1、第一章 . 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。二 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：該建筑物為張家口市新區(qū)中學(xué)學(xué)生宿舍樓，共 5 層。層高：該建筑物房間高度見圖紙。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

2、筑層數(shù)及高度：宿舍樓共五層 檐口高度為 17.25 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）繪制施工圖每層的供暖平面圖。整棟樓的供暖系統(tǒng)圖。局部剖面圖和大樣圖。五 設(shè)計(jì)要求計(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)。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 體圖紙標(biāo)注一定要完整準(zhǔn)確，包括各種定位尺寸。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

3、系統(tǒng)形式和采暖形式或者根據(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)算米暖設(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

4、最低的 3個(gè)月，主要用來計(jì)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 ESW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)?WN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18C ,熱媒參數(shù)為60/50 C熱水。設(shè)計(jì)參數(shù)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

5、（Kpa）室外平均風(fēng)速（m/s）冬季采暖室外計(jì)算 干球溫度/c冬季室外計(jì)算相對濕度/%張家口939.52.8-13.641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/c相對濕度/%風(fēng)速m/s宿舍、盥洗室、管理室、 活動至1841 0.2門廳、走廊、廁所1641 0.2樓梯1441 0.2朝向修正率0%北朝向： 東、西朝向：南向:-5%-20%負(fù)荷計(jì)算第三章學(xué)生宿舍供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷熱負(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 （1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)外墻根據(jù)設(shè)計(jì)資料（05J3-1夕卜

6、墻外保溫）得，外墻的主體部分的熱阻為Ra=2.03mf? K/W保溫層厚度為 60mm#熱系數(shù)入=0.042w/m ? K,內(nèi)外抹 灰厚度為20mm導(dǎo)熱系數(shù)入=0.93w/m ? Ko1 1 1 KRo 丄 11 Rn Rj Rwni wi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/卅? KRn Rw 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面、外表面的傳熱熱阻，m ?c/wi圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層的厚度，mm - c/wC），i圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層材料的導(dǎo)熱系數(shù)，w/m- KRj 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，經(jīng)計(jì)算可得：K=0.28W/(mi ?C)外窗根據(jù)設(shè)計(jì)資料(05J4-1

7、常用門窗)，C-1，C-2, C-4為2.4W/(m2 -C-3 (采用斷橋鋁合金中空玻璃窗)為3.2W/(m2 ?C)。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| ?C).M-4走廊 東端常年不屋頂根據(jù)設(shè)計(jì)資料，華北(西北)：K=0.765W/( m2 ?C)地面非保溫地面，主要分為四個(gè)地帶，查教材,iT.r第四地帶地帶0/ 2R ( m ?C /W)K2ko W/( m第一地帶2.15?C)0.47苗Mr洋第二地帶4.300.23第二地帶第一地帶第三地帶8.600.12第四地帶14

8、.20.07表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niRo Roi 1 i式中：Ro-貼土保溫地面的熱阻，m2C /Wro-非保溫地面的熱阻，m ?c/wi-保溫層的厚度，mi-保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m-C )經(jīng)計(jì)算可得:地帶K【W(wǎng)/( m2 ?C)第地帶0.276第二地帶0.仃3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，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量q FK ( tN tw)式中q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

9、系數(shù)；F圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積（川）；K 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)W/ （川C ）tN 冬季米暖室內(nèi)計(jì)算溫度（C）;tw冬季米暖室外計(jì)算溫度（C）。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/s4m/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)未對米暖房間的門、窗縫隙米取密封措施時(shí)，冷空氣 就會通過門、窗縫隙滲入

10、到室內(nèi)，把這部分冷空氣從室外溫度加熱到室內(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。q2 =0.28V p w Cp ( tn twn )Q2冷風(fēng)滲透耗熱量（WV經(jīng)門、窗隙入室內(nèi)的總空氣量，m/h ;p w供暖室外計(jì)算溫度下的空氣密度，本設(shè)計(jì)取1.39kg/m 3;Cp冷空氣的疋壓比熱，cp=1KJ/（ kg ? C）經(jīng)門、窗隙入室內(nèi)的

11、總空氣量按下式計(jì)算V=Lh I n式中：L h -一一每米每小時(shí)縫隙入室內(nèi)的空氣量i門窗縫隙的計(jì)算長度，mn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（wC-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11.70.54178.86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

12、耗熱量乘以相應(yīng)的附加率:Q3=NQi.j.m式中：Ql.j.m 外門基本耗熱量， W；N考慮冷風(fēng)侵入的外門附加率。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 C,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 C,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

13、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)。一. 循環(huán)動力本工程中設(shè)定的室內(nèi)熱水參數(shù)為t g=60C, t h=50C，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 .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，

14、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?統(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

15、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、

16、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

17、優(yōu)點(diǎn)。本工程選用TZ4-6-5 (四柱760型)鑄鐵散熱器，寬度為 M142m兩邊為柱狀600mn 682mm 142mn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型）0.235 m / 片1.16L/ 片6.6kg/ 片0.5MPaK=2.503 嚴(yán) 8其中K=2.503 t 0.298, t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：t= (60+50) /2 - t n=(55-t n) C散熱器的布置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

18、射的影響，使流經(jīng)室內(nèi)的空氣比較暖和舒適；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；散熱器一般明裝或裝在深度不超過 130mn的墻槽內(nèi)，布置簡單,本設(shè)計(jì)采用明裝；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(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；鑄鐵散熱器的組裝片數(shù)，不宜超過下列數(shù)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(shè)計(jì)散熱片安裝形式為同側(cè)的上進(jìn)下出。25mm散熱器的安裝底部距地面不小于60mm通常取

19、150mm背部與墻面凈距不小于四. 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K tpj tnQ 散熱器的散熱量， W供暖室內(nèi)計(jì)算溫度， C； 散熱器的傳熱系數(shù)， W/(m C) ；散熱器內(nèi)熱媒平均溫度， C； tpjtn由于是雙管系散統(tǒng)熱，器熱組媒裝內(nèi)片平數(shù)均修溫正度系為1 數(shù)23 (K;6(0t p+j t5n)0) /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)行散熱器連接形式修正 ;3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

20、計(jì)算可按下列步驟進(jìn)行 :計(jì)算公式2 m 式中 ：F散熱器散熱面積 ,q-散熱器的散熱量，W F散熱器內(nèi)熱媒平均溫度，C；tn 供暖室內(nèi)計(jì)算溫度，C；, K 散熱器的傳熱系數(shù)，W/m2 oC ;i散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)；2散熱器組連接形式修正系數(shù)；3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2= 1。由于散熱器安裝在墻面，上面有窗臺，故3 = 1.02。計(jì)算散熱器面積時(shí)，先取i = 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(tsgtsh)tpji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)2010.9511.051.1在熱水供暖系統(tǒng)中，散熱器進(jìn)出

21、口水溫的算術(shù)平均值 式中：tsg 散熱器進(jìn)水溫度tpj , C；tsh散熱器出水溫度，C散熱器選用四柱760型散熱器，傳熱系數(shù)K值計(jì)算式:0.298K 2.503 tt tpj tn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 CADS二. 水力計(jì)算1、選擇最不利環(huán)路2、計(jì)算步驟如下：（1）在軸測圖上進(jìn)行管段編號、 立管