供熱工程課程設計說明書18171

1、 （建筑供熱與給水排水綜合課程設計） 設計說明書 徐州市某二層建筑供熱與給排水綜合課程設計 起止日期：2015年11月9日至2015年11月27日 李映宇 建壞設備1203 12403200308 學生姓名 班級 學號 成績 指導教師（簽字） 土木工程學院（部） 2015年9月7日 摘要 隨著人們生活水平的提高，對室內環(huán)境溫度提岀了更高的要求，節(jié)能環(huán)保， 安全因素等越發(fā)收到人們的關注。一個房間的可能有各種得熱散失熱量的途徑， 當房間的失熱量大于得熱量時。為了保持室內在要求溫度下的熱平衡，需要由供 暖通風系統(tǒng)補給熱量，以保證室內要求的溫度。為了滿足現今社會的要求，對工 程建筑進行供熱采暖設計是更

2、好的達到節(jié)能環(huán)保U的的重要前提。 本次課程設計的研究對象和主要內容是以熱水為熱煤的建筑集中供熱系統(tǒng)。 本文首先根據根據基本設計資料計算了某二層建筑的熱負荷，然后根據熱負荷及 建筑物的形式等條件，提出了供暖系統(tǒng)的設計方案，選擇布置了供暖管網系統(tǒng)， 繪制出了該系統(tǒng)的平面圖和系統(tǒng)圖，還對該系統(tǒng)進行了水力計算，選擇管徑和流 速，使管網系統(tǒng)較好地符合了水力平衡要求。最后還計算了散熱器的片數，并布 置了散熱器。 關鍵詞：環(huán)保節(jié)能，供熱設計，負荷計算 目錄 第一章概述2 1.1設計概況3 1.2設計依據3 第二章設計方案確定及計算3 2. 1室外氣象參數4 2. 2采暖設備要求和特殊要求4 2.3熱負荷計算

3、4 2. 31校核圍護結構傳熱熱阻是否滿足最小傳熱阻要求4 2. 32熱負荷計算過程4 第三章熱水供暖系統(tǒng)設計方案比較與確定7 3. 1循環(huán)動力8 3.2供、回水方式8 3. 3系統(tǒng)敷設方式8 3.4供、回水管布置方式9 3. 5:程方案確定9 第四章散熱器的選擇9 4.1散熱器的布置10 4.2散熱器的安裝尺寸應保證10 4.3散熱器的計算10 第五章水力計算11 第六章供熱管道及附件13 6. 1保溫管道的確定14 6. 2保溫材料的選擇14 6. 3管道保溫施工14 第七章設計總結14 第八章參考文獻15 第一章概述 1.1設計概況 江蘇省徐州市某2層住宅建筑工程釆暖設計。供暖面積136

4、2. 17m，共 2層，第一層層高3. 6m,第二層層高3.9m。一層共三個教室以及一個教室休 息室，一個設備室，二樓為兩個教室和一個教室休息室。熱源由城市熱網提供， 供回水溫度為：95C 70C,引入口管徑為DN70,供回水壓差為20000Pa。該 建筑南北朝向。 1.2設計依據 供熱設計手冊、供熱工程(ISBN 978-7-112-02017-1)。 第二章設計方案確定及計算 2.1室外氣象參數 采暖室外計算溫度：-5C,冬季室外平均風速2.8m7s,最多風向平均風速 3.6 m7s,冬季室外大氣壓力，102180 pao 2. 2采暖設備要求和特殊要求 散熱器要求散熱性能好，金屬熱強度大

5、，承壓能力高，價格便宜，經久耐用, 使用壽命長。 2.3熱負荷計算 2.31校核圍護結構傳熱熱阻是否滿足最小傳熱阻要求 校核外墻最小熱阻 該外墻屬于11【型圍護結構(見表1-6)，圉護結構冬季室外汁算溫度 仁 w=0.31 w+0.4小 =0-3(-26)+0.4(-38. l)=-23.04C (3.3) 按公式(1-15)山計算最小傳熱阻 Ro. min 二 ilRn 式中： Ro.nin圉護結構的最小傳熱阻，m2-C/W; 冬季圍護結構室外計算溫度，C： tn采暖室內設計溫度,C： Aty根據舒適性確定的室內溫度與圉護結構內表面的溫差，這里取 6C； Rn圍護結構內表面換熱系數，W/ (

6、m2.C)； aII護結構的溫差修正系數。 將上述參數代入得，RoMIN = L0（20 + 26） = 0.88 m2 -C/W At y a n6*8.7 外墻實際傳熱熱阻為 R = 1 / K = 3.31 m2-C/W0.88 m2oC/W 所以滿足要求。 2. 32熱負荷計算過程 建筑物供暖熱負荷計算，主要采用供暖面積熱指標計算。 根據面積熱指標法： Q嚴kW 式中：a建筑物的供暖設訃熱負荷，kw ； qh采暖面積熱指標，W/m2； 護頂面墻墻窗 圍屋地外內外 A建筑物采暖面積，nr :保溫材料為瀝青膨脹珍珠巖，K=0. 55W/m2 C, a二0.44 :不保溫地面。K值按分地帶計

7、算； :300mm厚鋼筋混凝土剪力墻，K二0. 6w/nf 匸； :100厚舒樂板（苯板夾絲抹灰）墻體，K二2.01W/M C； :雙層塑鋼窗，有尺寸（寬x高）為3. 8X2. 4m、3. 2X2. 4m、3. IX 24m、3.8X2. Im、3. 2X2. Im、3. 1X2. Im、1. 5X3. 3m、1 5X1. 95m、1. XI. 5m. 1.8X2. 4m、1.8X2. lm 1.8XI. 95m. 0.9X2. 03m、0.9XI. 2m 十四種型號。傳熱系數K=2. 7w/m2。C 外門：單層木門。尺寸（寬X高）1.5X2.1 mo可開啟部分的縫隙總長為 7. 2m, K=

8、2. 33W/m2 C； 外圍護結構的基本耗熱量計算公式如下： qKF-ta q圍護結構的基本耗熱量，肌 K用護結構的傳熱系數； F圍護結構的面積; tn冬季室內計算溫度； c供暖室外計算溫度； a 圍護結構的溫差修正系數， 整個建筑的基本耗熱量01J等于它的圍護結構各部分基本耗熱量/的總和： Qq.j =qKF（t“T：M W 算出基本耗熱量后再進行朝向和高度修正（因風速較小，風力修正忽略不計）， 門窗的冷風滲透耗熱量，采用縫隙法計算 縫隙長度1二3X （窗高-上亮）+2X窗寬二3X （1.5-0. 5）+2X窗寬； 門窗滲入空氣量：V = Ln L每米門窗滲入室內的空氣量； 1門窗縫隙的計

9、算長度； n滲透空氣量的朝向修正系數， 確定門窗縫隙滲入空氣量V后，冷風滲透耗熱量Q；按下式計算 0=0.27抄幾勺匕-九）W 式中V經門窗縫隙滲入室人的總空氣量； Av供暖室外計算溫度下的空氣密度； cp冷空氣的定壓比熱； 0. 278單位換算系數， 門的冷風侵入耗熱量計算按下式 Q； = NQ.j.m W 外門的基本耗熱量； N考慮冷風侵入的外門附加率，按表1一9計算 外門附加率N值 表1-9 外門布迓狀況 附加率 一道門 65“ 兩道門（有門4 伽 込道門（有兩個門斗） 65% 公共址筑和生產廠房的主要出入口 500% 朝向，風力，高度的修正： 暖通規(guī)范規(guī)定：宜按下列規(guī)定的數值，選用不同

10、朝向的修正率 北、東北、西北 010%；東南、西南 -10%-15%； 東、西-5% :南-15%30%。 選用上面朝向修正率時。應考慮當地冬季日照率小于35%的地區(qū)，東南、西 南和南向修正率，宜采用-10%0%,東西向可不修正。 暖通規(guī)范規(guī)定：民用建筑和工業(yè)輔助建筑物（樓梯間除外）的高度附 加率，當房間高度大于4m時，每高出lm應附加2%,但總的附加率不應大于 15%。應注意：高度附加率，應附加于房間各圉護結構基本耗熱量和其他附加（修 正）耗熱量的總和上。 0暖通規(guī)范規(guī)定：在一般惜況下，不必考慮風力附加。只對建在不避風 的高地、河邊、海岸、曠野上的建筑物，以及城鎮(zhèn)、廠區(qū)內特別突出的建筑物，

11、才考慮垂直外圍護結構附加5%10%。 詳細計算見房間耗熱量表。 第三章熱水供暖系統(tǒng)設計方案比較與確定 熱水采暖系統(tǒng)形式的選擇，應根據建筑物的具體條件，考慮功能可靠、經濟, 便于管理、維修等因素，采用適當的采暖形式。 3. 1循環(huán)動力 根據設計資料中給出動力與能源資料為城市熱網提供熱媒（熱水參數 tg=95C, th=70C）且系統(tǒng)與室外管網連接，其引入口處供回水壓差P二20000 Pa。 故可確定本設計為機械循環(huán)系統(tǒng)。 3.2供、回水方式 供、回水方式可分為單管式和雙管式。 雙管熱水供暖系統(tǒng)：因供回水支管均可裝調節(jié)閥，系統(tǒng)調節(jié)管理較為方便， 故易被人們接受，但雙管熱水供暖系統(tǒng)由于自然循環(huán)壓頭作

12、用，容易引起垂直失 調現象，故多用于四層以下的建筑。按其供水干管的位置不同，可分為上供下回、 中供下回、下供下回、上供上回等系統(tǒng)。本設計采用上供下回式系統(tǒng) 單管熱水供暖系統(tǒng)：構造簡單，節(jié)省管材，造價低，而且可減輕垂直失調現 象，故五到六層建筑中宜釆用單管式釆暖系統(tǒng)，不過一個垂直單管采暖系統(tǒng)所連 接的層數不宜超過十二層。層數過多會使立管管徑過大，下部水溫過低，散熱器 面積過大不好布置，為了提高下層散熱器的水溫可設成帶閉合管的單管垂直式采 暖系統(tǒng)。 本工程為教室無需分戶熱訃量，乂總建筑為二層，山上述比較及分析可以確 定本工程采用單管熱水供暖系統(tǒng)。 3. 3系統(tǒng)敷設方式 系統(tǒng)敷設方式可分為垂直式和水

13、平式系統(tǒng)山。 水平式熱水供暖系統(tǒng)：水平式采暖系統(tǒng)結構管路簡單，節(jié)省管材，無穿過各 層樓板的立管，施工方便，造價低，可按層調節(jié)供熱量，當設置較多立管有困難 的多層建筑式高層建筑時，可釆用單管水平串聯(lián)系統(tǒng)。但該系統(tǒng)的排氣方式較為 復雜，水平審聯(lián)的散熱器不宜過多，過多時除后面的水溫過低而使散熱器片數過 多外，管道的膨脹問題處理不好易漏水。 垂直式熱水供暖系統(tǒng)：結構管路簡單，節(jié)省管材，施工管理方便，造價低, 但易造成垂直平失調。在無需考慮分區(qū)問題，目前被廣泛采用。 根據上述比較與分析，結合本工程單層散熱器較多，房間結構簡單，無需考 慮分區(qū)問題，所以，本工程采用垂直式系統(tǒng)。 3.4供、回水管布置方式 供

14、、回水管布置方式可分為同程式和異程式 異程式系統(tǒng)布置簡單、節(jié)省管材，但各立管的壓力損失難以平衡，會出現嚴 重的水力失調現象。根據建筑特點，本工程采用異程式式系統(tǒng)。 3.5工程方案確定 綜合上述分析，本工程熱水供暖系統(tǒng)采用機械循環(huán)、垂直雙管、異程上供下回式 系統(tǒng)。 第四章散熱器的選擇 考慮到散熱器耐用性和經濟性，本建筑選用鑄鐵四柱813型，它結構簡單， 耐腐蝕，使用壽命長，造價低，傳熱系數高；散出同樣熱量時金屬耗量少，易消 除積灰，外形也比較美觀；每片散熱器的面積少，易組成所需散熱面積?！芭?規(guī)范”規(guī)定：安裝熱量表和恒溫閥的熱水供暖系統(tǒng)不宜釆用水流通道內含有粘砂 的散熱器，應采取可幕的質量控制

15、措施；所以要選用內腔干凈無砂，外表噴塑或 烤漆的灰鑄鐵散熱器。具體性能及參數如下表： 表4.1鑄鐵散熱器參數 型號 散熱面積 （nf / 片） 水容量 （L/片） 重量 （kg/ 片） 工作壓力 （MPa） 傳熱系數k （w/m， C） 四柱813型 0. 28 1.0 8 0.5 7. 87 4.1散熱器的布置 散熱器布置在外墻窗臺下，這樣能迅速加熱室外滲入的冷空氣，阻擋沿外墻 下降的冷氣流，改善外窗、外墻對人體冷輻射的影響，使室溫均勻。為防止散熱 器凍裂，兩道外門之間，門斗及開啟頻繁的外門附近不宜設置散熱器；散熱器一 般明裝或裝在深度不超過130mm的墻槽內。 4. 2散熱器的安裝尺寸應保

16、證 底部距地面不小于60mm,通常取200mm：頂部距窗臺板不小于50mm：背部 與墻面凈距不小于25mm。 4. 3散熱器的計算 對四柱813型，不能超過25片。 散熱器面積F按下式計算： 010,03 k（） nT Q散熱器的散熱量，W ta散熱器內熱媒平均漫度，C 供暖室內計算溫度，C K散熱器的傳熱系數，W/m C A散熱器的組裝片數修正， 0?散熱器的連接形式修正， 0 3散熱器的安裝形式修正， 散熱器中B、匹、匹的選取以書后附表為據， (pj=(tsg+tsh)/2 論一散熱器進水溫度， 匸：一散熱器回水溫度， 以首層房間1001為例說明暖氣片的計算過程： 房間熱負荷Q二951.8

17、9W,供水溫度為tg=95C, th=70C, 匚尸(95+70)/2二82. 5C , tn =20C, A t= tp(-tn=82. 5-20=62. 5C 查教材附錄 2-1, K = 3.663嚴.+ APj 旳流體沿管道流動時，山于流體分子間及其管道間的摩擦，就要損失能 量；而當流體流過管道的一些附件時，山于流動方向或速度的改變，產生局部斡 旋和撞擊，也要損失能量。前者稱為沿程損失，后者稱為局部損失。因此，熱水 供暖系統(tǒng)中計算管段的壓力損失，可用下式表示： AP = APV+AP. =/?/ + AP. 式中：AP計算管段的壓力損失，Pa； APv訃算管段的沿程損失，Pa； AP計

18、算管段的局部損失，Pa； L管段長度，m。 7、求環(huán)路的總壓力損失 8、計算富裕壓力值。 考慮由于施工的具體情況，可能增加一些在設計計算中未計入的壓力損 失。因此，要求考慮系統(tǒng)應有10%以上的富裕度。 AP-Y(APr +AP,) %=_ X100 % AP 式中：%系統(tǒng)作用壓力的富裕率； AP總的作用壓力，Pa； 工(zV+M)通過最遠環(huán)路的壓力損失，Pao 代入數據可得： %= (20000-966) /20000=95%10% 滿足要求。 9、通過調節(jié)調節(jié)系統(tǒng)上的閥門或管徑進行調節(jié)，把不平衡率控制在 15%的范圍以內。入口處的剩余循環(huán)壓力，用調節(jié)閥節(jié)流消耗掉。 詳細汁算見采暖系統(tǒng)水力計算

19、書。 第六章供熱管道及附件 為了減少熱媒在輸送過程中的熱損失，節(jié)約燃料；保證操作人員的安全， 改造勞動條件；保證熱媒的使用溫度等，需要對供熱管道及附件采取保溫措施。 6. 1保溫管道的確定 敷設在地下管溝、屋頂管溝，設備層內、悶頂及豎井內的采暖管道； b、設在室內的供回水干管、主立管及暗裝的采暖支管； C、管道敷設在容易被凍結的地方； d、管道通過的房間或地點，需要采暖管道采取保溫措施時。 6. 2保溫材料的選擇 水泥膨脹珍珠巖管殼，具有較好的保溫性能，產量大，價格比較便宜，室 U前管道保溫常用的材料。巖棉、礦棉及玻璃棉管殼，保溫性能好，無毒、耐久 且施工方便。民用建筑節(jié)能設計標準推薦以上兩種

20、材料。 管道保溫并非越厚越好。保溫層越厚，表面積也越大，超過一定的限度時, 山于表面積的增大反而使管道熱損失增加，因此管道保溫層不能超過下表的極限 公徑 32 40 50 70 80 100 125 150 200 250 極厚 45 55 65 80 95 110 115 120 125 130 厚度，以達到經濟合理的LI的。 6.3管道保溫施工 a、管道保溫應在做完防腐并經水壓試驗合格之后進行。如需先做保溫或 以預作保溫時，應將管道接口環(huán)形焊縫留出，待水壓試驗合格后再補做防腐與保 溫。 b、一般情況下，管道上的法蘭、閥門、套筒式伸縮器等附件不做保溫。 其兩側留70-80mm間隙，并在保溫層

21、端部抹成60度到70度的斜坡。 c、保溫管殼的接縫應錯開綁扎，縫隙或殘缺處用水泥石棉灰填實，然后 做保護層。保護層可采用水泥石棉灰或口灰麻刀，其厚度不能小于10mm,表面 應光滑平整。 d、用保溫殼作保溫層的直管段，每5-7m應留一條膨脹縫，縫寬5mm。也 可將膨脹縫作在管道支架出，然后用石棉繩或玻璃棉填塞。 常用水泥膨脹巖管殼規(guī)格: 公稱 営冗 材料保 組合塊數 公稱 管殼厚 材料保 組合塊數 直徑 厚度 溫長度 （塊） 直徑 度 溫長度 （塊） (mm) (mm) (m/m3) (mm) (mm) (m./m3) 15 10 2 128 so 00 2 40.2 50 2 68.5 150 60 2 23.5 40 55 2 56.2 219 70 2 15.7 50 55 2 50