根据[3]P26式1-20，并查[3]P409附录1-6，
，则维护结构最小热阻为：
因为
，满足《暖通规范》规定。
2．屋顶
根据已知参数K=1W/m2·℃及蓄热系数S（24h）=3.33W/m2·K分别算出屋顶实际传热热阻及屋顶热惰性指标。
;
查[3]P26表1-13得屋顶类型为Ⅲ型，则冬季维护结构室外计算温度为：
；
根据[3]P26式1-20，并查[3]P409附录1-6，
，则
因为
，所以满足《暖通规范》规定。
2.1.2一层商业用房的围护结构耗热量计算
1.外窗
北：
面积为2.4×2×8=38.4m2，温差修正系数ɑ=1，基本耗热量为
Q’1·j=KF（tn-tw‘）ɑ=3.26×38.4×（20+7）×1=3380W
朝向修正系数5%，风力修正系数0%，修正后耗热量Q=3380×（1+5%）=3549W。
东：
面积为2.4×2×10=48m2，温差修正系数ɑ=1，基本耗热量为
Q’1·j=KF（tn-tw‘）ɑ=3.26×48×（20+7）×1=4225W
朝向修正系数-5%，风力修正系数0%，修正后耗热量Q=4225×（1-5%）=4013.7W。
西：
面积为2.4×2×6=28.8m2，温差修正系数ɑ=1，基本耗热量为
Q’1·j=KF（tn-tw‘）ɑ=3.26×28.8×（20+7）×1=2535W
朝向修正系数-5%，风力修正系数0%，修正后耗热量Q=2535×（1-5%）=2408.2W。
南：
面积为2.4×2×9=43.2m2，温差修正系数ɑ=1，基本耗热量为
Q’1·j=KF（tn-tw‘）ɑ=3.26×43.2×（20+7）×1=3802.5W
朝向修正系数-20%，风力修正系数0%，修正后耗热量Q=3802.5×（1-20%）=3042W。
2.外墙
外墙的平面尺寸，应按建筑物外廓尺寸计算。
两相邻房间以内墙中线为分界线。
北外墙：
面积为33.6×4.5-38.4=112.8m2，温差修正系数ɑ=1，基本耗热量为
Q’1·j=KF（tn-tw‘）ɑ=0.92×112.8×（20+7）×1=2802W
朝向修正系数5%，风力修正系数0%，修正后耗热量Q=2802×（1+5%）=2942W。
东外墙：
面积为53.9×4.5-48=194.6m2，温差修正系数ɑ=1，基本耗热量为
Q’1·j=KF（tntw‘）ɑ=0.92×194.6×（20+7）×1=4833.9W
朝向修正系数-5%，风力修正系数0%，修正后耗热量Q=4833.9×（1-5%）=4592.2W。
西外墙：
面积为26.8×4.5-28.8=91.8m2，温差修正系数ɑ=1，基本耗热量为
Q’1·j=KF（tn-tw‘）ɑ=0.92×91.8×（20+7）×1=2280.3W
朝向修正系数-5%，风力修正系数0%，修正后耗热量Q=2280.3×（1-5%）=2166.3W。
南外墙：
面积为48.2×4.5-43.2=173.7m2，温差修正系数ɑ=1，基本耗热量为
Q’1·j=KF（tn-tw‘）ɑ=0.92×173.7×（20+7）×1=4314.7W
朝向修正系数-20%，风力修正系数0%，修正后耗热量Q=4314.7×（1-20%）=3451.8W。
3.地面
商业用房的墙角地带划分如图所示，汇总得第一地带面积为（33.7+7+6.5+15.5+20.9+26.6+29.6+26.8+4）×2=340.12m2，第二地带面积为（31.7+3+4.48+9.54+18.88+24+23.5+22.8）×2=275.8m2，第三地带面积为（27.7+1+5.54+18.85+24.06+19.5+20.8）×2=117.45m2，第四地带面积为2.8×8.2+14.03×21.1+18.97×17.01+17.5×20.8=1005.7m2。
图2-1商业用房101地面一角传热地带的划分
第一地带温差修正系数ɑ=1，基本耗热量为
Q’1·j=KF（tn-tw‘）ɑ=×0.47×340.12×（20+7）×1=4316.1W
朝向修正系数0%，风力修正系数0%，修正后耗热量Q=4316.1W。
第二地带温差修正系数ɑ=1，基本耗热量为
Q’1·j=KF（tn-tw‘）ɑ=0.23×275.8×（20+7）×1=1712.7W
朝向修正系数0%，风力修正系数0%，修正后耗热量Q=1712.7W。
第三地带温差修正系数ɑ=1，基本耗热量为
Q’1·j=KF（tn-tw‘）ɑ=0.12×117.45×（20+7）×1=380.5W
朝向修正系数0%，风力修正系数0%，修正后耗热量Q=380.5W。
第四地带温差修正系数ɑ=1，基本耗热量为
Q’1·j=KF（tn-tw‘）ɑ=0.07×1005.7×（20+7）×1=1900.8W
朝向修正系数0%，风力修正系数0%，修正后耗热量Q=1900.8W。
4.内墙（与不供暖房间或楼梯间、卫生间和库房相邻）
设内墙与外墙材料相同。
内墙分16℃内墙、-7℃内墙、20℃内墙，只有与-7℃内墙有传热。
Q’1·j=KF（tn-th）=0.92×4.5×15.44×（20+7）=1725.88W
5.外门
有1扇东向两道门，5扇南向两道门。
Q’1·j=KF（tn-tw‘）ɑ=6.4×3×（20+7）×（2×0.95+10×0.8）=5080.3W
以上五项围护结构修正后耗热量总和为39987.7W，房间高度为4.5m，超过4m，需附加高度修正1%，围护结构耗热量总和Q’1=42113.5W。
2.2.2冷风渗透耗热量计算
天津冬季室外平均风速为2.1m/s，每米窗缝隙渗入的空气量L为1.2m3/（m·h），窗户可开启部分的缝隙总长度为13m，查[3]P409附录1-5，得天津渗透空气量北向修正系数为1.00，东：
0.2，西：
0.4，南：
0.15。
则冷风渗透空气量为
V=Lln=1.2×[13×（8×1+10×0.2+6×0.4+9×0.15）+9×（1×0.2+5×0.15）]=224.76m3
冷风渗透耗热量为
Q’2=0.278Vρwcp（tn-tw’）=0.278×224.76×1.34×1×（20+7）=2260.65W
2.2.3冷风侵入耗热量计算
办公室101有南向两道门外门5扇，东向1扇，所以冷风侵入耗热量为Q’3=NQ1jm=6.4×1.5×2×（20+7）×12×0.8×3=14929.9W。
2.2.4房间总耗热量
房间总耗热量Q’=Q’1+Q’2+Q’3=59407.2W。
商业用房的负荷汇总见表2-1。
商业用房
围护结构名称及方向
面积
传热系数
室内外计算温度差
温差修正系数
基本耗热量
耗热量修正
围护结构耗热量
冷风渗透耗热量
冷风侵入耗热量
内墙传热
朝向
风向
修正后耗热量
高度修正
K
tn-tw´
KF'（tn-th）
α
Xch
Xf
1+Xch+Xf
Q
Xg
㎡
W/（㎡·℃）
℃
W
W
%
%
W
%
W
W
W
北外墙
112.8
0.92
27
1725.88
1
2802.0
5
0
1.05
2942.0
1
42113.48
2363.84
14929.9
东外墙
194.6
0.92
27
1
4833.9
-5
0.95
4592.2
西外墙
91.8
0.92
27
1
2280.3
-5
0.95
2166.3
南外墙
173.7
0.92
27
1
4314.7
-20
0.80
3451.8
北外窗
38.4
3.26
27
1
3380.0
5
1.05
3549.0
东外窗
48
3.26
27
1
4225.0
-5
0.95
4013.7
西外窗
28.8
3.26
27
1
2535.0
-5
0.95
2408.2
南外窗
43.2
3.26
27
1
3802.5
-10
0.90
3422.2
东外门
6
6.4
27
1
1036.8
-5
0.95
985.0
南外门
30
6.4
27
1
5184.0
-20
0.80
4147.2
地面Ⅰ
340.12
0.47
27
1
4316.1
0
1.00
4316.1
地面Ⅱ
275.8
0.23
27
1
1712.7
0
1.00
1712.7
地面Ⅲ
117.45
0.12
27
1
380.5
0
1.00
380.5
地面Ⅳ
1005.7
0.07
27
1
1900.8
0
1.00
1900.8
总热负荷：
59407.24W
表2-1
2.2一层其他房间热负荷
按照上述方法计算一层其他房间热负荷，详见附Excel表。
计算结果汇总见表2-2。
一层其他房间热负荷表2-2
房间
消防值班室
男卫
女卫
储藏室1
楼梯间1
门厅
楼梯间2
面积（m2）
12.25
27.47
22.78
7.04
20.77
33.5
22.11
热负荷（W）
3319.1
964.5
867.7
541.41
816.0
1770.7
3265.0
一层总热负荷为70951.65W。
2.3二层各房间热负荷
按照上述方法计算二层房间热负荷。
计算结果汇总见表3-3。
二层其他房间热负荷表2-3
房间
储藏室2
办公室1
办公室2
办公室3
男卫
女卫
储藏室3
楼梯间3
平板扶梯
商业用房
楼梯间4
楼梯间5
面积（m2）
105.12
59.04
59.04
120.96
27.47
22.78
11.9
20.77
200.88
1365.2
22.11
38.4
热负荷（W）
4281.7
3655.8
3655.8
8849.5
675.9
612.0
519.0
552.5
6562.6
26268.8
1301.3
1721.2
二层总热负荷为55000.3W。
2.4三层各房间热负荷
按照上述方法计算三层房间热负荷。
计算结果汇总见表2-4。
三层其他房间热负荷表2-4
房间
楼梯间6
办公室4
办公室5
办公室6
综合办公室
楼梯间7
办公室7
办公室8
办公室9
办公室10
男卫
女卫
走廊
面积（m2）
22.1
56.73
53.3
41.6
315
25.35
136.74
26.23
54.94
54.94
23.45
20.77
142.03
热负荷（W）
1661.3
3720.2
4611.1
3721.8
11265.1
1777.5
6161.2
2352.4
3111.6
3111.6
1072.9
974.1
5234.4
三层总热负荷为48775.2W
综上，本建筑的总热负荷为174727.15W。
第三章方案选择
3.1供暖系统选择
3.1.1在此提出三种系统设计方案：
方案一：
重力循环双管式系统。
方案二：
机械循环双管异程式系统。
（如图3-1所示）
图3-1机械循环双管异程式系统
方案三：
机械循环双管同程式系统。
（如图3-2所示）
图3-2机械循环双管同程式系统
3.1.2根据以下原则进行技术和经济比较：
1.原则一：
热媒的选择：
热水供暖与蒸汽供暖的比较。
蒸汽供暖系统的设计和布置都比较复杂且其维护和维修费用较大。
对该三层综合楼，只需要设计一个小型的供暖系统，选用热水供暖系统比较经济合理。
2.原则二:
热媒温度的选择
3.原则三:
供暖管网布置形式
根据建筑物平面图，考虑到管网布置的经济合理并且易于设计计算，便于维护管理。
该系统的管网布置如附图纸中的平面图和轴测图所示。
4.原则四:
供暖系统动力的选择
由于楼梯间的热负荷相对于其它立管很小，选用重力循环系统很难达到水力平衡，因此采用将管道接到室外机械供暖管道上的形式。
5.原则五:
考虑到设计的方便，将供暖系统布置成单管顺流上进下出异程式系统。
6.原则六:
经济比较；
3.1.3方案确定
国家节能指令第四号明确规定：
“新建采暖系统应采用热水采暖”，故本工程采用热水为热媒，供水温度为95℃，回水温度为70℃；为保证各个散热器的使用，使用机械循环系统；因散热器分布不规则，且为节省管材，使用异程式系统；为最大限度地保证冷热均匀，使用双管系统。
故本工程采用机械循环中上供下回异程式双管热水采暖系统。
整个系统由分水器将锅炉供水送至各个区域，分区的回水进入集水器，然后送回锅炉。
系统三层供水，一层回水。
膨胀水箱设置在集水器与水泵之间。
第四章散热器计算
本设计采用M132，散热器明装，上部有窗台板覆盖，散热器距窗台板高度为150mm，支管与散热器的连接方式为同侧连接，上进下出。
计算散热器面积时，不考虑管道向室内散热的影响。
4.1一层商业用房的散热器计算
一层商业用房的热负荷为Q=59407.24W，tpj=（95+70）/2=82.5℃，tn=20℃，Δt=tpj-tn=62.5℃。
由文献[3]P409附录2-1，对M-132型散热器
W/（m2℃）
修正系数：
散热器组装片数修正系数，先假定β1=1.0；
散热器连接形式修正系数，β2=1.0；
散热器安装形式修正系数，β3=1.02。
M-132型散热器每片散热面积为0.24m2，计算片数n’为
n’=F’/f=122.4/0.24=510片
当散热器片数为11~20片时，β1=1.05，实际所需散热器面积为
F=F’·β1=122.4×1.05=128.5m2
实际采用片数n为
n=F/f=128.5/0.24=535.5片≈536片
商业用房应采用M-132型散热器536片。
4.2各房间散热器片数
其他房间散热器片数计算方法相同，安装、连接方式相同。
各房间计算得到的散热器片数汇总如下表4-1。
选用的M-132散热器20片一组。
各房间散热器片数汇总表表4-1
一层
二层
三层
房间
组数
片数
房间
组数
片数
房间
组数
片数
消防值班室
2
28
储藏室2
3
55
楼梯间6
1
15
女卫
1
8
办公室1
2
33
办公室4
2
34
储藏室1
1
8
办公室2
2
33
办公室5
3
42
楼梯间1
1
5
办公室3
4
80
办公室6
2
34
门厅
1
7
男卫
1
7
综合办公室
6
102
楼梯间2
1
15
女卫
1
6
楼梯间7
1
17
男卫
1
8
储藏室3
1
5
办公室7
4
56
商业用房
27
536
楼梯间3
1
5
办公室8
2
22
平板扶梯
4
60
办公室9
2
29
商业用房
14
238
办公室10
2
29
楼梯间4
1
12
男卫
1
10
楼梯间5
1
16
女卫
1
9
走廊
3
48
4.3散热器的布置
布置散热器时，应注意下列一些规定[1]：
1．散器应安装在外墙的窗台下，这样，沿散热器上升的对流热气能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响，使流经室内的空气比较暖和舒适。
2．防止冻裂散热器，两道外门之间，不准设置散热器。
在楼梯间或其他有冻结危险的场所，其散热器应有单独的立、支管供热且不得装设调节阀。
3．散热器一般明装，在内部装修有特殊要求的场合可采用暗装。
4．同一房间的散热器可以串连，贮藏室、盥洗室、厕所和厨房等辅助用室及走廊的散热器，可同邻室串连连接。
两串连散热器之间的串连管径应与散热器接口的直径相同，以便水流畅通。
第五章水力计算
5.1水力计算中应注意的问题
l、采暖系统水力计算必须遵守流体连续性定律，即对于管道节点（如三通、四通等处）热媒流入流量之和等于流出流量之和。
2、采暖系统水力计算必须遵守并联环路压力损失平衡定律。
系统在运行中，构成并联环路的各分支环路的压力损失总是相等的，并且等于其分流点与合流点之间的压力总损失。
在设计时只能尽量的选择在保证热媒设计流量的同时使各个并联环路的压力损失接近于平衡的管径。
只要保证并联环路各分支环路之间的计算压力损失差值在允许范围之内，则流量的变化是不大的。
热水采暖系统的并联环路各分支环路之间的计算压力损失允许差值查表。
在进行系统水力计算时，系统并联环路各分支环路之间的计算压力损失差值如果超过了允许差值，就必须调整一部分管道的管径，使之满足要求。
并联环路备分支环路之间的压力损失允许差值查手册。
并联环路各分支环路之间的压力损失允许差值表5-1
系统形式
允许差值（%）
系统形式
允许差值（%）
双管同程式
双管异程式
15
25
单管同程式
单管异程式
10
15
3、热水采暖系统最不利环路的单位长度沿程压力损失，除很小的系统外，一般以不超过60~120Pa／m为宜。
4、由于计算、施工误差和管道结垢等因素的存在，采暖系统的计算压力损失宜采用10％的附加值。
5、供水干管末端和回水干管始端的管径不宜小于20ram，以利于排除空气，并小数显著的影响热水流量。
6、采暖系统各并联环路，应设置关闭和调节装置。
主要是为了系统的调节和检修创造必要的条件。
7、热水和蒸汽采暖系统，应根据不同情况，设置排气、泄水、排污和疏水装置-是为了保证系统的正常运行并为维护管理创造必要的条件。
不论是热水采暖还是蒸汽采暖都必须妥善解决系统内空气的排除问题。
通常做法是：
对于热水采暖系统，在有可能积存空气的高点（高于前后管段）排气．
机械循环热水干管尽量抬头走，使空气与水同向流动；下行上给式系统，在最上层散热器上装排气阀或做排气管；水平单管串联系统在每组散热器上装排气阀，如为上进下出式系统，在最后的散热器上装排气阀。
5.2水力计算
1.确定最不利环路
在系统图5-1上进行管段编号、立管编号并注明各管段的热负荷和管长。
图5-1系统图
本系统为异程式双管系统，取最远立管第一层的环路作为最不利环路，最不利环路是从管段1到管段33（详见附图）。
2.计算最不利环路各管段的管径
本系统采用机械循环，考虑系统中各环路的压力损失易于用立管阀门平衡，采用推荐的平均比摩阻
大致为60~120Pa/m来确定最不利环路各管段的管径。
例如最不利环路管段1：
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