 22.03.56+24.26 0.2

48、61.56 3.6 7.8 13.5 1.8 9.6 22.8 0.4 6.40 2.08 2.08 4.65 2.08 0.47 0.23 18 -9 27 1 622 438 758 226 539 289 2.5 0 0 -5 -15 -15 0 0 622 428 720 192 458 289 2.5 2722 400 441 3563 四號(hào)房間 辦公室 北外窗 北外墻 南外門 南外墻 地面Ⅰ 地面Ⅱ 2.41.5 3.83-2.41.5 0.92.0 3.83.0-

49、0.92.0 22.03.56 0.263.56 3.6 7.8 1.8 9.6 14.24 0.9 6.40 2.08 4.65 2.08 0.47 0.23 18 -9 27 1 622 438 226 539 181 6 0 0 -15 -15 0 0 622 428 192 458 181 6 1897 400 441 2738 各房間散熱器所需散熱面積及散熱器數(shù)量

50、 附表2 所在層 房間編號(hào) 房間名稱 房間負(fù)荷（W） 所需散熱個(gè)數(shù)（個(gè)） 所需散熱器面積（㎡） 散熱器片數(shù)（片） 頂層 1 辦公室 2534 2 2.4 16 2 辦公室 3334 2 3.108 20 3 辦公室 3599 2 3.52 24 4 辦公室 2879 2 2.69 18 標(biāo)準(zhǔn)層 1 辦公室 2167 2 2.016 14 2 辦公室 2967 2 2.7 18 3 辦公室 3271 2 2.9 20

51、 4 辦公室 2551 2 2.38 16 底層 1 辦公室 2365 2 2.205 15 2 辦公室 3277 2 3.045 21 3 辦公室 2563 2 3.48 24 4 辦公室 2738 2 2.56 17 頂層水平跨越式分戶采暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算表 附表3 管段號(hào) Q （W）

52、 G （kg/h） L (m) d (mm) v (m/s) R (Pa/m) △Py=Rl (Pa) ∑ζ △ Pd (Pa) △Pj= △Pd∑ζ （Pa） △P= △Py+△Pj (Pa) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 12

53、346 12346 12346 12346 12346 12346 12346 12346 12346 12346 12346 12346 12346 12346 12346 12346 12346 424.70 278.18 424.70 278.18 424.70 278.18 424.70 278.18 424.70 278.18 424.70 278.18 424.70 278.18 424.70 278.18 424.70 278.18 424.7

54、0 278.18 424.70 278.18 424.70 278.18 424.70 278.18 424.70 278.18 424.70 278.18 424.70 278.18 424.70 0.38 1.20 0.40 1.2 1.0 1.20 0.40 1.2 1.0 1.20 0.40 1.2 1.0 1.20 0.40 1.2 11.5 1.20 0.40 1.2 1.0 1.20 0.40 1.2 1.0 1.20 0.40 1.2 1.0 1.20 0.40 1.2 1.0

55、 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 0.34 0.22 0.34 0.22 0.34 0.22 0.34 0.22 0.34 0.22 0.34 0.22 0.34 0.22 0.34 0.22 0.34 0.22 0.34 0.22 0.34 0.22 0.34 0.22 0.34 0.22 0.34 0.

56、22 0.34 0.22 0.34 0.22 0.34 109.10 48.32 109.10 48.32 109.10 48.32 109.10 48.32 109.10 48.32 109.10 48.32 109.10 48.32 109.10 48.32 109.10 48.32 109.10 48.32 109.10 48.32 109.10 48.32 109.10 48.32 109.10 48.32 109.10 48.32 109.10 48.32 109.10 41.5 58.0 43

57、.6 58.0 109.1 58.0 43.6 58.0 109.1 58.0 43.6 58.0 109.1 58.0 43.6 58.0 1254.7 58.0 43.6 58.0 109.1 58.0 43.6 58.0 109.1 58.0 43.6 58.0 109.1 58.0 43.6 58.0 109.1 1.5 2.0 0 2.0 0 2.0 0 2.0 0 2.0 0 2.0 0 2.0 0 2.0 4.0 2.0 0 2.0 0 2.0 0 2.0 0 2.

58、0 0 2.0 0 2.0 0 2.0 0 56.83 23.79 56.83 23.79 56.83 23.79 56.83 23.79 56.83 23.79 56.83 23.79 56.83 23.79 56.83 23.79 56.83 23.79 56.83 23.79 56.83 23.79 56.83 23.79 56.83 23.79 56.83 23.79 56.83 23.79 56.83 23.79 56.83 85.2 47.6 0 47.6 0 47.6 0 47

59、.6 0 47.6 0 47.6 0 47.6 0 47.6 227.3 47.6 0 47.6 0 47.6 0 47.6 0 47.6 0 47.6 0 47.6 0 47.6 0 126.7 105.6 43.6 105.6 109.1 105.6 43.6 105.6 109.1 105.6 43.6 105.6 109.1 105.6 43.6 105.6 1482 105.6 43.6 105.6 109.1 105.6 43.6 105.6 109.1 105.6 43.6

60、 105.6 109.1 105.6 43.6 105.6 109.1 34 35 36 37 12346 12346 278.18 424.70 278.18 424.70 1.20 0.40 1.2 0.38 20 20 20 20 0.22 0.34 0.22 0.34 48.32 109.10 48.32 109.10 58.0 43.6 58.0 41.5 2.0 0 2.0 1.5 23.79 56.83 23.79 56.83 47.6 0 47.6 85.2 105

61、.6 43.6 105.6 126.7 ΣL=22.86m ∑（△Py +△Pj ）1~37=4792.3 Pa 標(biāo)準(zhǔn)層水平跨越式分戶采暖系統(tǒng)管路水力計(jì)算表 附表3 管段號(hào) Q （W） G （kg/h） L (m) d (mm) v (m/s) R (Pa/m) △

62、Py=Rl (Pa) ∑ζ △ Pd (Pa) △Pj= △Pd∑ζ （Pa） △P= △Py+△Pj (Pa) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 32 31 32 33 34 35 36 37 10956 10956 10956 10956 10956 109

63、56 10956 10956 10956 10956 10956 10956 10956 10956 10956 10956 10956 10956 10956 376.89 214.11 376.89 214.11 376.9 214.11 376.89 214.11 376.9 214.11 376.89 214.11 376.9 214.11 376.89 214.11 376.9 214.11 376.89 214.11 376.9 214.11 376.89

64、214.11 376.9 214.11 376.89 214.11 376.9 214.11 376.89 214.11 376.9 214.11 376.89 214.11 376.9 0.38 1.2 0.4 1.2 1.0 1.2 0.4 1.2 1.0 1.2 0.4 1.2 1.0 1.2 0.4 1.2 11.5 1.2 0.4 1.2 1.0 1.2 0.4 1.2 1.0 1.2 0.4 1.2 1.0 1.2 0.4 1.2 1.0 1.2 0.4 1.2 1.0 20 2

65、0 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 0.30 0.17 0.30 0.17 0.30 0.17 0.30 0.17 0.30 0.17 0.30 0.17 0.30 0.17 0.30 0.17 0.30 0.17 0.30 0.17 0.30 0.17 0.30 0.17 0.30 0.17 0

66、.30 0.17 0.30 0.17 0.30 0.17 0.30 0.17 0.30 0.17 0.30 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 29.59 86.98 33.05 35.5