供热工程课程设计docx.docx

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供热工程课程设计

设计题目：

天津某办公楼供热系统设计

班级：

建筑节能

姓名：

学号：

指导老师：

日期:

1.工程概况及设计依据3

1.1工程概况3

1.2设计运算参数3

2.供热热负荷运算4

2.1围护结构基本耗热量运算4

2.2围护结构附加耗热量4

2.3门窗缝隙渗入冷空气的耗热量5

2.4以一层101会议室进行举例运算6

2.5其他房间热负荷运算9

3.采暖系统的挑选及管道布置16

3.1热水供暖系统分类16

3.2机械循环系统与重力循环系统的主要区别16

3.3挑选及布置16

3.4膨胀水箱的运算17

4.散热器的挑选及安装17

4.1散热器的挑选17

4.2散热器的安装17

4.3散热器的运算17

5.系统水力运算20

5.1水力运算方法20

5.2水力运算举例20

5.3其他管路水力运算21

5.4水力平稳校核26

6.个人总结31

参考文献附录施工图

一、工程概况及设计依据

1.1工程概况

该项目是位于天津市（属于冰冷地区）的一座三层办公楼，包括会议室、办公室、值班室、阅览室、厕所等功能房间。

一层建筑层高4.2m,二三层层高3.3mo1.2设计运算参数

1.2.1气象资料：

冬季采暖室内运算温度办公室为20°C,会议室18°C,走廊、楼梯间、卫生间为16°C

冬季室外运算温度-9°C

冬季室外平均风速6.Om/s

1.2.2围护结构：

1）外墙：

保温外墙（37墙），传热系数为K=0.60W/（m2-K）

2）内墙：

两面抹灰一砖墙（37墙），传热系数为K=1.53W/（m2-K）；一楼卫生间隔墙：

两面抹灰一砖墙（24墙），传热系数为K=2.03W/（m2■K）；

3）外窗：

双层铝合金推拉窗，传热系数为K=3.OW/（m2-K）

4）门：

双层木门；K=2.0W/（m2-K）

5）屋顶：

保温屋顶，传热系数K=0.55W/（m2-K）；

6）地面为不保温地面，K值按地带决定。

其中第一地带传热系数K1=0.465W/（m2-K）；第二地带传热系数K2=0.233W/（m2-K）；第三地带传热系数K3=0.116W/（m2•K）；第四地带传热系数K4=0.07W/（m2•K）；

1.2.3热源：

室外供热管网，采用机械循环上供下回的方式供水，供水温度75°C,回水温度50°C,引入管处供水压力满足室内供暖要求。

二、供热热负荷运算

《规范》中所规定的“围护结构的耗热量”实质上是围护结构的温差传热量、加热由于外门短时间开启而侵入的冷空气的耗热量以及一部分太阳辐射热量的代数和。

为了简化运算，《规范》规定，围护结构的耗热量包括基本耗热量和附加耗热量两部分。

2.1围护结构的基本耗热量运算

公式如下：

Q=KA（tR-to,w）a

Q——围护结构的基本耗热量，W；

K——围护结构的传热系数，W/（m2-K）；

A——围护结构的面积，m2；

tR——冬季室内运算温度，°C；

to,w——供暖室外运算温度，°C；

a一围护结构的温差修正系数。

整个建筑的基本耗热量等于它的围护结构各部分基本耗热量的总和，算出基本耗热量后再进行朝向和高度修正（因风速较小，风力修正忽略不计），

2.2围护结构附加耗热量

2.2.1朝向修正率

不同朝向的围护结构，收到的太阳辐射是不同的；同时，不同的朝向，风的速度和频率也不同。

因此，《规范》规定对不同的垂直外围护结构进行修正，其修正率为：

北、东北、西北朝向：

0—10%

东'西朝向：

-5%

东南、西南朝向：

T0%——15%

南向-15%——30%

选用修正率时应考虑当地冬季日照率及辐射强度的大小。

冬季日照率小于35%的地区，东南、西南和南向的修正率宜采用-10%-0%,其他朝向可不修正。

2.2.2风力附加率

在《规范》中明确规定：

在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物以及城镇、厂区内特别高的建筑物，垂直外围护结构热负荷附加5%-10%。

该办公楼不运算风力附加。

2.2.3外门附加率

为加热开启外门时侵入的冷空气，对于短时间开启无热风幕的外门，可以用外门的基本耗热量乘上按下表查出的相应的附加率。

阳台门不应考虑外门附加率。

外门附加率（%）

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

60n

有门斗的双层外门

80n

无门斗的单层外门

65n

2.2.4高度附加率

由于室内温度梯度的影响，往往使房间上部的传热量增大。

因此规定：

当民用建筑和工业企业辅助建筑的房间净精湛过4m时，每增加1m,附加率为2%,但最大附加率不得超过15%,该办公楼房间净高均不超过4m,高度附加0%。

2.3门窗缝隙渗入冷空气的耗热量

由于缝隙宽度不一，风向、风速和频率不一，因此由门窗缝隙渗入的冷空气量很难准确运算。

规范举荐，对于多层和高层民用建筑，可按下式运算门窗缝隙渗入冷空气的耗热量：

Qi=0.278LPaoCp（tR-to.h）

Qi——为加热门窗缝隙渗入的冷空气耗热量，W；

L——渗透冷空气量，m3/h,可按《规范》附录D中给出的公式运算，对多层建筑可按换气次数（下表）运算；

Pao——采暖室外运算温度下的空气密度，kg/m3;

Cp——空气定压比热,Cp=1.OkJ/（kg.°C）；

to.h——采暖室外运算温度，°C。

换气次数

房间类型

—面有外窗房间

两面有外窗的房间

三面有外窗的房间

门厅

换气次数（h-1）

0.5

0.5-1

1.0-1.5

2.0

为运算简便，该办公楼各房间的冷风渗入耗热量均采用换气次数为0.5时进

/—、——

仃E舁。

2.4下面以一层101会议室进行举例运算2.4.1北外墙耗热量运算：

公式：

Q=KA（tR-to,w）a

1）K值的确定，根据《公共建筑节能设计标准》规定，天津市属于冰冷地区,外墙设置保温，传热系数取0.6W/（m2•K）o

2）北外墙面积A=3.6X4X4.2-2.1X1.75X4=45.78m2

3）温差修正系数a=1.0

4）冬季室内采暖设计温度18°C,室外设计温度-9°C

5）故北外墙基本耗热量为：

Q=0.60X45.78X27X1.0=741.64W

6）北向朝向修正取5%,风力修正0%,高度附加0%,所以北外墙的耗热量就

是：

Q'=741.64X（1+5%）=778.72W

2.4.2北外窗耗热量运算：

公式：

Q=KA（tR-to,w）a

1）K值的确定，根据《公共建筑节能设计标准》规定，天津市属于冰冷地区,外窗传热系数取3.0W/（m2•K）。

2）北外窗面积A=2.1X1.75X4=14.7m2

3）温差修正系数a=1.0

4）冬季室内采暖设计温度18°C,室外设计温度-9°C

5）故北外窗基本耗热量为：

0=3.0X14.7X27X1.0=1190.7W

6）北向朝向修正取5%,风力修正0%,高度附加0%,所以北外墙的耗热量就

是：

Q'=1190.7X（1+5%）=1250.24W

2.4.3东外墙耗热量运算：

公式：

Q=KA（tR-to,w）a

1）K值的确定，根据《公共建筑节能设计标准》规定，天津市属于冰冷地区,外墙设置保温，传热系数取0.6W/（m2•K）o

2）东外墙面积A=10.8X4.2=45.36m2

3）温差修正系数a=1.0

4）冬季室内采暖设计温度18°C,室外设计温度-9°C

5）故东外墙基本耗热量为：

Q=0.60X45.36X27X1.0=734.8W

6）东向朝向修正取-5%,风力修正0%,高度附加0%,所以北外墙的耗热量就

是：

Q'=734.8X（1-5%）=698.06W

2.4.4南外墙耗热量运算：

公式：

Q=KA（tR-to,w）a

1）K值的确定，根据《公共建筑节能设计标准》规定，天津市属于冰冷地区,外墙设置保温，传热系数取0.6W/（m2•K）o

2）南外墙面积A=（3.6X3+1.2）X4.2-3X1.75X2=39.9m2

3）温差修正系数a=1.0

4）冬季室内采暖设计温度18°C,室外设计温度-9°C

5）故南外墙基本耗热量为：

Q=0.60X39.9X27X1.0=646.38W

6）南向朝向修正取-15%,风力修正0%,高度附加0%,所以北外墙的耗热量就

是：

Q'=734.8X（1-15%）=549.42W

2.4.5南外门耗热量运算：

公式：

Q=KA（tR-to,w）a

1）K值的确定，根据《公共建筑节能设计标准》规定，天津市属于冰冷地区,外门传热系数取2.0W/（m2•K）o

2）南外门面积A=1.8X2.1=3.78m2

3）温差修正系数a=1.0

4）冬季室内采暖设计温度18°C,室外设计温度-9°C

5）故南外门基本耗热量为：

0=2.0X3.78X27X1.0=204.12W

6）南向朝向修正取-15%,风力修正0%,高度附加0%,外门附加取500%,所以南外门的耗热量就是：

Q'=204.12X（1-15%+500%）=1194.1W

2.4.6西外墙耗热量运算：

公式：

Q=KA（tR-to,w）a

1）K值的确定，根据《公共建筑节能设计标准》规定，天津市属于冰冷地区,外墙设置保温，传热系数取0.60W/（m2•K）o

2）西外墙面积A=2.41X4.2=10.122m2

3）温差修正系数a=1.0

4）冬季室内采暖设计温度18°C,室外设计温度-9°C

5）故西外墙基本耗热量为：

Q=0.60X10.122X27X1.0=163.98W

6）西向朝向修正取-5%,风力修正0%,高度附加0%,所以南外门的耗热量就是：

Q'=163.98X（1-5%）=150.86W

2.4.7不保温地面耗热量运算：

不保温地面分为四种类型，各类型宽度为2m,外墙墙角处面积需要运算两次。

各类型地面传热系数如下表所示：

地面类型

I型地面

II型地面

III型地面

IV型地面

传热系数（W/（m2・K））

0.465

0.233

0.116

0.007

1）I型地面耗热量运算：

1传热系数为0.465W/（m2•K）

2地面面积A=3.6X4X2+10.8X2+3.6X4X2+（10.8-2）X2=96.8m2

3温差修正系数a=1.0

4冬季室内采暖设计温度18°C,室外设计温度-9°C

故I型地面耗热量为：

Q1=0.465X96.8X27X1.0=1215.32W

2）II型地面耗热量运算：

1传热系数为0.233（W/（m2•K）

2地面面积A=（14.4-4）X2X2+（10.8-8）X4=52.8m2

3温差修正系数a=1.0

4冬季室内采暖设计温度18°C,室外设计温度-9°C

故II型地面耗热量为：

02=0.233X52.8X27X1.0=332.16W

3）III型地面耗热量运算：

1传热系数为0.116W/（