河北建工供熱設(shè)計(jì)計(jì)算說明書

1、第1章 .設(shè)計(jì)原始資料一.設(shè)計(jì)目的 運(yùn)用室內(nèi)采暖課程所學(xué)到的理論知識，對圖示建筑物進(jìn)行供熱工程設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行方案選擇以鞏固所學(xué)理論知識和培養(yǎng)解決實(shí)際問題能力。2 設(shè)計(jì)題目: 張家口新區(qū)中學(xué)學(xué)生宿舍樓供熱工程三設(shè)計(jì)原始資料：（一）建筑概況：1.該建筑物為張家口市新區(qū)中學(xué)學(xué)生宿舍樓，共5層。2.層高：該建筑物房間高度見圖紙。3.建筑結(jié)構(gòu)：全部為剪力墻結(jié)構(gòu)，外墻加聚苯板保溫。外窗為塑鋼窗，單、雙層普通玻璃。外門為鋁合金玻璃門，內(nèi)門均為保溫木門。宿舍居室每室4人，按單床布置，總建筑面積：3169.10平方米，其中：1-5層建筑面積均為：633.82平方米 ，建筑層數(shù)及高度：宿舍樓共五層 檐口高度為1

2、7.25米。結(jié)構(gòu)形式：磚混結(jié)構(gòu)。四實(shí)際工作量（1）編制設(shè)計(jì)計(jì)算書包括計(jì)算書說明和有關(guān)表格（2）繪制施工圖1.每層的供暖平面圖。2.整棟樓的供暖系統(tǒng)圖。3.局部剖面圖和大樣圖。五 設(shè)計(jì)要求1.計(jì)算書要清晰工整，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，公式數(shù)字要有依據(jù)。2.圖紙線形及圖標(biāo)符合現(xiàn)行制圖標(biāo)準(zhǔn)及工程習(xí)慣用法，文字用工程字體。3.圖紙標(biāo)注一定要完整準(zhǔn)確，包括各種定位尺寸。4.設(shè)計(jì)方案及計(jì)算過程符合現(xiàn)行有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定。六學(xué)生宿舍室內(nèi)采暖工程設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的計(jì)算：室內(nèi)采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷按照熱負(fù)荷計(jì)算方法進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量計(jì)算，其設(shè)計(jì)參數(shù)的選取和負(fù)荷計(jì)算方法；2、根據(jù)國家政策、規(guī)范，結(jié)合實(shí)際情況確定系統(tǒng)形式和采暖形式或

3、者根據(jù)指導(dǎo)老師的要求進(jìn)行確定；3、根據(jù)房間負(fù)荷和安裝條件，進(jìn)行散熱器的選型計(jì)算；4、確定系統(tǒng)最不利環(huán)路，進(jìn)行水系統(tǒng)的水力計(jì)算；5、最后畫出供暖管道系統(tǒng)圖，并自建筑施工圖上標(biāo)注出管道與相關(guān)設(shè)備。第二章.供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷計(jì)算一.查出設(shè)計(jì)題目中建筑物所在地區(qū)的相關(guān)氣象資料1、主要參考資料：實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊（以下簡稱供熱手冊）及供熱工程。2、冬季室外計(jì)算溫度的確定。 采暖室外計(jì)算溫度，應(yīng)采用歷年平均不保證5天的日平均溫度，主要用于計(jì)算采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。3、冬季室外平均風(fēng)速(v。) 冬季室外平均風(fēng)速應(yīng)采用累年最冷3個(gè)月各月平均風(fēng)速的平均值，“累年最冷3個(gè)月”，系指累年逐月平均氣溫最低的3個(gè)月，主要用來計(jì)

4、算風(fēng)力附加耗熱量和冷風(fēng)滲透耗熱量。4、冬季主導(dǎo)風(fēng)向 冬季“主導(dǎo)風(fēng)向”即為“雖多風(fēng)向”，采用的是累年最冷3個(gè)月平均頻率最高的風(fēng)向，風(fēng)向的頻率指在一個(gè)觀測周期內(nèi)，某風(fēng)向出現(xiàn)的次數(shù)占總數(shù)的百分?jǐn)?shù)，主要用來計(jì)算冷風(fēng)滲透耗熱量。用四個(gè)字母ESWN分別表示東南西北四個(gè)方向，其它方位用這四個(gè)字母組合表示風(fēng)的吹向，即風(fēng)從外面刮來的方向。當(dāng)風(fēng)速小于0. 3米秒時(shí)，用字母c來表示，參見供熱手冊，鄭州主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)閃N，即西北風(fēng)。整棟建筑物均采用供暖系統(tǒng)。室內(nèi)設(shè)計(jì)要求為溫度取18,熱媒參數(shù)為60/50熱水。 二設(shè)計(jì)參數(shù)1.室外氣象參數(shù) 表2.1 冬季室外氣象參數(shù)表地理位置大氣壓力（Kpa）室外平均風(fēng)速（m/s）冬季采暖

5、室外計(jì)算干球溫度/冬季室外計(jì)算相對濕度/%張家口939.52.8-13.6412.室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)表2.2 室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)房間名稱冬季干球溫度/相對濕度/%風(fēng)速m/s宿舍、盥洗室、管理室、活動室18410.2門廳、走廊、廁所16410.2樓梯14410.23. 朝向修正率 北朝向： 0%； 東、西朝向： 5%；南向： 20%。第三章 學(xué)生宿舍供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷一 熱負(fù)荷組成1、基本耗熱量（屋頂、墻、地板和窗耗熱量）；2、圍護(hù)結(jié)構(gòu)修正耗熱量（朝向、風(fēng)力、高度影響的修正）；3、冷風(fēng)滲透耗熱量；4、冷風(fēng)侵入耗熱量；二 負(fù)荷計(jì)算 （1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù) 1.外墻根據(jù)設(shè)計(jì)資料（05J3-1外墻外保溫）得，外

6、墻的主體部分的熱阻為Ra=2.03m·K/W，保溫層厚度為60mm，導(dǎo)熱系數(shù)=0.042w/m·K，內(nèi)外抹灰厚度為20mm,導(dǎo)熱系數(shù)=0.93w/m·K。式中： R0 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱熱阻，m·K/W 、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面、外表面的換熱系數(shù)，w/m2·K Rn 、Rw 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面、外表面的傳熱熱阻，m·/W 圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層的厚度，m 圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層材料的導(dǎo)熱系數(shù)，w/m·K Rj由單層和多層材料組成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)個(gè)材料層的熱阻，m·/W經(jīng)計(jì)算可得：K=0.28W/(m·) 2.外窗根據(jù)設(shè)計(jì)資料（05J4-1常用門窗

7、）， C-1，C-2，C-4為2.4W/(m·)，C-3（采用斷橋鋁合金中空玻璃窗）為3.2W/(m·)。 3. 門根據(jù)設(shè)計(jì)資料，門的類型有M-1平開鑲板門,M-2,M-3,M-4均為定制鋁合金玻璃門，查找課本，M-2,M-3,M-4傳熱系數(shù)取K=3.72W/(m·).M-4走廊東端常年不開 4. 屋頂根據(jù)設(shè)計(jì)資料，華北（西北）：K=0.765W/( m·) 5.地面非保溫地面，主要分為四個(gè)地帶，查教材地帶( m·/W) W/( m·)第一地帶2.150.47第二地帶4.300.23第三地帶8.600.12第四地帶14.20.07 表

8、3-1 非保溫地面?zhèn)鳠嵯禑嶙瓒牧现兴o為保溫地面，保溫地面的傳熱熱阻計(jì)算公式為 式中：-貼土保溫地面的熱阻，m·/W R0-非保溫地面的熱阻，m·/W -保溫層的厚度，m -保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·)經(jīng)計(jì)算可得：地帶K【W(wǎng)/( m·)】第一地帶0.276第二地帶0.173第三地帶0.099第四地帶0.064（2）主要計(jì)算公式：由于冬季室外溫度的波動幅度遠(yuǎn)小于室內(nèi)外的溫差，因此在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量計(jì)算中采用日平均溫差的穩(wěn)態(tài)計(jì)算法，1. 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量 式中 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量形成的熱負(fù)荷（W）；圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)；圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積（）；圍

9、護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)W/(·)；冬季采暖室內(nèi)計(jì)算溫度（）；冬季采暖室外計(jì)算溫度（）。2. 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加耗熱量圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加耗熱量按其占基本耗熱量的百分率確定。1) 朝向修正率見參考課本第一章第三節(jié)朝向修正耗熱量；2) 風(fēng)力附加率 由于張家口冬季室外平均風(fēng)速為2.8m/s<4m/s,所以本設(shè)計(jì)不必要考慮風(fēng)力附加；3) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的高度附加 由于房間高度五層均小于4m/s故本設(shè)計(jì)中不需考慮高度附加。3、冷風(fēng)滲透耗熱量風(fēng)壓和熱壓的作用下，室外的冷空氣通過門、窗等縫隙滲入室內(nèi)，被加熱后逸出。當(dāng)未對采暖房間的門、窗縫隙采取密封措施時(shí)，冷空氣就會通過門、窗縫隙滲入到室內(nèi)，把這部分冷空氣從室外溫

10、度加熱到室內(nèi)溫度所消耗的熱量，稱為冷風(fēng)滲透耗熱量。在各類建筑物特別是工業(yè)建筑的耗熱量中，冷風(fēng)滲透耗熱量所占比例是相當(dāng)大的，有時(shí)高達(dá)30左右，所以門窗縫隙滲透冷空氣耗熱量的計(jì)算顯得尤為重要。 根據(jù)現(xiàn)有的資料，暖通規(guī)范中給出了用縫隙法計(jì)算民用建筑及生產(chǎn)輔助建筑物的冷風(fēng)滲透耗熱量和用百分率附加法計(jì)算工業(yè)建筑的冷風(fēng)滲熱量。=0.28Vw 式中：冷風(fēng)滲透耗熱量（W）；V經(jīng)門、窗隙入室內(nèi)的總空氣量，m3/h；w供暖室外計(jì)算溫度下的空氣密度，本設(shè)計(jì)取1.39kg/m3；冷空氣的定壓比熱， =1KJ/（kg·）。經(jīng)門、窗隙入室內(nèi)的總空氣量按下式計(jì)算V=式中：L h每米每小時(shí)縫隙入室內(nèi)的空氣量；門窗縫

11、隙的計(jì)算長度，m；n滲透空氣量的朝向修正系數(shù)。門窗類型朝向門窗縫隙長（m）每米門窗滲入空氣量/m·h朝向和修正系數(shù)冷風(fēng)滲透耗熱量（w）C-1南7.080.540.14.57C-1，C-2北7.080.54145.68C-3東5.860.540.13.78C-3西5.860.540.3513.23C-4北7.060.54145.55M-4東9.60.540.18.23M-2北11.70.54178.864.冷風(fēng)侵入耗熱量開啟外門時(shí)侵入的冷空氣需要加熱到室內(nèi)溫度，對于短時(shí)間開啟無熱風(fēng)幕的外門，可以用外門的基本耗熱量乘以相應(yīng)的附加率：=N 式中：外門基本耗熱量，W;N考慮冷風(fēng)侵入的外門附加

12、率。本設(shè)計(jì)中只有首層門廳有外門，外門取附加率N值取80n%。三各層熱負(fù)荷計(jì)算供暖室外計(jì)算溫度tw=-3.8，已知各朝向修正系數(shù)。因?yàn)閮?nèi)墻、樓板之間的傳熱溫差低于5，不考慮內(nèi)墻、樓板耗熱量。熱負(fù)荷計(jì)算見耗熱量計(jì)算表第四章 熱水供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案比較與確定熱水采暖系統(tǒng)形式的選擇，應(yīng)根據(jù)建筑物的具體條件，考慮功能可靠、經(jīng)濟(jì)，便于管理、維修等因素，采用適當(dāng)?shù)牟膳问?。采用傳統(tǒng)的室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單，缺點(diǎn)是整棟建筑的供暖系統(tǒng)往往是統(tǒng)一的整體，缺乏獨(dú)立調(diào)節(jié)能力，不利于節(jié)能與自主用熱。但其結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)約管材仍可作為具有獨(dú)立產(chǎn)權(quán)的民用建筑與公共建筑供暖系統(tǒng)使用。其又分為重力循環(huán)系統(tǒng)和機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)。

13、一. 循環(huán)動力 本工程中設(shè)定的室內(nèi)熱水參數(shù)為tg=60，th=50，且系統(tǒng)與室外管網(wǎng)連接，故可確定本室內(nèi)熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)。機(jī)械循環(huán)系統(tǒng)與重力循環(huán)系統(tǒng)的主要差別是在系統(tǒng)中設(shè)置了循環(huán)水泵，靠水泵的機(jī)械能，使水在系統(tǒng)中強(qiáng)制循環(huán)，增加了系統(tǒng)的經(jīng)常運(yùn)行的電費(fèi)和維修工作量。但由于水泵所產(chǎn)生的作用壓力很大,從而供熱范圍可以擴(kuò)大. 二. 供、回水方式:供、回水方式可分為單管式和雙管式。單管系統(tǒng)：熱水經(jīng)立管或水平供水管順序流過多組散熱器，并順序地在各散熱器中冷卻的系統(tǒng)，稱為單管系統(tǒng)。單管系統(tǒng)雖構(gòu)造簡單，節(jié)省管材，造價(jià)低，但流過各層散熱器的熱媒溫度不同，各層散熱器傳熱系數(shù)K不同，下層散熱器面積大，造成各

14、層作用壓力不同，調(diào)節(jié)不方便。雙管系統(tǒng)：熱水經(jīng)供水立管或水平供水管平行地分配給多組散熱器，冷卻后的回水自每個(gè)散熱器直接沿回水立管或水平回水管流回?zé)嵩吹南到y(tǒng)，稱為雙管系統(tǒng)。因供回水支管均可裝調(diào)節(jié)閥，系統(tǒng)調(diào)節(jié)管理較為方便，故易被人們接受。本設(shè)計(jì)采用雙管系統(tǒng)。按其供水干管的位置不同，可分為上供下回、中供下回、下供下回、上供上回等系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用上供下回式系統(tǒng)。 三. 系統(tǒng)管道敷設(shè)方式系統(tǒng)管道敷設(shè)方式可分為垂直式和水平式系統(tǒng)。水平式熱水供暖系統(tǒng)：水平式采暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)管路簡單，節(jié)省管材，無穿過各層樓板的立管，施工方便，造價(jià)低，可按層調(diào)節(jié)供熱量，當(dāng)設(shè)置較多立管有困難的多層建筑式高層建筑時(shí)，可采用單管水平串聯(lián)系

15、統(tǒng)。但該系統(tǒng)的排氣方式較為復(fù)雜，水平串聯(lián)的散熱器不宜過多，過多時(shí)除后面的水溫過低而使散熱器片數(shù)過多外，管道的膨脹問題處理不好易漏水。垂直式熱水供暖系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)管路簡單，節(jié)省管材，施工管理方便，造價(jià)低，但易造成垂直平失調(diào)。在無需考慮分區(qū)問題，目前被廣泛采用。根據(jù)上述比較與分析，結(jié)合本工程單層散熱器較多，房間結(jié)構(gòu)簡單，無需考慮分區(qū)等問題，所以，本工程采用垂直式系統(tǒng)。四 供、回水管布置方式供、回水管布置方式可分為同程式和異程式異程式系統(tǒng)布置簡單、節(jié)省管材，但各立管的壓力損失難以平衡，會出現(xiàn)嚴(yán)重的水力失調(diào)現(xiàn)象。而同程式系統(tǒng)可消除式減輕水力失調(diào)現(xiàn)象，在較大的建筑中常采用同程式系統(tǒng)，但其金屬消耗量通常要多于

16、異程式系統(tǒng)故宜采用同程式系統(tǒng)。五 工程方案確定綜合上述分析，本工程熱水供暖系統(tǒng)采用機(jī)械循環(huán)、雙管同程上供下回順流式系統(tǒng)。第五章 散熱器的選型及安裝形式一散熱器的選擇1.選擇散熱器的基本要求： 熱工性能方面的要求，經(jīng)濟(jì)方面的要求，安裝、使用和生產(chǎn)工藝方面的要求，衛(wèi)生和美觀方面的要求，使用壽命的要求。鑄鐵散熱器有結(jié)構(gòu)簡單，防腐性好，使用壽命長以及熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。本工程選用TZ4-6-5(四柱760型)鑄鐵散熱器，寬度為M142mm，兩邊為柱狀600mm，682mm，142mm，中間為波浪形的縱向肋片。表5.1 散熱器規(guī)格及傳熱系數(shù)型號散熱面積水容量重量工作壓力傳熱系數(shù)KTZ4-6-5(四柱760

17、型) 0.235 m /片1.16L/片6.6kg/片0.5MPaK=2.503其中K=2.503,為散熱器熱水熱媒進(jìn)出口溫度的平均值與室內(nèi)空氣溫度的差值：=（60+50）/2 - tn=(55-tn)二 散熱器的布置1. 散熱器布置一般安裝在外墻窗臺下，這樣沿散熱器上升的對流熱氣能阻止和改善從玻璃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. 為防止散熱器凍裂，兩道外門之間，門不準(zhǔn)設(shè)置散熱器。在樓梯間或其它有凍結(jié)危險(xiǎn)的場所，其散熱器應(yīng)由單獨(dú)的立、支供熱，且不得裝設(shè)調(diào)節(jié)閥；3. 散熱器一般明裝或裝在深度不超過130mm的墻槽內(nèi)，布置簡單，本設(shè)計(jì)采用明裝；4. 在垂直單管或雙

18、管熱水供暖系統(tǒng)中，同一房間的兩組散熱器可以串聯(lián)連接；貯藏室、廁所和廚房等輔助用室及走廊的散熱器，可同鄰居串聯(lián)連接；5. 鑄鐵散熱器的組裝片數(shù)，不宜超過下列數(shù)值：二柱（M132型）20片；柱型（四柱）25片；長翼型7片。考慮到傳熱效果，本設(shè)計(jì)散熱片安裝形式為同側(cè)的上進(jìn)下出。三 散熱器的安裝底部距地面不小于60mm，通常取150mm；背部與墻面凈距不小于25mm。四 散熱器的計(jì)算 1、散熱器散熱面積的計(jì)算散熱面積的計(jì)算可按供熱手冊或教材中的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。 散熱器的散熱量，W； 散熱器的傳熱系數(shù)，W/(m.)； 散熱器內(nèi)熱媒平均溫度，； 供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，； 散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)； 散熱器連接

19、形式修正； 散熱器安裝形式修正。1、散熱器內(nèi)熱媒平均溫度t的確定由于是雙管系統(tǒng)，熱媒內(nèi)平均溫度為（60+50）/2=552、散熱面積的計(jì)算應(yīng)該在布置完散熱器和立管后進(jìn)行。3、設(shè)計(jì)中，為簡化計(jì)算，散熱器的熱負(fù)荷中不扣除管道的散熱量。 2、散熱器片數(shù)的計(jì)算散熱器片數(shù)的計(jì)算可按下列步驟進(jìn)行：計(jì)算公式 式中:散熱器散熱面積，； 散熱器的散熱量， W； 散熱器內(nèi)熱媒平均溫度，； 供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，；， 散熱器的傳熱系數(shù)，； 散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)； 散熱器組連接形式修正系數(shù)； 散熱器組安裝形式修正系數(shù)。 由于系統(tǒng)采用的為同側(cè)上進(jìn)下出式，故1。 由于散熱器安裝在墻面，上面有窗臺，故 1.02。計(jì)算散熱器面

20、積時(shí)，先取1.00，但算出F后，求出總片數(shù)，然后再根據(jù)片數(shù)修正系統(tǒng)的范圍乘以對應(yīng)的值，其范圍如下： 表5.2片數(shù)修正系數(shù)每組片數(shù)<66101020>200.9511.051.1在熱水供暖系統(tǒng)中，散熱器進(jìn)出口水溫的算術(shù)平均值 式中：散熱器進(jìn)水溫度，；散熱器出水溫度，。散熱器選用四柱760型散熱器，傳熱系數(shù)K值計(jì)算式： 第六章 熱水供暖系統(tǒng)水力計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)資料熱力接口位置及設(shè)計(jì)方案，本設(shè)計(jì)熱水供暖系統(tǒng)為機(jī)械式雙管同程上供下回式系統(tǒng)。 一.繪制系統(tǒng)圖 根據(jù)暖氣片組裝片數(shù)的最大值將其分為幾組后，確定總的立管數(shù)，繪制系統(tǒng)圖，標(biāo)明各段干管的負(fù)荷數(shù)，以及每組暖氣片的片數(shù)和負(fù)荷數(shù)，并對各個(gè)管段進(jìn)行標(biāo)注。 由于宿舍進(jìn)行南北分區(qū)，北區(qū)九根立管（包括走廊、樓梯），南區(qū)7根立管系統(tǒng)圖及標(biāo)注見CAD圖 二.水力計(jì)算1、選擇最不利環(huán)路2、計(jì)算步