毕业设计（论文）-辽宁鞍山某地税局宾馆建筑节能供暖设计20【全套图纸】.doc

辽宁工程技术大学毕业设计（论文）前言全套图纸，加153893706中国是一个能源消耗大国，能源消耗总量排在世界第二。而中国人口众多，能源相对缺乏，人均能源占有量仅为世界平均水平的40%，建筑能耗已经占到社会总能耗的40%左右，而能源效率目前仅为33%，比发达国家落后20年，能耗强度大大高于发达国家及世界平均水平，约为美国的3倍，日本的7.2倍。如何提高能源利用效率，已经成为中国政府在中国未来经济发展中一个紧迫的问题。到目前为止，我国新建建筑的95以上都是大量浪费能源的建筑，为了缓解能源紧张的局面和国家的可持续发展，必须加快推进建筑节能。自从20世纪80年代以来，可持续发展观念的广泛酝酿和形成，誉为人类现代发展史上具有划时代的事件。经过短短10余年内涵的深化，被全世界各国所认同，并把可持续发展的思想和原则列入到发展计划之中，成为指导国家发展的重要指导方针和政策。可持续发展的理论，在于它能深刻揭示“自然-社会-经济”复杂系统的运行机制。在这个复杂系统中自然规律应被充分地认识，人文的规律也应被充分地认识，自然与人文相互交织并在更高层次上须遵循的规律应更充分地被认识，这是构建和谐社会的必备要素，也是每一个社会成员应有的责任和使命。文章以高层建筑为研究对象，根据高层供暖系统运行过程中水力工况的变化规律，结合建筑节能发展的趋势，提出适合本工程供暖系统整体结构方案，采用自动控制系统及相关阀门进行流量和压力调节，使整个供暖系统达到垂直方向和水平方向的水力平衡，降低整个系统的能源消耗和浪费，减少维护费用和管理费用并满足人们对室内环境热舒适要求。1 供暖系统方案选择本章以节能为出发点，并综合考虑各方面因素，从实际出发选择一个适合本工程的方案，满足人们对室内环境舒适度的要求及各方面利益要求。本工程供暖系统有4个特点：1）供暖形式：采用低温辐射地板供暖形式，与散热器供暖方式相比热稳定好，节能2030；2）控制系统：采用RH6000节能控制系统和变频技术相结合，对整个供暖系统进行智能控制，使整个系统达到动态平衡；3）定压方式：采用旁通定压系统，其定压效果好，与传统定压方式相比节能10%30%；4）高低区减压措施：采用高层建筑直接连接供暖技术，无论系统运行时，还是静止时，均保证了高、低区系统的彻底隔绝，这种减压方式安全、有效，运行平衡、可靠。1.1 建筑节能供暖系统的设计1.1.1 建筑节能的意义我国建筑不仅耗能高，而且能源利用效率很低，单位建筑能耗比同等气候条件下国家高出23倍。仅以建筑供暖为例，北京市在执行建筑节能设计标准前，一个供暖期的平均能耗为 30.1 瓦 /平方米，执行节能标准后，一个供暖期的平均能耗为20.6 瓦/平方米，而相同气候条件的瑞典、丹麦、芬兰等国家一个供暖期的平均能耗仅为11 瓦/平方米。因建筑能耗高，仅北方供暖地区每年就多耗标准煤 1800 万吨，直接经济损失达 70 亿元。我国现阶段大力推进建筑节能处在关键时机。2001年，世界银行在中国促进建筑节能的契机的报告中提出，从 20002015 年是中国民用建筑发展鼎盛期的中后期，预测到 2015年民用建筑保有量的一半是2000年以后新建的。据建设部科技司的分析，到 2020年底，全国新增的 300 亿平方米房屋建筑面积中，城市新增130 亿平方米。如果这些建筑全部在现有基础上实现50 的节能，则每年大约可节省 1.6 亿吨标准煤。在 400多亿平方米的既有建筑中，城市建筑总面积约为 138 亿平方米左右，普遍存在着围护结构保温隔热性和气密性差供热空调系统效率低下等问题，节能潜力巨大。以占我国城市建筑总面积约 60 的住宅建筑为例，供暖地区城镇住宅面积约有 40亿平方米，2000 年的供暖季平均能耗约为 25公斤标煤 /平方米，如果在现有基础上实现 50 的节能，则每年大约可节省 0.5亿吨标煤。公共建筑节能潜力也很大。目前全国公共建筑面积大约为 45 亿平方米左右， 其中采用中央空调的大型商厦、办公楼、宾馆为5 亿到 6亿平方米。如果按节能 50 的标准进行改造，总的节能潜力约为 1.35亿吨标准煤。如果国家从现在起就下决心抓紧建筑节能工作，对新建建筑全面执行建筑节能设计标准，并对既有建筑有步骤地推行节能改造，则到 2020 年，我国建筑能耗可减少 3.5 亿吨标准煤，空调高峰负荷可减少约 8000万千瓦 （约相当于 4.5 个三峡电站的满负荷出力，减少电力投资 6000 亿元）。如果要求 2020年建筑能耗达到发达国家 20 世纪末的水平，则节能效果将更为巨大。同时还可以减少大量的二氧化碳、粉尘等污染排放，其经济效益、环境效益、社会效益都十分显著。由此可见，建筑节能的意义十分重大。1.1.2 建筑节能供暖系统设计方法的现状有关研究表明：全球的能源消耗中，45%用于满足建筑物的取暖、制冷和采光等要求，5%用于建筑物的建造过程。建筑设计方案是否满足节能设计要求在很大程度上决定了其整个寿命周期内是否达到建筑节能的目的，通过设计降低建筑的能耗，可减少全球的能耗，有利于保持整个生态系统的稳定。节能建筑的设计与评价密不可分，节能评价是实现建筑节能设计的必要手段，节能建筑的设计要求建筑设计人员在设计阶段对所设计的建筑进行建筑能耗分析，以评价建筑方案是否节能。目前常用的建筑节能供暖系统设计方法有两种：按规定性指标设计和按性能性指标设计。按规定性指标设计是指建筑物体形特征和围护结构热工性能等均按有关建筑节能标准进行设计。性能性指标由建筑热环境质量指标和能耗指标两部分组成，按性能性指标设计是指在同时满足建筑热环境质量指标和能耗指标的前提下，设计人员可自行确定建筑物体形特征和围护结构热工性能等的具体技术参数。按规定性指标设计使设计人员摆脱了复杂的计算分析，在保证工程设计的合理性和成功方面有重大作用，但由于确定规定性指标主要考虑普遍情况，而每一个工程都有其不同于普遍情况的特殊性，因此规定性指标对适用范围内的一个具体工程往往不是最佳的，即按规定性指标很难进行优化设计，同时按规定性指标设计容易阻碍新技术的应用和压抑设计人员的创造性。按性能性指标设计需要对所设计建筑进行能耗分析，进而评价所设计的建筑是否节能，建筑能耗计算方法和节能评价方法的选择成为这种设计方法的重要内容。国内对建筑节能评价的研究相对缺乏，目前建筑节能评价通常采用比较建筑能耗计算值和相关节能标准指标值的方法，建筑能耗计算值则通过相应的能耗分析软件获得，若评价结果表明所设计的建筑并不节能，则需要设计人员凭借个人的设计经验对设计方案进行反复修改。可见，按性能性指标进行建筑节能设计存在过于依赖能耗分析软件和过于依赖设计人员的设计经验的缺点。1.1.3 建筑节能供暖并行设计方法在建筑节能供暖并行设计中，设计对象是指节能设计的对象，即供暖系统；设计主体为设计人员和计算机软、硬件系统；设计对象本身所包含的设计信息即为产生信息；信息提取过程是指设计主体从设计对象提取试探性设计所需信息的过程；信息处理过程是设计主体根据试探性设计信息进行节能评价的过程；设计主体根据设计目标和信息处理结果产生决策信息，这一过程即为信息再生过程；设计主体根据决策信息进行确定性设计的过程就是信息的施用过程；作用于设计对象的确定性设计信息即为受用信息。信息提取、信息处理、信息再生、信息施用由设计主体完成。并行设计属于设计理论和方法学的范畴，其本身也是设计理论和方法学的研究对象。并行设计强调供暖系统设计各环节之间实现最大程度的交叉、并行及协调，其实质就是把传统的“设计评价再设计”的大循环转变为多次的“设计评价再设计”小循环，以便尽可能早地发现设计中存在的问题。工程设计本质上是顺序性、交互性的，所谓“并行”并不是指同时进行，而是指逐步、交替地实现设计、工艺、管理等活动，在设计阶段的每一步骤都最大可能地考虑到有关后续环节的约束，由此，并行设计所说的“并行化”应当理解为通过对系统设计对象和设计进程的精心分解，达到有效的协同实施开发周期中诸多子活动、子任务的目的。设计过程从总体上来说是顺序性的，但设计过程可分成多个阶段，各阶段包括若干子任务，每个子任务分别工作于设计对象的不同方面。设计过程中不一定要等所有子任务完成后才开始后续设计活动，如果有与之相适应的描述设计对象的方式，使得提前进行的下游环节子任务仍然有他们所需的完整信息，那就完全有可能把子任务按其处理对象重新组成一些彼此相对独立的工作循环，并使这些工作循环在一定程度上并行进行。1.2 供暖方式选择低温辐射供暖作为冬季的一种供暖形式，国外早在20世纪30年代已被应用在住宅中。近2030年来，低温辐射供暖以其卫生条件高、舒适性好、温度梯度均匀、可利用热源多等优点被越来越多地应用在住宅、宾馆、商场等建筑以及室外路面等工程中。低温辐射供暖是指辐射表面温度低于80的辐射供暖形式。低温辐射供暖按其构造分为埋管式、风道式和组合式；按其布置位置分为地面式、墙面式、顶面式和楼面式。各类辐射供暖中，埋管式地面辐射供暖（又叫低温地板辐射供暖）以其温度梯度小、室内温度均匀、脚感温度高、易于敷设和施工等特点被广泛采用。在本工程中采用低温辐射地板供暖方式。1.2.1 低温地板辐射供暖与其它供暖方式比较低温地板辐射供暖的加热管埋置于地面下，因而它具有其它供暖方式所没有的特点：1）低温地板辐射供暖的散热面是被埋置于构造层中的加热管加热的表面，它和建筑构造相结合，主要房间的地面上无任何管道设备，不占用房间和地面的有效面积。因此，此采用这种供暖方式，不仅相对的增加了建筑面积，而且不破坏室内环境，同时也避免了因包装暖气设备所带来的能源和资金的浪费。2）通过研究、测试和计算，室温每降低1能源费可以节省10%左右，低温地板辐射供暖主要靠辐射供暖，辐射热损失小，舒适度高，16的地暖室温相当于18-20的散热器供暖所能达到的舒适度，地暖的室温可比散热器的降低2-4，地暖可以节能20-30%。3）便于进行调节和控制只要在分配器处分别为各环路设置调节或控制装置，就可以方便地分别对不同朝向房间的供热量进行调节和控制，满足各房间所要求的不同工况。4）便于进行单户的热计量目前我国供暖收费基本上是采用按面积计费的方法。这种计费方法存在很多弊病，不论室内温度状况如何一律平等收费，因此不利于人们自觉地节能。最合理的计费方法应该是按照各用户实际用热量来核算。要达到此目的的前提就必须使用户能够对供暖系统进行调节、控制和热计量。对这一点，采用散热器供暖时，必须改变常规的供暖系统形式；而采用辐射供暖时只要在用户分配器前加一个热计量装置即可实现。1.2.2 低温地板辐射供暖室内温度工况采用低温地板辐射供暖时，根据卫生要求，人长期停留的房间，地板表面温度不高于30，地面上温度迅速降低达到设计温度（一般为1820），地面50cm以上垂直方向的温度基本不变。采用低温地板辐射供暖时，其室内水平的温度基本相同。因此，采用低温地板辐射供暖时，使人们有“足热头寒”的舒适感。采用以对流为主的散热器供暖时，由于这种供暖是以对流散热为主，靠近散热器的空气被加热后密度变小，热空气上升，形成空气对流，因此室内垂直面的温度变化很大。从室内水平面的温度分布来看，温度分布也十分不均，散热器附近的空气温度较高。1.2.3 从生理卫生和舒适度角度出发论述低温地板辐射供暖1）避免或减少由于寒冷而产生的各种疾病由于低温地板辐射供暖是由被加热的地表面进行辐射放热，所以人们的脚底可以长时间的受到远红外线的加热。大量调查的结果表明，“寒不袭足、百病不侵”是有道理的，采用低温地板辐射供暖后，由于寒冷而产生的各种疾病大大减轻。2）室温潮湿、皮肤柔软室内空气温暖柔和、湿度适宜、无不舒适的吹风感觉，因此皮肤变得细嫩柔软。从一些调查表明，在散热器和低温地板辐射供暖两种不同供暖方式情况下，皮肤中所含水份在开始时间均相同，同为86g。随着时间的增加、生活在采用对流散热为主的供暖环境中含水份逐步降低，2.0小时时，降低倒53g；而生活在采用低温地板辐射供暖环境中，其含水份不变。3）提高学习的集中力、增强记忆力，是儿童、青年和老人居住的理想环境采用以对流散热为主的散热供暖时，地面附近的温度低，而正处于学习状态时的头部温度却很高。头部温度高时不仅会导致困倦感，同时降低思维能力，而且脚部温度低也不利于集中精力思考问题。低温地板辐射供暖从地板到屋顶温度基本不变，脚底下十分暖和，因此，它为人们创造适合学习的舒适环境。具有低温地板辐射供暖的居室，它不仅能创造一个符合儿童和青年要求的环境，使老年人生活上会感到方便、安全和温暖，同时还可以减少由于寒冷而导致的腰疼、风湿疼等疾病的困扰，因此地板辐射供暖是老年人居住环境中供暖方式的一种最佳选择。综上所述，低温地板辐射供暖不仅节约能源，易于实现热计量，维护管理方便等独特优点，同时它更为人们、特别是对老年人，妇女和儿童创造一个有利于健康、工作和学习的舒适性好的生活环境。为此本工程采用低温地板辐射供暖方式。1.3 控制系统1.3.1 供暖系统的自动控制供暖系统的自动控制，包括参数的检测、显示、记录、工况自动转换、自动调节、自动联锁、自动报警、自动保护、中央监控和管理等，设计时应根据建筑规模、使用性质、操作管理水平等具体情况，经技术经济比较后确定具体内容。供暖系统的自动控制优点：1）自动控制保证室内温湿度基数不超过允许的波动范围；2）采用自动控制系统，可防止发生事故，保证系统和设备安全、可靠运行；3）采用自动控制后，能有效地节省能源消耗。 供暖系统自动控制应注意的问题：1）在满足控制功能和要求指标的前提下，自动控制系统应做到简单可靠、维护方便，控制环节应尽量减少；2）测量室内温湿度的敏感元件和检测元件，应设置在不受局部热、湿源影响，具有代表性和空气流通较好的地点。当室内局部区域温湿度要求特别严格时，则应将敏感元件和检测元件设置在该区域内；3）设置在水管上的敏感元件和检测元件，应使测量部分处于流体流动比较稳定的管段截面的中心部位；4）各项参数的设定的检测要求和自动保护、自动联锁，自动报警以及显示、记录等具体要求符合实际工程。结合本工程实际情况及RH6000节能控制系统技术成熟程度，本工程选择RH6000节能控制系统。1.3.2 RH6000节能控制系统为了适应当代供暖技术的发展趋势，本工程将采用RH6000节能控制系统，该节能控制系统分为三个大的逻辑结构：末端设备（device）、网络通道（connection），以及管理和控制（management）。在这三个大的逻辑结构当中，管理和控制以预先设定的相应软件，分析末端设备采集到的相关信息和数据，实现各种管理、控制和保护功能，并做出各种控制指令给末端。网络通信是联接管理和控制系统与末端的通路，也可以实现末端之间数据传输。控制系统遵照前述分区，在各功能区段分别选择一个标准房间设置温度传感器，以获取热负荷变化的标志信号；同时在热网供回水管路之间，各并联供水管路之间，各并联回水管路之间都设置压力平衡阀和三通流量阀；再次在各散热设备前供水管入口设置温控阀并对标准房间的温控阀动作进行数据采样；最后，在室外设温度传感器，获取的信号作为预警指示。控制系统主要实现三方面的调节：1）消除失调，保证平衡运行供暖系统很容易出现水力失调带来的便是热力失调，包括垂直失调和水平失调；对于高层建筑而言，这一问题显得尤为突出。为此必须解决垂直方向各楼层循环作用压力不均衡问题和水平方向各远近立管之间压力不均衡问题。控制系统正是在垂直方向在每一根垂直方向上在每一根供水管上的进户支管之间设压力平衡阀来消除垂直失调问题；在水平方向各供水立管之间设压力平衡阀来消除水平失调问题。各平衡阀均由控制系统随时监控。并且控制节能理念根据热网复杂的工况，通过实施热源控制的自辨识、自应策略和供热量均匀分配策略，从根本上消除引起失调的主要因素，使得失调现象有效地得到解决；2）以需求为导向，按需供热控制节能理念通过实时监控一次流量参数，按室外温度的变化自动调整供水温度设定值，实现自主调节、按需供热，限制了热源多余供热能力的输出，解决了热源与热网的矛盾。此外，均匀的分布策略，也为热力站解决了不同区域由于温差问题而引起不同需求问题，保持了室温的稳定。3）以数据说话，提高能源利用率控制节能理念并不是单纯对能耗的控制，而且还在于提供一个高效的管理平台，通过控制节能的手段，提供更为精确的数据，科学的分析，以便更好地分配资源，提高管理水平。这又会反过来更好地加强对能耗的控制，平衡管理运行，实现按需供热，以此反复构成良性的循环过程。1.3.3 变频技术变频供水自动控制装置以变频方式工作时，水泵电机以软启动方式启动后开始运转，由远传压力表检测供水管网实际压力，管网实际压力与设定压力经过比较后输出偏差信号，由偏差信号控制调整变频器输出的电源频率，改变水泵转速，使管网压力不断向设定压力趋近，这个闭环控制系统通过不断检测、不断调整的反复过程实现管网压力恒定，从而使水泵根据需水量自动调节供水，达到节能节水的目的。PLC的主要控制作用：1）控制多台水泵（包括备用泵）循环软启动，周期性地以变频方式工作；2）控制备用泵的自动启动。当第一台水泵电机以变频方式运行，并达到额定功率（即变频器输出电源频率达到50HZ），而供水管网压力未达到设定压力时，第二台水泵电机会自动启动，并以工频方式运行，这时若管网压力仍不能达到设定压力时，第三台水泵电机会自动启动，第一台水泵仍以变频方式运行，达到保持管网恒压的目的，投入运行的水泵数量由装置根据管网压力自动控制。水位显示控制器设有上、中、下3个水位控制限，当池水位从上限降到中限位置时，控制器输出补水泵启动信号，使补水泵向池内补水，补至上限时，控制器输出补水泵停机信号，停止补水；当池水位降到下限时，控制器输出取水泵停机信号，使取水泵停止取水，待水位上升到中限后，控制器使取水泵自动启动，恢复取水。控制功能：变频供水自动控制装置具有以下控制功能：1）设有手动/自动切换电路，当切换至自动位置时，系统可根据出口压力变化，自动调节变频泵的转速和自动启动、停止备用泵，以维持出口压力恒定，当变频控制电路出现故障时，可切换至手动位置，使水泵直接在工频下运行，保证正常供水；2）能够在1d内设置19个供水时间段，一周内各天的供水时间可以不同；3）用PLC控制水泵（包括备用泵）全循环软启动，周期性地自动交换使用，以期水泵寿命基本一致；4）地下蓄水池缺水后取水泵自动停机保护，补水泵自动开机补水，蓄满水后补水泵自动停机，蓄水池水位以数字显示；5）故障显示及报警，具有缺相、短路、过热、过载、过压、欠压、漏电、瞬时断电保护等电气保护功能。1.4 定压方式1.4.1 定压方式比较设置系统定压装置的目的在于供暖系统能在稳压状态下运行，保证系统内不倒空、不汽化。目前供热系统定压方式主要有膨胀水箱定压，即静水柱定压，补水泵定压，补水泵变频调速定压，气体定压罐定压等。以下对几种定压方式进行分析： 1）膨胀水箱定压因其必须设在整个系统的最高点距离换热站较远，管理不方便，使高位水箱的应用受到了限制。 2）补水泵定压补水泵连续补水定压的供热系统，其定压装置是由补水箱、补水泵及调节器组成，在系统正常运行时，通过压力调节器作用，使补水泵连续补给的水量与系统泄漏量相适应，从而维持系统动水压曲线的位置，但这种定压方式，一般需连续运行，耗电大。而采用补水泵配稳压罐的方式定压，又使设备变得复杂，且增大了换热站的占地面积。 3）稳压罐定压经调查分析，国内生产的稳压罐主要有以下几个问题：设计方法仍沿用冷水罐的设计方法，大多数的定压罐是冷水罐的变形。罐与系统的连接只是简单地照搬高位水箱的连接方法，罐及泵系统缺少必要的安全措施。罐及附属设备的性能检验手段及检测方法不完善，罐体气密性差，一次性充气的罐体根本保证不了一个供暖期静压线不降低。 4）补水泵变频调速定压综合上述几种定压方式的不合理处，结合本工程的实际情况，采用补水泵变频调速定压，其基本原理是根据供热系统的压力变化，改变电源频率，平滑无级地调整补水泵转速，并与在旁通管上增设电磁阀，进而及时调节补水量，实现系统恒压点压力的恒定。该定压方式的关键设备是变频器，其工作原理是把50HZ的交流电转为直流电，再经过变频器把直流电变换为另一种频率的交流电。由于电流频率的改变，从而达到补水泵调速的目的。频率与转速的关系为 ： (1-1)式中 n一异步电动机即水泵转速； f 一电源频率，Hz；Sn一电机额定转数，即电机定子旋转磁场转速之差，一般为5%左右；P 一电机的极对数。 由上式可看出，当P、Sn一定时，电机即水泵转速与输入电流的频率成正比。频率愈高，转速愈快，频率愈低，转速愈慢。由水泵特性可知，水泵流量与频率也成正比，调节频率即调节转速，则可直接调节补水泵。一般变频器的频率，调节范围为0.5400Hz之间，因此转速的变化为1411倍200r/min之间。 1.4.2 定压方式技术经济比较表1-1 定压方式技术经济比较表Table 1 -1 constant pressure mode technical and economic comparison tables名称压力占地面积操作维修投资节电回收年限年调频补水定压稳定小简单小较高10-301-2调频给水定压稳定小简单小较高10-302-3膨胀水箱定压稳定大简单大中无无气压罐定压波动大大复杂中大无无蒸汽定压稳定大复杂中大无无1.4.3 调频补水定压原理根据补水泵变频调速变压的调节规律，在旁通管增加电磁阀。此时压力给定，由压力传感测出循环泵旁通管上的被调压力值，将其压力信号反馈与给定压力比较，若不等则由调节器计算出变频器的输入电流，变频根据输入电源，自动将频率调至其相应值。变频器将频率输出信号传给补水泵进而改变补水泵转速。调节补水量使恒压点压力维持在给定值，当系统压力值低于下限时，补水泵启动进行补水，当压力值超过上限值，电磁阀自动启动泄至补水箱。 综上所述，补水泵变频调速定压的节能效果是明显的，与补水泵连续运行定压相比较，节省补水泵系统上调节阀的节流损耗。对于间歇运行的补水泵定压，因补水泵启动频繁，不但影响补水泵寿命，而且多耗费了电能。水泵在启动时，由于电机的定子、转子的转差大，通常电机的启动电流约为额定电流的67倍，进而其启动功率约比额定功率大30%左右。由于变频器可以使补水泵在额定电流下启动，且启动频率不频繁，因此变频调速定压比起间歇运行定压来，省电效果也是明显的。与气体定压罐比较，特别是供热规模较大，定压罐容积较大时，补水泵变频调速定压方式即使在经济上也是占优势的。1.5 高层建筑直连供暖技术借鉴膜流运动理论，采用类似于流体非满管的减压方式。就是设计一个“断流器”，利用散热后的热媒高压流体余压，造成水流高速旋转，人为促进膜流生成，从而达到减压目的。为了消除气体进入系统，根据能量方程式，利用下落的高位流体势能，再设计一个“阻旋器”，用于阻止水流旋转并分离空气，使无压流的膜流状液体再有组织的“复原”到有压流状态。这样，通过有压流无压流有压流，这样一个逆变过程，就使得高压流体平衡地“过渡”到了低压流体。据此原理，便可实现高区与低区直连供暖了。原有低区供暖热网定压大小不变，运行参数不变、运行方式等全维持不变的情况下，仅在高区加压泵间增设一个微型增压泵，将低区网的供水加压，送至高区的散热设备放热后，高压回水则进入断流器，促进其膜流形成，进行断流减压。然后，再进入阻旋器进行阻旋“复原”并分离空气。此时，高区回水就可以安全地返回低区回水管网中去了。系统运行时，高区管网与低区网直接连接的回水管上有断流器和阻旋器“减压”，以保证运行时高区管网与低区网隔绝；运行停止时，由于原低区网定压大小不变，系统水位一直维持在低区网水静压线上。所以，在系统停止运行的同时，回水管上的断流器至阻旋器（低区静压线以上）这段管道内的水流必然随之断开。而高、低区直连的供水管，在静止状态时，供水管上有加压泵前的止回阀，以保证供水管的水不能经泵倒流回低区（隔绝）。图1-1 减压方式Fig.1-1 Reduce pressure style1 断流器；2阻旋器；3连通管；4低区回水管这样，无论系统运行时，还是静止时，均保证了高、低区系统的彻底隔绝。多次试验和大量实际工程运行证明，上述减压方式安全、有效，运行平衡、可靠。加之配备微机变频调控加压泵，视网上压力变化情形自动调节流量、压力，并辅之于压力监视、超压告警、水泵自启动、自关断、缓关闭等功能，这样，一个完备的高、低区直连供暖系统就形成了。2 供暖系统设计计算2.1 原始资料2.1.1 工程概况本工程为辽宁鞍山某地税局宾馆建筑节能供暖设计，本工程建筑层数为地上十九层，地下一层。一至十九层是宾馆（其中十一层是设备层），地下一层是设备用房，建筑面积是25500m2，建筑高度为68.1m，属高层建筑。2.1.2 市政给水、热媒资料：1）给水水源该建筑以城市给水管网为水源，建筑物北侧有一条的市政管网，管顶埋深为 0.5 m。城市可靠供水压力为 0.4 kpa。2）地热热源：在本建筑北侧有一条DN 50 mm的地热热水管道，压力为 500 kpa， 埋深为 1.2 m。3）气象及工程地质资料最大冻土深度为 1.18 m，最大积雪厚度为 0.3 m。平均年降水量为530mm，小时最大降雨量为 40 mm。冬季室内设计温度为 20 。4）电源情况城市可提供一路独立电源、备用电源采用柴油发电机组。2.2 热负荷计算2.2.1 热负荷确定方法低温地板辐射供暖设计热负荷的确定按照中华人民共和国行业标准民用建筑节能设计标准（供暖居住建筑部分）JGJ26-1995的规定，并参照各地区指定的实施细则来确定。但是，由于低温地板辐射供暖的机理和特点与传统的供暖方式不同，因此其设计热负荷的计算具有下列特点。室内供暖设计热负荷比同样建筑采用传统的供暖方式时的热负荷小，计算时可采用下面两种方法：1）降低室内计算温度法 将室内计算温度较规定值降低23，然后按传统的方法计算热负荷；2）修正系数法 按传统的方法和规定的室内计算温度计算热负荷，然后将计算的结果乘以（0.900.95）的修正系数作为辐射供暖的热负荷。在本设计中采用修正系数法计算低温地板辐射供暖热负荷，取修正系数为0.9。2.2.2 风压与热压的影响由于本工程属于高层公共建筑，因此必须考虑风压与热压对负荷的影响。1）风压的影响 建筑物周围的风压分布与建筑的几何形状和室外的风向有关，建筑物外围护结构上某一点的风压值： (2-1)式中：空气动力系数；室外空气速度，m/s；室外空气密度，Kg/m；同一建筑的外围护结构上，有两个或两个以上的窗户，空气动力系数大的窗户将会进风，空气动力系数小的窗户将会排风，这种影响对于高层建筑更加明显。2）热压的影响 建筑物的进风窗户和排风窗户两侧压差的绝对值之和与两窗户的高度差和室内外的空气密度差有关，而即为热压。对于高层建筑，在热压作用下室外冷空气从下部门窗进入，被室内热源加热后由内门窗缝隙渗入走廊或楼梯间，在走廊和楼梯间形成了上升气流，最后从上部房间的门窗渗出室外。结合本工程的实际，为了减少风压和热压带来的影响，保证供热的质量与安全,在首层的银行和大厅外门入口设置大门空气幕，在舞台和观众席交界设置热风幕。2.2.3 热负荷计算1）计算围护结构的传热面积，根据附录A中的第4栏的数值进行计算，计算结果记入附录A中第5栏。围护结构的传热面积尺寸的丈量见平面图。2）确定围护结构的传热系数，并记入附录A中的第6栏。3）根据设计任务书，确定房间的室内外计算温度以及计算温差（），并记入附录A中的第7、8、9栏里。4）确定温差修正系数，并记入附录A中的第10栏。5）计算围护结构的基本耗热量，根据附录A中的第5、6、9、10栏的数据按公式（2-2）计算。 (2-2)式中：通过供暖房间某一面围护物的温差传热量，W；该围护物的传热系数，W/m.； 该围护物的散热面积，m；室内空气计算温度,；室外供暖计算温度，；温差修正系数。对于地下室，由于围护结构是贴土的非保温地面，其基本耗热量按公式（2-3）计算。 （2-3）式中：房间非保温贴土地面的平均传热系数，W/m.；房间地面面积，m。6）确定朝向修正率、风力附加率和房高修正率，根据附录A中的第12、13、15栏中的数据计算其附加耗热量，计算结果记入附录A中的第12、13、15栏的分线下面。对于大连市，朝北的修正率取8%，朝东、西的修正率取-5%，朝南的修正率取-15%。鞍山市冬季平均风速为4m/s，当风速大于3m/s时考虑风力附加率，取5%。考虑附加耗热量后耗热量按公式（2-4）计算，并将计算结果记入附录A中的第16栏中。 （2-4）式中：朝向修正系数；风力修正系数； 房高附加修正系数。7）计算各房间的冷风渗透耗热量，计算结果记入附录A中的第18栏。关于冷风渗透耗热量，采用公式法，按公式（2-5）计算。 （2-5）式中：干空气的定压质量比热容，=0.0056KJ/Kg.；室外空气的密度，Kg/m ；渗透空气的体积流量，m/h；，室内外供暖计算温度，。1按公式（2-6）的确定： （2-6）式中：房间某朝向的门窗缝隙长度，m；每m门窗缝隙的基准渗风量，m/h；门窗缝隙的渗风量综合修正系数。2按公式（2-7）的确定： （2-7）式中：；与门窗构造有关的特性常数和指数；气象台站观测的风速，m/s；风压系数，取迎风面时之值， =0.7。3对于迎着最不利风向的缝隙，按公式（2-8）的确定： （2-8）式中：作用于门窗缝隙两侧的有效热压差与有效风压差之比；计算门窗的中心线标高。其中按公式（2-9）确定 （2-9）式中：热压系数，对宾馆=0.8；热压单独作用下，建筑物中和界的标高，m。对于非迎着最不利风向的缝隙，按公式（2-10）的确定： （2-10）式中：风量比，。8）计算外门开启冲入冷风耗热量，计算结果记入附录A中的第19栏。冷风侵入耗热量按公式（2-11）计算。 （2-11）式中： 流入的冷空气量，m/h。9）计算房间的供暖热负荷，即将房间各围护结构的耗热量、房间的冷风渗透耗热量和冷风侵入耗热量相加，计算结果记入附录A的第20栏中。经过计算总的热负荷为507263与估算值1530000相比小两倍，说明估算值与工程实际有出入，没有考虑到工程本身的特殊性，为此本工程设计以实际热负荷值为准。表2-1 冷风渗透耗热量Tablet.2-1 Cold wind seepage heat consumption楼房序号窗户朝向朝向修正系数n压差比高度修正系数风量综合修正系数缝隙长度l/m冷风渗透耗热量/A1S0.22.951.0032.0319.51384A2W0.22.951.0032.0316.41001N1.02.951.0032.5215.61182N1.02.951.0032.5228.42152A3N1.02.951.0032.5210.8950A4S0.22.951.0032.0332.12275A6N1.02.581.0032.3639.92831A7N1.02.581.0032.367.3602N1.02.581.0032.367.8643W0.22.581.0032.3666483A9N1.02.261.0031.6712.1706N1.02.261.0032.2117.11393A10N1.02.261.0032.216.5502N1.02.261.0032.214.7363L4N1.01.751.0752.126.0382N1.01.751.0752.126.7496S0.21.751.0751.508.6451L5N1.01.331.151.396.0291N1.01.331.151.3913.2641S0.21.331.151.3317.6818R5S0.21.331.151.3311.2520L6N1.00.991.211.926.0402N1.00.991.211.9213.2885S0.20.991.211.1517.6707R6S1.00.991.211.1511.2450L7N1.00.691.261.796.0375N1.00.691.261.7913.2825S0.20.691.260.9417.6578R7S0.20.691.260.9411.2368L8N1.00.441.311.676.2362N1.00.441.311.676.6460S0.20.441.310.748.2253S0.20.441.310.748.8272S0.20.441.310.749.3287R8S0.20.441.310.747.8241L9N1.00.211.351.536.2331N1.00.211.351.536.6421S0.20.211.350.528.2178S0.20.211.350.528.8191S0.20.211.350.529.3202R9S0.20.211.350.527.8169L10N1.00.00561.391.406.2303N1.00.00561.391.406.6385S0.20.00561.390.298.299S0.20.00561.390.298.8106S0.20.00561.390.299.3112R10S0.20.00561.390.297.894L12N1.0-0.361.461.076.2245N1.0-0.361.461.076.6260S0.2-0.361.46-0.278.20S0.2-0.361.46-0.278.80S0.2-0.361.46-0.279.30R12S0.2-0.361.46-0.277.80L13N1.0-0.531.500.906.2206N1.0-0.531.500.906.6219S0.2-0.531.50-0.648.20S0.2-0.531.50-0.648.80S0.2-0.531.50-0.619.30R13S0.2-0.531.50-0.647.80L14N1.0-0.681.530.716.2117N1.0-0.681.530.716.6125S0.2-0.681.53-0.708.20S0.2-0.681.53-0.708.80S0.2-0.681.53-0.709.30R14S0.2-0.681.53-0.707.80L15N1.0-0.831.560.486.6117N1.0-0.831.560.486.2110S0.2-0.831.56-1.768.20S0.2-0.831.56-1.768.80S0.2-0.831.56-1.769.30R15S0.2-0.831.56-1.767.80L16N1.0-0.971.580.156.636N1.0-0.971.580.156.234S0.2-0.971.58-3.878.20S0.2-0.971.58-3.878.80S0.2-0.971.58-3.879.30R16S0.2-0.971.58-3.877.80L17N1.0-1.110N1.0-1.110S0.2-1.110S0.2-1.110S0.2-1.110R17S0.2-1.110L18N1.0-1.230S0.2-1.230R18S0.2-1.230S0.2-1.230L18N1.0-1.360S0.2-1.360R18S0.2-1.360S0.2-1.360注：-1，0时，冷风渗透耗热量取零；-1时，冷风渗透耗热量取零。2.3 空气幕2.3.1 空气幕作用及选用原则空气幕是利用条形空气分布器喷出一定速度和温度的幕状气流，借以封闭建筑物的大门、门厅、通道、门洞、柜台等的特殊通风系统和设备，其作用是：1）减少或隔绝外界气流的侵入，以维持室内或工作区域的封闭环境条件，具有隔热、隔冷作用；2）阻挡外界尘埃、有害气体及昆虫等的进入室内，具有隔尘、隔害作用。由于空气幕具有以上特性，故近年来已广泛用于通风系统的局部封闭，以维持室内舒适性和洁净性环境条件，并减少系统的冷（热）能耗。热空气幕的选用原则：1）热空气幕的送风方式，对于公共建筑，宜采用由上向下送风；工业建筑宜采用双侧送风，当外门宽度小于3m时，可采用单侧送风；当大门宽度超过18m时，宜采用由上向下送风。2）热空气幕的送风温度，应根据计算确定。对于公共建筑和工业建筑的外门，不宜高于50；对高大的外门，不应高于70。3）热空气幕的出口风速，应通过计算确定。对于公共建筑的外门，不宜大于6m/s；对于工业建筑的外门