供热课程设计计算说明书(共28页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录专心-专注-专业第1章 绪论1.1 设计目的本课程的目的是培养学生运用所学的暖通空调、流体输配管网课程的理论和技术知识解决实际问题,进一步提高运算、制图和使用资料的能力。通过设计,了解室内采暖系统的设计内容、程序和基本原则,巩固所学理论知识,培养利用这些知识解决实际问题的能力,逐步树立正确的设计观点。采暖课程设计是建筑环境与设备专业培养学生解决实际问题能力的一个重要的教学实践环节,在建筑环境与设备专业的教学计划中占有重要的地位和作用。1.2 工程概述1. 本工程为哈尔滨市某综合楼,整个建筑物为5层,建筑面积约2175.9平米,建筑占地面积约514平米,建筑总高1
2、8.6米。一到三层为公司成果展示厅和办公室,除一层层高为4.2米,其余层高为3.6米。四层到五层主要是办公室,每层都带有洗手间。热源由城市热网提供,供回水温度为:95、70,引入口管径为DN50,供回水压差为20000Pa。1.3 设计任务本设计为整栋办公楼冬季热水供暖工程。设计主要内容为:(一)设计准备(收集和熟悉有关规范、标准并确定室内外设计参数)(二)采暖设计热负荷及热指标的计算(三)散热设备选择计算(四)布置管道和附属设备选择,绘制设计草图(五)管道水力计算(六)平面布置图、系统原理图等绘制(七)设备材料表、设计及施工说明的编制第2章 设计依据2.1 主要参考资料1. 王宇清,刘春泽.
3、 供热工程,机械工业出版社,20052. 采暖通风与空气调节设计规范(GB 500192003),北京:中国建筑工业出版社,20033. 刘建龙主编. 建筑设备工程制图与CAD 技术,北京:中国化学工业出版社20094. 刘建龙. 供热工程课程设计指导书,20085. 陆耀庆. 供热通风设计手册,北京:中国建筑工业出版社,19876. 李贷森. 简明供热设计手册,北京:中国建筑工业出版社,19987. 城市热力网设计规范CJJ34-2002,北京:中国建筑工业出版社,20038. 城市供热管网工程施工及验收规范CJJ-28-89,北京:中国建筑工业出版社19899. 采暖通风与空气调节制图标准
4、(GBJ 114-1988),北京:中国建筑工业出版社,19892.2 设计范围本次设计任务为整栋综合楼冬季采暖系统设计。采暖日期为10月18日4月14日,共179天。本采暖设计,已经给出热媒,并由城市热网提供。故本设计不做热力系统机房和室外管网等的设计。2.3 设计参数2.3.1 室外设计参数根据建筑物所在的地区是黑龙江省哈尔滨市,查附录31,将哈尔滨市冬季室外气象参数列在表2.1中:表2.1 冬季室外气象参数表地理位置大气压力(Kpa)室外平均风速(m/s)冬季采暖室外计算干球温度/冬季室外计算相对湿度/%哈尔滨100.153.8-26642.3.2 室内设计参数根据设计建筑类型,查表附录
5、1,确定室内设计参数如下表:表2.2 室内设计参数房间名称冬季干球温度/相对湿度/%风速m/s办公室、多功能厅20500.2展览厅、会议室18500.2卫生间、走廊、楼梯间、茶水间、杂物间14500.2门厅16500.22.4 设计原始资料2.4.1 土建资料本工程为哈尔滨市某综合楼,整个建筑物为5层,建筑面积约2175.9平米,建筑占地面积约514平米,建筑总高18.6米。一到三层为公司成果展示厅和办公室,除一层层高为4.2米,其余层高为3.6米。第四层到五层主要是办公室和会议室,每层都带有洗手间。2.4.2 建筑结构墙体均选用加气砼砌块:地上外墙为350厚,内墙为200厚。外墙外保温采用5
6、0厚挤塑聚苯乙烯板。屋面:屋面防水等级为级,做法从上到下依次为:40厚C20细石混凝土(内配 4200双向)、20厚1:2.5水泥砂浆保护层;80厚挤塑聚苯乙烯板;高分子防水卷材两道;20厚1:3水泥砂浆找平层 ;钢筋混凝土屋面板。外窗:双层塑钢窗;窗高2000mm。一层东侧为玻璃幕墙。内门:单层木门。2.5 动力与能源资料1. 热源:城市热网2. 热媒:热水参数tg=95 th=703. 热力入口位置:系统与室外管网连接,其引入口处供回水压差P=20000 Pa(详见图纸标示)2.6 其他资料1. 人数:按照相关设计手册确定。2. 照明、设备:按照相关设计手册确定。3. 采暖设备要求散热器要
7、求散热性能好,金属热强度大,承压能力高,价格便宜,经久耐用,使用寿命长。该设计中采暖设备选用散热器供暖。对散热器的要求主要有以下几点:1) 热工性能方面的要求,散热器的传热系数值越高,说明其散热性能越好。提高散热器的散热量,增大散热器传热系数的方法,可以采用增加外壁散热面积(在外壁上加肋片)、提高散热器周围空气的流动速度和增加散热器向外辐射强度等途径。2) 经济方面的要求,散热器传给房间的单位热量所需金属耗量越少,成本越低越好。3) 安装使用和工艺方面的要求,散热器应具有一定机械强度和承压能力;散热器的结构形式应便于组合成所需要的散热面积,结构尺寸要小,少占房间面积和空间,散热器的生产工艺应满
8、足大批量生产的要求。4) 卫生美观方面的要求,散热器要外表光滑,不积灰和易于清扫,散热器的装设不应影响房间的观感。5) 使用寿命的要求,散热器应不易被腐蚀和破损,使用年限长。2.7 朝向修正率北朝向: 10%;东、西朝向: 5%;南向: 20%。第3章 供暖系统的设计热负荷供暖热负荷是设计中最基本的数据。它直接影响供暖系统方案的选择、供暖管道管径和散热器等设备的确定、关系到供暖系统的使用和经济效果。3.1 热负荷组成1、基本耗热量(屋顶、墙、地板和窗耗热量);2、围护结构修正耗热量(朝向、风力、高度影响的修正);3、冷风渗透耗热量;4、冷风侵入耗热量;3.2 负荷计算3.2.1 围护结构计算参
9、数1、 外墙根据设计资料,350mm厚加气砼砌块(=400 kg/m3、=0.17 w/mK、c=0.83 Kj/KgK),外保温采用50mm厚挤塑聚苯乙烯板(=30 kg/m3、=0.042 w/mK、c=2.093 KJ/KgK)。查鸿业围护结构材料库,传热系数K=0.302 w/m。热惰性指标D可根据公式(1-24)1计算: (3.1) (3.2)将以上数据代入得:D=1.5622、 内墙加气砼砌块厚200mm。传热系数K=0.456 w/m,同上可求得热惰性指标D=0.83。3、 外窗根据设计资料,双层塑钢窗,有尺寸(宽高)为3.82.4m 、3.22.4m 、3.12.4m、3.82
10、.1m 、3.22.1m、3.12.1m、1.53.3m 、1.51.95m、1.51.5m、1.82.4m 、1.82.1m、1.81.95m、0.92.05m、0.91.2m十四种型号。查附录61,传热系数K=6.40 w/m4、 玻璃幕墙玻璃幕墙长高为7.8m2.75m.,面积为21.45平方米。传热系数K=4.94。5、 门外门一:木(塑料)框单层外门,(宽高)为3.02.7m ;外门二:木(塑料)框单层外门,(宽高)为1.02.1m ; 内门一:木(塑料)框单层实体门,(宽高)为1.52.1m,;内门二:木(塑料)框单层实体门,(宽高)为1.02.1m;内门三:木(塑料)框单层实体门
11、,(宽高)为0.82.1m;内门四:木(塑料)框单层实体门,(宽高)为0.92.1m;6、 屋面屋面防水等级为级,做法从上到下依次为:40厚C20细石混凝土(内配 4200双向)、20厚1:2.5水泥砂浆保护层;80厚挤塑聚苯乙烯板;高分子防水卷材两道;20厚1:3水泥砂浆;钢筋混凝土屋面板。传热系数K=0.301。7、 地面非保温地面,平均传热系数K=0.39。3.2.2 校核围护结构传热热阻是否满足最小传热阻要求1、 校核外墙最小热阻该外墙属于型围护结构(见表1-61),围护结构冬季室外计算温度w=0.3w+0.4=0.3(-26)+0.4(-38.1)=-23.04按公式(1-15)1计
12、算最小传热阻Ro,min=aRn (3.3)式中:Ro,min围护结构的最小传热阻,/W;冬季围护结构室外计算温度,;采暖室内设计温度,;根据舒适性确定的室内温度与围护结构内表面的温差,这里取6;Rn围护结构内表面换热系数,W/();围护结构的温差修正系数。将上述参数代入得,/W外墙实际传热热阻为/W0.88/W满足要求。3.2.3 主要计算公式1由于冬季室外温度的波动幅度远小于室内外的温差,因此在围护结构的基本耗热量计算中采用日平均温差的稳态计算法,1. 围护结构的基本耗热量 (3.4)式中 围护结构的基本耗热量形成的热负荷(W);围护结构的温差修正系数;围护结构面积();围护结构的传热系数
13、W/();冬季采暖室内计算温度();冬季采暖室外计算温度()。2. 围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量按其占基本耗热量的百分率确定。1) 朝向修正率参考本设计2.7节;2) 风力附加率 本设计不必要考虑风力附加;3) 围护结构的高度附加 本设计中建筑只有一层高为4.2m,因此在本设计中高度附加可以忽略。3. 冷风渗透耗热量=0.28Vw (3.5)式中:冷风渗透耗热量(W);V经门、窗隙入室内的总空气量,m3/h;w供暖室外计算温度下的空气密度,本设计取1.415kg/m3;冷空气的定压比热, =1KJ/(kg)。经门、窗隙入室内的总空气量按下式计算V= (3.6)式中:L h每米每小时
14、缝隙入室内的空气量;门窗缝隙的计算长度,m;n渗透空气量的朝向修正系数。 Lh=(0.3h0.4)b(0.5w02)b (3.7)式中:h 计算门窗中心标高,m;0冬季室外最大风向的平均风速,m/s;外门窗缝隙渗风系数,有表1-81 查得0.5。b 门窗缝隙渗风指数,取0.67;4. 冷风侵入耗热量开启外门时侵入的冷空气需要加热到室内温度,对于短时间开启无热风幕的外门,可以用外门的基本耗热量乘以相应的附加率:=N (3.8)式中:外门基本耗热量,W;N考虑冷风侵入的外门附加率。本设计中只有首层有外门,后门取附加率取65%,前门为主要通道,取附加率500%。3.3 首层热负荷计算供暖室外计算温度
15、tw=-23,冬季日照率为59%35%;由2.7知各朝向修正系数。因为内墙、楼板之间的传热温差在2之内,低于5,不考虑内墙、楼板耗热量。3.3.1 门厅热负荷计算1、围护结构热负荷计算1) 东外玻璃幕墙的基本耗热量修正后为: 2376 W2) 东外门的耗热量修正后为:6237 W3) 地面的基本耗热量为: 1265 W2、冷风渗透耗热量修正后为:2004 W3、门厅总热负荷门厅总热负荷为:11882 W3.3.2 公司成果展览厅热负荷计算1、围护结构热负荷计算1)东外墙的基本耗热量修正后为: 2893 W2)东外窗的基本耗热量修正后为: 4622 W3)地面的基本耗热量为: 4835 W4)南
16、外墙的基本耗热量修正后为:552 W5)南外窗的基本耗热量修正后为:461 W6)西外墙的基本耗热量修正后为:439W7)西外窗的基本耗热量修正后为:270 W8) 北内墙热负荷为:40W2、冷风渗透耗热量为:11145W3、展览厅总热负荷为: 27688W3.3.3 办公室101热负荷计算1、围护结构热负荷计算1)东外墙的基本耗热量修正后为: 642W2)东外窗的基本耗热量修正后为: 1118 W3)地面的基本耗热量为: 1002W2、冷风渗透耗热量为:1241 W3、办公室101总热负荷为:4008 W3.3.4 办公室102热负荷计算1、围护结构热负荷计算1)东外墙的基本耗热量修正后为:
17、 584W2)东外窗的基本耗热量修正后为: 950 W3)北外墙的基本耗热量修正后为: 242 W4)地面的基本耗热量为: 306W2、冷风渗透耗热量为:530W3、办公室102总热负荷为:2612 W3.3.5办公室103热负荷计算1、围护结构热负荷计算1)北外墙的基本耗热量修正后为:188 W2)北外窗的基本耗热量修正后为:598 W3)地面的基本耗热量为: 298 W2、冷风渗透耗热量为: 518 W3、办公室103总热负荷为: 1602 W3.3.6 办公室104热负荷计算1、围护结构热负荷计算1)西外墙的基本耗热量修正后为: 164 W2)西外窗的基本耗热量修正后为: 708W3)北
18、外墙的基本耗热量修正后为: 248 W4)地面的基本耗热量为:313 W2、冷风渗透耗热量为:543 W3、办公室104总热负荷为: 1976W3.3.7 楼梯间热负荷计算根据采暖通风设计规范,楼梯间不考虑高度修正,故其计算方法与本设计房间负荷计算相同,计算结果如下:南楼梯间:794W北楼梯间:2487W3.3.8 卫生间、茶水间热负荷计算卫生间101:921W 茶水间: 1283W卫生间102:684 W 卫生间103:921 W3.4 二层热负荷计算二层负荷计算方法同一层相同,各房间的负荷如下表3.1表3.1 二层热负荷汇总表房间成果展示区多功能厅卫生间201卫生间202茶水间南楼梯间负荷
19、/w1980461866075121141987房间办公室201办公室202办公室203办公室204杂物间北楼梯间负荷/w25651728109912776818993.5 三层热负荷计算二层和三层结构相同,负荷同二层一样。3.6 四层热负荷计算四层负荷计算方法同一层相同,各房间的热负荷如下表3.2。表3.2 四层热负荷汇总表房间多功能厅办公室401办公室402办公室403办公室404办公室408负荷/w618632053205241321903402房间办公室409办公室410办公室411茶水间杂物间负荷/w2001135915571414681房间卫生间402卫生间401南楼梯间北楼梯间走
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