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设计内容

宝鸡××住宅楼供暖系统设计

一．设计题目

宝鸡××住宅楼供暖系统设计

二．原始资料

气象资料

基本气象参数

地名陕西省宝鸡

采暖室外计算温度：

t’wn=-5℃,对应的空气密度为1.28kg/m3

冬季室外平均风速：

1m/s

冬季主导风向：

西北风

室内设计参数

卧室、餐厅、起居室、厨房、卫生间：

tn=20℃

土建资料

围护结构如下：

外墙：

一砖半墙，内外表面均水泥砂浆抹面，厚度均为20mm，内表面白灰粉刷;

外窗：

双层铝合金玻璃C-13960×2000、

外窗缝隙总长度l3.96×2+1.5×5=15.42m

C-21800×2000、

外窗缝隙总长度l1.8×2+1.5×5=11.4m

C-31500×2000、

外窗缝隙总长度l1.0×2+1.5×3=6.5m

C-4900×2000、

外窗缝隙总长度l1.5×3+0.45×4=6.3m

进户门：

单层铝合金玻璃的阳台外门CM-11500×200

双层铝合金玻璃的阳台外门M-1、21500×200

M-3、4、6900×200

M-5750×200

层高：

2.9m；

地面：

不保温地面；

屋面：

普通保温，传热系数K=0.55W/（m2·℃）

（二）1.确定围护结构的传热系数K

查附表1-5知：

窗传热系数K=3.26W/（m2·℃）

单层门传热系数K=6.40W/（m2·℃）

双层门传热系数K=3.26W/（m2·℃）

外墙传热系数K=1.57W/（m2·℃）

内墙传热系数K=1.72W/（m2·℃）

屋顶传热系数K=0.55W/（m2·℃）

由表1-4知

第一地带K1=0.47W/（m2·℃）

第二地带K2=0.23W/（m2·℃）

第三地带K3=0.12W/（m2·℃）

第四地带K4=0.07W/（m2·℃）

2.校核最小传热热阻

工程设计中，围护结构的最小传热热阻应按下式确定：

Ro·min=α（tn-twn）Rn/Δty

式中Ro·min－围护结构的最小传热热阻，m2·℃/W；

Δty－采暖室内计算温度tn与围护结构内表面温度τn的允许温差，℃；按表1-9选用；

twn－冬季围护结构室外计算温度，℃。

因此，

当tn=20℃时，外墙的最小传热热阻:

Ro·min=25/6×0.115=0.479m2·℃/W

屋面的最小传热热阻:

Ro·min=25/4×0.115=0.719m2·℃/W

三．供暖设计热负荷的计算

101房间（卧室）

（一）.围护结构的基本耗热量Q1

1.）北外墙：

K=1.57W/（m2·℃），温差修正系数查表2-1α=1，传热面积F=2.4×2.9—1.5×2=3.96m2

按公式2-1计算北外墙的基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=1.57×3.96×（20+5）=155.43W

查附录1-6可得宝鸡北向的朝向修正率，取10%

朝向修正耗热量Q〞1为

Q〞1=155.43×10%=15.54W

本住宅楼不需要进行风力修正，高度未超过4m也不需要进行高度修正。

北外墙的实际耗热量Q1=Q´1+Q〞1=170.97W

2.）北外窗：

K=3.26W/（m2·℃），传热面积F=2×1.5=3m2

基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=3.26×3×25=244.5W

朝向修正耗热量Q〞1为

Q〞1=244.5×10%=24.45W

北外窗的实际耗热量Q1=Q´1+Q〞1=268.95W

3.）地面：

地带：

第一地带传热系数K1=0.47W/（m2·℃）

F1=2.4×2=4.8m2

第一地带传热耗热量

Q´1=K1F1（tn-twn）=0.47×4.8×25=56.40W

第二地带传热系数K2=0.23W/（m2·℃）

F2=2.4×2=4.8m2

第二地带传热耗热量

Q´2=K2F2（tn-twn）=0.23×4.8×25=27.60W

第三地带传热系数K3=0.12W/（m2·℃）

F3=2.4×0.21=0.50m2

第三地带传热耗热量

Q´3=K3F3（tn-twn）=0.12×0.5×25=1.51W

因此，地面的传热耗热量

Q1=Q´1+Q´2+Q´3=85.51W

所以，101房间（卧室）围护结构的总传热耗热量

Q1=525.43W

（二）．冷风渗透耗热量Q2按缝隙法计算

北外窗，外窗为四扇，带固定上亮，推拉可开启式。

外窗缝隙总长度为

l=1.0×3+0.9×4=6.6m

查表2-10，在v=-5m/s的风速下双层金属窗每米缝隙每小时渗入的冷空气量为

L´o=0.2m3/（m·h）

根据twn=-5℃查得ρw=1.28kg/m3

又查附录1-6，宝鸡的朝向修正系数北向取n=0.7

按公式2-15计算北外窗的冷空气渗入量

L=L´oln=0.2×6.5×0.7=0.91m3/h

北外窗的冷风渗透耗热量

Q2=0.28cpρwnL（tn-twn）

=0.28×1×1.28×0.91×25=8.15W

因此101房间（卧室）的总耗热量为

Q=Q1+Q2=533.58W

102房间（起居室）

（一）.围护结构的基本耗热量Q1

1）.北外墙：

K=1.57W/（m2·℃），温差修正系数查表2-1α=1，传热面积F=4.2×2.9—3.96×2=4.26m2

按公式2-1计算北外墙的基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=1.57×4.26×（20+5）=167.21W

查附录2-3可得宝鸡北向的朝向修正率，取10%

朝向修正耗热量Q〞1为

Q〞1=167.21×10%=16.72W

本住宅楼不需要进行风力修正，高度未超过4m也不需要进行高度修正。

北外墙的实际耗热量Q1=Q´1+Q〞1=183.93W

2）.西外墙：

K=1.57W/（m2·℃），温差修正系数查表2-1α=1，传热面积F=1.205×2.9—1.5×2=0.49m2

按公式2-1计算西外墙的基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=1.57×0.49×25=19.41W

查附录1-6可得宝鸡西向的朝向修正率，取-5%

Q〞1=-0.97W

西外墙的实际耗热量Q1=18.44W

3）.东外墙：

K=1.57W/（m2·℃），温差修正系数查表2-1α=1，传热面积F=2.4×2.9=6.96m2

按公式2-1计算东外墙的基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=1.57×6.96×25=273.18W

查附录1-6可得宝鸡东向的朝向修正率，取-5%

Q〞1=-13.66W

东外墙的实际耗热量Q1=259.52W

4）.北外窗：

K=3.26W/（m2·℃），传热面积F=2×3.96=7.92m2

基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=3.26×7.92×25=645.48W

朝向修正耗热量Q〞1为

Q〞1=645.48×10%=64.55W

北外窗的实际耗热量Q1=Q´1+Q〞1=710.03W

5）.西外门：

K=3.26W/（m2·℃），传热面积F=0.9×2=1.8m2

基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=3.26×1.8×25=146.7W

朝向修正耗热量Q〞1为

Q〞1=14.67×-5%=-7.3W

西外门的实际耗热量Q1=Q´1+Q〞1=139.37W

6）.地面：

地带：

第一地带传热系数K1=0.47W/（m2·℃）

F1=3.96×2+1.205×2×2=12.74m2

第一地带传热耗热量

Q´1=K1F1（tn-twn）=0.47×12.74×25=149.70W

第二地带传热系数K2=0.23W/（m2·℃）

F2=4.2×2=8.4m2

第二地带传热耗热量

Q´2=K2F2（tn-twn）=0.23×8.4×25=48.30W

第三地带传热系数K3=0.12W/（m2·℃）

F3=4.2×1.6=6.72m2

第三地带传热耗热量

Q´3=K3F3（tn-twn）=0.12×6.72×25=20.16W

因此，地面的传热耗热量

Q1=Q´1+Q´2+Q´3=218.16W

所以，102房间（起居室）围护结构的总传热耗热量

Q1=1529.45W

（二）.冷风渗透耗热量Q2按缝隙法计算

北外窗，外窗为四扇，带固定上亮，推拉可开启式。

外窗缝隙总长度为

l=15.42+1.8+0.4=17.62m

查表2-10，在v=-5m/s的风速下双层金属窗每米缝隙每小时渗入的冷空气量为

L´o=0.2m3/（m·h）

根据twn=-5℃查得ρw=1.28kg/m3

又查附录2-4，宝鸡的朝向修正系数北向取n=0.70

按公式2-15计算北外窗的冷空气渗入量

L=L´oln=0.2×17.62×0.70=2.47m3/h

北外窗的冷风渗透耗热量

Q2=0.28cpρwnL（tn-twn）

=0.28×1×1.28×2.47×25=22.10W

因此102房间（卧室）的总耗热量为

Q=Q1+Q2=1551.55W

103房间（卧室）

（一）.围护结构的基本耗热量Q1

1）.北外墙：

K=1.57W/（m2·℃），温差修正系数查表2-1α=1，传热面积F=2.7×2.9—3=4.83m2

按公式2-1计算北外墙的基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=1.57×4.83×（20+5）=189.58W

查附录2-3可得宝鸡北向的朝向修正率，取10%

朝向修正耗热量Q〞1为

Q〞1=189.58×10%=18.96W

本住宅楼不需要进行风力修正，高度未超过4m也不需要进行高度修正。

北外墙的实际耗热量Q1=Q´1+Q〞1=208.54W

2）.西外墙：

K=1.57W/（m2·℃），温差修正系数查表2-1α=1，传热面积F=4.2×2.9=12.18m2

按公式2-1计算西外墙的基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=1.57×12.18×25=478.07W

查附录1-6可得宝鸡西向的朝向修正率，取-5%

Q〞1=-23.90W

西外墙的实际耗热量Q1=454.17W

3）.北外窗：

K=3.26W/（m2·℃），传热面积F=2×3.96=7.92m2

基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=3.26×3×25=244.5W

朝向修正耗热量Q〞1为

Q〞1=244.5×10%=24.45W

北外窗的实际耗热量Q1=Q´1+Q〞1=268.95W

4）.地面：

地带：

第一地带传热系数K1=0.47W/（m2·℃）

F1=（2.7—0.12—0.185）×2+（4.2—0.12—0.185）×2=12.58m2

第一地带传热耗热量

Q´1=K1F1（tn-twn）=0.47×12.58×25=147.82W

第二地带传热系数K2=0.23W/（m2·℃）

F2=（2.7—0.12—0.185—2）×2+（4.2—0.12—0.185—4）×2=0.58m2

第二地带传热耗热量

Q´2=K2F2（tn-twn）=0.23×0.58×25=3.34W

因此，地面的传热耗热量

Q1=Q´1+Q´2=151.16W

所以，103房间（卧室）围护结构的总传热耗热量

Q1=1082.82W

（二）.冷风渗透耗热量Q2按缝隙法计算

北外窗，外窗为两扇，带固定上亮，推拉可开启式。

外窗缝隙总长度为

l=1×2+1.5×3=6.5m

查表2-10，在v=-5m/s的风速下双层金属窗每米缝隙每小时渗入的冷空气量为

L´o=0.2m3/（m·h）

根据twn=-5℃查得ρw=1.28kg/m3

又查附录2-4，宝鸡的朝向修正系数北向取n=0.70

按公式2-15计算北外窗的冷空气渗入量

L=L´oln=0.2×6.5×0.70=0.91m3/h

北外窗的冷风渗透耗热量

Q2=0.28cpρwnL（tn-twn）

=0.28×1×1.28×0.91×25=8.15W

因此103房间（卧室）的总耗热量为

Q=Q1+Q2=1090.97W

104房间（餐厅）

（一）.围护结构的基本耗热量Q1

1）.西外墙：

K=1.57W/（m2·℃），温差修正系数查表2-1α=1，传热面积F=2.7×2.9=7.83m2

按公式2-1计算西外墙的基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=1.57×7.83×25=307.33W

查附录1-6可得宝鸡西向的朝向修正率，取-5%

Q〞1=-15.37W

西外墙的实际耗热量Q1=291.96W

2）.地面：

地带：

第一地带传热系数K1=0.47W/（m2·℃）

F1=2.7×2=5.4m2

第一地带传热耗热量

Q´1=K1F1（tn-twn）=0.47×5.4×25=63.45W

第二地带传热系数K2=0.23W/（m2·℃）

F2=2.7×2=5.4m2

第二地带传热耗热量

Q´2=K2F2（tn-twn）=0.23×5.4×25=31.05W

第三地带传热系数K3=0.12W/（m2·℃）

F3=2.7×0.24=0.65m2

第三地带传热耗热量

Q´3=K3F3（tn-twn）=0.12×0.65×25=1.94W

因此，地面的传热耗热量

Q1=Q´1+Q´2+Q´3=96.44W

因此，104房间（餐厅）总传热耗热量

Q=388.40W

（厨房）

（一）.围护结构的基本耗热量Q1

1）.南外墙：

K=1.57W/（m2·℃），温差修正系数查表2-1α=1，传热面积F=2.7×2.9-3=4.83m2

按公式2-1计算南外墙的基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=1.57×4.83×（20+5）=189.58W

查附录2-3可得宝鸡南向的朝向修正率，取-20%

朝向修正耗热量Q〞1为

Q〞1=189.58×-20%=-37.92W

本住宅楼不需要进行风力修正，高度未超过4m也不需要进行高度修正。

南外墙的实际耗热量Q1=Q´1+Q〞1=151.66W

2）.西外墙：

K=1.57W/（m2·℃），温差修正系数查表2-1α=1，传热面积F=4.2×2.9=12.18m2

按公式2-1计算西外墙的基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=1.57×12.18×25=478.07W

查附录1-6可得宝鸡西向的朝向修正率，取-5%

Q〞1=-23.90Ｗ

西外墙的实际耗热量Q1=454.17W

3）.南外门窗：

K=6.40W/（m2·℃），传热面积F=2×1.5=3m2

基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=6.40×3×25=480W

朝向修正耗热量Q〞1为

Q〞1=480×-20%=-96W

南外门窗的实际耗热量Q1=Q´1+Q〞1=384W

4）.地面：

地带：

第一地带传热系数K1=0.47W/（m2·℃）

F1=（2.7—0.12—0.185）×2+（4.2—0.12—0.185）×2=12.58m2

第一地带传热耗热量

Q´1=K1F1（tn-twn）=0.47×12.58×25=147.82W

第二地带传热系数K2=0.23W/（m2·℃）

F2=（2.7—0.12—0.185—2）×2+（4.2—0.12—0.185—4）×2=0.58m2

第二地带传热耗热量

Q´2=K2F2（tn-twn）=0.23×0.58×25=3.34W

因此，地面的传热耗热量

Q1=Q´1+Q´2=151.16W

所以，104房间（厨房）围护结构的总传热耗热量

Q1=1140.99W

（二）.冷风渗透耗热量Q2按缝隙法计算

南外门窗，外窗为两扇，带固定上亮，推拉可开启式，一端固定。

外窗缝隙总长度为

l=1×2+1.5×3=6.5m

查表2-10，在v=-5m/s的风速下双层金属窗每米缝隙每小时渗入的冷空气量为

L´o=0.2m3/（m·h）

根据twn=-5℃查得ρw=1.28kg/m3

又查附录2-4，宝鸡的朝向修正系数南向取n=0.40

按公式2-15计算南外门窗的冷空气渗入量

L=L´oln=0.2×6.5×0.40=0.52m3/h

南外门窗的冷风渗透耗热量

Q2=0.28cpρwnL（tn-twn）

=0.28×1×1.28×0.52×25=4.66W

因此104房间（厨房）的总耗热量为

Q=Q1+Q2=1145.65W

因此104房间（厨房与餐厅）的总耗热量为

Q3=Q1+Q2=1534.05W

105房间（卧室）

（一）.围护结构的基本耗热量Q1

1）.南外墙：

K=1.57W/（m2·℃），温差修正系数查表2-1α=1，传热面积F=3.3×2.9-1.8×2=5.97m2

按公式2-1计算南外墙的基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=1.57×5.97×（20+5）=234.32W

查附录2-3可得宝鸡南向的朝向修正率，取-20%

朝向修正耗热量Q〞1为

Q〞1=234.32×-20%=-46.86W

本住宅楼不需要进行风力修正，高度未超过4m也不需要进行高度修正。

南外墙的实际耗热量Q1=Q´1+Q〞1=187.46W

2）.南外窗：

K=3.26W/（m2·℃），传热面积F=2×1.8=3.6m2

基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=3.26×3×25=293.4W

朝向修正耗热量Q〞1为

Q〞1=293.4×-20%=-58.68W

南外窗的实际耗热量Q1=Q´1+Q〞1=234.72W

3）.地面：

地带：

第一地带传热系数K1=0.47W/（m2·℃）

F1=3.3×2=6.6m2

第一地带传热耗热量

Q´1=K1F1（tn-twn）=0.47×6.6×25=51.18W

第二地带传热系数K2=0.23W/（m2·℃）

F2=3.3×1.9=6.27m2

第二地带传热耗热量

Q´2=K2F2（tn-twn）=0.23×6.27×25=36.05W

因此，地面的传热耗热量

Q1=Q´1+Q´2=87.23W

所以，105房间（卧室）围护结构的总传热耗热量

Q1=509.41W

（二）.冷风渗透耗热量Q2按缝隙法计算

南外窗，外窗为四扇，带固定上亮，推拉可开启式。

外窗缝隙总长度为

l=1.8×2+1.5×5=11.4m

查表2-10，在v=-5m/s的风速下双层金属窗每米缝隙每小时渗入的冷空气量为

L´o=0.2m3/（m·h）

根据twn=-5℃查得ρw=1.28kg/m3

又查附录1-6，宝鸡的朝向修正系数南向取n=0.40

按公式2-15计算南外门窗的冷空气渗入量

L=L´oln=0.2×11.4×0.40=0.91m3/h

南外门窗的冷风渗透耗热量

Q2=0.28cpρwnL（tn-twn）

=0.28×1×1.28×0.91×25=8.17W

因此105房间（卧室）的总耗热量为

Q=Q1+Q2=517.58W

106房间（卫生间）

（一）.围护结构的基本耗热量Q1

1）.南外墙：

K=1.57W/（m2·℃），温差修正系数查表2-1α=1，传热面积F=2.1×2.9-0.9×2=4.29m2

按公式2-1计算南外墙的基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=1.57×4.29×（20+5）=168.38W

查附录2-3可得宝鸡南向的朝向修正率，取-20%

朝向修正耗热量Q〞1为

Q〞1=168.38×-20%=-33.68W

本住宅楼不需要进行风力修正，高度未超过4m也不需要进行高度修正。

南外墙的实际耗热量Q1=Q´1+Q〞1=134.70W

2）.南外窗：

K=3.26W/（m2·℃），传热面积F=2×0.9=1.8m2

基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=3.26×1.8×25=146.7W

朝向修正耗热量Q〞1为

Q〞1=146.7×-20%=-29.34W

南外窗的实际耗热量Q1=Q´1+Q〞1=117.36W

3）.地面：

地带：

第一地带传热系数K1=0.47W/（m2·℃）

F1=2.1×2=4.2m2

第一地带传热耗热量

Q´1=K1F1（tn-twn）=0.47×4.2×25=49.35W

第二地带传热系数K2=0.23W/（m2·℃）

F2=2.1×0.6=1.26m2

第二地带传热耗热量

Q´2=K2F2（tn-twn）=0.23×1.26×25=7.25W

因此，地面的传热耗热量

Q1=Q´1+Q´2=56.60W

所以，106房间（卫生间）围护结构的总传热耗热量

Q1=308.66W

（二）.冷风渗透耗热量Q2按缝隙法计算

南外窗，外窗为两扇，带固定上亮，推拉可开启式。

外窗缝隙总长度为

l=1.5×3+0.45×4=6.3m

查表2-10，在v=-5m/s的风速下双层金属窗每米缝隙每小时渗入的冷空气量为

L´o=0.2m3/（m·h）

根据twn=-5℃查得ρw=1.28kg/m3

又查附录1-6，宝鸡的朝向修正系数南向取n=0.40

按公式2-15计算南外门窗的冷空气渗入量

L=L´oln=0.2×6.3×0.40=0.50m3/h

南外门窗的冷风渗透耗热量

Q2=0.28cpρwnL（tn-twn）

=0.28×1×1.28×0.50×25=4.52W

因此106房间（卫生间）的总耗热量为

Q=Q1+Q2=313.18W

107房间（餐厅与厨房）

（一）.围护结构的基本耗热量Q1

1）.南外墙：

K=1.57W/（m2·℃），温差修正系数查表2-1α=1，传热面积F=2.7×2.9-3=4.83m2

按公式2-1计算南外墙的基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=1.57×4.83×（20+5）=189.58W

查附录2-3可得宝鸡南向的朝向修正率，取-20%

朝向修正耗热量Q〞1为

Q〞1=189.58×-20%=-37.92W

本住宅楼不需要进行风力修正，高度未超过4m也不需要进行高度修正。

南外墙的实际耗热量Q1=Q´1+Q〞1=151.66W

2）.南外门窗：

K=6.40W/（m2·℃），传热面积F=2×1.5=3m2

基本耗热量

Q´1=KF（tn-twn）α=6.40×3×25=480W

朝向修正耗热量Q〞1为

Q〞1=480×-20%=-96W

南外门窗的实际耗热量Q1=Q´1+Q〞1=384W

3）.地面：

地带：

第一地带传热系数K1=0.47W/（m2·℃）

F1=2.7×2=5.4m2

第一地带传热耗热量

Q´1=K1F1（tn-twn）=0.47×5.4×25=63.45W

第二地带传热系数K2=0.23W/（m2·℃）

F2=2.7×2=5.4m2

第二地带传热耗热量

Q´2=K2F2（tn-twn）=0.23×5.4×25=31.05W

第三地带传热系数K2=0.12W/（m2·℃）

F2=2.7×2=5.4m2

第三地带传热耗热量

Q´2=K2F2（tn-