建筑物供暖、给排水设计书

- 1 - 建筑物供 暖、给排水设计 书 第 1 章 原始资料 计题目 暖、给排水设计。 始资料 建资料 （ 1） 筑物的功能有地下室、办公室 、仓库 等，总建筑面积为 （ 2） 共有 11 层，楼高 （ 3） 层高：地下室为 、二 为 三 层 至九 层高为 层为 护结构的选择 （ 1）外墙的选用： 浆 =490通砖外墙 =m W） =W/( ) 型： I 型 （ 2）屋顶的选用： 预制细石混凝土板表面喷白色水泥浆 度 L=75外内 - 2 - =180mm =m W） =W/( ) 型： I 型 （ 3） 楼板的选用 ： 楼板材质为钢筋混凝土密度为 。 =2500 /导热系数为 = ),厚度为 150墙传热系数 n =( )。 （ 3） 门的选用 ：选用单层金属框门 . K=3W/( ) （ 3） 窗的选用 ：选用单层塑钢窗 . K=( ) 象资料 根据手册查得长春地区有关气象参数： （ 1）地区：长春市 （ 2）采暖室外计算 (干球 )温度： （ 3）冬季室外平均风速 V=s。 （ 4）最大冻土深度为 力资料 （ 1）热源条件 ：集中供热 ,一次网供回水温度 110 70 ，建筑设计热煤参数 60 45 。 - 3 - 第 2 章 采暖系统设计 暖方案的确定及热负荷的计算 计原理及方案的确定 在工程设计中，围护结构的基本耗热量是按一维稳定传热过程进行计算的，即假设在计算时间内，室内、室外空气温度和其他传热过程参数都不随时间变化。但实际上是不稳定传热。对室内温度容许有一定波动幅度的一 般建筑物来说，采用稳定传热计算可以简化计算方法按基本满足要求。室外热量通过地下土壤传至室外空气的过程与平壁的传热完全不一样，故地下室侧墙传热采用地带法。 根据原始资料，长兴大厦共有地上 10 层和地下一层进行采暖，分为两个区。 高 低 区做垂直单管顺流式系统型式。垂直单管的优点：系统型式简单、施工方便，造价低，可适当地减轻供暖系统中经常会出现的上热下冷的现象。 单管跨越系统，立管的一部分水量流进散热器，另一部分立管水量通过跨越管与散热器流出的回水混合，在流入下层散热器。与顺流式相比，由于只有部分立管水量流入散热器， 在相同的散热量下，散热量的出水温度降低，散热器中热媒和室内空气的平均温差 t 减小，因而所需的散热器面积比顺流式系统大一些。 水平串联式。具有以下优点： （ 1）系统的总造价，一般要比垂直式系统低； （ 2）管路简单，无穿过各层楼板的立管，施工方便； （ 3）有可能利用最高层的辅助空间（如楼梯间、厕所等），架设膨胀水箱，不必在顶棚上专设安装膨胀水箱的房间。 负荷计算 1. 围护结构的基本耗热量 围护结构的基本耗热量按稳态传热计算，由手册查的： 公式 )(wn （ 2 式中 Q 维护结构基本耗热量 ,( W )； a 维护结构的传热系数， W/( )； - 4 - F 冬季室内设计温度，（ ）； K 温差修正系数；查手册 ； 采暖室外计算温度。 （ 1）会议室 ： 18 ，地下室： 10 ， 指挥中心 ： 18 ， 卫生间 ： 14 ，楼梯间： 14 ，办公室： 18 。 （ 2）根据我国现行的规范采用历年平均不保证 5天的日平均温度，长春市冬季室外采暧温度： 23。 （ 3）地带 K 值的确定 ： 由暖通空调 动力技术措施查得：地带 K 值的划分，直接铺设在土壤上、地面各构造层材料的导热系数 W/(m )的非保温地面，应平行于外墙、从外向内、每 2m 宽划分地带，并分别取传热系数为： 第一地带 :( ) 第二地带 : ( ) 第三地带 : ( ) 第四地带 : ( ) 2. 围护结构的附加耗热量 维护结构的实际耗热量会受到气象条件及建筑物情况等各种因素影响而有所增减 ,所以需要对其进行修正 ,这些修正量称为围护结构附加量 力附加、外门开启附加和高度附加等。 （ 1）朝向修正耗热量 ：根据实用供热空调设计手册第二版查得朝向修正率： 北、东北、西北，取 0 10%； 东、西，取 东南、西南，取 南，取 当建筑物受到遮挡时，还应根据遮挡情况选取朝向修正率。当窗墙面积比大于 1： 1时，为了与一般房间有同等的保证率，宜在窗的基本耗热量中附加 10%。 （ 2）风力附加耗热量 ： 本工程不考虑风力附加耗热量，风力附加在计算 围护结构基本耗热量时，外表面换热系数 m/一般情况下，不必考虑风力附加。 （ 2） 外门开启附加冷风侵入耗热量： 根据手册查得，为加热开启外门时侵入的冷空气，对于短时间开启，无热风幕的外门，外门的布置情况： - 5 - 一道门： 附加率： 65n% 两道门： 附加率： 80n% 三道门： 附加率： 60n%， 最多取修正后耗热量的 500%。 （ 2）高度附加耗热量 ： 根据手册查得，由于室内温度梯度的影响，往往使房间上部的传热量加大。因 此规定：当房间净高超过 4增加 1m，附加率为 2%，但最大附加率不超过 15%。应注意高度附加率应加在基本耗热量和其他附加耗热量（进行风力、朝向、外门修正之后的耗热量）的总和上。 3. 冷风渗透耗热量 考虑热压与风压联合作用，且室外风速随高度递增时的缝隙计算方法（暖通与空调设计规范规定之方法）： 公式 0 bQ l L m （ 2 式中 Q 维护结构基本耗热量 ,( W )； 0L 理论渗风量， mh)； l 房间某朝向上的可开启门窗缝隙的长度， m； m 渗风压差的综合修正系数； b 外窗、门缝隙的渗风指数，据实测得值，一般钢窗可取为 公式 2001()2 b （ 2 式中 1a 外门窗缝隙的渗风系数， mh由使用供热空调设计手册表 0v 冬季室外最多风向下的平均风速， m/s； w 室外采暖计算温度下的空气密度 ， kg/ m 的确定： 公式 1()br f C n C C（ 2 - 6 - 式中 热压系数。在纯热压作用下，作用在外窗、门缝两侧的热压差占渗入或渗出总热压差的百分份额，见 使用供热空调设计手册表 风压差系数。在纯风压作用下，建筑物迎背风两侧风压差的一半。当认为迎背风面的外 门、窗缝隙的阻力状况相同，且迎背风面的空气动力系数各为 ， 取为 n 在纯风压作用下渗风量的朝向修正系数，见 使用供热空调设计手册表 C 作用于外门、窗缝隙两侧的有效热压差与有效风压差之比，见下述； 外门、窗缝隙所在高度的高度修正系数，见下述。 高度修正系数 计算式： 公式 对大城市 ) （ 2 式中 h 计算门、窗的中心线标高， m。 有效热压差与有效风压差之比 C 的计算式： 2r z w n r f h o ( / 2 )C C h h C C C v 化简后， 公式 2 0 . 4n w z f 0 / 2 7 3 C t t h h C v t h （对大城市） （ 2 式中 纯热压作用下的建筑物中和界的 标高， m，可取建筑物总高度的一半带入； 建筑物内热压竖井内的空气计算温度， ，当走廊及楼梯间不供暖时， 温差修正系数取值，供暖时取为 16 或 18 ； 室外供暖计算温度； 同式 (2把以上诸式合并，讲f ， 代入，得到某朝向上的每米外窗，门缝隙的渗风量 L(m3/hm)的计算式。 有了 L 后，用下式算房间的渗风量 : 公式 V （ 2 式中 l 同式（ 2 - 7 - 以 301 房间为例进行房间的耗热量计算： 北外墙： 面积为 热系数 ，由建筑物功能查得室内计算温度8 ，室外计算温度 23 ，室内外温差 t=8-(41 。 查表取温差修正系数 a=1，由公式 (2基本耗热量： Q W 取朝向修正 %，风向修正 %，修正后耗热量： Q=(1+外窗： 面积为 热系数 ，由建筑物功能查得室内计算温度8 ，室外计算温度 23 ，室内外温差 t=8-(41 。 查表取温差修正系数 a=1，由公式 (2基本耗热量： Q=41=朝向修正 %，风向修正 %，修正后耗热量： Q=（ 1+= 冷风渗透耗热量计算：查渗风系数 季室外最多风向下的平均风速 .9 m/s，室外采暖计算温度下的空气密度 w=kg/式（ 2得理论渗风量： L0=)b=()热压作用下的建筑物中和界的标高 的中心线标高h=筑物内热压竖井内的空气计算温度 18 ，室外供暖计算温度23 ，冬季室外最多风向下的平均风速 .9 m/s，求得有效热压差与有效风压差之比： C=70( 73+=70 18-(273+18)=度修正系数： =得热压系数 压差系数 压朝向修正 n= 得 - 8 - 渗风压 差的综合修正系数： m=Cf(n1/b+C)( =（ lL0m b） =8=m3/h 北外窗冷风渗透耗热量为 : 1 0 0 03600V t 3600 = 西外墙： 面积为 热系数 ，由建筑物功能查得室内计算温度8 ，室外计算温度 23 ，室内外温差 t=8-(41 。 查表取温差修正系数 a=1，由公式 (2基本耗热量： Q=41= 取朝向修正 5%，风向修正 %，修 正后耗热量： Q=（ 1+=外窗： 面积为 热系数 ，由建筑物功能查得室内计算温度8 ，室外计算温度 23 ，室内外温差 t=8-(41 。 查表取温差修正系数 a=1，由公式 (2基本耗热量： Q=41=朝向修正 5%，风向修正 %，修正后耗热量： Q=（ 1+= 冷风渗透耗热量计算：查渗风系数 季室外最多风向下的平均风速 .9 m/s，室外采暖计算温度下的空气密度 w=kg/式（ 2得理论渗风量： L0=)b=()- 9 - 纯热压作用下的建筑物中和界的标高 h=筑物内热压竖井内的空气计算温度 18 ，室外供暖计算温度 23 ，冬季室外最多风向下的平均风速 .9 m/s，求得有效热压差与有效风压差之比： C=70( 73+=70 18-(273+18)=度修正系数： =得热压系数 压差系数 压朝向修正 n= 得渗风压差的综合修正系数： m=Cf(n1/b+C)( =（ lL0 =m3/h 西外窗冷风渗透耗热量为 : Q=V t C 1000/3600 =41 1000/3600 =上计算所述 301 房间耗热量为： Q= 以上为房间耗热量计算过程，其它房间的耗热量计算结果详见附录 1。 - 10 - 热器的计算 热器的选择 查手册并比较各类散热器： 选择铸铁散热器，它的优点是： 腐性好。 于落地或挂墙安装。 清除积灰，容易组成所需的面积。 柱型散热器有五种规格，经比较，选择四柱 813型散热器： 散热面积： 质量： 8 水容量： 工作压力： 热系数计算公式： K = W/ ） （ 3 热器的布置 据规范，散热器的布置应符合下列规定： 安装有困难时（如玻 璃幕墙、落地窗等），也可安装在内墙，不影响散热； 防冻裂； 虑楼梯间热流上升的特点，将散热器尽量布置在地层。 热器的面积计算 散热器计算是确定供暖房间所需散热器的面积和片数。 散热器散热面积 F： 公式 321)( （ 3 式中 Q 散热器散热量， W； 散热器内热媒平均温度， ； - 11 - 供暖室内计算温度， ； K 散热器传热系数， W/ ； 1 散热器组装片数修正系数； 2 散热器连接形式修正系数； 3 散热器安装形式修正系数。 热器内热媒平均温度 热器内热媒平均温度 供暖热媒（热水） 参数和供暖系统形式而定。 在热水供暖系统中， 散热器进出口水温的算术平均值。 公式 (3式中 散热器进水温度， ； 散热器出水温度， 。 热器传热系数 K 及其修正系数值 K 值表示当散热器内热媒平均温度 室内气温 差 1 时，每 1热器面积所散 出的热量 W。影响散热器传热系数的因素很多：散热器的制造情况（如采用的材料、几何尺寸、结构形式，表面喷涂等因素）和散热器的使用条件（如使用的热媒、温度、流量、室内空气温度及流速）。 传热系数 K 值： 公式 K=a（ t） b =a（ b W/ (3式中 K 在实验条件下，散热器的传热系数， W/ ； a、 b 由实验确定的系数； 1. 散热器组装片数修正系数 1 柱型散热器的修正系数查手册得 ： 表 1 散热器组装片数修正系数 1 值 组装片数 20 修正系数 ：因测试时是以 10 片为一组进行的，故大于、小于 10 片时需进行修正。 - 12 - 2. 散热器连接形式修正系数 2 所有散热器传热系数 K=f（ t）的关系式，都是在散热器支管与散热器同侧连接，上进下出的实验状况下整理得出。因此，在上进下出实验公式计算其传热系数 K 值时，应予以修正，在本次设计过程中，水平串联的 2 的值取 直单管的 2 的值取 3. 散热器连接 形式修正系数 3 安装在房间内的散热器，有种种方式，如敞开装置、加装遮挡罩板等，实验公式 K=f（ t），都是在散热器敞开装置情况下整理的。在本次设计中，取 3= 热器片数或长度确定 按下式计算所需散热器的总片数或总长度。 公式 n= F / f （ 3 式中 F 散热器散热面积， f 每片或每 1m 长的散热器散热面积， 或 m2/m。 计算的结果根据每组片数或长度乘以修正系数 1， 最后确定散热器面积。暖通规范规定，柱型散热器面积可比计算值小 数 n 只能取整数）。 对于垂直单管散热器的计算，以 三 至十层的 301 房间以上一个立管为例： 对于 1001 散热器： Q= ， 平均温差： 60+2= ，所以， t=。 传热系数： K=a W/ ） 散热器传热面积：0 62 4 5 F=片散热器面积： f=散热器片数： n=0（片） 当散热器片数为 11 20 片时， 1=以需 要 修正 1。 201（片） 因此实际片数为 21 片。 对于 901 散热器 ,Q=, ,所以 , t=。 F=K=W/ ），单片散热器面积： f=散热器片数：n=） ） 蹲位 小便槽（每米长） 自动冲洗水箱 化验盆（无塞） 净身器 饮水器 家用洗衣机 40 50 40 50 25 50 50 注：洗衣机排水软管，直径为 30排水洗衣机排水软管内径为 19 1、住宅、集体宿舍、旅馆、医院、疗养院、幼儿园、养老院、办公楼、商场、会展中心、中小学教学楼等建筑生活排水管道设计秒流量，应按下式计算： m a 1 2 q （ 4 表 2 根据建筑物用途而定的系数 值 建筑物名称 住宅、宾馆、医院、疗养院、 幼儿园、养老 院的卫生间 集体宿舍、旅馆和其他公共建筑的 公共盥洗室和厕所间 值 ：如计算所得流量值大于该管段上按卫生器具排水流量累加值时，应按卫生器具排水流量累加值计。 2、工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、职工食堂或营业餐厅的厨房、实验室、影剧院、体育场、候车（机、船）等建筑物的生活管道排水设计秒流量，应按下式计算： 00pq q N b （ 4 式中： L/s）； L/s）； 下表确定。 式中： L/s）； 0q L/s）； 0N b 本规范第 采用。冲洗水箱大便器的同时排水百分数应按照 12%计算。 市 政 与 环 境 工 程 系 65 - 注：当计算排水流量小于一个大便器排水流量时应按一个大便器排水流量计算。 3、建筑物内生活排水塑料管道的最小坡度和最小设计充满度按下表确定。 表 3 生活污水排水塑料管的标准坡度和最大设计充满度 管径（ 标准坡度 最小坡度 最大设计充满度 50 5 10 25 60 00 、生活排水立管设计秒流量按式 4算，管径依据最大排水能力，按下表确定。立管管径不得小于所连接的横支管管径。 表 4 通气管系统的塑料排水立管最大排水能力 排水立管管径（ 排水能力（ L/s） 仅设伸顶通气管 50 5 10 25 60 5 不通气的排水立管最大排水能力 立管工作高度（ m） 排水能力（ L/s） 立管管径（ 50 75 100 125 150 2 8 ： 1）排水立管工作高度，按最高排水横支管和立管连接处距排出管中心线间的距离计算。 2）如排水立管工作高度在表中是列出的两个高度值之间时，可用内插法求得排水立管的最大排水能力数值。 3）排水立管管径为 100塑料管外径为 110水管管径为 15060 5、排出管由立管的总设计秒流量查建筑给排水工程 表 5市 政 与 环 境 工 程 系 66 - 择排出管管径，再根据表 5定排出管的坡度。 6、下列场所设置排水横管时，管径的确定应符合下列要求： 1）公共食堂厨房内的污水采用管道排除时，其管径比计算管径大一级，但干管管径不得小于 100管管径不得小于 75 2）医院污物洗涤盆（池）和污水盆（池）的排水管管径，不得小于 75 3）小便槽或连接 3 个及 3 个以上的小便器，其污水支管管径，不宜小于75 4）浴池的泄水管管径宜采用 100 7、于火灾发生时地下停车场与 消防电梯下有水残留，不能及时地排除，故在消防电梯下和地下停车场下设置地漏将残留的污水排出。由于火灾是突发的，也是偶然的，大多时间排水管道处于闲置，但是管道会被侵蚀，埋设在地下不易检修，故此管径设置较大。消防电梯下的排水管采用管径 排水铸铁管，排水干管采用管径 排水铸铁管，排至集水坑，由潜污泵排至室外，排出管管径为 注：排水管路各个计算管段的详细计算见表 3 市 政 与 环 境 工 程 系 67 - 图 3排水水力计 算草图市 政 与 环 境 工 程 系 68 - 表 3排水管段水力计算表 管道编号 卫生洁具个数 排水当量 最大流量器具的流量 设计秒流量 管径 坡度 洗脸盆 大便器 小便器 拖布盆 Np N i N=1 L/s L/s 1 1 50 2 2 75 3 3 75 4 4 75 5 5 75 61 110 72 9 110 83 110 管 A 24 40 108 110 1 1 50 3 1 1 50 3 3 2 17 110 6 50 7 50 8 75 9 1 6 110 10 2 110 11 3 15 110 12 50 13 50 政 与 环 境 工 程 系 69 - 75 15 1 6 110 16 1 1 7 110 17 2 1 110 18 3 1 16 110 11 110 2 1 110 管 C 6 6 110 50 2 1 110 管 D 1 1 110 50 2 1 110 管 E 1 1 110 市 政 与 环 境 工 程 系 70 - 立管 A、立管 B、立管 D 各 用一个排出管，总设计秒流量 分别 为 s、 s，查建筑给排水工程 表 5择排出管管径 都 为根据表 5定排出管的坡度为 立管 C、立管 E 用一个排出管，总设计秒流量为 ，查建筑给排水工程 表 5择 排出管管径为 根据表 5定排出管的坡度为 为防止楼上冲水管道中产生正压时，楼上冲水从一楼返溢，一楼单独采用一套排水系统。总设计秒流量为 ，查表选择排出管管径为 市 政 与 环 境 工 程 系 71 - 附录 1 房间耗热量计算表 房间编号 围护结构 传热系数 室内计 室外计 计算 温差 基本 附加耗热量 围护结构 冷风渗透 房间总 算温度 算温度 温差 修正 耗热量 朝向 风力 1+度 修正后耗热量 耗热量 耗热 量 耗热量 名称朝向 面积 K tn a xf Q ( ) W % % % % W W W W 301 北外墙 8 1 1 0 0 100 0 北外窗 8 1 1 0 0 100 0 西外墙 8 1 1 95 0 西外窗 8 1 1 95 0 302 北外墙 8 1 1 0 0 100 0 北外窗 8 1 1 0 0 100 0 303 北外墙 0 3 1 0 0 100 0 北外窗 0 3 1 0 0 100 0 304 北外墙 4 7 1 0 0 100 0 北外窗 4 7 1 0 0 100 0 305 北外墙 8 1 1 0 0 100 0 北外窗 8 1 1 0 0 100 0 306 北外墙 4 7 1 0 0 100 0 北外窗 4 7 1 0 0 100 0 307 北外墙 8 1 1 0 0 100 0 北外窗 8 1 1 0 0 100 0 东外墙 8 1 1 95 0 东外窗 8 1 1 95 0 市 政 与 环 境 工 程 系 72 - 房间编号 围护结构 传热系数 室内计 室外计 计算 温差 基本 附加耗热量 围护结构 冷风渗透 房间总 算温度 算温度 温差 修正 耗热量 朝向 风力 1+度 修正后耗热量 耗热量 耗热量 耗热量 名称朝向 面积 K tn a xf Q ( ) W % % % % W W W W 308 南外墙 8 1 1 85 0 南外窗 8 1 1 85 0 西外墙 8 1 1 95 0 西外窗 8 1 1 95 0 309 南外墙 8 1 1 85 0 南外窗 8 1 1 85 0 310 南外墙 8 1 1 85 0 南外窗 8 1 1 85 0 311 南外墙 8 1 1 85 0 南外窗 8 1 1 85 0 312 南外墙 8 1 1 85 0 南外窗 8 1 1 85 0 313 南外墙 8 1 1 85 0 南外窗 8 1 1 85 0 东外墙 8 1 1 95 0 东外窗 8 1 1 95 0 314 北外墙 4 7 1 0 0 100 0 北外窗 4 7 1 0 0 100 0 315 北外墙 4 7 1 0 0 100 0 北外窗 4 7 1 0 0 100 0 市 政 与 环 境 工 程 系 73 - 房间编号 围护结构 传热系数 室内计 室外计 计算 温差 基本 附加耗热量 围护结构 冷风渗透 房间总