某小学学校教学楼采暖系统设计说明书

1、课程设计说明书设计题目B、某小学学校教学楼采暖系统设计原始资料1、建筑物修建地点：银川市。2、建筑物朝向：南。3、土建资料：建筑物的平、立面图。4、其他资料：热源：独立的锅炉房；资用压头：lOOOOPa；设计供回水温度：95C/70C；建筑物周围环境：市内、无遮挡；设计内容和要求1、设计应包括以下主要内容：（1）计算供暖设计热负荷（2）布置管道和散热设备、选择计算散热设备（3）管道的水力计算及附属设备的选择2、说明书要阐述设计方案主要依据和基本计算公式。说明书的文字要简练，字迹要工整说明书中要有以下几张表格和附图：（1）房间围护结构耗热量计算表（2）散热器计算表（3）管路水力计算表、局部阻力系

2、数统计表（4）管路水力计算简图3、绘制的图纸图面要清洁，图中各项内容符合制图要求，要有文字说明，要有以下图纸：1）采暖系统平面图2)采暖系统图本设计涉及到的规范有：采暖通风与空气调节规范GB50019-2003；采暖与卫生工程施工及验收规范GB50242-2002暖通空调制图标准GB/T5014-2001；(4)民用建筑节能设计标准JGJ26-95集气罐制作与安装T903；散热器系统安装K402-12；方形伸缩器N106。目录1原始资料错误!未定义书签。1.1自然条件错误!未定义书签1.1.1气象条件（银川市）：错误!未定义书签1.1.2设计热媒：错误!未定义书签1.2土建资料错误!未定义书签

3、1.2.1建筑平面图（已知）错误!未定义书签1.2.2屋顶构造图：错误!未定义书签1.3墙体构造错误!未定义书签2热负荷的计算错误!未定义书签2.1围护结构耗热量错误!未定义书签围护结构的热系数的校核计算错误!未定义书签2.1.2室内温度设计=18C错误!未定义书签。2.1.3室外温度的确定错误!未定义书签2.2围护结构的附加耗热量错误!未定义书签朝向修正耗热量：错误!未定义书签风力附加耗热量：错误!未定义书签门窗缝隙渗入冷空气的耗热量错误!未定义书签冷风侵入耗热量错误!未定义书签建筑物采暖热指标的计算错误!未定义书签热负荷计算错误!未定义书签3采暖热媒和采暖系统的选择错误!未定义书签3.1采

4、暖热媒的选择错误!未定义书签。3.2采暖系统的确定错误!未定义书签4.散热器的选择与计算错误!未定义书签4.1散热器的计算错误!未定义书签4.1.1散热面积的计算错误!未定义书签4.1.2散热器内热媒平均温度错误!未定义书签4.1.3散热器传热系数错误!未定义书签4.1.4散热器片数的确定错误!未定义书签4.2散热器的计算实例错误!未定义书签5水力计算错误!未定义书签5.1水力计算的基本原理错误!未定义书签5.2水力计算的方法错误!未定义书签5.3水力计算错误!未定义书签6辅助设备的选择与计算错误!未定义书签6.1集气罐的选择错误!未定义书签6.2各种阀门的选择错误!未定义书签6.2.1截止阀

5、错误!未定义书签致谢错误!未定义书签原始资料自然条件1.1.1气象条件(银川市)：设计热媒：设计热媒：95/70C热水、重力循环土建资料建筑平面图(已知)屋顶构造图：它的构造是：(1)面层用户自理50厚C30细石混凝土，表面撒1:1水泥中粗砂压实抹光(内配b4200双向钢筋网片)，每开间设分格缝，缝宽20,纵横间距不大于6m,缝内下部填砂，上部填专用密封膏4厚SBS改性沥青防水卷材1道1:8水泥加气砼砌块碎料实铺找坡层，坡度2，最薄处3040厚喷射混凝土(配钢筋网)原屋面板属于II型，传热系数K=0.55W/(m2C)墙体构造墙的构造是：外墙：外墙涂料(1)外墙高弹涂料面层(2)8厚1:2.5

6、水泥砂浆罩面(3)50厚喷射C25砼(配钢筋网)(4)基层墙体传热系数为K=1.97w/(m2。C)。外门窗规格表1-2门窗名称门窗尺寸m门窗面积传热系数W/(mC)M-18301.8X3.05.43.26M-10301.0X3.03.03.87M-15231.5X2.33.453.87M-09270.9X2.72.433.87M-09300.9X3.02.73.87C-15211.5X2.13.153.87C-12211.2X2.12.523.87C-35303.5X3.010.53.87C-34303.4X3.010.23.87热负荷的计算供暖热负荷主要包括：围护结构耗热量、围护结构附加耗

7、热量、冷风渗透耗热量公式为：Q二Ql+Q2+Q3I围护结构耗热量计算围护结构基本耗热量时可把一些数据相同的围护结构耗热量分别算出来（如各种规格的门、窗耗热量。同一高度和厚度每米宽墻体的耗热量等）然后对不同房间将这些数据进行组合。围护结构两侧温差小于5C时不计算传热量。围护结构基本耗热量，可按下列公式计算：Q=-仁）a（2-2）式中Q围护结构的热负荷，W；Kjj部分围护结构的传热系数，W/m2-K;Ajj部分围护结构的面积，m?tR冬季室内计算温度，C；to.w冬季供暖室外计算温度，C；a围护结构的温差修正系数。2.1.1围护结构的热系数K的校核计算校核公式如下：R-a(t-t)RRnwR0mi

8、n&tnR0min最小总热阻，m2.K/W.冬季室内计算温度，C;：冬季室外计算温度，C；a温差修正系数；围护结构内表面换热热阻，m2K/W；“一一室内空气温度与外围护结构内表面的允许温差。最小传热热阻的计算。该外墙属于II型围护结构，维护结构的冬季室外计算温度为we0.6tw+0.4tp.min=0.6X(-24.1)+0.4X(-32.9)=-29.54c最小传热阻Ro.min18+29.46x1x0.1150.911m2.oyn外墙实际传热阻为R-1.41m2.0C/W0.911m2.0C/WR0K0.71omin所以满足要求。该屋面围护结构属于II型，围护结构冬季室外计算温度twe0.

9、3tw+0-7tp.min=0.3X(-24.1)+0.7X(-37.7)=-29.54C根据已知条件及查的的数据，以t18oC,t29.54oC,At5.5oC,a1,anwynW/m2.oC代入，得Ro.mina(t一t)xRnwAty(18+29.54)53x1x0.115=0.994m2.oC/W屋面实际传热阻为屋面实际传热阻为11R=1.852m2.0C/W0.994m2.C/W二R0K0.54omin，所以满足要求。室内温度设计办公室tR=18C教室tR=16C走廊tR=14C楼梯间tR=16C卫生间tR=16C2.1.3室外温度仁的确定冬季供暖室外计算温度可由手册查的银川市的室外

10、温度仁=-15C。围护结构的附加耗热量朝向修正耗热量：由规范可知朝向修正的具体数值：北、东北、西北：010%（取0%）,东、西：-5%（取-5%）,东南、西南：-10%-15%（取-10%）,南：-15%-30%（取-15%）风力附加耗热量：因为在规范中明确规定：只是在不避风的高地、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,垂直围护结构附加5%10%。银川市地区不符合上述规定,所以不必考虑风力附加。高度附加耗热量：高度附加耗热量是考虑房屋高度对围护结构耗热量的影响而附加的耗热量。暖通规范规定：民用建筑和工业辅助建筑物(楼梯间)的高度附加率，当房间的高度大于4m时，每高出1m应

11、附加2%,但总的附加率不应该大于15%。因为本设计房间的阶梯教室是6m,阶梯教室考虑高度附加4%。门窗缝隙渗入冷空气的耗热量在风力和热压造成的室外压差作用下,室外的冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内,被加热后逸出。把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量,称为冷风渗透耗热量。规范规定：对于民用建筑,冷风渗透耗热量可按缝隙法计算,建筑物门窗缝隙的长度分别按各朝向所有可开启的外门、窗缝隙丈量,在计算不同朝向的冷风渗透空气量时，引入一个渗透空气量的朝向修正系数n即V=Llnm3/h(2-3)式中L每米门、窗缝隙渗入室内的空气量，按当地冬季室外平均风速查规范确定，m3/h.m；1门、窗缝隙的计算

12、长度，m；n渗透空气量的朝向修正系数。朝向北东南西修正系数0.30.21.00.7确定门、窗缝隙渗入空气量V后，冷风渗透耗热量Q2,可按下式计算:Q2=0.278VPwCp(to-tw)W(2-4)式中V经门、窗缝隙渗入室内的总空气量，m3/h；Pw一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；规范规定：对于工业建筑,加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量,可查表渗入耗热量占围护结构总耗热量的百分率(%)建筑物高度(m)4.54.510.010.0玻璃窗层数单层253540单双层均有203035双层152530冷风侵入耗热量通过外门的冷风侵入耗热量有些书上也叫外门开启附加，

13、外门冷风侵入耗热量以外门基本耗热量为基准乘以附加百分数，可按下式计算：Q3Z=NQ1Z.j.mW(2-5)式中Q1.j.m一外门基本耗热量，W；N考虑冷分侵入的外门附加率。按暖通规范的规定，民用建筑阳台外门不经常开启不考虑冷风侵入耗热量。计算楼梯间外门的冷风侵入耗热量时，外门附加率公式中的楼梯附加率根据规范查得选择65%。本次设计中不需考虑。建筑物采暖热指标的计算建筑物采暖热指标常用的有体积热指标及面积热指标。体积热指标用下式计算：nw2-6)式中：qv米暖体积热指标，W/m3C；V建筑物外围体积，m3。面积热指标按下式计算：q=QAvA（2-7）式中：Q供热设计热负荷；qv供暖热指标W/m2

14、；A房间建筑面积m2。本工程一层至三层均为教学楼，总建筑面积为：1300m2,总层高11.6m。一层总负荷为71684.59W；二层总负荷为21587.35W；三层总负荷为25798.63W；由此知总负荷为.58W。计算面积热指标：qv=.58/1300=91.59W/m2符合要求热负荷计算首层教学楼的基本围护结构耗热量可划分这样几个区域计算：四间教室的热负荷相同，可统一计算，办公室有B-2和B-5与其他不同，可分为两部分计算，两个楼梯间的热负荷相同，两个卫生间的热负荷相同，首层走廊可分为5部分计算，还有阶梯教室的热负荷单独计算。教室包括:北外墙,北外窗，地面I.II.III,冷风渗透量。具体

15、步骤和算法如下：1)北外墙的耗热量Q=-fo.w)a=32.4x1.97x1x(16-(-15)=1170.7W因为朝向修正是0%，所以修正后的北墙的耗热量是：Q=1170.7W2)北外窗的耗热量Q=13.2x3.87X31x1=1587.2W因为朝向修正是0%，所以修正后的北外墙的耗热量是：Q=1587.2W地面IQ=AjKj(tR-to.w)a=17.6X0.47X31X1=253.7W地面IIQ=AjKj(tR-to.w)a=17.6X0.23X31X1=127.1W地面IIIQ=AjKj(tR-to.w)a=17.6X0.12X31X1=63.1W此处仅以教室的热负荷计算为例，其余皆按

16、照此类方式进行计算。6)冷风渗透耗热量Q=0.278X0.5X8.8X6.4X3.6X1.19X31=1039.65W所以首层的耗热量的总和为:Q=.58W采暖热媒和采暖系统的选择采暖热媒的选择根据本设计是处于银川市，属于供暖集中区域，由热力站统一供给95/70C热水热媒。因为95/70C的低温热媒采暖系统是宿舍、学校、旅馆、办公楼和住宅等较好的采暖热媒，且在初投资和安全可靠性方面都有较大的优点。本着适用、经济、节能、安全的原则，本设计采用95/70C的低温热水热媒采暖。采暖系统的确定采暖系统立管选用上供下回式、机械式单管异程式供暖系统。4.散热器的选择与计算房间内部的散热器采用四柱813型，

17、重力循环单管顺流系统的铸铁散热器，则B2=1;散热器采用明装在散热器上部距窗台高度为150mm下部距地200mm，则=1.0;而B1先按照1进行计算求得散热器片数后再查表进行修正，当n=6片时,B1=0.95；当n=610片时,31=1.0；当n=1120片时,31=1.05；当n20片时，31=1.10。每片散热器的面积f=0.28m2o散热器的计算散热面积的计算散热器的散热面积是根据以下的公式计算的：F二QxPxPxP/(Kx(t-1123/pjh(4_1)式中P1散热器的组装片数修正系数；P2散热器的连接形式修正系数；P3散热器的安装形式修正系数；K散热器的传热系数W/m2K。散热器内热

18、媒平均温度散热器的平均温度随着供暖热媒的参数和供暖系统形式而定。它是进水温度与出水温度的平均值。即符合以下计算式：式中：爲一散热器的平均温度，。c；tsg散热器的进水温度，C；tsh散热器的出水温度，c。散热器传热系数传热系数的计算公式可按：K=2.237At0-302W/m2K散热器片数的确定算出散热器的散热面积后，可以按照如下的公式计算出所所需的散热器的面积n二Ff式中：F所需散热器面积，f每片散热器散热面积，m?。暖通空调规定，柱型散热器的散热面积可比计算数值小0.1m（片数只能取整数）,翼型和其它散热器的散热面积可比计算值小5%。每组散热器的片数规定为：细柱型（813）25片；粗柱型（

19、M132）20片；长翼型6片。散热器的计算实例供暖系统采用的是单管供暖系统。以首层办公室计算为例根据供水温度85C，回水温度70C，算出每层的进出水温，求出平均水温，根据传热系数的公式求得传热系数的大小，然后根据散热面积的计算公式求出散热面积，确定实际片数后再计算出实际热负荷的大小，计算过程如下：计算进出水的温降为：山=15C，首层的出水温度为t=70C，可以确定进水温c度为t=85C,热平均温度为：=(70+85)/2=77.5C,传热温差At=77.5-16=61.5C,ipj传热系数，K=2.237At0302W/m2K散热面积为A=8.88,计算片数n=(8.88/0.28)x1.10

20、 x1x1=34.3片，取34片。依次进行计算。5水力计算水力计算的基本原理设计热水供暖系统，是使系统中各管段的水流量符合水流量的要求，以保证流进各个散热器的水流量符合要求，就要进行管路的水力计算。当流体沿管路流动时，由于流体分子间及与其管壁间的摩擦，就要损失能量，这部分能量损失叫做沿程阻力损失；当流体流过管段的局部构件时，由于其流动方向或是速度的改变，产生局部旋涡和撞击，也要损失能量，这部分能量损失叫做局部阻力损失。它的总损失的表达式如下：AP二AP+AP二RL+AP心1、ylj(5-1)式中：AP计算管段的压力损失，Pa；APy计算管段的沿程损失，Pa；APj计算管段的局部损失，Pa；R每

21、米管长的沿程损失，Pa/mL管段的长度,m。水力计算的方法热水供暖系统的水力计算，可分为等温降法和变温降法。等温降法的计算特点是预先规定每根立管的水温降，系统中各立管的供、回水温度都取相同的数值，在这个前提下来计算流量。这种方法的任务的两种方法通常是：一种是已知各管段的流量，给定最不利环路各管段的管径；另一种是根据给定的压力损失，选择流过给定流量所需要的管径。因为所给的系统是供回水的温差是25C,所以选用的水力计算的方法是等温降法。水力计算首先根据公式计算出流量：G_3600 xQ_0.86xQ4.187xlCh（t-1）t-1ghgh（5-2）式中：G管段的水流量,kg/h；Q管段的热负荷,W；tg系统的设计供水温度，C；th系统的设计回水温度，C。计算出各个管段的流量后,根据有关规定（水管离围护结构的距离）确定各个管段的长度,计算出各个管段的沿程阻力损失；另外,计算出各个管段的局部阻力损失。计算平均比摩阻Rpj厂10000 x0.5R=