办公楼的冬季采暖系统设计毕业论文.pdf
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1、摘 要此次设 计 为内蒙 古包头市某办公楼的 冬季采 暖系 统 设 计。采 用 散热器暖，目 的 是 通 过 设 计 使该 办公楼的 冬季室内温度符 合要 求，本设 计 室内温度采 取18。，浴室采 取25 C,更衣 室采 取22 C,盥 洗室、厕所、走 廊采 取16 Co系 统 以85C-6 0C热水 为热媒，采 用 上供下回双管 异程 式系 统。散热器采 用 四柱813型铸 铁 散热器，散热器 和室内供暖管 道 均采 用 明装，每个散热器均设 置 跨 越 管。总立 管 设 在建筑 物 南北面 的 中部，到顶 端 后分为两个环 路，坡度为0.003,在每个环 路 末端 立 管 最高 端 均装
2、 有集 气罐。本设 计 中首 先计 算 采 暖设 计 热负 荷，随 后根据算 出的 热负 荷 来对散热器进 行 选 型 和布置，并算 出散热器片 数，然后进 行 采 暖系 统 的 水力计 算 及附 属设 备的 选 择，最后 根据建筑 平面 图画 出采 暖系 统 图。关键 词：采 暖；热负 荷 计 算；散热器；系 统 形式；水量 计 算。ABSTRACTTh e design is h ea ting system in winter o f a n o ffice in th e city o f Ba o to u,Znner Mo ngo lia regio n.Th e a im th
3、a t it uses ra dia to r fo r h ea ting is th a t ma kes th e indo o r tempera ture o f th e o ffice building in winter meet th e requiremengs th ro ugh design.In th is design,th e indo o r tempera ture ch o o ses 18 C,ba th ro o m ch o o ses 25 Cdressing ro o m ch o o ses22C,wa sh ro o m,to ilet a n
4、d co rrido r ch o o ses 16 C.Th e ra dia to r ch o o ses85 C-6 0C h o t wa ter a s th erma l co a l a nd a do pt upside feed a nd underside return flo w do uble direct return system.Th e ra dia to r ch o o ses Fo ur-co lumntype 813 ca st iro n ra dia to rs.Ra dia to r a nd indo o r h ea ting piping
5、a do pt unfo ld insta ll.Ea ch ra dia to r is pro v ided with a cro sso v er pipe.Th e ma in riser is dev ided into two lo o ps wh ich slo pe is 0.003 a t th e to p.At th e end o f ea ch lo o p a nd th e to p o f riser is pro v ided with a bstra cta ir co llecto r.In th e design,I first ca lcula te
6、th e h ea t a nd design h ea t lo a d,select a nd a rra nge th e ra dia to r a cco rding to th e h ea t lo a d.And I ca lcula te th e number o f ra dia to r.Th en th e h ydra ulic ca lcula tio n o f h ea ting system a nd th e ch o ice o f a uxilia ry equipment a re ca rried o ut.At la st,I dra w h e
7、a ting system dia gra m o n th e ba sis o f a rch itectura l pla ns.Key Wo rds:h ea ting,h ea t lo a d ca lcula tio n,ra dia to r,system fo rm,wa ter budget.1前言1.1设计目的通 过 本次的 课 程 设 计，使自 己拥有一定的 采 暖设 计 能 力；了解 一些相 关的 规 范 和条例；熟 悉并掌握散热器采 暖设 计 流程；同时使自 己的 思维 更加的 严谨，态度更加 的 认 真，为以后的 社 会工作奠定扎实的 基础。1.2设计意义办公建筑
8、 是现 代建筑 中一种 不可或缺 的 重 要 元素，随 着 现 代科 学技术的 发展和我 国市场经 济的 进 步，高 标准的 办公建筑 已经 成为一个国家和城市经 济文化发展的 重 要 标记 之一，是一个国家现 代化程 度和技术水平的 标志，而 其采 暖方式应能 适 应办公建 筑 的 功能 需 求，所以办公建筑 采 暖系 统 的 设 计 至 关重 要。因此，努力研 究 探索 办公采 暖设 计 的 优化途 径，提高 办公采 暖的 设 计 水平是我们所需 完成的。1.3采暖系统的发展现状因为所处地理 位置，能 源资 源，经 济水平的 不同，各国采 用 不同的 采 暖方式，大 体可分为热电 联 产集
9、 中供暖、全方位的 供暖系 统、电 采 暖、空 调 采 暖、燃 油或燃 气采 暖、地板辐 射热采 暖，而 在我国主要 采 用 市政热力管 网、小区内锅 炉集 中供暖、中央 空 调 系 统 供暖、地热采 暖等。就办公建筑 而 言，多采 用 的 是散热器采 暖，其具有采 暖 舒 适、即开即热、安装 不受限 等 优点，但其会占用 一定的 建筑 空 间，而 且不美 观。1.4设计的技术要求随 着 科 学技术的 迅 速 发展以及对节 能 和环 保要 求的 不断提高，采 暖领 域中新的 设 计 方案大量 涌现，针 对同一个设 计 项 目，往往可以有很多不同的 设 计 方案可供选 择,设 计 人员要 进 行
10、 大量 的 方案比较 和优选 工作，设 计 方案技术经 济性比较 正在成为影响 采 暖设 计 质 量 和效率 的 一项 重 要 工作。如何对采 暖设 计 方案进 行 科 学的 比较 和优选,是我们采 暖设 计 人员在实际 设 计 工作中经 常遇 到的 一个重 要 技术难 题。1虽 然对目 前散热器采 暖的 现 状 有了一定程 度的 了解，我们设 计 过 程 中应尽量 考 虑 系 统 的 节 能。此次设 计 中我们不仅要 学会怎样全面、完整的 去完成一个设 计，包括设 计 步骤 及计 算 结 果，设 计 方案及计 算 要 合理，而 且还 要 求我们熟 练 的 运 用Auto CAD 将我们的 设
11、 计 成果表 达 出来。要 求我们不仅要 有编 写设 计 说 明书的 能 力，而 且要 有熟 练 运 用 计 算 机画 图的 能 力。除 了对设 计 中基本的 设 计 能 力及作图能 力的 要 求外，我们 还 应尽量 使自 己的 设 计 合理，使我们的 设 计 更加完美。2设计基本资料22.1毕业设计题目包头市市某办公楼的 室内采 暖系 统 设 计2.2工程概况本工程 为包头市某办公楼，建筑 总高 度为19.10米，层高 为3.5米，本建筑 总建 筑 面 积 为36 5 1.5 9平米，该 办公楼功能 齐 全，内设 各类 办公室、会议 室、宿舍、休息 室、浴室、值班 室以及盥 洗室、厕所等 房
12、间，所有房间 均需 供暖。每层房间 布置 及结 构尺寸详 见 建筑 平面 图、立 面 图和剖面 图。上部 供水干管 标高 为顶 层梁下0.10米，下部 回水干管 标高 为-0.80米。2.3设计主要内容2.3.1计算采暖设计热负荷1、查取与采 暖设 计 有关的 气象 资 料2、计 算 各采 暖房间 的 热负 荷(1)将各采 暖房间 分别加以编 号(2)计 算 各采 暖房间 围护结 构的 基本耗 热量 和附 加耗 热量(3)计 算 各采 暖房间 的 冷风 渗透 耗 热量(4)计 算 各采 暖房间 的 冷风 侵入耗 热量(5)计 算 各米 暖房间 的 米 暖热负 荷3、计 算 建筑 物 的 总采
13、暖热负 荷 及采 暖面 积 热指标建筑 物 的 总热负 荷 等 于各采 暖房间 热负 荷 之和；然后根据建筑 物 的 建筑 面 积，计 算 采 暖面 积 热指标。2.3.2布置采暖管道和散热设备；选择计算散热器1、确 定采 暖系 统 形式，布置 采 暖管 道 和散热器根据建筑 物 的 用 途、建筑 结 构的 特 点以及对采 暖系 统 的 要 求等 条件，确 定采 暖系 统 的 形式。32、布置 采 暖管 道 和散热器确 定建筑 物 热力入口位置，确 定户内采 暖系 统 入户装 置 位置，布置 采 暖系 统 的 供 回水干管、立 管、散热器支管 等 管 道 系 统，确 定管 道 的 敷设 方式。
14、布置 散热器。3、确 定散热器型式及采 暖系 统 其它设 备装 置 的 型式确 定散热器型式，确 定建筑 物 热力入口中的 热量 表 等 装 置 的 型式，确 定散热器恒 温阀 等 采 暖系 统 附 属设 备的 型式。4、绘 制采 暖系 统 简 图，并注明各计 算 管 段的 编 号、热负 荷 及管 长。5、散热器选 择计 算2.3.3采暖系统的水力计算及附属设备的选择1、根据采 暖系 统 简 图，确 定和计 算 最不利环 路进 行 必要 的 分析与比较，确 定出最不利环 路，根据经 济比摩阻 计 算 最不利环 路 的 管 径和阻 力损失。2、计 算 其他并联 环 路 的 管 径和阻 力损失，并
15、校核其不平衡 率。2.4主要设计参数2.4.1冬季室内参数，具体参数见表2-1：表2-1室内设 计 参数表房间 功能 耄公浴室更衣 室盥 洗室 厕所 走 廊房间 功能 耄公浴室更衣 室盥 洗室 厕所 走 廊室内设 计 温度（C）18 25 2216 16 162.4.2冬季室外参数查采 暖通 风 与空 气调 节 设 计 规 范2001，包头市冬季室外参数如表2-2：表2-2冬季室外参数表冬季供暖计 算 温度（C）-16.6平均风 速（m/s）2.4最多风 向平均风 速（m/s）3.44大气压力（Pa）90120冬季日照率（%）71最冷月平均相 对湿度（）552.4.3建筑外围护结构的传热系数见
16、表2-3：表2-3外围护结 构传热系 数外墙K=0.5 W/(m2.C)外窗K=2.7W/(m2.C)外门K=2.7W/(m2.C)屋面K=0.4W/(m2.C)地面K=0.5 W/(m2.C),不保温地面地面 各地带传热系 数见 表2-4：表2-4分地带分各地带传热系 数及热阻地带地带KW/(m2.C)第 一地带I0.47第 二地带II0.23第 三地带III0.12第 四地带IV0.07各地带划分方法见 图2-1：图2-1 分地带法示 意图2.4.4动力资料热源：由 换热站 集 中供给;5热媒：本工程 采 用85C-6 0C热水，补 水及定压均由 小区换热站 解 决。外网 资 用 压力：办
17、公楼入口外网 资 用 压力为15 00Pa。3采暖系统设计热负荷63.1热负荷的组成1、围护结 构的 基本耗 热量（外墙、外窗、地面、屋面 消耗 的 热量）；2、围护结 构的 附 加耗 热量（朝向、风 力、外门 和高 度的 修正）；3、冷风 渗透 耗 热量3.2围护结构的基本耗热量根据暖通 空 调第 二版，围护结 构稳 定传热时，基本耗 热量 可按照公式（3-1）计 算：0=AK（tn-ts）a（3-1）式中 0部 分围护结 构的 基本耗 热量，W；Aj部 分围护结 构的 表 面 积，m2；Kj部 分围护结 构的 传热系 数，W/（m2.C）；tn冬季室内计 算 温度，C；L采 暖室外计 算
18、温度，C；a围护结 构的 温差修正系 数，见 表3-1表3-1温差修正系 数a值围护结 构特 征 围护结 构特 征 外墙、屋顶、地面 以及与室外想通 的 楼板1.0闷 顶 和与室外空 气相 通 的 非 采 暖地下室上面 的 楼板等0.9与有外门 窗 的 不采 暖楼梯间 相 邻 的 隔 墙1-6层建筑 0.67-30层建筑。.。.5与不采 暖房间 相 邻 的 隔 墙不采 暖房间 有门 窗 与室外相 通 0.7不采 暖房间 无门 窗 与室外相 通。4不采 暖地下室的 楼板：外墙上有窗0.75外墙上无窗0.4不采 暖半地下室的 楼板（在室外地坪以上超 过1.0m）外墙上有窗0.6外墙上无窗0.4由
19、上表 可得出，本设 计 的 围护结 构为外墙、屋顶、地面 与室外相 通，所以修正系 数a均取1.0.房间 的 基本耗 热量 即所求房间 的 各围护结 构（外墙、外窗、地面、屋面 等）的 基 本耗 热量 的 总和。3.3围护结构的附加耗热量3.3.1朝向修正率规 范规 定对不同的 垂直 外围护结 构进 行 修正。其修正率 见 表3-2：表3-2朝向修正率朝向修正率朝向修正率北、东北、西 北010%东、西-5%东南、西 南-10%-15%南-15%-30%在本设 计 中，北向的 修正率 为：0%,东、西 向的 修正率 为：-5%,南向的 修正率 为：-20%。3.3.2风力附加率本设 计 中不考
20、虑 风 力附 加率，故取0。3.3.3外门附加率8附 加率 见 表3-3表3-3 外门 附 加率（%）建筑 物 性质附 加率建筑 物 性质附 加率公共建筑 或生 产厂房的 主要 出入口500民用 建筑 或工厂的 辅 助建筑 物，当 其楼层为n时有两个门 斗的 三层外门6 0n有门 斗的 双层外门80n无门 斗的 单层外门6 5 n3.3.4高度附加率本设 计 中一到五层楼层高 均为3.5 m,故可以不考 虑 高 度附 加率。3.4门窗缝隙渗入冷空气的耗热量查暖通 空 调第 二版 得冷风 渗透 耗 热量 可按公式3-2进 行 计 算：Q=0.27g）（3-2）式中 0 为加热门 窗 缝 隙 渗入
21、的 冷空 气耗 热量，W；L-渗透 冷空 气量，m3/h,；P-采 暖室外计 算 温度下的 空 气密度，kg/m3；Cp空 气定压比热，Cp=lkJ/（kg.C）;t人采 暖室外计 算 温度，C本设 计 采 用 换气次数分进 行 计 算，表3-4中换气次数是风 量（nP/h）与房间 体 积（n?）之匕 单位为/I（次/h）o所以，房间 渗入冷风 量 等 于表 中数据乘以房间 的 体积。表3-4 换气次数房间 类 型换气次数房间 类 型换气次数h1一面 有外窗 的 房间0.5两面 有外窗 的 房间0.5 1.09三面 有外窗 的 房间 1.01.5门 厅 2.03.5热负荷计算例题以101、20
22、1室为例进 行 计 算(101室)1.计 算 围护结 构的 传热耗 热量Qi(1)北外墙面 积 计 算：3.9x3.5=13.6 5 传热系 数：0.5 室内计 算 温度：18C 室外计 算 温度：-16 6 C基本耗 热量：劣=AK(tn-ts)a=13.6 5 x0.5 x34.6=236.145 W查表 得西 朝向的 修正率 为0,所以修正值为1.0。修正后的 热量 为Qi=236.145 xl=236.145 W(2)北外窗面 积 计 算：2.1x1.8=3.78 传热系 数：2.2 室内计 算 温度：18C 室外计 算 温度：-16 6 C基本耗 热量：Qj=AK(tn-zJ=3.7
23、8x2.2x34.6=287.7336 W查表 得西 朝向的 修正率 为0,所以修正值为1.0。修正后的 热量 为Q2=287.7336 xl=287.7336 W(2)西 外墙面 积 计 算：6.3x3.5=22.05 传热系 数：0.5 室内计 算 温度：18C 室外计 算 温度：-16.6 C基本耗 热量：弓=AK(tn-zJ=22.05 x0.5 x34.6=381.46 5 W查表 得西 朝向的 修正率 为-5%,所以修正值为0.95。修正后的 热量 为q3=381.4 65x0.95=362.391 75W(3)地面1面 积 计 算：7+11.8=18.8 传热系 数：0.47室外
24、计 算 温度：-16.6 C室内计 算 温度：18C10基本耗 热量：Qj=AK(tn-rJ=18.8x0.47x34.6=305.725 6 W查表 得地面 的 修正率 为0,所以修正值为1.0。修正后的 热量 为Q4=305.725 6 xl=305.725 6 W(4)地面2面 积 计 算：1.5 x3.9=5.85 传热系 数：0.23 室内计 算 温度：18C 室外计 算 温度：-16 6 C基本耗 热量：Qj=AK(tn-)6z=5.85x0.23x34.6=4 6.554 3W查表 得地面 的 修正率 为0,所以修正值为1.0。修正后的 热量 为q5=4 6.554 3x1=4
25、6.554 3W所以房间 热负 荷 为 Qh=Qi+Q2+Q3+Q4+Q5=1 238.55025W2.计 算 房间 的 冷风 渗透 耗 热量查表 的 换气次数为0.5,L为3.5 x3.6 x6=75.6包头地区的 空 气密度取p=1.2kg/m3 比热容取Cp=lkJ/(kg.C)所以冷风 渗透 耗 热量 Qi=0.278x0.5 x3.5 x3.6 x6 xl.2xlx34.6=436.30883.房间 的 采 暖热负 荷Q=Qh+Qi=16 74.85 9W(201室)1.计 算 围护结 构的 传热耗 热量Qi(1)北外墙面 积 计 算：3.9X3.5 传热系 数：0.5室内计 算 温
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