呼和浩特某三层办公楼供暖设计

1、目录一 、XX大学课程设计（论文）任务书1二、工程概况2三、设计依据23.1设计参数23.1.1室外气象参数23.1.2 室内设计参数23.2围护结构的选取及计算33.2.1围护结构的选取33.2.2 传热系数计算33.3 最小热阻校核4四、负荷计算64.1房间围护结构基本耗热量计算64.2 附加耗热修正74.2.1朝向修正74.2.2风力附加率84.2.3高度附加率84.2.4冷风侵入附加率84.3 举例计算8五、散热器的选型及安装形式105.1散热器的选择105.2 散热器的布置105.3 散热器的安装尺寸105.4 散热器的计算115.4.1 散热器平均温度tpj的计算115.4.2 散

2、热器片数的计算11六管路布置及水力计算136.1 管路布置136.2水力计算146.2.1 绘制计算环路图146.2.2确定主、次计算环路、立管的阻力及管径146.2.3 阻力平衡18七、设计小结19八、参考资料19一 、XX大学课程设计（论文）任务书院（系）：建筑工程与力学学院 基层教学单位：建筑环境与设备工程学 号1学生姓名专业（班级）07建环2班设计题目呼和浩特某三层办公楼供暖设计设计技术参数1.层高：一层3.6m 二层3.6m 三层3.6m2.屋顶：K=0.35 W/(m2)3.外墙：K=0.31W/(m2) 4.内墙：K=1.7 W/(m2)5.外窗：K=1.7 W/(m2) W/m

3、2设计要求1、说明书按燕山大学课程设计说明书规范撰写；2、图纸有系统图.平面图；4、图纸用A3纸打印；工作量1、 计算：房间热负荷的计算、水力计算；2、 选择：管径；3、 绘图：采用CAD绘图；工作计划第一天：布置设计任务第二五天：结合说明书编写绘制完成系统图第六九天：结合说明书编写绘制完成平面图参考资料1 陆耀庆. 实用供热空调设计手册. 中国建筑工业出版社,20032 贺平，孙刚. 供热工程. 中国建筑工业出版社,20073 李岱森 简明供热设计手册.中国建筑工业出版社,20034 路亚俊，马最良.暖通空调. 中国建筑工业出版社,2003指导教师签字基层教学单位主任签字二、工程概况本工程为

4、呼号浩特市一栋三层办公楼，其中地上一层有值班室、配电室和办公室等功能用途的房间，二层主体为办公室，附带有会议室等，三层为休息厅和活动室等，建筑总供暖面积约1212.9平方米。系统与室外管网连接，其引入口处供回水压差为70KPa.该工程采用接外热网机械循环单管上供下回式热水供暖系统，楼梯间独立立管供热。三、设计依据3.1设计参数3.1.1室外气象参数采暖室外计算(干球)温度为tw=-19，冬季大气压力100.15KPa，冬季室外最多风向平均风速4.5m/s，冬季室外平均风速为vw=1.6 m/s，冬季日照率为69%，冬季要风向为NW。3.1.2 室内设计参数室内设计温度由实用供热空调设计手册中可

5、以查得本设计所用到的民用建筑供暖室内计算温度，整理后列于下表中：不同房间供暖室内计算温度房间用途计算温度房间用途计算温度房间用途计算温度办公室18活动室18厕所16楼梯间16浴室25工具间16厨房12储藏室16值班室18档案室16微机室16走廊16门厅16会议室16休息厅163.2围护结构的选取及计算3.2.1围护结构的选取围护结构概况：墙体：墙体均选用粘土空心砖砌体，地上外墙为370mm厚，内墙为240mm厚。外墙外保温采用100mm厚聚苯乙烯泡沫塑料，内表面20mm白灰粉刷。屋面：屋面主体层为现浇钢筋混凝土面板70mm厚，保温层为沥青膨胀珍珠岩 200mm厚。外窗：单框双玻带纱塑钢窗。内门

6、：单层木门。外门：A型60系列平开门，加中空玻璃。3.2.2 传热系数计算外墙：组分详细参数见下聚苯乙烯：厚度=100mm，干密度=30kg/m3，导热系数=0.042w/（m），蓄热系数S=0.36，热阻R=2.38（）/w。粘土空心砖砌体：厚度=370mm导热系数=0.58w/（m），蓄热系数S=0.36，热阻R=0.64（）/w。石灰水泥砂浆：厚度=20mm导热系数=0.87w/（m）蓄热系数S=10.57，热阻R=0.023（）/w。热惰性指标计算：公式:D=D1+D2+DN=R1S1+R2S2+RNSN其中：RN各层材料热阻 （）/w SN各层材料蓄热系数故外墙D=6.17，属于类围

7、护结构。 传热系数计算：公式：K=1（1/ h1+ RN+1/ h2） 其中 ：h1外表面传热系数，22.362w/（） h2内表面传热系数，8.72w/（） RN各层材料热阻，（）/w故外墙K=0.31 W/m2。其余结构传热系数： 窗户K=1.7 W/m2 4 外门K=2.5 W/m2 4内墙K=1.72 W/m2 1屋面K=0.35 W/m2 33.3 最小热阻校核 其中： R0mim最小总热阻，m2K/W;tR冬季室内计算温度，；tW冬季室外计算温度，；温差修正系数；Rn围护结构内表面换热热阻，m2K/Wt室内空气温度与围护结构内表面的允许温差，。以101房间为例计算：已知外墙K=0.

8、31 W/m2，故R101=3.23（）/w=1 1 t=6 1 Rn=0.11 1tR=18 tw=-19故R0 min=0.72（）/w R101R0 min 合适其余房间见下表 外墙房间编号101102103104-1104-2105-1105-2105-3106107最小热阻t6666666666n1111111111R00.110.110.110.110.110.110.110.110.110.11tn-tw39393733393737373737R0min0.72 0.72 0.68 0.61 0.72 0.68 0.68 0.68 0.68 0.68 计算热阻3.233.233.

9、233.233.233.233.233.233.233.23是否合格是是是是是是是是是是房间编号108109110走-1楼梯201202203204205-1最小热阻t6666666666n1111111111R00.110.110.110.110.110.110.110.110.110.11tn-tw39393737373939373737R0min0.72 0.72 0.68 0.68 0.68 0.72 0.72 0.68 0.68 0.68 计算热阻3.233.233.233.233.233.233.233.233.233.23是否合格是是是是是是是是是是房间编号205-2205-32

10、06207208209210走-2301302最小热阻t6666666666n1111111111R00.110.110.110.110.110.110.110.110.110.11tn-tw46373737393937373939R0min0.84 0.68 0.68 0.68 0.72 0.72 0.68 0.68 0.72 0.72 计算热阻3.233.233.233.233.233.233.233.233.233.23是否合格是是是是是是是是是是房间编号303304305-1305-2305-3306307308309310最小热阻t6666666666n1111111111R00.1

11、10.110.110.110.110.110.110.110.110.11tn-tw37373746373737393937R0min0.68 0.68 0.68 0.84 0.68 0.68 0.68 0.72 0.72 0.68 计算热阻3.233.233.233.233.233.233.233.233.233.23是否合格是是是是是是是是是是屋面房间编号301302303304305-1305-2305-3最小热阻t4.54.54.54.54.54.54.5n1111111R00.110.110.110.110.110.110.11tn-tw39393737374637R0min0.95

12、 0.95 0.90 0.90 0.90 1.12 0.90 计算热阻1.351.351.351.351.351.351.35是否合格是是是是是是是房间编号306307308309310走-3最小热阻t4.54.54.54.54.54.5n111111R00.110.110.110.110.110.11tn-tw373739393737R0min0.90 0.90 0.95 0.95 0.90 0.90 计算热阻1.351.351.351.351.351.35是否合格是是是是是是四、负荷计算4.1房间围护结构基本耗热量计算围护结构稳定传热时，基本耗热量可按下式计算：3 其中：K围护结构的传热系

13、数（W/0C）； F围护结构的面积（）；tn冬季室内计算温度（0C）； 供暖室外计算温度（0C）； 围护结构的温差修正系数。冷风渗透耗热量按换气次数法计算:3 其中： Q冷风渗透耗热量，W；Vf房间体积，m3/h；w供暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3；Cp冷空气的定压比热，Cp =1KJ/（kg）；0.278单位换算系数，1KJ/h=0.278W；nk房间的换气次数，次/h。3房间具有外门外窗的暴露面数1面2面3面房间换气次数nk1/4 -2/31/2-11-3/2地面传热按地带法计算（不保温）：3p18地带R0 min（/w）K （ W/m2）第1地带2.150.47第2地带4.300

14、.23第3地带8.600.12第4地带14.200.074.2 附加耗热修正 54.2.1朝向修正宜按下列规定的数值，选用不同朝向的修正率 北、东北、西北 010%； 东南、西南 -10%-15%； 东、西 -5% ； 南 -15%-30%。选用上面朝向修正率时。应考虑当地冬季日照率小于35%的地区，东南、西南和南向修正率，宜采用-10%0%，东西向可不修正。4.2.2风力附加率在一般情况下，不必考虑风力附加。只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别突出的建筑物，才考虑垂直外围护结构附加5%10%。考虑本建筑位于市区中心，故不进行风力修证。4.2.3高度附加率 根

15、据规定，当民用建筑和工业企业辅助建筑的房间净高超过4m时，每增加1m，附加率增加2%，但最大附加率不超过15%。应注意：高度附加率，应附加于房间各围护结构基本耗热量和其他附加（修正）耗热量的总和之上。4.2.4冷风侵入附加率冷风侵入耗热量按经验公式确定，对于短时间开启的外门，采用外门基本耗热量乘以下列百分数来计算。当楼的总层数为n时：一道门: 65n%二道门（有门斗）: 80n%三道门（有两门斗）: 60n%公共建筑主要出入口: 500%4.3 举例计算下面以103房间为例计算房间的热负荷根据公式，选取温差修正=1， tn=16，tw=-19外墙K=0.31 W/m2 南外墙：F=20.8 ，

16、朝向修正Xch=-20%，风向修正Xf=0，高度修正Xg=0，故Q1= 180.89W西外墙: F=23.3 ，朝向修正Xch=-5%，风向修正Xf=0，高度修正Xg=0，故Q2= 240.47W东外墙: F=3.0 ，朝向修正Xch=-5%，风向修正Xf=0，高度修正Xg=0，故Q3= 31.13W外窗K=1.7 W/m2南外窗：F=6.5 ，朝向修正Xch=-20%，风向修正Xf=0，高度修正Xg=0，故Q4= 308.45W地面：第一地带：F=26.6，K=0.47 W/m2，故Q5= 438.23W第一地带：F=14.6，K=0.23W/m2，故Q6= 117.85W第一地带：F=6.

17、6，K=0.12W/m2，故Q7= 27.89W第一地带：F=0.4，K=0.01W/m2，故Q8= 0.12W冷风侵入耗热量：由于本房间无外门，故Q10=0W冷风渗透耗热量：Vf=159m3, w=1.2kg/m3 Cp=1 nk=0.25次/h ,故Q11=542.7W所以总耗热量Q= Q1+ Q11=1890W房间耗热表 单位：W房 间 号负 荷房 间 号负 荷房 间 号负 荷房 间 号负 荷房 间 号负 荷房 间 号负 荷房间号负 荷101 709 105-2 177 110 3693 204 1323 208 469 304 1772 308 714 102 648 105-3762

18、 走-13414 205-1417 209 530 305-1601 309 778 103 1888 106 1119 楼梯5179 205-2 398 走-22041 305-2 427 走-32765 104-1829 107 720 201 2630 205-3409 301 767 305-3557 310 1142 104-2926 108 660 202 1802 206 779 302 702 306 1083 105-1768 109 802 203 2382 207 632 303 3188 307 935 总耗热量Q=47984w,热指标=479841221.9=39w/

19、，满足节能标准.五、散热器的选型及安装形式5.1散热器的选择 考虑到散热器耐用性和经济性，本工程选用铸铁四柱640型，高度为640mm它结构简单，耐腐蚀，使用寿命长，造价低，传热系数高；散出同样热量时金属耗量少，易消除积灰，外形也比较美观；每片散热器的面积少，易组成所需散热面积。“暖通规范”规定：安装热量表和恒温阀的热水供暖系统不宜采用水流通道内含有粘砂的散热器，应采取可靠的质量控制措施；所以要选用内腔干净无砂，外表喷塑或烤漆的灰铸铁散热器。具体性能及参数如下表 铸铁散热器参数 1型号散热面积水容量重量工作压力传热系数k四柱640型0.2m0.72L3.5kg/片0.5mpa3.663t0.1

20、6w/m5.2 散热器的布置散热器布置在外墙窗台下，这样能迅速加热室外渗入的冷空气，阻挡沿外墙下降的冷气流，改善外窗、外墙对人体冷辐射的影响，使室温均匀。为防止散热器冻裂，两道外门之间，门斗及开启频繁的外门附近不宜设置散热器；散热器一般明装或装在深度不超过130mm的墙槽内，本建筑全明装。5.3 散热器的安装尺寸底部距地面不小于60mm，通常取150mm；顶部距窗台板不小于50mm；背部与墙面净距不小于25mm，本建筑中散热器置地放置。5.4 散热器的计算5.4.1 散热器平均温度tpj的计算5.4.2 散热器片数的计算公式 F=Q/（Kt）123 其中：Q房间热负荷，W； K传热系数，W/m

21、 t散热器内热媒与室内温差，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以101房间为力计算：房间热负荷Q=709W，供水温度为tg=78.93，th=70，tpj=(78.93+70)/2=74.46 , tn=18,t=74.46-18=56.46故K=6.98 w/m 修正系数：散热器组装片数修正系数，先假定1=1.0；散热器连接形式修正系数，由于是同侧上进下出，2=1.0；散热器安装形式修正系数，明装，3=1.02。故F=Q/（Kt）123=1.8四柱640型散热器每片散热面积为a=0.20 m2，计算片数n为： n= F/a=8.89片当散热器片数为6

22、10片时，1=1，实际采用片数n为： n= n1 =8.89片取整数，应采用四柱640型散热器9片。其他房间的散热器计算结果见附表：所在立管编号房间号负担的热负荷进水温度出水温度平均温度传热温差传热系数散热面积计算片数修正系数修正后取整片数组装片数连接方式安装形式片数QtitotmtKAN=A/a123nnWW/(）1234567891011121314 15L1L2楼梯517995.00 70.00 82.50 66.50 7.17 10.86 54.31 1 1 1 59.7 60L3走-156980.23 70.00 75.12 59.12 7.04 1.37 6.84 1 1 1 6.

23、8 7走-256987.57 80.23 83.90 67.90 7.19 1.16 5.82 1 1 1 5.5 6走-355395.00 87.57 91.29 75.29 7.31 1.00 5.02 1 1 1 4.8 4L4105-176880.75 70.00 75.38 59.38 7.04 1.84 9.19 1 1 1 9.2 10205-141786.58 80.75 83.67 67.67 7.19 0.86 4.28 1 1 1 4.1 5305-141795.00 86.58 90.79 74.79 7.31 1.10 5.50 1 1 1 5.2 5L5105-21

24、7774.43 70.00 72.21 56.21 6.98 0.45 2.26 1 1 1 2.1 3205-239884.36 74.43 79.39 54.39 6.94 0.79 3.95 1 1 1 3.7 4305-242795.00 84.36 89.68 64.68 7.14 0.92 4.62 1 1 1 4.4 4L6105-376281.03 70.00 75.52 59.52 7.04 1.82 9.09 1 1 1 9.1 10205-340986.94 81.03 83.99 67.99 7.19 0.84 4.18 1 1 1 4.0 5305-355795.00

25、 86.94 90.97 74.97 7.31 1.02 5.08 1 1 1 4.8 4L7走-156979.30 70.00 74.65 58.65 7.03 1.38 5.09 1 1 1 6.9 7走-240885.96 79.30 82.63 66.63 7.17 1.19 6.02 1 1 1 6.0 6走-355395.00 85.96 90.48 74.48 7.30 1.02 5.08 1 1 1 4.8 4L8106111979.38 70.00 74.69 56.69 7.03 2.71 13.56 1 1 1 14.2 1520677985.92 79.38 82.65

26、 64.65 7.14 1.69 8.44 1 1 1 8.4 8306108395.00 85.92 90.46 72.46 7.27 2.06 3.54 1 1 1 10.8 10L910772078.21 70.00 74.10 56.10 7.02 1.77 3.97 1 1 1 8.8 1020763285.41 78.21 81.81 63.81 7.12 1.39 5.12 1 1 1 7.0 730784195.00 85.41 90.20 72.20 7.26 1.60 4.53 1 1 1 8.0 8L1010866079.25 70.00 74.63 56.63 6.99

27、 1.67 4.19 1 1 1 8.3 920846985.57 79.25 82.41 64.41 7.13 1.02 6.99 1 1 1 4.8 630871495.00 85.57 90.28 72.28 7.27 1.36 5.35 1 1 1 6.8 610980279.25 70.00 74.63 56.63 6.99 2.03 3.45 1 1 1 10.1 1120953085.57 79.25 82.41 64.41 7.13 1.15 6.19 1 1 1 5.8 630977895.00 85.57 90.28 72.28 7.27 1.48 4.91 1 1 1 7

28、.4 7L111101846189.09 70.00 79.55 63.55 7.12 4.08 20.42 1 1 1 21.4 2231055395.00 95.00 95.00 79.00 7.31 1.00 7.28 1 1 1 5.3 5L12110184789.09 70.00 79.55 63.55 7.12 4.08 20.42 1 1 1 21.4 2231055395.00 95.00 95.00 79.00 7.31 1.00 7.28 1 1 1 5.3 5L1310170978.93 70.00 74.46 56.46 6.98 1.80 3.89 1 1 1 9.0

29、 1020151785.34 78.93 82.13 64.13 7.13 1.13 6.30 1 1 1 5.4 730176795.00 85.34 90.17 72.17 7.26 1.46 4.97 1 1 1 7.3 710264878.93 70.00 74.46 56.46 6.98 1.64 4.25 1 1 1 8.2 920245785.34 78.93 82.13 64.13 7.13 1.00 7.13 1 1 1 4.7 530270295.00 85.34 90.17 72.17 7.26 1.34 5.42 1 1 1 6.7 642 7

30、0.00 74.21 58.21 7.02 4.62 1.52 1 1 1 25.4 26203158885.51 78.42 81.97 65.97 7.16 3.36 2.13 1 1 1 17.7 19303212595.00 85.51 90.26 74.26 7.30 3.92 1.86 1 1 1 20.6 21L15走-156975.86 70.00 72.93 56.93 6.99 1.43 4.89 1 1 1 7.1 820379484.05 75.86 79.96 63.96 7.12 1.25 5.71 1 1 1 6.2 7303106395.00 84.05 89.

31、52 73.52 7.29 1.98 3.67 1 1 1 9.9 10L16104-182979.04 70.00 74.52 62.52 7.10 1.87 3.80 1 1 1 9.3 10104-292679.04 70.00 74.52 58.52 7.02 2.25 3.12 1 1 1 11.8 12204175585.87 79.04 82.46 66.46 7.17 3.68 1.95 1 1 1 19.3 20304177295.00 85.87 90.43 74.43 7.30 3.26 2.24 1 1 1 17.1 17L17走-156980.23 70.00 75.

32、12 59.12 7.04 1.37 6.84 1 1 1 6.8 7走-256987.57 80.23 83.90 67.90 7.19 1.16 5.82 1 1 1 5.5 6走-355395.00 87.57 91.29 75.29 7.31 1.00 5.02 1 1 1 4.8 4六管路布置及水力计算6.1 管路布置考虑到本工程的实际规模和施工的方便性，本设计采用机械循环单管制垂直式的上供下回系统。散热片安装形式为同侧的上进下出，同程系统，分两环路，每环路末端立管设自动排气阀。设计供回水温度为95/70。根据建筑的结构形式，布置干管和立管，为每个房间分配散热器组。6.2水力计算6.

33、2.1 绘制计算环路图选取两个环路中的一个进行计算，轴测图如下。6.2.2确定主、次计算环路、立管的阻力及管径如图，主计算环路为1，2,3,4,5,6,7,8,9,10。根据经济比摩阻Rm=60120pa/m及各管段流量Mp选择管径，同时得出实际比摩阻R和流速v。有比摩阻和管长可得出沿程阻力损失，查出各个局部阻力系数，计算出局部阻力损失，求出每段的总损失，从而求得主计算环路的总损失H1。详细数据见下表主计算环路局部阻力系数管段号管道规格局部阻力名称个数管段上的132.00 截止阀19.00 9.00 225.00 三通12.80 11.80 截止阀19.00 325.00 直流三通11.00

34、1.00 425.00 直流三通11.00 1.00 520.00 直流三通11.00 1.00 620.00 直流三通11.00 1.00 720.00 直流三通11.00 29.00 截止阀19.00 弯头32.00 乙字弯21.50 散热器52.00 820.00 乙字弯21.50 60.00 散热器222.00 弯头22.00 截止阀19.00 920.00 合流三通13.00 3.00 1025.00 截止阀19.00 11.00 弯头12.00 主计算环路计算表管段号流量管长管径流速比摩阻比摩阻损失阻力系数局部阻力 总阻力MLDNvRRLZHKg/hmmmm/sPa/mPaPaPa

35、11548.00 14.00 32.00 0.44 88.41 1237.74 9.00 844.14 2081.88 2702.00 9.00 25.00 0.36 82.25 740.21 11.80 741.70 1481.91 3648.00 12.00 25.00 0.33 70.56 846.72 1.00 52.82 899.54 4468.00 7.00 25.00 0.23 37.96 265.72 1.00 25.66 291.38 5396.00 11.00 20.00 0.32 94.55 1040.05 1.00 49.66 1089.71 6216.00 9.00

36、20.00 0.18 30.04 270.36 1.00 15.71 286.07 772.00 7.00 20.00 0.06 4.05 28.35 29.00 50.63 78.98 872.00 6.60 20.00 0.06 4.05 26.73 60.00 104.76 131.49 9702.00 1.00 25.00 0.36 82.25 82.25 3.00 188.57 270.81 101548.00 14.00 32.00 0.44 88.41 1237.74 11.00 1031.73 2269.47 故H1=8881.25pa次计算环路局部阻力系数管段号管道规格局部阻

37、力名称个数管段上的1120旁流三通11.5025.00分流三通13.00合流三通13.00截止阀19.00乙字弯21.50散热器22.001220分流三通13.0015.00乙字弯21.50散热器32.00合流三通13.001320分流三通13.0026.00乙字弯21.50散热器42.00截止阀19.00合流三通13.001420合流三通13.008.80弯头32.001520弯头32.009.00合流三通13.001620弯头32.009.00合流三通13.001725弯头22.007.00合流三通13.001825弯头22.007.00合流三通13.00次计算环路计算表管段号流量管长管径

38、流速比摩阻比摩阻损失阻力系数局部阻力 总阻力MLDNvRRLZHKg/hmmmm/sPa/mPaPaPa1154.00 10.00 20.00 0.04 1.43 14.30 25.00 19.40 33.70 1254.00 3.00 20.00 0.04 1.43 4.29 15.00 11.64 15.93 1354.00 3.00 20.00 0.04 1.43 4.29 26.00 20.18 24.47 1454.00 12.00 20.00 0.04 1.43 17.16 8.80 6.83 23.99 15234.00 8.00 20.00 0.19 34.89 279.12

39、9.00 157.58 436.70 16306.00 11.00 20.00 0.25 57.87 636.57 9.00 272.81 909.38 17486.00 9.00 25.00 0.24 40.78 367.02 7.00 195.55 562.57 18630.00 5.00 25.00 0.32 66.86 334.30 7.00 347.65 681.95 故H2=2688.68pa立管阻力系数管段号管道规格局部阻力名称个数管段上的L1620旁流三通11.50 106.5分流三通33.00 合流三通33.00 散热器302.00 截止阀29.00 乙字弯61.50 L1520旁流三通11.50 90.5弯头62.00 散热器252.00 截止阀29.00 乙字弯61.50 L1420旁流三通11.50 102.5分流三通33.00 合流三通33.00 散热器282.00 截止阀29.00 乙字弯61.50 L1320旁流三通11.50 94.5分流三通33.00 合流三通33.00 散热器242.00 截止阀29.00 乙字弯61.50 立管计算表管段号流量管长管径流速比摩阻比摩阻力