某医院门诊及住院楼供暖工程课程设计.docx

供热工程课程设计题目：南京某医院门诊及住院楼供暖工程专业：建筑环境与能源应用工程班级：建环1302班姓名：陈文博学号：u201315938指导教师：徐菱虹完成时间： 2016 年 06月目录1. 设计原始资料31.1土建资料31.2南京市的气象资料41.3热源资料52.维护结构最小传热阻校核52.1围护结构最小传热阻的计算方法52.2计算围护结构的传热阻62.3计算顶棚的传热阻73.供暖设计负荷计算83.1 维护结构的基本耗热量，可按下式计算：83.2维护结构的附加耗热量q1x93.3 其它层供暖热负荷计算114.供暖系统方案选择确定155.散热器的选择计算165.1 选择散热器时、应符合下列规定：165.2 散热器的布置165.3散热器面积计算176.水力计算196.1 水力计算基本要求196.2 计算原理与过程197.设备选择则计算227.1 设备选择概述227.2 阀门的设置227.3 管道的设置238.设计及施工说明23参考资料：241. 设计原始资料1.1土建资料（1）、建筑名称：南京六层的门诊及住院楼 （2）、所在地点：南京（3）、土建条件：见建筑图纸（包括建筑设计的平、立、剖面图，外围护结构，如门、窗等的材料构造及尺寸等）（4）、工程概况：该办公楼位于南京市，共六层，一层层高为4m，二层至五层为3.4m，顶层为4.5m。 （5）、地面和门窗的形式列表表示如下表1-1（地面、门窗形式列表）名称材料尺寸外窗单层玻璃钢窗，塑钢窗3.32.8m， 2.12.1m，1.22.1m门塑钢门3.72m地面不保温地面17.7m47.4查实用供热空调设计手册得：外墙：序号6，保温外墙，墙厚240mm，内粉刷加油漆，外水泥砂浆加抹灰，保温层为60mm水泥膨胀珍珠岩。表1.1 建筑物围护结构热工参数（1）表1.2 建筑物围护结构热工参数（2）1.2南京市的气象资料（1）、室内设计参数表1-2 冬季室内采暖设计温度和湿度温度20湿度60% （2）、设计用室外气象参数及其他参数表1-3 冬季气象参数采暖室外计算温度-1.6冬季室外计算相对湿度79冬季室外平均风速2.7m/s冬季室外最多风向的平均风速3.2m/s冬季室外大气压力102790pa冬季日照百分率35表1-4 其他参数平均拔海高度8.9m设计计算用采暖期日数79设计计算用采暖期初日12月11日设计计算用采暖期终日2月27日1.3热源资料热源来自于集中锅炉房的热水供热管网，供水温度tg=95, 回水温度th=70，室外供热管网沿建筑轴线作地沟敷设，地沟距轴线4m,管道中心线标高1.5m（以室内0.00m标高为准），引入口处外网水头线高度分别为hg = 40 mh2o，hh = 30 mh2o，hj = 26 mh2o。2.维护结构最小传热阻校核2.1围护结构最小传热阻的计算方法查供热工程第四版附录1-6得到医院外墙允许温差为6.0。围护结构的最小传热阻应按下式确定ro.min=tn-tw.ety式中 ro.min 围护结构的最小传热阻，/w； ty 供暖室内计算温度tn与围护结构内表面温度n的允许温差，；按附录1-6选用；外墙为6，屋顶为4.5。tw.e 冬季维护结构室外计算温度，。此公式是稳定传热公式。匀质多层材料组成的平壁围护结构的d值，可按下式计算d=i=1ndi=i=1nrisi 式中 ri 各层材料的传热阻， /w；si各层材料的蓄热系数，w/（）。 材料的蓄热系数s值，可由下式求出s=2cz w/（） 式中 c材料的比热，j/（kg）； 材料的密度，kg/m； 材料的导热系数，w/（）；z 温度波动周期，s（一般取24h=86400s计算）。 2.2计算围护结构的传热阻2.2.1 室内计算温度度室内计算温度度tn=202.2.2 供暖室外计算温度tw采暖室外计算温度，应采用历年平均不保证5天的日平均温度；查得南京市的tw=-1.6.2.2.3 计算传热阻建筑图中，外墙都是厚度为240mm的砖墙，外部和内部都有抹灰和涂料，其厚度为20mm。砖墙的导热系数=0.81 w/（），外表面涂料和内表面抹灰的导热系数都取=0.87 w/（.），保温层厚度60mm，导热系数为0.26 w/（.）.而内墙的换热系数n=8.7 w/（.），外墙热阻为0.115./w，外墙的换热系数n=23 w/（.），外墙热阻为0.04./w，由公式计算：ro=（1）+（）+（1w）=1/8.7+0.24/0.81+0.02*2/0.87+0.06/0.26+1/23=0.726./w2.2.4 计算热惰性指标dd=i=1nrisi=0.240.81210500.81180086400+20.010.87210500.87170086400=3.37；2.2.5该维护结构为类型，维护结构的冬季室外计算温度tw.e =0.3tw+0.7tpmin=0.3*（-1.6）+0.7（-13.1）=-9.652.2.6确定最小传热阻查附录得ty=6romin=tn-tw.ety rn=0.53996/wro romin，满足要求。2.3计算顶棚的传热阻 设计对象的顶棚维护结构属于iii型，围护结构冬季室外设计温度，应采用又 根据已知条件及查得数据，以供暖室内计算温度，（课本附录1-6），（附录1-2），（课本表1-1）代入，得顶棚实际传热阻为 ，满足要求。3.供暖设计负荷计算计算方法：整层计算，然后按面积比例分配到每个供热房间冬季供暖房间的热负荷，应根据建筑物耗散和获得的热量平衡确定。对于一般的民用建筑而言，供暖设计热负荷q可以简化为：q=q1j+q1x+q2+q3 q1j维护结构的基本耗热量q1x维护结构的附加耗热量q2 冷风渗透耗热量q3 冷风侵入耗热量3.1 维护结构的基本耗热量，可按下式计算：q1j =kf(tn-tw) w式中 k维护结构的传热系数 f围护结构的面积 tn冬季室内计算温度 tw供暖室外计算温度维护结构的温差修正系数其中每个部分的面积计算之后列成表格，各个部分维护结构的传热系数分别取k外墙=0.93 w/（）k窗=2.38 w/（）k门=3.26 w/（）k屋顶=0.93w/（）k内墙=1.34 w/（）3.2维护结构的附加耗热量q1x3.2.1 朝向修正耗热量暖通规范规定：宜按下列规定的数值，选用不同朝向的修正率北 010% 东，西 -5% 南 -15-30%北向取5%； 南向取-20%； 东，西向取-5%；3.2.2 风力附加耗热量暖通规范规定：在一般情况下，不必考虑风力附加。2.2.3 高度附加耗热量暖通规范规定：民用建筑和工业辅助建筑物 的高度附加率，当房间的高度大于4m时，没高出1m应附加2%，但总的附加率不应大于15%。其中第一层高出0.5m，应该增加1%。3.2.4 冷风渗透耗热量常用的冷风渗透耗热量的计算有缝隙法、换气次数法和百分数法。采用缝隙法，按缝隙法计算多层建筑的冷风渗透耗热量，计算公式为：v=lln m/h式中 l每米门，窗缝的渗透空气量，按当地冬季室外平均风速。l门，窗缝隙的计算长度，m；n 渗透空气量的朝向修正系数。v渗入室内的总空气量对不同类型的门、窗，在不同的风速下每米长缝隙深入的空气量l，可查数据。南京市的冬季室外平均风速为2.7m/s此条件下双层钢窗的每米冷风渗透量为2.18m/（mh），而每米 外门缝渗入的空气量，为同类型外窗的两倍。取4.36m/（mh）而其朝向修正系数n查附录得：城市北东南西南京0.70.70.40.35q3=0.278*vw* w* cp*（tn-tw） ww供暖室外计算温度下的空气密度cp冷空气的定压比热，cp=1kj/（kg）3.2.5 冷风侵入耗热量在冬季肉风压和热压的作用下，冷空气由开启的外门侵入室内。把这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量成为冷风侵入耗热量。可按下式计算：q3=0.278vw w cp（tn-tw）w式中 vw流入的冷空气量，m/h；vw根据经验总结，冷风侵入耗热量课采用外门基本耗热量乘以一个百分数的简便方法进行计算。即：q3=nq1jm w式中q1jm外门的基本耗热量，w； n考虑冷风侵入的外门附加率n值应当取有两道门的附加率n=0.8第一层耗热量计算结果入下：一层房间总面积为所以单位面积的热指标为把走廊面积分配到相邻的房间，则各个房间的供暖热负荷计算汇总如下表：房间面积热指标房间供热负荷1014831.051490.410240.9231.051270.56610340.9231.051270.56610440.9231.051270.56610540.9231.051270.56610651.8431.051609.63210740.9231.051270.56610840.9231.051270.56610940.9231.051270.56611040.9231.051270.56611140.9231.051270.56611234.5531.051072.777511345.231.051403.4611464.431.051999.6211543.131.051338.25511658.831.051825.7411758.831.051825.7411885.431.052651.6711985.431.052651.67总计943.7729304.05853.3 其它层供暖热负荷计算二至六层热负荷计算：二层到四层五、六层：二至六层各房间负荷分配计算二层房间负荷分配表房间分摊后面积热指标房间供热负荷20126.8391045.220226.8391045.220326.8391045.220426.8391045.220544.8391747.220626.8391045.220726.8391045.220885.3393326.720946.4391809.621010.839421.221116.239631.821234.3391337.721323.639920.4214163962421596.9393779.12162739105321727.4391068.621831.5391228.521920.639803.422017.839694.222115.839616.222218.539721.5三层房间负荷分配表房间分摊后面积热指标房间供热负荷30126.8391045.230226.8391045.230326.8391045.230426.8391045.230544.8391747.230626.8391045.230726.8391045.230885.3393326.73095639218431025.7391002.331125.7391002.331225.7391002.331325.139978.931426.2391021.831531.1391212.931620.339791.731717.639686.431815.539604.531918.239709.8四层房间负荷分配表房间分摊后面积热指标房间供热负荷40123.6392090.440223.6392090.440344.8391747.240423.6392090.440569.4396606.640652.8392059.240725.139978.940827.7391080.340927.4391068.641017.939698.141115.539604.541213.739534.341316.139627.941420.339791.741520.339791.741620.339791.741720.339791.741820.339791.741920.339791.742020.339791.742118.839733.242229.1391134.9五、六层房间负荷分配表房间分摊后面积热指标房间供热负荷50136.840147250236.840147250336.840147250436.840147250536.840147250636.840147250736.840147250836.840147250936.840147251036.840147251135.140140451230.240120851330.240120851430.240120851530.240120851630.240120851730.240120851830.240120851930.240120852030.240120852130.240120852241.940167660158.740234860230.840123260330.840123260453.640214460576.6403064606224088060716.1406444.供暖系统方案选择确定热媒与温度属于高级居住建筑，办公建筑和医疗卫生及托幼建筑等，热水温度宜采用95；系统形式属于三层以上建筑，宜采用机械循环上供下回垂直单管顺流同程式。满足热用户用热需求的户内水平采暖系统。考虑到美观一般采用下进下出的方式。并根据实际情况，水平管道可明装，沿踢脚板敷设；水平管道暗装，镶嵌在踢脚板内或暗敷在地面预留的沟槽内。向各个用户输送热媒的单元立管采暖系统，即用户的公共立管，可设于楼梯间或专用的采暖管井内。 水管采用同程式布置5.散热器的选择计算5.1 选择散热器时、应符合下列规定：a散热器的承受压力至少按制造厂给出的工作压力有20的安全值；b民用建筑宜采用外形美观、尺寸适中、易于清扫的散热器；c具有腐蚀性气体的生产厂房或相对湿度较大的房间,宜采用铸铁散热器；d热水供暖系统采用钢制散热器时，应采取必要的防腐措施；蒸汽系统不应采用钢制柱型、板型和扁管等散热器。综合上面几个因素，选择tz2-5-5(m132)型铸铁散热器其性能参数：5.2 散热器的布置散热器的应符合下列规定：a散热器宜安装在外墙窗台下，当安装有困难时(如玻璃幕墙、落地窗等)也可安装在内墙，不影响散热；b在双层外门的外室以及门斗中不应设置散热器，以防冻裂；c住宅楼梯间一般可不设置散热器；d散热器宜明装，但托儿所、幼儿园等建筑应暗装加防护罩；e铸铁散热器的组装片数：柱型类不超过25片；长翼型不超过7片。超过时，可采取两组散热器串联连接。我准备在每个房间外窗下的外墙内侧安置散热器，遇到玻璃幕墙就把散热布置在内墙靠近外窗的位置。5.3散热器面积计算供暖系统为单管上供下回式。设计供回水温度为：95/70，室内供暖管道明装，支管与散热器的连接方式为同侧连接，上进下回，计算散热器面积时不考虑管道向室内散热的影响已知： ， 查附录2-1，对m-132型散热器 散热器的散热面积应按照下式计算q-散热器的散热量（w）；k-在设计工况下散热器的传热系数（w/m2）；tp-散热器内热媒的平均温度（）；tn-室内采暖实际温度（）。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； t=tp-tn部分参数计算结果见下表：6.水力计算6.水力计算6.1 水力计算基本要求 供暖管道中的热媒流速，应根据热媒的资用压力，系统形式，对噪声要求等因素确定，其最大允许流速不应超过相应的规定值。 热水供暖系统的并联环路之间的压力损失允许差值：双管同程式15；单管同程式10；双管异程式25；单管异程式15。 建筑物内部系统各环路压力平衡后的总压力损失可增加10的附加值，以备克服未预计到的阻力。 热水供暖系统的循环压力，一般宜保持在1040kpa左右。当热网入口资用压力较高时，应装设调压装置。6.2 计算原理与过程（1）当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其管壁间的摩擦，就要能量损失，称为沿程损失；当流体流过管道的一些附件时，由于流动方向或速度的改变，产生局部旋涡和撞击，也要产生能量损失，称为局部损失。因此热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下式表示：p=py+pj=rl+pj pa式中 p计算管段的压力损失，pa；py计算管段的沿程损失，pa；pj计算管段的局部损失，pa；r每米管段的沿程损失，pa/m；l管段长度，m。（2）室内热水供暖系统的水流量g与热媒流速v的关系式为：v=4g/（36003.14d2）=g/（2826d2）公式入下：式中： q为管段热负荷，w 为系统设计供水温度 为系统设计回水温度注：各个管段的热负荷根据各个立管向房间的供暖情况算出，步骤不再赘述，结果可参考下面的表格。根据g和，查实用供热空调设计手册，将查出的各管段d，r，v值列于水力计算表中。确定沿程压力损失。将每一管段r与l相乘，列于表格中。确定局部阻力损失z确定局部阻力系数根据系统图中管路的实际情况，列出各管段局部阻力管件的名称，见下表。并计算各个管段的总阻力系数。注意：在统计局部阻力时，对于三通和四通管件的局部阻力系数，应列在流量较小的管段上。利用附录4-3，根据管段流速v，可查出动压头的值，列于表中。根据，将求出的值列于表中。求各管段的压力损失。求环路总压力损失各管段计算结果如下表：供水管水力计算表序号负荷(kw)流量(m3/h)管径管长(m)(m/s)r(pa/m)py(pa)动压(pa)pj(pa)py+pj(pa)1123052.44312.04dn6003.994.019197.075786.32837928.55323785.6624571.9882114236.24003.1dn6007.23.731169.9631223.73436833.15520499.46521723.1993105523.63697.79dn6007.23.447145.141045.0074.55830.59626237.68327282.69496325.73375.4752dn60011.63.146121.0591404.2834858.45414575.36315979.643580257.32812.4028dn5007.23.75213.4851537.0951.56903.61910355.42811892.5236703322464.596dn4507.24.049282.3492032.9121.58045.82612068.73914101.651762874.82203.2792dn45014.6783.619225.8843315.52636430.10319290.30922605.835851879.21817.9676dn4507.22.986154.1051109.5541.54377.7536566.6297676.183940356.41414.1808dn450212.32393.5621964.80332649.0467947.1399911.9421031125.91090.7244dn4507.21.79255.9402.481.51575.8272363.742766.221120014.1701.3412dn3507.21.83277.54558.2891.51646.7112470.0673028.3561210225.6358.32888dn30041.32750.822203.296864.735188.3775391.667小计497776.817443.26105.6715583.357944.373151348.599166931.897最不利立管水力计算序号负荷(kw)流量(m3/s)管径管长(m)(m/h)r(pa/m)py(pa)动压(pa)pj(pa)py+pj(pa)1122.34.285692dn5021.590.5479.9651726.441.5142.918214.3771940.8172108.23.791592dn407.20.798239.3491723.3153312.36937.0812660.396399.63.490214dn407.20.734203.5071465.2483264.679794.0382259.286491.53.206372dn4011.60.675172.3981999.8143223.38670.1392669.953575.22.635182dn327.20.729240.0571728.4133261.017783.052511.463663.32.21818dn327.20.614171.4551234.4793184.944554.8321789.311756.51.979892dn3214.6780.548137.4082016.874.5147.343663.0432679.913843.81.534853dn257.20.745361.7512604.6043272.163816.493421.094935.91.25802dn25240.61245.2745886.5673182.84548.5196435.0861022.70.79546dn207.20.623350.9712526.9933190.525571.5763098.5691117.10.599224dn207.20.469202.3471456.93108.117324.351781.25127.30.255809dn1540.365186.028744.1134.565.292293.8141037.927137.30.255809dn153.40.365186.028632.496365.292195.876828.372146.20.217263dn153.40.31135.995462.382347.097141.292603.674155.40.189229dn153.40.27104.475355.213335.727107.182462.395163.10.108631dn153.40.15536.726124.869311.77435.323160.192172.20.077093dn153.60.1119.48970.16235.9317.7987.95218123.44.324212dn5014.2780.54481.371161.8024.5145.5654.7511816.553小计89131.22273157.74627920.68578323.52336244.2037.设备选择则计算7.1 设备选择概述在用户引入口处应设置除污器，压力表，温度计等。当热网入口资用压力较高时，应装设调压装置。在供水干管的最高点应设自动排气阀。7.2 阀门的设置由于本建筑供暖系统采用上供下回单管顺流异程式，造成了不平衡率较大的结果，所以应在各个立管的上下两端设置阀门，以方便调节相应的水力失调，同时可以方便检修；对于环路阻力小于资用压力的情况，根据实际工况，用调节阀调节外网资用压力即可。多层建筑的供暖立管上应设置调节阀门或关闭阀门，但楼梯间的立管上不应装设阀门。垂直单管串联五层以上时，宜在散热器供水支管上设置三通调节阀。供暖系统中的阀门，宜按下列规定选择： 关闭用：高压