1、一 設計任務北京市水暖器材廠辦公樓采暖工程設計。（采用上供下回單管系統）本樓為三層磚混結構建筑物，層高。窗戶為單層鋼窗，窗高,窗臺高為 , 厚普通玻璃。墻體為厚磚墻，墻內、外表面為厚水泥砂漿。屋面構造類型詳見暖通空調序號2（厚瀝青膨脹珍珠巖）。不保溫地面。建筑圖詳見附圖。室內空氣設計溫度：辦公室 、會議室、接待室為；內走道、廁所為。采暖管道由辦公樓北面引入。建筑平面圖詳見附圖。二 設計參數和原始資料根據建筑物所在城市北京市，查實用供熱空調設計手冊，以下簡稱供熱手冊及供熱工程，查得以下設計參數。2.1氣候設計參數采暖室外計算(干球)溫度冬季大氣壓力冬季室外最多風向平均風速冬季室外平均風速冬季日照

2、率冬季主要風向辦公室 、會議室、接待室內走道、廁所57%北、西北風1815表2.1 氣候設計參數2.2土建設計參數外墻：墻體為厚磚墻，墻內、外表面為厚水泥砂漿。查得外墻傳熱系數。外窗：單層鋼窗，厚普通玻璃。查得。屋面：選用厚瀝青膨脹珍珠巖。查得。外門：選用雙層中空旋轉玻璃門。查的。地面：不保溫地面。值按地帶劃分計算地面各地段的傳熱系數見表：地帶名稱地面傳熱系數地帶名稱地面傳熱系數第一地帶0.47第二地帶0.23第三地帶0.12第四地帶0.07表2.2 各地段的傳熱系數三 熱負荷計算3.1圍護結構的耗熱量3.1.1圍護結構耗熱量包含的內容冬季供暖系統的熱負荷，應根據建筑物下列耗散和獲得的熱量確定

3、：（1）圍護結構的耗熱量1；（2）加熱由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量；（3）加熱由門、孔洞及相鄰房間侵入的冷空氣的耗熱量；（4）通風耗熱量（5）熱管道及其他熱表面的散熱量；對于一般民用或工業輔助建筑，供曖設計熱負荷的計算可簡化為： （3-1）3.1.2圍護結構的基本耗熱量圍護結構的基本耗熱量按（3-2）式計算 （3-2）式中：j部分圍護結構的基本耗熱量，W；j部分圍護結構的基本傳熱面積，；j部分圍護結構的基本傳熱系數，；冬季室內計算溫度，；冬季室外計算溫度，；圍護結構的溫差修正系數，無量綱,見表2-1；序號圍 護 結 構 特 征1外墻、屋頂、地面以及與室外相通的樓板等1.002悶頂和與室外

4、空氣相通的非采暖地下室上面的樓板等0.90表3.1 圍護結構的溫差正系數注：走廊采暖為15，各房間采暖為18，溫差小于5攝氏度，所以我們忽略各個房間之間的傳熱影響，例如辦公110、210、310與樓梯之間的傳熱和辦公101、201、302與走廊之間的傳熱等。3.1.3圍護結構的附加耗熱量風力附加。采暖通風與空氣調節設計規范(GBJ19-87)規定：建筑在不避風的高地、河邊、河岸、曠野上的建筑物，以及城鎮廠區內特別高出的建筑物，垂直的外圍護結構附加。因北京冬季平均風速僅，且可避風，所以不考慮風力附加。（2）朝向修正耗熱量產生原因：太陽輻射對建筑物得失熱量的影響,規范規定對不同朝向的垂直圍護結構進

5、行修正.修正方法： 朝向修正耗熱量的修正率可根據不同地區進行選取，北京的朝向修正率為：東西南北-5-5-150（3）外門附加產生原因：冬季，在風壓和熱壓的作用下，大量從室外或相鄰房間通過外門、孔洞侵入室內的冷空氣被加熱成室溫所消耗的熱量稱為冷風侵入耗熱量。冷風侵入耗熱量可采用外門附加的方法計算。對短時間開啟，無熱風幕的外門附加率值如下表：外門布置狀況附加率一道門65%兩道門（有門斗）80%三道門60%供暖建筑和生產廠房的主要出口50%表3-2 外門附加率值高度附加。房間高度大于時，每高出應附加，但總的附加率不應大于。因本建筑房屋高度僅，所以不考慮高度附加。樓層修正。在建筑物中常常發生上熱下冷的

6、現象，尤其是上供下回式系統更為嚴重。為了克服這種現象，使各樓層室內溫度基本一致，可采用樓層修正系數。和高度附加一樣，樓層修正也是加在基本耗熱量和其他耗熱量的總和上。層數層次1233+100-5表3-3 上供下回式樓層修正3.1.4門窗縫隙滲入冷空氣的耗熱量1、產生原因：因風壓與熱質作用室外空氣經門窗縫隙進入室內。2、由于缺乏足夠的門、窗縫隙數據，對于民用建筑的規格計算可用換氣次數法。計算公式如下： （3-3）式中: 空氣比熱，本設計中約;室外空氣密度，的條件下為；房間的內部體積，；房間的換氣次數，。房間具有外窗、外門的暴露面數目面面面房間換氣次數Nk（次）1/41/21/2113/2表3-4

7、冷風滲入量折算為房間的換氣次數在后續熱負荷計算中，本人均選取中值進行計算。例如辦公樓101的冷風滲透耗熱量為：3.1.5供暖管道散入房間的熱量供暖管道管徑較粗時，散入室內的熱量是很可觀的，因此應該在供暖設計熱負荷中扣除。通常只計算水平干管的散熱量，立管和連接散熱器的支管因管徑小均不必扣除其散熱量。 （3-4）式中：供暖管道散入房間的熱量，；g每米長不保溫供暖管道的散熱量，可查資料得出；室內不保溫管道長度，；考慮散熱量的有效利用率。沿頂棚下的水平管道為0.5，沿地面上的水平管道為1.0。表3-5不同管徑管道每米長傳熱系數若選用D40管徑，以辦公101為例：一層回水水溫取70度，管道傳熱系數取1.

8、91，則管道散熱量為：若實際管徑大于D40，最低熱負荷仍成立，可通過調節閥控制。3.2房間維護結構傳熱耗熱量計算詳表（見如下）表3-6 房間熱負荷匯總四 供熱系統選擇l 考慮到本工程為三層辦公建筑，根據實際規模和施工的方便性;l 本設計采用熱水作為水媒;l 采用機械循環上供下回順流同程式;l 散熱片安裝形式為同側的上供下回;l 設計供回水溫度為;l 回水干管的坡度不應小于，坡度應與水流方向相同。五 散熱器及系統部件的選擇計算5.1散熱器的選擇考慮到散熱器耐用性和經濟性，本工程選用鑄鐵四柱760型，高度為。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，

9、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。外表噴塑或烤漆。具體性能及參數如下表：型號散熱面積水容量重量工作壓力傳熱系數k四柱760型0.235m1.16L6.6kg0.5mpa8.49 w/m·表5.1 鑄鐵散熱器參數5.2 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；散熱器安裝在墻面上，上加蓋板。5.3 散熱器的安裝尺寸應保證底部距地面不小于，通常取；頂部距蓋板取；背部與墻面凈距不小于。5.4 散熱器的計算

10、以下以辦公101、201、301所在立管為例計算：（1）計算立管管段的水溫（2）計算各組散熱器的熱煤平均溫度 （3）計算散熱器的傳熱系數K對四柱760型，不能超過25片。傳熱系數 (3-5)根據式（3-5）可求得：（4）計算散熱面積 先假設片數修正系數，查附表得同側上進下出連接形式修正系數，查附表得散熱器形式修正系數，可得：（5）計算散熱器片數n可得辦公101散熱器片數為：兩個窗戶下分別各安裝14片。同理：辦公201散熱器片數為：兩個窗戶下分別各安裝14、15片。辦公301散熱器片數為：兩個窗戶下分別安裝12片和13片。其他房間的散熱器計算結果見下表：5.5膨脹水箱的選擇 脹水箱的作用是容納水

11、受熱膨脹而增加的體積。在機械循環熱水供暖系統中，膨脹水箱連接在回水干管循環水泵入口前，可以恒定循環水泵入口壓力，保證供暖系統壓力穩定。膨脹水箱的容積可按下式計算： （5.1）式中：膨脹水箱的有效容積（信號管到溢流管之間的容積）,;水的膨脹系數，;系統內的水容量，;系統內水受熱和冷卻時水溫的最大波動值，一般以水溫算起； 在低溫水供暖系統中，則 （5.2）查表可知：四柱760型供暖系統設備供給熱量的水容量是，本建筑總采暖負荷為，可求的膨脹水箱有效容積為。根據全通通用建筑設計圖集選用如下型號膨脹水箱：表5-2可選用膨脹水箱型號根據上表可選擇圓形2號，公稱容積，有效容積，內徑，高度。5.6排氣裝置的選

12、擇在熱水采暖系統中，積存的空氣若得不到及時排除，就會破壞系統內熱水的正常循環， 因此必須及時排除空氣。系統在充水之前為空氣所充滿，充水時，空氣經膨脹水箱或集氣裝置排出系統，充水由 回水干管進入系統，緩慢上升，直到空氣排凈，水充滿整個系統為止。在機械循環上供下回式熱水采暖系統中，集氣罐通常設置在系統各分支環路的供水干管 的末端最高處。供水干管應向集氣罐方向設上升坡度以使管中水流方向與空氣氣泡的浮升方 向一致，有利于空氣匯集到集氣罐的上部。系統運行時，定期打開閥門將熱水中分離出來并 聚集在集氣罐內的空氣排除。規格型號1234D/mm100150200250H（L）/mm300300320430質量

13、/Kg4.396.9513.7629.29表5-3集氣罐規格尺寸集氣罐的有效容積應為膨脹水箱有效容積的1%，則可選用第一種型號，質量，。在本設計中，選用自動排氣閥作為系統排氣裝置。5.7 管道熱補償為了防止供熱管道升溫時，由于熱伸長或溫度應力熱引起管道變形或破壞，需要在管道上設置補償器，以補償管道的熱伸長，從而減小管壁的應力和作用在閥件或支架結構上的作用力。補償器的選擇按照管路的伸長量來確定，管道受熱的自由伸長量可按下式計算： （5-3）式中：管道的伸長量，m；管道的線膨脹系數，一般取0.012，mm/(m·)； 管壁最高溫度，可取熱媒的最高溫度，()； 管道安裝時的溫度，在溫度不能

14、確定時，可取最冷月平均溫度（）；L計算管段的長度，(m)；在本設計中補償采用管道的自然補償。自然補償是一種最簡便、最經濟的補償方式，應充分加以利用。采用自然補償器吸收熱伸長時，其各臂的長度不宜采用過大的數值，其自由臂不宜大于30m。考慮到本建筑自由臂均小于30m，所以均可采用自然補償，考慮到過走廊的埋地回水干管地方狹小，故采用波形補償器。5.8其它設備的選擇5.8.1供暖系統中閥門的設置l 多層建筑的供暖立管上應設調節閥門或關閉閥門，但樓梯間立管上不應裝設閥門；l 各環干管的始端及系統總進、出口管上，應裝設閥門；l 當系統需要部分運行或關斷進行修理時，應在各分支干管上裝設關斷閥門。5.8.2供

15、暖系統中的閥門，宜按下列規定選擇：關閉用：熱水系統用閘閥；調節用：截止閥、對夾式蝶閥；放水用：旋塞或閘閥；5.8.3供暖管道的坡度，應符合下列規定：六 采暖系統流程簡圖采暖管道設計從辦公109房間接入建筑內部。七 水力平衡計算（1）計算左側系統水利平衡：1）確定散熱器的熱負荷表7-1散熱器熱負荷匯總2）在軸測圖上進行管段編號、立管編號并注明個管段的熱負荷和管長，如下圖7-1所示.圖7-1 供熱系統左支水力計算圖3）確定最不利環。本系統為同程式單管系統，一般取最遠立管的環路作為最不利環路。如上圖7-1所示，最不利環路是從入口經過立管，這個環路包括管段1到管段9。4）計算最不利環路各管段的管徑。本

16、題采用推薦的平均比摩阻大致為來確定最不利環路各管段的管徑。根據各管段的熱負荷，求出各管段的流量，計算公式如下： (7-1)式中 Q管段的熱負荷，； 系統的設計供水溫度，此處為;系統的設計回水溫度，此處為。5）根據，查供暖通風設計手冊熱水供暖系統管道水力計算表，選擇最接近的管徑。將查出的列入表7-2的第5、6、7欄和第3欄。例如，對于管段2，時，。查表，選擇最接近的管徑，如取DN32,用插補法計算，可求出。6）確定沿程壓力損失。將每一管段和相乘，淚如水力計算表的第8欄。7）確定局部阻力損失A、確定局部阻力系數。根據系統圖中管路的實際情況，列出個管段局部阻力管件名稱（見表7-2）。查表求出各阻力系

17、數計入表中，最后將各管段總阻力系數列入水力計算表第9欄。B、根據管段流速，可查出動壓頭值，列入水力計算表的第10欄中。根據將求出的值列入水力計算表的第11欄中。表7-2最不利環路L7立管局部阻力系數計算表8）求各管段的壓力損失。將水力計算表中的第8、11欄相加，列入表第12欄中。9）求環路總壓力損失，即。表7-3最不利環路L7立管水力計算表用同樣的方法計算通過最近立管L2的環路，從而確定出立管L2、回水干管個管段的管徑及其壓力損失。表7-4最近環路L2立管局部阻力系數計算表表7-5最近環路L2立管水力計算表 根據本題的水力計算表，立管L9的資用壓力應等于入口處供水管起點，通過最近立管L2環路到回水干管管段13末端的壓力損失，減去供水干管起點到供水干管管段5末端的壓力損失的差值，亦等于。通過立管L10的資用壓力為：通過立管L1的資用壓力為：根據各立管的資用壓力和立管各管段的流量，選用合適的立管管徑。計算方法與前方法相同。表7-6 L8、L9、L1立管局部阻力系數計算表表7-7 L8、L9、L1立管水力計算表（2）計算右側系統水利平衡：圖7-2供熱系統右支水力計算圖按上述