1、目錄第一章概述11.1 設計目的11.2 設計任務11.3 工程概況1第二章設計依據22.1 設計依據22.2 設計范圍22.3 冬季室內外設計參數22.4 建筑參數22.5 動力參數2第三章熱負荷計算33.1圍護結構的耗熱量33.1.1圍護結構的基本耗熱量33.1.2圍護結構附加耗熱量33.2冷風滲透耗熱量43.3 房間熱負荷計算：53.3.1休息室101熱負荷計算5第四章方案確定74.1 熱水供暖的方式74.1.1供回水方式選擇74.1.2供回水敷設方式的選擇74.1.3熱媒流經路程的選擇74.2 工程方案確定7第五章散熱器的選型及安裝形式85.1散熱器的選擇85.2 散熱器的布置85.3

2、 散熱器的安裝85.4 散熱器的計算9第六章熱水供暖系統(tǒng)水力計算116.1供暖系統(tǒng)的確定116.2 設計計算公式11第七章管道保溫及其附件167.1管道的選擇167.2附件的選擇167.3保溫措施16參考資料17致謝18第一章概述1.1 設計目的本課程為供熱工程，它是建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)的重要學科。通過課程設計等實踐性教學環(huán)節(jié)，掌握建筑物供暖系統(tǒng)和集中供熱系統(tǒng)的工程設計原理和方法，以及運行管理的基本知識。培養(yǎng)我們的設計思想和嚴謹的態(tài)度，讓我們對建筑采暖有了進一步的認識，同時進一步加強ACS、CAD等相關軟件的運用。1.2 設計任務本設計為長春市某二層多媒體教室熱水供暖設計，設計包括采暖設計熱

3、負荷及熱指標的計算、散熱設備選擇計算、管道水力計算，掌握布置管道和附屬設備選擇的方法，供暖系統(tǒng)的確定方案以及施工圖的繪制并確保施工圖的可實施性。本設計采用散熱器采暖方案。1.3 工程概況整個建筑物共有兩層，建筑面積為1564.08m2,建筑總高12.25m。一層與二層的建筑布局完全相同，每層各有兩間大階梯教室，兩間休息廳、四間門廳、兩間公共廁所和兩個樓梯間。第二章設計依據2.1 設計依據1. 采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范GB50019-20032. 簡明供熱設計手冊2.2 設計范圍工程地點：長春市供暖區(qū)域：教室、休息室、門廳2.3 冬季室內外設計參數該建筑位于長春，由文獻【5】得到該地區(qū)的有關氣

4、象資料如下表2.1長春市冬季室外設計參數地點采暖室外計算溫度冬季最多風向平均風速冬季主導風向長春-23C5.1m/s西南表2.2室內計算溫度（C）教室休息室門廳1818182.4 建筑參數外墻厚150mm，內墻240mm。窗都是綠色塑鋼窗，門都是彈簧門。門窗標準尺寸參考圖紙。門和窗以及墻的傳熱系數由圖紙?zhí)峁?.5 動力參數熱源：城市熱網熱媒：熱水熱水參數：t=95Ct=70C。gh熱力入口位置：一層北面走廊中央供回水管管徑：DN70壓差P=20000Pa第三章熱負荷計算對于民用建筑，熱負荷主要考慮圍護結構傳熱耗熱量和冷風滲透耗熱量。3.1 圍護結構的耗熱量圍護結構的耗熱量由圍護結構基本耗熱量

5、和圍護結構附加耗熱量組成。3.1.1 圍護結構的基本耗熱量由文獻【3】可知，維護結構的基本耗熱量按一維穩(wěn)態(tài)傳熱過程計算，假定室內外空氣溫度和其他影響傳熱過程的因素都不隨時間變化，可按下式計算：q，=KF(t-t)a(3T)nw式中q圍護結構基本耗熱量(W)；K維護結構的傳熱系數W/(m?K)；F維護結構的傳熱面積(mJ；t供暖室內計算溫度(C)；nt供暖室外計算溫度(C；wa圍護結構的溫度修正系數對于保溫性能差，且容易與室外空氣流通的情況，非供暖房間或空間的空氣溫度t更接近于室外空氣溫度，則a值更接近于1.h本設計中樓梯間為非供暖區(qū)域，與室外空氣流通較多，其溫度更接近于室外溫度，故a=13.1

6、.2 圍護結構附加耗熱量(1；朝向修正耗熱量在本設計中，需要供熱的房間只有南北兩面受到日射影響。由文獻【3】可知，故朝向修正率為：南面的x=-15%；北面的x=2%chch(2；外門附加耗熱量由文獻【3】可知，外門附加耗熱量可以采用外門的基本耗熱量乘以相應的附加率來計算。二層為陽臺門，不用考慮外門附加。第一層的每間門廳暴露于室外的是兩道門，故外門附加率x=80%m(3；間歇附加本建筑為階梯教室樓，不用全天維持設計室溫，故采用間歇供暖設計。由文獻【3】可知，其間歇附加率取20%。其附加于圍護結構的基本耗熱量。3.2 冷風滲透耗熱量由文獻【3】可知，通過每米門縫進入室內的理論空氣量為：LR(pv2

7、/2)b0w0式中a一外門縫隙滲透參數pw冬季室外計算溫度下空氣密度v一冬季最多風向平均風速0b一門窗縫隙滲風指數實際滲入室內的冷空氣體積為：V=lLn0由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量按下式計算Q=0.28Vcp(t-t)(3-4)2pwnw式中Q一一冷風滲透耗熱量(W)；2c冷空氣的定壓比熱容，取lKj/(kg*K)；pp供暖室外計算溫度下的空氣密度(kg/m3)；wV滲透冷空氣量(m3/h)；0.28一一單位換算系數。表3-1維護結構傳熱系數維護結構K(w/m2C)外墻0.45外窗2.91外大門2.33內墻2.01內門2.91吊頂1.39一層地板0.66樓梯3.263.3 房間熱負荷計

8、算考慮到門廳有三側有門，冷風滲透和冷風侵入兩比較大，而且人停留時間比較短，所以不考慮裝散熱器，所以此處的熱負荷不計。3.3.1 休息室101熱負荷計算西墻的基本耗熱量：q=KF(t-t)a=0.45*(6.6*4.2)*(18+23)=511.4W西nw北墻的基本耗熱量：q=KF(t-t)a=105.4W北nw北面的門的基本耗熱量：q=KF(t-t)a=2.33*3.1*(18+23)=296.7W門nw一二層門廳溫度相同，無換熱，故不考慮樓板換熱。休息室與教室相鄰，且設計溫度相同，故無相對換熱。圍護結構附加耗熱量：朝向修正耗熱量：q,=(105.4+296.7)*2%=8.04W北q,=(1

9、05.4+296.7)*(-15%)=-59.6W南外門附加耗熱量：q，門=80%*296.7*2=474.7W間歇附加耗熱量：q=20%*(8.04-59.6+105.4+296.7)*2+511.4=260.8W間休息室101的圍護結構耗熱量為：q=1574.2W圍冷風滲透耗熱量：通過每米門縫進入室內的理論空氣量為：L二a(pv2/2)b=1.987m3/(mh)0w0冷風滲透量V=Lnl=1.987*0.35*9=6.26m3冷風滲透耗熱量Q=0.28VcP(t-t)=0.28*6.26*1.38(18+23)=99.2w2pwnw所以，休息室101的熱負荷為：Q=1574.2+99.2

10、=1673.4w表3-2各個房間負荷匯總表房間編號熱負荷（w）休息室1011673.4休息室1021673.4休息室2012157.5休息室2022157.5教室1019451.8教室1029451.8教室20115623.4教室20215623.4第四章方案確定根據建筑物的具體條件，考慮功能可靠、經濟，便于管理、維修等因素，本設計采用熱水采暖系統(tǒng)。由于引入口處供回水壓差為P=20000Pa，滿足二層樓靜水壓力，故可直接引用，無需加壓水泵。4.1 熱水供暖的方式4.1.1 供回水方式選擇供、回水方式可分為單管式和雙管式【3】。本建筑只有兩層，雙管式和單管式都可以滿足條件。雙管式系統(tǒng)因供回水支管

11、均可裝調節(jié)閥，系統(tǒng)調節(jié)管理較為方便，故易被人們接受，故采用雙管式。4.1.2 供回水敷設方式的選擇系統(tǒng)敷設方式可分為垂直式和水平式系統(tǒng)3。本工程有兩層，無需考慮分區(qū)，一層和二層散熱器通過立管連接，便于施工，故采用垂直式系統(tǒng)。4.1.3 熱媒流經路程的選擇供、回水管布置方式可分為同程式和異程式1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，會出現嚴重的水力失調。同程式系統(tǒng)各立管環(huán)路的總長度相等，偏于調節(jié)，水力工況較好。本設計采用同程式系統(tǒng)。根據建筑特點，本工程采用環(huán)狀同程式系統(tǒng)，即在底層設一根總的回水同程管。4.2 工程方案確定綜合上述分析，本工程熱水供暖系統(tǒng)采用垂直雙管、同程式系統(tǒng)

12、。第五章散熱器的選型及安裝形式5.1 散熱器的選擇由文獻【3】可知，所選型號為TZ4-5-5（四柱640型）。耐腐蝕，使用壽命長，造價低，傳熱系數高；金屬熱強度大，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。具體性能及參數見【3】附錄，如下表5.1：表5.1散熱器規(guī)格及傳熱系數型號散熱面積水容量質量工作壓力傳熱系數TZ4-5-5（四柱640型）0.20m2/片1.03L/片5.7kg/片0.5MPa7.13W/mC5.2 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，使流經室內的空氣比較暖和

13、舒適；2. 為防止散熱器凍裂，兩道外門之間，不準設置散熱器。在樓梯間或其它有凍結危險的場所，其散熱器應由單獨的立、支供熱，且不得裝設調節(jié)閥；3. 本設計為階梯教室，為了學生安全，應該明裝并加防護罩；4. 在垂直單管或雙管熱水供暖系統(tǒng)中，同一房間的兩組散熱器可以串聯連接5. 鑄鐵散熱器的組裝片數，不宜超過下列數值：二柱（M132型）一20片；柱型（四柱）一25片；長翼型一7片?？紤]到傳熱效果，本設計散熱片安裝形式為同側的上進下出。本設計散熱器布置見平面圖。5.3 散熱器的安裝底部距地面不小于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。5.4 散熱器的計算

14、At=64.5C以教室13為例：熱負荷Q=9451.8W，供水溫度為t=95C,t=70C,t=18C,ghn由附錄表可知：K=7.13w/m2C修正系數：散熱器組裝片數修正系數，先假定=1.0；散熱器連接形式修正系數，查附錄表B-5,0=1.0；2散熱器安裝形式修正系數，查附錄表B-6,打=1.19;根據式（2-2）3F/=QK(t-1)000=24.4m2123n為:pjn四柱640型散熱器每片散熱面積為0.2m2，計算片數nz=F/f=24.4/0.2沁122片所以，將其分成10組，每組12.2片。31=1.05。則由文獻【3】查附錄表B-4，當散熱器片數為1120片時,每組實際所需散熱

15、器片數為：12.2X1.05=12.8沁13片所以，應采用10組13片的四柱640型散熱器。表5.2各房間的散熱器計算N/片房間耗熱量t.ttKFn名稱編號一層教室101945182.51864.57.1324.3113010組13片教室102945182.51864.57.1324.3113010組13片休息室101167382.51864.57.131.7318休息室102167382.51864.57.131.7318二層教室2011562382.51864.57.1335.8920010組20片教室2021562382.51864.57.1335.8920010組20片休息室20121

16、5782.51864.57.133.13202組10片休息室202215782.51864.57.133.13202組10片第六章熱水供暖系統(tǒng)水力計算6.1 供暖系統(tǒng)的確定本設計中，供水系統(tǒng)由一根總立管引入，然后分配給兩根立管分別負責東西部分的供水，所有散熱器的回水經水平干管流入總回水立管，最后進入市政管網為上供下回雙管制重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)。6.2 設計計算公式5-1)總阻力：AP=AP+AP二RL+APyjj5-2)雷諾數：vd5-3)R=-dey摩擦阻力系數：九二(5-4)R0.25e水流量：G二0：86Q(5-5)ttgh式中：AP計算管段的壓力損失，Pa;AP計算管段的沿程損失，Pa

17、；yAP計算管段的局部損失，Pa；jR每米管長的沿程損失，Pa/m；L管段長度，m；九摩擦阻力系數d管子內徑，mm；v熱煤在管中的流速，m/s；P熱煤密度，kg/m3；熱煤的運動粘滯系數，這里平均溫度為83C，取0.342xlO-6m2/s。該系統(tǒng)的計算系統(tǒng)圖為：DN40DH1C-I皈1厠沖lrET*1j-EHfb.f*：血rlZ-注rSTfo*DN20J_i)Ma0W:j.：0CNiU_OH0Di=aonTJzJa-Z胖.即藍.3MZ5/&H25H12-.mis門:西二.-壬汽阿2應囪IqJiHH|-FH/曾囲乳一囲曲財企晶恥1圖1.水力計算系統(tǒng)圖(1) 選擇最不利環(huán)路：由圖上可知：最不利環(huán)

18、路為通過最底層散熱器859.1W)從管段129的環(huán)路該工程東西兩個區(qū)的水力工況近似相等，所以我們以西區(qū)(立管1)的環(huán)路為例進行水力計算，東區(qū)的數據亦采用西區(qū)。(2) 計算通過最不利環(huán)路散熱器的作用壓力Ap，二gH(p-p)+Ap=9.81X1IHgfX(977.81-961.92)+350=506.8Pa(3) 確定最不利環(huán)路各管段的管徑d1) 求最不利環(huán)路的平均比摩阻R=0.5X506/124=2.04pa/mpj2) 選擇最接近R的管徑pj以管段1為例進行計算：G=29.55kg/h，查表D-1,取管徑為DN=15mm，得到R=2.64pa/m，v=0.04m/s則管段1的沿程阻力為：Ap

19、=RL=2.64X3.28=8.65pay局部阻力為：Ap=ApY9二0.79X2=1.58pajd管段1的總的損失為：Ap=8.65+14.22=22.87pa現在將系統(tǒng)的水力計算結果列于下表：表6.1最不利環(huán)路的水力計算表Wm3/hmmmm/spa/mpa/mpapapa管段號QGLDNVRPjRApyAp.jAp185929.553.2150.042.042.648.4481.5710.02171859.13.2200.052.042.939.32.4611.83257788.63.2250.052.042.247.162.469.6434361183.2250.072.042.668.

20、54.8113.3542951476.4250.082.043.8324.516.2830.866024190.34.4320.072.041.958.584.8113.4766962304.2320.082.042.711.346.2817.6885562945400.072.042.0610.34.8115.1994153233.2400.072.042.066.594.8111.410102743533.2400.082.042.066.596.2812.911111333823.2400.082.042.78.646.2814.912119924123.2400.092.043.461

21、1.647.9519.61312854429400.102.043.4631.149.8241.0143193010984700.082.042.18.46.2814.71563336217812700.192.046.4777281051685929.553.2150.052.042.648.4482.4610.917171859.13.2200.052.042.939.32.4611.818257788.63.2250.052.042.247.162.469.61934361183.2250.072.042.668.54.8113.32042951476.4250.082.043.8324

22、.516.2830.8216024190.34.4320.072.041.958.584.8113.42266962304.2320.082.042.711.346.2817.62385562945400.072.042.0610.34.8115.12494153233.2400.072.042.066.594.8111.425102743533.2400.082.042.066.596.2812.926111333823.2400.082.042.78.646.2814.927119924123.2400.092.043.4611.647.9519.628128514429400.102.0

23、43.4631.149.8241.02963336217812700.192.046.477728105最不利環(huán)路的損失為：Ap=工Ap=450.84Pa富裕率：A%=506-450/506=11%10%，滿足條件。表6.2其他管段的水力計算表Wm3/hmmmm/spa/mpa/mpapapa管段號QGLDNVR3018456634.893.2500.094.62.036.507.9414.433117135589.443.2500.084.61.795.736.8412.573215814544.003.2400.124.61.795.7314.2319.963314493498.563.2

24、400.114.61.645.2511.9517.203413172453.123.2400.104.61.605.129.8714.993510530362.233.2400.084.61.554.966.3111.27369476325.974320.114.61.485.9212.4718.39378317286.103.2320.104.63.5011.209.6120.81387329252.123.2320.094.63.109.927.4617.38396341218.133.2320.084.62.066.595.5912693.2320.064.62

25、.708.643.5012253.2250.074.63.4611.075.1016.1742264290.883.2250.054.63.4611.072.6013.6743132145.443.2250.034.62.106.720.657.3744132145.443.2250.034.62.808.960.659.6145264290.883.2250.054.62.648.452.6011.05463963136.333.2250.084.62.939.385.8615.23475284181.773.2250.104.62.247.1710.4117.58

26、486605227.213.2320.084.62.668.516.0614.57497593261.203.2320.094.63.8312.268.0120.26508581295.193.2320.104.61.956.2410.2316.47519740335.063.2320.124.62.708.6413.1821.825210794371.313.2320.134.62.066.5916.1822.785311848407.573.2400.094.62.066.597.9914.585413169453.013.2400.104.62.066.599.8716.465514490498.463.2400.114.62.708.6411.9520.595615811543.903.2500.084.63.4611.075.8316.905717132589.346500.084.63.4620.766.8427.605818453634.7811500.094.64.4048.407.9456.34環(huán)路