供熱工程課程設計--中學宿舍樓采暖設計

1、<p><b>　　課程設計</b></p><p>　　課程名稱： 供 熱 工 程 </p><p>　　系 別： 城 市 建 設 系 </p><p>　　專 業(yè)： 建筑環(huán)境與設備工程 </p><p>　　班 級： 建 環(huán) 0

2、9* 班 </p><p>　　學 號： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　職 稱： &

3、lt;/p><p>　　2012年06月 22日</p><p>　　供熱課程設計計算說明書</p><p>　　第1章 設計原始資料</p><p><b>　　1.1設計題目</b></p><p>　　張家口市新區(qū)中學宿舍樓采暖設計</p><p>　　1.2設計原始資料

4、 </p><p>　　冬季供暖室外計算溫度為-15℃</p><p>　　設計熱媒：95℃/70℃ 機械循環(huán)單管順流異程式熱水系統(tǒng)</p><p>　　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17.25米。結構形式：

5、磚混結構。</p><p>　　第2章 供暖系統(tǒng)熱負荷計算</p><p><b>　　2.1設計氣象資料</b></p><p>　　2.1.1查出設計題目中建筑物所在地區(qū)的相關氣象資料</p><p>　　查《實用供熱空調設計手冊》，以下簡稱《供熱手冊》及《供熱工程》。</p><p>　　1

6、、冬季室外計算溫度的確定。</p><p>　　采暖室外計算溫度，應采用歷年平均不保證5天的日平均溫度，主要用于計算采暖設計熱負荷。</p><p>　　2、冬季室外平均風速(v。)</p><p>　　冬季室外平均風速應采用累年最冷3個月各月平均風速的平均值，“累年最冷3個月”，系指累年逐月平均氣溫最低的3個月，主要用來計算風力附加耗熱量和冷風滲透耗熱量。<

7、/p><p><b>　　3、冬季主導風向</b></p><p>　　冬季“主導風向”即為“雖多風向”，采用的是累年最冷3個月平均頻率最高的風向，風向的頻率指在一個觀測周期內(nèi)，某風向出現(xiàn)的次數(shù)占總數(shù)的百分數(shù)，主要用來計算冷風滲透耗熱量。用四個字母ESWN分別表示東南西北四個方向，其它方位用這四個字母組合表示風的吹向，即風從外面刮來的方向。當風速小于0. 3米／秒時，用字

8、母c來表示，參見《供熱手冊》，張家口主導風向為WN，即西北風。</p><p>　　2.2圍護結構熱工性能</p><p>　　外墻采用聚苯板外保溫，k為0.49 W/(·℃)，地面加保溫材料，第一地帶K為0.28 W/(·℃)，第二地帶K為0.17 W/(·℃)，第三地帶K為0.10W/(·℃)，第四地帶K為0.06W/(·℃)，屋頂加保

9、溫材料,K為0.38 W/(·℃)，塑鋼中空玻璃K為2.4 W/(·℃)，鋁合金玻璃門K為6.5 W/(·℃).</p><p>　　2.3房間熱負荷計算</p><p>　　2.3.1供暖系統(tǒng)的設計熱負荷</p><p><b>　　利用下式計算：</b></p><p>　　——圍護結構

10、的基本耗熱量，W；</p><p>　　——圍護結構的附加(修正)耗熱量，W；</p><p>　　——冷風滲透耗熱量，W；</p><p>　　——冷風侵入耗熱量，W；</p><p>　　——供暖總耗熱量，W。</p><p>　　本建筑物要求室內(nèi)計算溫度為18℃。</p><p>　　供暖

11、設計熱負荷按照下式計算：</p><p>　　W </p><p>　　式中：K——圍護結構的傳熱系數(shù)，W/(·℃)； </p><p>　　F——圍護結構的面積，；</p><p>　　——圍護結構的溫差修正系數(shù)；</p><p>　　——冬季室內(nèi)計算溫度，℃；

12、</p><p>　　——供暖室外計算溫度，℃。</p><p>　　(1)朝向修正耗熱量</p><p>　　朝向修正耗熱量是考慮建筑物受太陽照射而對外圍護結構傳熱損失的修正</p><p>　　朝向修正耗熱量的修正率為：</p><p>　　東： -5％； 西： -5％； 南： -20％； 北： 0。&

13、lt;/p><p>　?。?）風力附加耗熱量</p><p>　　本建筑物風力附加耗熱量為0。</p><p>　　(3)高度附加耗熱量</p><p>　　本建筑物中高度附加耗熱量為0。</p><p>　　2.3.2 冷風滲透耗熱量</p><p>　　在風壓和熱壓的作用下，室外的冷空氣通過門

14、、窗等縫隙滲入室內(nèi)，被加熱后逸出。當未對采暖房間的門、窗縫隙采取密封措施時，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度加熱到室內(nèi)溫度所消耗的熱量，稱為冷風滲透耗熱量。</p><p>　　在各類建筑物特別是工業(yè)建筑的耗熱量中，冷風滲透耗熱量所占比例是相當大的，有時高達30％左右，所以門窗縫隙滲透冷空氣耗熱量的計算顯得尤為重要。</p><p>　　根據(jù)現(xiàn)有的資料，《暖通規(guī)

15、范》中給出了用縫隙法計算民用建筑及生產(chǎn)輔助建筑物的冷風滲透耗熱量和用百分率附加法計算工業(yè)建筑的冷風滲透耗熱量。</p><p>　　1、多層建筑的滲透冷空氣量，當無相關數(shù)據(jù)時，可按以下公式計算：</p><p>　　V＝Lln 式中 L-每米門窗縫隙滲入室內(nèi)的空氣量 l-門窗縫隙的計算長度</p><p>　　n滲透空氣量的朝向修正系數(shù)</p>

16、<p>　　2、計算出的房間冷風滲透量是否全部計入，應考慮下列因素；</p><p>　　(1)當房間僅有一面或相鄰兩面外圍護物時，全部計入其外門、窗縫隙；</p><p>　　(2)當房間有相對兩面外圍護物時，僅計入較大的一面縫隙；</p><p>　　(3)當房間有三面外圍護物時，僅計入風量較大的兩面縫隙；</p><p>　　

17、(4)當房問有四面外圍護物時，則計入較多風向的1/2外圍護物范圍內(nèi)的外門、窗縫隙。</p><p>　　3、計算建筑物耗熱量時，為了簡化計算，可作下列近似處理：</p><p>　　(1)與相鄰房間溫差小于5℃時，不計算耗熱量；</p><p>　　(2)伸縮縫或沉降縫墻按外墻基本耗熱量的30％計算；</p><p>　　(3)內(nèi)門的傳熱系數(shù)

18、按隔墻的傳熱系數(shù)考慮；</p><p>　　2.3.3 冷風侵入耗熱量</p><p>　　在冬季受風壓和熱壓作用下，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侵入耗熱量。</p><p>　　按照下列公式計算： </p><p>　　式中：——外門的基本耗熱量，

19、W；</p><p>　　——冷風侵入耗熱量，W；</p><p>　　N ——考慮冷風侵入的外門附加率。</p><p><b>　　外門附加率N值：</b></p><p>　　注：n---建筑物本層以上的樓層數(shù)（包括本層）。</p><p>　　熱負荷計算詳見表格（附表一）</p>

20、;<p>　　第3章 散熱器的選擇及計算</p><p><b>　　3.1管道布置</b></p><p>　　系統(tǒng)采用上供下回單管順流布置形式。分兩個環(huán)路，分別用N1、N2表示。</p><p><b>　　3.2散熱器的選用</b></p><p>　　本建筑物中采用四柱813

21、型散熱器。</p><p>　　3.3散熱器的選擇及計算</p><p>　　一、散熱器散熱面積的計算</p><p>　　散熱面積的計算可按《供熱手冊》或《教材》中的計算公式進行計算。</p><p>　　1、散熱器內(nèi)熱媒平均溫度t的確定</p><p>　　(1)本課程設計在計算時，不考慮管道散熱引起的溫降。<

22、;/p><p>　?。?）單管熱水供暖系統(tǒng)，由于每組散熱器的進、出口水溫沿流動方向下降，所以每組散熱器的進、出口水溫必須按公式逐一分別計算。</p><p>　　2、散熱面積的計算應該在布置完散熱器和立管后進行。</p><p>　　3、設計中，為簡化計算，散熱器的熱負荷中不扣除管道的散熱量。</p><p>　　二、散熱器片數(shù)的計算</p

23、><p>　　散熱器片數(shù)的計算可按下列步驟進行：</p><p>　　1、利用散熱器散熱面積公式求出房間內(nèi)所需總散熱面積(由于每組片未定，故先按1計算)；</p><p>　　2、得出所需散熱器總片數(shù)；</p><p>　　3、確定房間內(nèi)散熱器的組數(shù)m；</p><p>　　4、將總片數(shù)n分成m組，得出每組片數(shù)n`，若均分

24、則n`＝n／m(片／組)；</p><p>　　5、對每組片數(shù)n`進行片數(shù)修正，乘以b，即得到修正后的每組散熱器片數(shù)，可根據(jù)下述原則進行取舍：對柱型散熱器，散熱面積的減少不得超過0.1㎡；</p><p><b>　　散熱器數(shù)量的計算</b></p><p><b>　　1、計算公式</b></p><

25、p>　　式中:——散熱器散熱面積，；</p><p>　　——散熱器的散熱量， W；</p><p>　　——散熱器內(nèi)熱媒平均溫度，℃；</p><p>　　——供暖室內(nèi)計算溫度，℃；，</p><p>　　——散熱器的傳熱系數(shù)，；</p><p>　　——散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)；</p><

26、p>　　——散熱器組連接形式修正系數(shù)；</p><p>　　——散熱器組安裝形式修正系數(shù)。</p><p>　　由于系統(tǒng)采用的為同側上進下出式，故＝1。</p><p>　　選取A＝80mm； ＝1.03。計算散熱器面積時，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)的范圍乘以對應的值，其范圍如下：</p><p>

27、;<b>　　片數(shù)修正系數(shù)</b></p><p>　　在熱水供暖系統(tǒng)中，散熱器進出口水溫的算術平均值</p><p>　　℃ </p><p>　　式中：——散熱器進水溫度，℃；</p><p>　　——散熱器出水溫度，℃。</p><p>

28、;<b>　　散熱器的計算說明：</b></p><p>　　（1.）根據(jù)建筑特點和散熱器的布置原則及熱負荷的分布情況而知，同一房間的散熱器均勻分組，片數(shù)均分。</p><p>　?。?.）按散熱器的計算實例的步驟，將整個建筑的散熱器片數(shù)計算見（附表二）。</p><p>　　3．4輔助設備的選擇</p><p><

29、;b>　　伸縮器</b></p><p>　　在熱媒輸送管道中，如蒸汽管、凝水管、熱水管及過熱水管等。</p><p><b>　　集氣罐和自動排氣閥</b></p><p>　　1集氣罐用于熱水采暖系統(tǒng)中的空氣排除，一般應設于系統(tǒng)的末端最高處，并使干管逆流，水流與空氣泡浮升方向一致。</p><p>

30、　　2、自動排氣閥的排氣口，一般亦接DNl5mm排氣管，防止排氣直接吹向平頂或側墻，損壞建筑外裝修，排氣管上不應設閥門，排氣管引向附近水池。</p><p>　　3、由于采暖系統(tǒng)(如水平串聯(lián)系統(tǒng))的原故，散熱器中的空氣不能順利排除叫，可在散熱器上裝設手動放風閥。</p><p><b>　　疏水器</b></p><p>　　疏水器的選型應根據(jù)

31、系統(tǒng)的壓力、溫度、流量等情況確定。</p><p><b>　　補償器</b></p><p>　　為了防止供熱管道升溫時，由于熱伸長或溫度應力熱引起管道變形或破壞，需要在管道上設置補償器，以補償管道的熱伸長，從而減小管壁的應力和作用在閥件或支架結構上的作用力。</p><p>　　第4章 管道的水力計算</p><p>

32、;<b>　　4.1繪制系統(tǒng)圖</b></p><p>　　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</p><p>　　統(tǒng)圖，標明各段干管的負荷數(shù)，以及每組暖氣片的片數(shù)和負荷數(shù)，并對各個管</p><p><b>　　段進行標注。</b></p><p>　　系統(tǒng)圖及標注見

33、CAD圖</p><p><b>　　4.2水力計算</b></p><p>　　1、用最不利環(huán)路的方法</p><p><b>　　2、計算步驟如下：</b></p><p>　　（1）在軸測圖上進行管段編號、立管編號，并注明各管段的熱負荷和管長。</p><p>　?。?

34、）計算最不利環(huán)路的阻力損失，并確定各管段管徑</p><p>　　注：平均比摩阻大致為60—120pa/m</p><p>　?。?）以最不利環(huán)路的總阻力損失為基準，在允許的不平衡率范圍內(nèi)確定最不利立管前面的供回水干管和其他立管的管徑。</p><p>　　該工程用兩個環(huán)路，設為N1、N2環(huán)路，水力計算表詳見（附表三），包括N1回路，N2回路，局部阻力系數(shù)。<

35、/p><p><b>　　總結</b></p><p>　　該設計為張家口新區(qū)中學宿舍樓供暖系統(tǒng)設計，其內(nèi)容包括供暖系統(tǒng)計算、熱負荷計算、散熱器計算及水力計算、系統(tǒng)的選擇、計算機CAD繪圖等幾部分。</p><p>　　本設計內(nèi)容是將熱能從熱源輸送到建筑物內(nèi)部的集中采暖系統(tǒng)，集中采暖系統(tǒng)是由管路系統(tǒng)、散熱設備及其它輔助設備組成的，任務在于將熱能按要

36、求經(jīng)濟、合理地分配給各個采暖房間來滿足對空氣溫度的要求。</p><p>　　本設計主要是根據(jù)建筑物的特點和設計任務指導書按要求來完成的，又根據(jù)如何經(jīng)濟、可靠、美觀的原則來實現(xiàn)和突出本設計的特點的。</p><p>　　供暖系統(tǒng)的設計與方案選擇是本設計的重點，在設計中主要參閱了《供熱工程》及相關設計手冊中有關例題來完成的，計算得出的有關數(shù)據(jù)為繪圖提供了基本條件參數(shù)。</p>

37、<p>　　在計算機繪圖過程中，使用的是中國建筑科學研究院工程部開發(fā)研制的 AUTOCAD2007繪圖軟件以和天正暖通繪圖軟件及鴻業(yè)水力計算系統(tǒng)，在繪圖過程中，我熟練的運用CAD軟件，并從中不斷地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，既鞏固了理論的學習，又使理論聯(lián)系實際，在實踐中很好地運用和發(fā)展，真正的做到學有所成，學有所用。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p>

38、<p>　　[1] 陸耀慶.供暖通風設計手冊.中國建筑工業(yè)出版社，1987</p><p>　　[2] 賀平、孫剛等.供熱工程.第四版.中國建筑工業(yè)出版社，2009</p><p>　　[3] 采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范.中國建筑工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[4] 北京建筑設計研究院編，建筑設備專業(yè)技術措施.中國建筑工業(yè)出版社，2006&l