公共建筑供暖设计

第3章公共建筑供暖工程设计3.1公共建筑供暖工程设计的基本内容公共建筑供暖系统的设计与住宅室内供暖系统基本相同，供暖设计热负荷的计算以及供暖系统形式有所不同。设计思路包括收集气象资料、土建资料、热源资料，并根据当地热源情况(集中供热或其他热源)选定适宜的供暖方式和供暖系统。然后根据建筑物的围护结构情况进行供暖热负荷计算、选取散热器、进行散热器及管道的平面布置、绘制管道系统图并进行水力计算(管径选择及阻力计算)、选择附属部件、绘制相应的安装大样，完成采暖工程设计的施工图，撰写课程设计文件。公共建筑供暖工程设计与住宅的相同点，散热器的计算方法相同。不同点主要一是供暖设计热负荷稍有不同，公共建筑不计户间传热耗热量；二是供暖系统的形式不同，住宅建筑的供暖系统多为双管系统，公共建筑多为单管顺流式系统；三是水力计算方法基本相同，由于供暖系统的形式有别，所以水力计算特点稍有不同。本章主要介绍公共建筑供暖工程设计与住宅的不同点，主要论述热负荷计算，供暖系统的形式及供暖系统的水力计算。相关补充资料主要有：公共建筑节能设计标准(GB50189—2005)；办公建筑设计规范(JGJ67—89)中有关暖通空调部分；3.2公共建筑供暖设计负荷的计算供暖系统的设计热负荷主要包括：围护结构传热耗热量(围护结构的基本耗热量和附加耗热量)、冷风渗透耗热量、冷风侵入耗热量。1．围护结构的基本耗热量由下式计算：q'二KF(t-1')aW(3T)nw式中符号同前。修正耗热量的计算同前。2．围护结构附加(修正)耗热量围护结构的修正耗热量通常按基本耗热量的百分率进行修正，主要包括朝向

修正、风力附加、外门附加和高度附加耗热量。公共建筑围护结构的附加耗热量和住宅的计算相同，故不再赘述。3．冷风渗透耗热量影响冷风渗透耗热量的因素很多，如门窗构造、门窗朝向、室外风速与风向、室内外空气温差、建筑高度以及建筑内部通道状况等。对于多层建筑，由于房屋建筑不高，在工程设计中，冷风渗透耗热量主要考虑风压的作用。对于高层建筑，则应考虑风压和热压综合作用的结果。计算冷风渗透耗热量的常用方法有缝隙法、换气次数法和百分数法。高层建筑的冷风渗透耗热量一般采用缝隙法计算。.缝隙法，通过计算不同朝向的门、窗缝隙的长度以及风压与热压综合作用下，每米长度缝隙渗入的冷空气量，确定其冷风渗透耗热量。这种方法称为缝隙法。对于多层和高层民用建筑，加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量，可按下式计算3-2)Q=0.278cpL(t-1f)3-2)2pwnw式中Q2——冷风渗透耗热量，w；冷空气的定压比热容，Cp=1.005kJ/(kg・K)；

供暖室外计算温度下的空气密度，(kg/m3)；L——渗透冷空气量，m3/h；tt'tt'nw室内、外供暖计算温度，。C；0.278——单位换算系数，1kJ/h=0.278W。由式(3-2)可知，在室内外温差一定时，冷风渗透耗热量主要取决于渗透冷空气量L。渗透冷空气量L(m3/h)可根据不同的朝向，并按下式确定3-3a)L=lLmb3-3a)0式中L0――在基准高度单纯风压作用下，不考虑朝向修正和建筑物内部隔断情况时，通过每米门窗缝隙进入室内的理论渗透冷空气量［m3/(m・h)］；,按式3-3b确定。1――外门窗缝隙的计算长度(m)，应分别按各朝向可开启的门窗缝隙长度计算；

m――风压和热压共同作用下，考虑建筑体形、内部隔断和空气流通等因素，不同朝向、不同高度的门窗冷风渗透压差综合修正系数，按式3-3c确定;b——门窗缝隙的渗风指数，b二0.56〜0.78，当无实测数据时，可取b二0.67；其中，mbL表示通过每米门、窗缝隙进入室内的实际渗透冷空气量。0通过每米门、窗缝隙进入室内的理论渗透空气量L0通过每米门窗缝隙进入室内的理论渗透冷空气量L。，是指在基准高度时单独风压作用下，不考虑朝向修正和建筑隔断情况时，通过每米门窗缝隙进入室内的理论渗透冷空气量按下式计算：L=a(pv2/2)b(3-3b)01w0式中a外门窗缝隙的渗风系数，m31Vm-h-Pab)，当无实测数据时，v0

h=v0

h=10m

0外门窗缝隙渗风系数下限值表3-1建筑外窗空气渗透性能分级(\IIIIIIWVam3/\m・h・Pa0.67丿i0.10.30.50.81.2――基准高度(我国气象部门规定，风速观测的基准高度是)冬季室外最多风向下的平均风速，m/s；冷风渗透压差综合修正系数m。实际上通过每米缝隙冷风渗透量影响因素很多，因此，根据理论渗透空气量计算实际渗透冷空气量时，m是综合考虑在风压和热压共同作用下，不同建筑物体型、内部隔断和空气流通等因素后，不同朝向、不同高度门、窗的冷风渗透压差综合修正系数。实际的冷风渗透现象，是风压和热压共同作用的结果，处于迎风面的外门窗，由于受风压作用，将使单独靠热压形成的中和面向上移，即渗入空气的楼层数会有所增加。而处于背风面的外门窗，由于室外是负压，将使单独靠热压星形成的中和面下移，则渗入空气的楼层数就会有所减少，如此，就有可能在同一间房内，因朝向不同而渗透风量不等，甚至有的朝向的房间渗入空气，而另一朝向的房间则渗出空气。《暖通规范》推荐，冷风渗透压差综合修正系数m值按下式计算：

m=CAC(ni/b+C)C(3-3c)rfh式中C—热压系数。当无法精确计算时，可按表3-2采用r热压系数表3-2内部隔断情开敞空间有内门或房门有前室门、楼梯间门或走廊两端设门况密闭性差密闭性好密闭性差密闭性好C1.01.0〜0.80.8〜0.60.6〜0.40.4〜0.2r11111AC/――风压系数。当无实测数据时，AC可取为0.7on——在纯风压作用下渗风量的朝向修正系数，查实用供热空调设计手册第二版5.1-8c――作用于外门、窗缝隙两侧的有效热压差和有效风压差之比，按式3-3e确定。C――外门、窗缝隙所在高度的高度修正系数，按下式计算：hC=0.3h0.4（3-3d）h式中h——计算门、窗的中心线标高，m。有效热压差与有效风压差之比，按下式计算C=70（t—t）（h）h『AC（v27~3）（3-3e）nwzf0n式中h——单纯热压作用下，建筑物中和面的标高（m），可取建筑物总高z度的1/2；h计算门、窗的中心线标高（m）。分母中h是计算风压时的取值。当h<10m时，仍应按基准高度h=10m取值。t'――建筑内形成热压作用的竖井计算温度（°C）,当走廊及楼梯间不供n暖时，t'按温差修正系数取值，供暖时取为16C或18C；n把以上诸式和并，将AC=0.7,b=0.67代入，得到某朝向的每米外窗、门f缝隙的渗风量L，进而可以计算房间渗风量。3）门窗缝隙的计算长度l。门窗缝隙的计算长度l按各朝向所有可开启的外门、窗缝隙丈量，目前工程上多以下下述原则确定：a.当房间仅有一面或相邻两面外墙时，全部计入其外门窗的缝隙。b当房间有相对两面外墙时，仅计入风量较大一面外墙的门窗缝隙。c当房间有三面外墙时，仅计入风量较大的两面外墙的门窗缝隙。d.当房间有四面外墙时，则计入较多风向的1/2围护结构范围内的外门窗缝隙。把以上诸式和并，将AC=0.7,b=0.67代入，得到某朝向的每米外窗、f门缝隙的渗风量L,进而可以计算房间渗风量。4.冷风侵入耗热量冬季由于建筑物外门频繁开启，在风压和热压的作用下，冷空气由开启的外门侵入室内，把这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量称为冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量即外门附加耗热量，可采用外门的基本耗热量乘以表3-3中附加率xm来计算。外门附加率，只适用于短时间开启的，无热风幕的外门，阳台门不考虑外门附加。外门附加率外门附加率x表3-3外门特征xm外门特征xm一道门65%n三道门（有两个门斗）60%n两道门（有门斗）80%n公共建筑和工业建筑的主要入口500%3.3公共建筑的供暖系统自2000年我国住宅建筑实施供热分户计量技术以来，住宅建筑的供暖系统形式发生了较大的变化，不同于公共建筑供暖系统形式。公共建筑供暖系统形式与既有住宅建筑的供暖形式相似，多为垂直式系统。这里主要介绍公共建筑供暖系统的形式。机械循环热水供暖系统的分类按供回水方式不同，可分为单管系统和双管系统。热水经立管或水平供水管顺序流过多组散热器，并顺序地在各个散热器中冷却的系统，称为单管系统。热水经供水立管或水平供水管平行的分配给多组散热器，冷却后的回水自每个散热器直接沿回水立管或水平立管或水平回水管流回热源的系统，称为双管系统。按管道敷设方式不同，可分为垂直和水平式系统。按热媒温度不同，可分为低温水供暖系统和高温水供暖系统在我国，习惯认为：水温低于或等于100°C的热水，称为低温水，水温超过100°C的热水，称为高温水。室内热水供暖系统，大多采用低温水作为热媒。本设计采用低温水（95C/70C）作为热媒。供暖系统的形式机械循环热水供暖系统的形式见表3-4。型式名称机械循环热水供暖系统表3-4图示适用范围特点双管

上供

下回

式双管

下供

下回

式1*1室温有调节要求的四层以下建筑.•最常用的双管系统做法•室温可调节•易产牛垂直失调室温有调•缓和了上供下回式系统的垂直失调现象•安装供、回节要求且水干管需设置顶层不能地沟敷设干管•室内无供水时的四层干管，顶层房间以下建筑美观•排气不便双管3中供式顶层干管无法敷设或者边施工边使用的建筑•可解决一般供水干管挡窗问题•解决垂直失调比上供下回有利•对楼层、扩建有利•排气不利66双管下供4上回式垂直单管5顺流式失调有利热媒为高•排气方便温水室温•能适应咼温有调节要水热媒，可降低求的四层散热器表面温以下建筑度，降低散热器传热系数.浪费散热器•常用的一般单管系统做法•水力稳定性好一般多层•排气方便建筑•安装构造简单•对解决垂直分层式•入口处设换热装置造价高高温水热源公共建筑多选用垂直单管顺流式或单、双管混合式热水供暖系统，供暖系统形式的选择可参照下述原则：1．三层和三层以下的建筑，且有室温调节要求宜采用双管系统；2．三层以上建筑，宜采用垂直单管顺流式或单、双管混合式；单层建筑宜采用水平单管串联式，当串联管管径d大于32mm时，可采用跨越式；建筑物高度超过50m时，宜竖向分区供热。一根垂直立管供暖层数一般不超过十一层，立管管径不大于32mm为宜。供暖系统还有同程式和异程式两种系统，其中同程式系统的特点是通过各个立管的循环环路的总长度相等，压力损失易于平衡，虽然不会出现远近立管处出现流量失调而引起的水平方向上冷热不均现象，但是会比较浪费管材，对于作用半径较小的建筑会造成不必要的浪费。双管系统也是浪费管材，在系统的平衡上也不会有太大的改变；异程式系统供回水干管的总长度短，在此机械循环系统中，由于作用半径较小，连接立管较多，通过各立管环路的压力损失较难平衡。但可在靠近总立管最近的立管，选用较小管径，消除一些剩余压力，剩下的可以在立管加调节阀来达到水力平衡的目的。实际中应根据建筑的特点采用合适的系统，使其既不浪费管材，也容易达到平衡。3.4供暖系统的水力计算3.4.1热水供暖系统管路水力计算室内热水供暖系统管路水力计算的基本原理和水力计算的任务同住宅供暖系统。

热水供暖系统中的计算管段的压力损失，可用下式表示：AP二AP+AP二Rl+APPa(3-4)yjj管路的水力计算从系统的最不利环路开始，也即从允许的比摩阻R最小的一个环路开始计算。由n个串联管段组成的最不利环路，它的总压力损失为n个串联管段压力损失的总和。AP=(Rl+AP)AQG2—RlPa(3—5)jzhzblll式中符号同前。为了各循环环路易于平衡，最不利环路的平均比摩阻R值一般取60—120Papj/m为宜。热水供暖系统管路水力计算的方法一般设计选用等温降的水力计算方法。等温降计算法的特点是预先规定每根立管(对双管系统是每个散热器)的水温降，系统中各立管的供、回水温度都取相同的数值，在这个前提下进行流量计算。这种计算方法的任务：一种是已知各管段的流量，给定最不利各管段的管径，确定系统所必须的循环压力；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。最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻R:pjR—aAPPa/m(3-6)pj口式中AP——最不利循环环路或分支环路的管路的循环作用压力，Pa；刃一一最不利循环环路或分支环路的管路总长度，m；a——沿程损失约占总压力损失的估计百分数。根据各管段的热负荷，求出各管段的流量：3600Q4.187x103600Q4.187x103(t1八Igh丿0.86Qt—tgh3-7)式中Q——管段的热负荷，W；t'――系统的设计供水温度，°c；gt—系统的设计回水温度，c。h根据公式计算出的R及环路中各管段的流量，利用水力计算图表，可选pj出最接近的管径，并求出最不利循环环路或分支环路中管段的实际压力损失和整个环路的总压力损失值。当系统的最不利循环环路的水力计算完成后，即可进行其它分支循环环路的水力计算。在实际设计过程中，为了平衡各并联环路的压力损失，往往需要提高近循环环路繁殖管段的比摩阻和流速。但流速过高会产生噪音。《暖通规范》规定：最大允许的水流速，民用建筑不应大于1.2m/s。总之，一个良好的供暖系统的水力计算，应使各立管的资用压力值不要变化太大，以便与选择各立管的合理管径。为此，在水力计算中，管路系统前半部供水干管的比摩阻R值，宜选用稍小于回水干管的R值；而管路系统后半部供水干管的R值，宜选用稍大于回水干管的。水力计算的计算步骤1．在轴侧图上，进行管段编号并注明各管段的热负荷和管长；2．确定最不利环路，一般取通过最远立管的环路作为最不利环路；3．计算最不利环路各管段的管径及阻力损失，并验算热力入口处的富裕压力。4．求最近立管与最远立管环路的阻力损失平衡，并调整相应管径，使其在5%以内。5．计算其余干管的资用压力，确定其他立管管径。6．求各立管的不平衡率，不平衡率应在10%以内。3.5工程设计实例图3-1建筑平面图3.5.1设计资料1．土建原始资料本设计为北京市某办公楼散热器采暖系统，建筑平面图如图

3-1所示。办公楼共16层，层高3.3米，基本资料如下：外墙：K=0.6W/(m2.°C)外窗双玻：K=3.0W/(m2.C)厅门：K=3.8W/(m2.C)隔墙、梯梯间墙：K=1.0W/(m2.C)屋顶：K=0.55W/(m2.C)楼板：K=1.5W/(m2.C)2．气象资料:地理位置：东经116.28；北纬39.48冬季大气压：1027.7hPa冬季室外平均风速：2.8m/s冬季最多风向平均：4.8m/s3．室外设计参数供暖室外计算温度:-9C。表3-54．供暖室内计算温度，参见表表3-5办公室休息室厕所门厅20C20C16C16C采暖室内计算温度t(C)n走廊16C5．管网参数本设计采用热水作为热媒：供水温度：t=95C，回水温度：t=70Cogh3.5.2供暖设计热负荷公共建筑围护结构传热耗热量Q',与住宅建筑的计算方法相同，本工程实例1为高层建筑，冷风渗透耗热量Q'的计算方法有所不同。下面以门厅102房间为2例介绍冷风渗透耗热量和冷风侵入耗热量。3.5.2门厅102房间冷风渗透耗热量Q、Q231．冷风渗透耗热量北京市基准高度冬季室外最多风向的平均风速v=4.8m/s，根据表3-2,取0热压系数C二0.4；取风压差系数AC二0.7；取门窗缝隙渗风指数b=0.67rf(1)南向底层窗户和门的冷风渗透耗热量设底层窗中心线在层高的一般处，计算热压时取h二1-5m;因h<10m，故计

算风压时取h二10m，根据《暖通规范》，北京市的冷风朝向修正系数:南向n=0.15。⑴按式3-3e得压差比C二70(t'-1)(h-h)/「ACv2nwzf0n二70(16+9)(16x3.3x0.5-1.65)/「100.4(273+16)4.520.7=4.23⑵由式3-3d的高度修正系数C=0.3(h)0.4=0.3(10)0.4=0.754h⑶由式3-3c(可得到风压与热压共同作用下，冷风渗透压差综合修正系数m=CAC(n1/b+C)Crfh按门窗气密性较好，m=0.6x0.7x0.764取按门窗气密性较好，m=0.6x0.7x0.764(0.151/0.67:1.376>0⑷由3-3b通过每米门、窗缝隙进入室内的理论渗透空气量L0L=a(pv2/2)b01w04.52L=0.31.32x00.67=1.704m3/(4.52L=0.31.32x00.67=1.704m3/(h-m)图3-2102房间门示意图⑸由3-3a得出102房间渗透冷空气量L=lLmb0102房间可开启门窗如图3-2所示，门窗可开启的缝隙长度l=2x2+3x2.3+1.35x2+0.7x2=15mL=15x1.704x1.3760.67=31.65m3/h⑹由3-2得出102房间冷风渗透耗热量Q=0.278cpL(t-1r)2pwnw=0.278x1.005x1.32x31.65x29=338w2．冷风侵入耗热量本例中只有102房间有外门附加耗热量。根据外门特征，102房间外门附加耗热量的附加率x选择500%首先求得外门的基本耗热量，由公式2-2可得q=KF(t-1')a=3.8x2x2.3x(16+9)xl=437wnw冷风侵入耗热量为Q=500%q'=500%X437=2185W其余房间供暖设计热3负荷的计算可以参照102房间计算，计算结果详见热负荷计算表。公共建筑供暖系统方案本设计为一栋16层综合办公楼的供暖设计，供暖系统与外网直接连接。(1)由于建筑高度为52.8m，根据规范可知应在竖向进行分区，拟定分为

两个区，低区为1~8层，高区为9~16层。（2）本建筑物为综合办公建筑，其建筑结构和建筑材料对管道的布置并没有特殊的要求，因此本设计中选用最常见的垂直上供下回式系统。异程式系统供回水干管的总长度短，但在此机械循环系统中，由于作用半径较大，连接立管较多，因而通过各立管环路的压力损失较难平衡，故选用同程式系统。所以本设计的水力系统为机械循环单管上供下回同程式系统。散热器计算公共建筑供暖房间散热器的选择、计算和住宅建筑相同，可参照第二章住宅建筑的散热器的计算。以办公102房间为例，进行散热器选择计算（选用铸铁椭四柱660型散热器，型号SC（WS）TTZ4-5-6（8/10）（660））：由热负荷计算可知：102房间热负荷为4504W，散热器明装,系统部分，其散热器连接形式如图3-393.19°Cr91.2C—ztr™-（一）单管系统各层水温的计算单管系统各层水温的计算，可由下式计算it=t一芦（t-系统部分，其散热器连接形式如图3-393.19°Cr91.2C—ztr™-（一）单管系统各层水温的计算单管系统各层水温的计算，可由下式计算it=t一芦（t-1）ig乙Qgh3-8)89.05CF86.78C式中t――流出第i组散热器的水温（C）；i84.38Ctg――立管的供水温度（C）；th――立管的回水温度（C）；和81.87CEth――立管的回水温度（C）；和81.87CEQ――立管的总负荷（W）；Q沿水流方向，在第i组（包括第i组）散热器ii前的全部散热器的散热量（W）。75C图3-3散热器连接形式示意图表3-6房间编号102202302402502602702802米暖负荷452812801230117211141050976884与102房间共用立管的房间的供暖热负荷设计供回水温度为：95°C/70°C，由公式(3-6)可以计算出每组散热器的供回水温度，以102房间散热器供回水温度为例进行计算：工Qi=t工Qi=t一一g乙Qx(95-70))=95一l28^1230^/11^105^9^x(95-70)gh4528+1280+1230+1172+1114+1050+976+884=79.25C其余各房间散热器的供回水温度可参看图3-3由此可得出102房间散热器的平均水温，由公式2-6t二(t+1)/2Cpjsgsh可知t二(79.25+75)/2二77.13Cpj102(二)计算散热器Q=4528W，tn=20C，t=77.13C。102npj102查资料，SC(WS)TTZ4-5-6(8/10)(660)型铸铁散热器的传热系数按9.25计修正系数：^)AP2叮pjn散热器组装片数修正系数，先假定几=1.0；散热器连接形式修正系数，©=1.0；^)AP2叮pjn9.25x(77.13-16))1.0x1.0x1.0=8-0m2取TZY2-100/6-8(10)型散热器，每片散热面积为0.195m2,计算片数R为n'=F7f=8.0/0.195=41.05片~42片所以102房间的散热器分成两组，每组散热器承担的采暖热负荷为Q/2二2264W，再根据公式(2-6)计算F'=4.0m2，计算每组散热器的片数102n=4.0/0.195二20.5沁21片当散热器片数大于20片时，几=1.10,因此，实际所需散热器面积为：F=F'x“1=4.0x1.10=8.40m2实际采用的片n数为：n=F/f=4.40/0.195=22.6片~23片102房间的散热器可以分为两组，每组23片散热器计算见表3-7。各房间散热器片数计算汇总表表3-7

供水温度：95°C回水温度：70°C散热器型号：SC(WS)TTZ4-5-6(8/10)(660)型房间编号房间负荷(W)房间散热器组数(组)室内温度(C)散执器热量(W)散热器面积(m2)修正后片数(片)一层101344732034477.792X131410245282164528&82X23103〜104199012019904.87525105〜108199012019904.48523109228522022855.852X15110146512314654.48523111103512010353.920112〜114266922026698.77523、221154468320446812.28520、21、22116252622025266.632X17117182622018265.65515、14二层201241822024187.0211、25202〜204128012012803.31517205〜208128012012802.92515209157512015753.920210111111611113.315172118431168432.53513212〜214185122018515.462X14215314032031407.99513、2X14216183512018354.48523217132712013273.5118三层301233722023376.0459、22302〜304123012012302.92515305〜308123012012302.7314309152512015253.5118310109211610922.925153118241168242.3412312〜314181322018134.87512、13315308332030837.4112、2X13316179912017994.2922317130812013083.31517四层401224422022445.078、18402〜304117212011722.53513405〜408117212011722.53513409146712014673.31517410107111610712.535134118031168032.14511817817118012011802414177122017714.48511、12415302032030206.82511、2X12416176112017613.70519417128712012872.92515五层501214822021484.4857、16502〜504111412011142.3412505〜508111412011142.14511509140912014092.92515510140711614072.34125117791167791.9510512〜514172322017233.92X10515294832029486.2410、2X11516171912017193.5118517126312012632.7314六层601204622020464.0957、14602〜604105012010502.14511605〜608105012010501.9510609134512013452.7314610102211610221.95106117541167541.7559612〜614167322016733.512X9615287332028735.6559、2X10616167512016753.31517617123812012382.53513七层701192922019293.7056、13702〜7049761209761.7559705〜7089761209761.7559709127112012712.34127107261167261.75597119941169941.568712〜714161722016173.122X8715278932027895.078、2X9716162312016233.1216717121012012102.3412八层801177922017793.125、11802〜8048841208841.568805〜8088841208841.568809117912011792.145118109641169641.75598116961166961.3657812〜814155722015572.9258、7815269932026994.8759、2X8816156912015692.92515

九层901149412014944.6824902〜9087081207081.7559909100312010032.34129109311169312.73149116631166632.3412912〜914149112014914.6824915260022026008.1920、21916150912015094.87525917114712011473.1216十层1001132612013263.51181002〜10086021206021.365710098971208972.1451110108931168932.5351310126251166251.95101013〜1014141512014153.9201015248622024867.022X181016144112014414.29221017110912011092.7314十一层1101120012012002.925151102〜11085241205241.17611098191208191.755911108451168451.951011115771165771.5681112〜1114131912013193.315171115234222023426.04515、161116135512013553.51181117106112010612.53513十二层1201108912010892.535131202〜12084561204560.78412097511207511.56812107531167531.56812117851167851.36571212〜1214113512011352.535131215206622020665.072X131216119112011912.731412179691209692.14511十三层13019931209932.145111302〜13083961203960.585313096911206911.365713106981166981.3657131143011643011314102512010252.145111315190122019014.292X111316109112010912.341213179931209931.7559十四层14019001209001.75591402〜14083401203400.585314096351206351.17614106561166561.17614113881163880.97551412〜14149411209411.75591415177522017753.7059、101416101512010152.1451114178721208721.568十五层15018131208131.5681502〜15082841202840.39215095791205790.975515106201166200.975515113521163520.7841512〜15148691208691.5681515166722016673.3158、915169511209511.755915178361208361.568十六层1601161112016113.12161602〜16088371208371.36571609113212011322.1451116108521168521.56816115841165841.1761612〜1614152912015292.925151615275022027505.462X141616150312015032.73141617124912012492.3412水力计算本设计中低区采暖系统为一至八层，高区采暖系统为九至十六层，高低区又各分为两个采暖系统，本例选择高、低区各一个采暖系统进行水力计算，步骤如下：为方便查阅设计资料，水力计算过程设计中所有管材均按镀锌钢管计算。（一）低区供暖系统的水力计算1.在系统图上进行管段编号并注明各管段的热负荷和管长，如图3-4所示。HEREJ±r~ttrra-r&□zt±tenEU±D±i4l3EZtfc±CZI±EZI=3X21□ZKET±ttZJ3=ED.HEREJ±r~ttrra-r&□zt±tenEU±D±i4l3EZtfc±CZI±EZI=3X21□ZKET±ttZJ3=ED.图3-41-8层采暖系统图小圆圈内的数字表示表示管段编号，圆圈旁的数字:上行表示管段热负荷（W）,下行表示管段长度（m）。散热器内的数字表示其热负荷（W）。2．首先计算通过最远立管X的环路。确定出供水干管各个管段，立管X和回水总干管的管径及压力损失。最远立管是从入口经上供下回共用立管到8层室内水平支路，包括管段1到管段12。1）确定最远环路各管段的管径d.根据各管段的热负荷，计算各管段的流量（按等温降法）c3600Q0.86QG==—4.187x10确定各管段的沿程损失AP4Rly将每一管段R与1相乘，列入水力计算表3-8确定各管段的沿程损失AP4Rly将每一管段R与1相乘，列入水力计算表3-8中。确定各管段的局部损失ghgh根据G、Rpj，查教材附录4-1，选择最接近Rpj的管径。将查出d，R°和G值列入表3-8中。本例题采用推荐的平均比摩阻Rpj大致为60~120Pa/m来确定环路各管段的管径。例如，对管道①Q=104794W,当△t=25°C时，G=0.861047终h查教材附录4-1（热水供暖系统管道水力计算表），选择接近R的管径。如pj取DN50，用补插计算，可求出va.确定局部阻力系数Z。根据系统图中管路的实际情况，利用教材0.46m/s,Ra.确定局部阻力系数Z。根据系统图中管路的实际情况，利用教材附录4-2（热水及蒸汽供暖系统局部阻力系数Z值表），列出各管段局部阻力管件名称及数量。最后将各管段总局部阻力系数工Z列入表3-8。应注意：在统计局部阻力时，对于三通和四通管件的局部阻力系统，计算一次并列在流量较小的管段上。b利用教材附录4-3（热水供暖系统局部阻力系数Z=1的局部损失），根据各管段流速v，可查出动压头AP值,列入表3-8的中。根据AP=APx工匚,dd将求出各管段的AP.值，列入表3-8中。4）求各管段的压力损失AP=AP+AP。列入表3-8中。y.5）求最远立管X的环路的压力损失工（AP+AP）=15623.5Pay.1~12用同样的方法，计算通过最近立管I的环路，从而确定出立管I、回水干管各管段的管径及压力损失（计算并联环路）求并联环路立管I和立管X的压力损失不平衡率，使其不平衡率在±5%以内。Ap=8978.0Pa，内。Ap=8978.0Pa，Y2-11不平衡率二AP211-APAP(AP+AP)=9028.3Pay.13-228978.0-9028.38978.0x100=-0.6%2-11符合要求。5．根据水力计算结果，利用图示方法如图3-4所示，表示出系统的总压力损失，及各立管的供回水节点间的资用压力值。根据水力计算表和图4-3可知，立管IX的资用压力应等于入口处供水管起点,

通过最近立管环路到回水干管管道21末端的压力损失，减去供水管起点到供水

干管管段9末端的压力损失的差值，亦即等于（12548.7-6630.2）Pa=5918.5Pa，见表3-8的第13栏数值）。其他立管的资用压力确定方法相同，见表3-81〜8层热水供暖系统管路水力计算表表3-8管段号Q(W)G(Kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)APy=Rl(Pa)APd(Pa)Ap=JApxYgd(Pa)Ap=Ap+yAp(Pa)供水管起点到计算管段末端的压力损失12345678910111213通过立管X的环路1104794360550500.4659.1295510.5104.031092.34047.34047.329028731061.1500.444.348.7178.6678.7127.44174.7379648274011500.3534.9383.92.560.22150.6534.54709.247496425799.2500.3331.1286.1253.54107.1393.25120.456884523686.2500.326.4163.7344.25132.8296.45393.865660919470.6500.2518.210.9130.7330.741.75440.474438215277400.3342.6298.2153.5453.5351.75792.283468611937400.2526.5185.5130.7330.7216.26008.492499086019.2320.2428.7551.02.528.3270.8621.86630.210833228728.4200.2351.31456.91026.01260.11717.08347.31116200.2351.3820.86026.011560.62381.413025.312104794360529500.4659.11713.96.5104.03676.22390.115623.5Z(AP+AP丿=15623.5Payj1-12131450749921.4250.2543.0920.2730.73215.11135.35182.61416250.2543688.0114.330.733512.44200.49383.1152514686511320.2429.1320.12.528.3270.8390.99774.0162983010269.2320.2940.1368.9241.3582.7451.610225.6173594912366.2320.3557.3355.3360.22180.7536.010761.5184818816580.6400.3549.929.9160.2260.290.210851.7196041220787400.4477539.0195.1895.2634.211485.8207010824127500.3127.3191.1147.2547.25238.411724.22179804274519.2500.3535.1673.92.560.22150.6824.512548.7229646233187500.4250.5353.5286.72173.4526.913075.6管道2-11与管道13-22并联yj13-22Ap=8978.0PaE^AP+AP丿=15673.8Pa2-11yj1,12,13-22AP-AP8978.0-9028.3不平衡率=2-H13-22=X100=-0.6%AP8978.02-11系统总压力损失为15673.8Pa，剩余作用压力，在引入口处用阀门节流立管IX资用压力AP'二12548.7-6630.2二5918.5Pa231667757421.4320.1612.59269.4738.5269.5538.92424320.1612.59302.2129.138.54970.45272.5Apf-Ap不平衡率二一X冲ApX立管哪资用压力Ap二11724.2-6008.4二5715.8Pa二5918・5一5811・4X100二1.8%5918.5259696333.521.4250.1720.4436.6714.2199.5536.02616200.2669.11105.6129.138.844361.75467.3Ap'-Ap不平衡率二——»2526Ap'训二5715・8-6003.4x1oo.-5.0%5715.8立管⑷资用压力Apr二11485.8-5792.2=5693.6Pa279696333.521.4250.1720.4436.6714.2199.5536.02816200.2669.11105.6129.138.844361.75467.3二5693・6一60034x100一5.4%Ap'-Ap不平衡率二一2728Ap'立管疋资用压力Ap'二10851.7-5440.4二5411.3Pa5693.62911955411.321.4250.2230642723.8166.6808.63026250.2230780142.323.83386.74166.7.5411・3一4975・.5411・3一4975・3x100.8.1%5411.3不平衡率二一沁Ap'立管V资用压力Ap'=10761.5一5398.8=5362.7Pa319748.5335.321.4250.1720.6440.8714.2199.5540.33217200.2669.21176.4123.133.234090.65267.0二5362・7一二5362・7一587°3x100一8.3%5362.7不平衡率二一VgAp'立管W资用压力Ap'.10225.6—5102.4.5123.2Pa338599.5295.821.4200.24541155.6726.01182.11337.73416200.2454864121.126.013149.84013.8二5123・2-二5123・2-5351・5x100.—4.5%5123.2不平衡率二一3334Ap'立管III资用压力Ap'.9774—4709.2=5064.8Pa354684161.121.4150.2378.871687.8726.01182.11869.93616150.2378.871261.993.126.012421.53683.5=5°64・8一555'=5°64・8一555'3x100一9.6%5064.8不平衡率二一ffl3536Apm立管II资用压力Apr二9383.1—4174.7二5208.4Pa371063936621.4250.1824.2「517.9715.93111.5629.43816200.2882.5132097.238.543746.15066.1“二5208・4—5695・5“二5208・4—5695・5x100.—9.4%5208.4不平衡率二—1Ap'1应注意：如水力计算结果和图示表明，个别立管供、回水节点间的资用压力过小或过大，则会使下一步选用该立管的管径过粗或过细，设计很不合理。此时，应调整第一、二步骤的水力计算，适当改变个别供回水干管的管径直径，校核立管两端的作用压差，使各立管的管径满足并联环路不平衡率的要求。6．确定其他立管的管径并计算各立管的不平衡率。根据各立管的资用压力和立管各管段的流量，选用合适的立管管径。不平衡率应在±10%以内。立管IX与管段9〜21并联。同理资用压力Ap'=工\Ap+Ap）=5918.5Pa。区yj9—21立管管径选用DN32mmX32mm。计算结果，立管的压力损失为5811.4Pa,不平衡百分比x.1.8%，符合要求。IX其他立管可以以此得出，列于表3-8中。（二）高区供暖系统的水力计算高区供暖系统的水力计算和低区的计算步骤是一样的，本例只给出高区供暖的系统图以及水力计算表1．在系统图上进行管段编号并注明各管段的热负荷和管长，如图3-5所示

*于*于图3-59-16层采暖系统图2．高区供暖系统的水力结果见表3-9工(工(AP+AP)=19364.6Payji-io通过立管I的环路1110056345.922.5250.1721.9492.87.014.2199.5592.26758.21216200.2875.11201.660.038.542312.43514.010272.21318231626.511250.3266.4730.42.550.34125.9856.311128.51420177694.115.4320.219.1294.15.019.6698.3392.411520.915296031018.30.9320.2939.635.61.041.3541.477.011597.99〜16层热水供暖系统管路水力计算表表3-9管段号Q(W)G(Kg/h)L(m)D(mm)v(m/s)R(Pa/m)APy=Rl(Pa)工:APd(Pa)Ap二jAPdxYE(Pa)Ap=Ap+yAp(Pa)供水管起点到计算管段末端的压力损失12345678910111213通过立管哪的环路1596312051.376.4400.4475.15737.64.595.18428.36166.06166.0.2495751705.41.1400.3752.758.