三层办公楼供暖设计论文完整版

层办公楼供暖设计班级：建环021班姓名：学号：三层办公楼供暖设计本文首先根据基本设计资料计算了三层办公楼的热负荷，然后根据热负荷及建筑物的形 式等条件，提出了三种供暖系统设计方案一一重力循环双管式系统、机械循环单管异程式系 统、机械循环单管同程式系统，并进行经济比较分析，选择布置了供暖管网系统一一机械单 管同程式系统。绘制出了该系统的平面图和轴测图，还对该系统进行了水力计算，选择管径 和流速，使管网系统较好地符合了水力平衡要求。最后还计算了散热器的片数，并布置了散 热器。一、1、2、基本设计资料建筑物各层平面图见附图。建筑物各层计算层高：一层：3.2m 二层：3.0m 三层：3.2m围护结构条件 、外墙：2砖（490mm）内抹灰 K=1.27W/EP 、内墙：两面抹灰一砖内墙 K=1.72W/EP 、顶棚：上面为有望板的瓦屋面查设计手册有,R = 0.133 W/ECR = 0.08 W/EC580.10.025W/ECR =“ + 注=+= 1.098j人力0.13 0.076=0.763 W/EC12K R + R + R 0.133 +1.098 + 0.08 、地板：直接铺在土壤上的不保温地面 根据划分地带法计算Kz=0.47 W/EC =0.23 W/EC Km =0.12 W/EC K =0.07 W/EC 、外窗：C2型双层木窗外窗传热系数：K=2.67 W/ZC外窗缝隙的计算长度：L=12m 、外门：M2上部为不可开启的双层玻璃上亮子，f0.75 E,下部为双层木门， f2=3.12 E M4无上亮子，其它同M2 外门传热系数：K=2.33 W/EC 外门缝隙的计算长度：L=9.12m3、气象条件北京市供暖室外计算温度t = -9CW北京市冬季室外平均风速Vpj = 2.8m/s4、设计要求室内计算温度 办公室：t =18C走廊：t=14C楼梯 七=14C二、热负荷计算1、围护结构传热耗热量Q计算Q= KF(t -1 %2、冷风渗透耗热量22计算冷风渗透耗热量：V = Lln冷风渗透耗热量：Q = 0.278Vp C (t -1 )2w p n w3、外门冷风侵入耗热量计算外门冷风侵入耗热量：Q = NQ W 3mj4、耗热量修正先进行朝向和风向修正，在进行高度修正5、房间总耗热量计算计算结果在附表中。6、备注热负荷计算中，相邻房间温差小于5C时不计算隔墙和楼板的传热量（如没有 计算房间之间、房间和走廊、房间和楼梯间之间的传热）。因为，在实际中，走廊 里由于房间通过内墙的传热使之可以保持热平衡，并且对走廊的温度要求不高，同 时为了计算的简便，在走廊里没有布置散热器。三、供暖系统选择在此提出三种系统设计方案：方案一：重力循环双管式系统。（如附图所示）方案二：机械循环单管异程式系统。（如附图所示）方案三：机械循环单管同程式系统。（如附图所示）根据以下原则进行技术和经济比较：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。对该三层办 公楼，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。原则二、热媒温度的选择。t =95 C七=70 C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中的平面图和轴测图所示。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。原则五、考虑到设计计算的方便，将供暖系统布置成单管顺流上进下出同程式系统。 原则六、经济比较通过对各个系统的管长L、管径D以及厚度：进行估算，并进行比较Y=2HDXADXEL计算出各个系统的Y值，取其最小值。最后综合考虑三种方案的技术和经济，最终选择方案三一一机械循环单管同 程式系统。四、系统水力计算1、在系统轴测图上进行管段编号，并标注各管段的热负荷和管长。2、首先计算通过最远立管V的的环路，确定出供水干管各管段、立管V和回水总干管 的管径及其压力损失。本设计采用推荐的平均比摩阻R大致为60120 Pa/m来确定最不利环路各管 pj八 0.862段的管径。首先根据公式G =厂与确定各各管段的流量。根据G和选用的Rpj.值， g h查设计手册，将查出的各管段d、R、v值列入水力计算表格中。最后算出最不利 环路的总压力损失Z （Apy +Apj）19 = 9254尸q。入口的剩余循环压力，用调节阀 节流消耗掉。3、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、回水管各管段的 管径及压力损失。4、求并联环路立管I和立管V的压力损失不平衡率，使其不平衡率在5%以内。5、根据水力计算结果，利用节点压力平衡原理，表示出系统的总压力损失及各立管的 资用压力值。注意：、如果个别立管供、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、回水干管的管段直径，使易于选择各立管的管径并满足并联环路不平衡率 的要求。、针对本系统，由于楼梯间的立管上压力损失不易平衡，采用将个别管段管径 调小和在个别管段上加截止阀的方法使之平衡。6、确定其它立管管径。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。7、求各立管的不平衡率。根据各立管的资用压力和立管的计算压力损失，求各立管的 不平衡率。不平衡率应在10%以内，若不平衡率过大，则应调整管径使之平衡。8、水力计算结果如表所示。9、南环路的水力计算和北环路类似。机械循环同程式单管热水供暖系统管路水力计算表（北环路）管段 号QGldVRAp - Rl匚Ap dAp jAp供水管 起点到 计算管 段末端 压力损 失Wkg/hmmmm/sPa/mPaPaPaPa12345678910111213通过立管V的环路153094182615400.406.09001.578.661181018101823128110768.7320.3143.96382.54.547.2521359616143230577937.2250.391047491.074.787582424384169635847.2200.4720014401.0108.6109154939875143184933.6250.25421511.030.733118241696，82242837.5200.23503751.026.01264014570682242839.9200.23504957.026.011826775247714212150.2163.17573321.6871514726719831281107640320.3143.961758847.253782136903595309418263400.4601800.578.66392199254 （Ap +询）1 9 = 9254Pa通过立管I的环路1082242839.4200.2350470526.0113060022141114212150.2163.17573321.687151472368610，82242837.7200.23503855.074.78374759444512143184937.2250.24423021.014.2128330477513169645843.6250.2957.8920810.075414622539714230587937.2250.3910474910.026.0174814976894管段 37 与管段 1014 并联Z(Ap +Ap.)04 = 5280PaZ (Ap +Ap.)i 2 8 9 i0 14 = 9249Pa不平衡率=Ap-Z (Ap +Ap )Ap5105 - 52805W5x 100% = -3.43%立管V资用压力 Apv =5397-4169=1228Pa1560942106.2200.1728.551773.514.21502271610512150.1535.824303311.063657951560942103.7200.1728.551064.514.216417037系统总压力损失为9249Pa乘U余作用压力在引入口处用阀门节流Z (Ap +Ap )= 1192Pa不平衡率=ApIV-Z (Ap + Ap .)Ap1228 -11921228x 100% = 2.93%立管III资用压力Ap田=4775-3987=788Pa172646919.4150.1327.5125919.58.3116242118914150.1327.51110198.31158268182646910.5150.1327.51144.58.313753VZ (Ap +Ap )= 742Pa不平衡率=Ap -Z(Ap + Ap .)Ap788 - 742 x 100% = 5.84%788立管I资用压力 Ap =4445-2438=2007Pa1960942106.2150.31132.58223.547.251659872010512150.1535.824303311.063657952160942103.7200.1728.551064.514.2164170iiiZ (Ap +Ap.)192021 = 1952Pa不平衡率=Ap -Z (Ap + Ap )Apii2007 -19522007x 100% = 2.74%机械循环同程式单管热水供暖系统管路水力计算表（南环路）管段号QGldvRPy=RlEZPdPjP供水管起 点到计算 管段末端 压力损失Wkg/hmmmm/sPa/mPaPaPaPa12345678910111213通过立管X的环路153094182615400.40609001.578.661181018101822212837508.7250.3893.58134.570.993191132215023158325457.2250.2850.753651.038.5439404255424119564117.2200.34102.47371.056.835779433482598573393.6200.2771.572581.035.843629436422659812067.5200.1727.532061.014.211422038622659812069.9200.1727.532737.014.2110037342352710312150.1534.584153311.063657805015282128375040250.3893.53740870.995684308932395309418263400.40601800.578.66392199542Z (Ap +Ap.)= 9542Pa通过立管W的环路3059812069.4200.1727.532595.014.217133024803110312150.1534.584153311.0636578032603059812067.7200.1727.532125.014.217128335433298573397.2250.1721.11521014.21142294383733119564113.6250.21301081021.68217325416234158325457.2250.2850.753651038.543857504912管段 2327 与管段 3034 并联Z 区 +Apj)334 = 2762PaAp23 27 = 2865PaZ (Ap + Ap .)122 28 9 30 34 = 94 3 9Pa不平衡率=Ap-Z (Ap +Ap )Ap2865 - 27622865x 100% = 3.60%立管IX资用压力 ApK=4162-3642=520Pa3538761336.2200.1012.24763.54.921793366712150.1015.75189334.921623513538761333.7200.1012.24454.54.9222672327系统总压力损失为9439Pa乘U余作用压力在引入口处用阀门节流Z (Ap +Ap.) , = 511Pa不平衡率二一K/ 35,35,36 = 520 5 X 100% = 1.73%Ap520K立管伽资用压力Ap训=3837-3348=489372099729.4150.1117.9316919.55.9511628538726150.1117.93108215.95125233382099720.5200.064.0624.51.77810 (Ap +询),=528PaAp不平衡率)俱 +AP=489 - 528 x 00%7.97%489皿立管W资用压力Ap训=3543-2554=9893938761336.2150.2055.73453.519.6669414406712150.1015.75189334.921623514138766333.7150.2055.72064.519.6688294 (Ap + Ap.)= 1059Pa不平衡率=Ap- (Ap + Ap )Apvn989 -1059989x 100% =-7.08%五、散热器片数计算1、根据公式计算各散热器的进、出水温度，如图匕表示图中标注各点的水温&it=。-我七2、选用M132型散热器传热系数为 K = 2.426At0.286 W/ZC散热面积为 F=0.24E/片4、5、3、选用同侧上供下回安装方式，P 2=1.0散热器安装在壁 内，上顶距窗台板40mm, &3=1.11。散热器片数计算n = Q PPPKAt 1 2 3说明：在计算散热器片数的时候，n的取值按四舍五入的原则选取的，楼梯间里只 在一、二层间和二、三层间各布置一个散热器，由于楼梯间底层的散热器片数应该布置 的比上面的要多，因此在计算楼梯间底层散热器片数时采取只入不舍的原则，而上部散 热器的片数计算采取只舍不入的原则。6、计算结果如下表所示。散热器片数计算表编号热负荷tgthtpjAtKP1P2P3面积片数1,2,7,8141678.617074.356.37.681.051.01.110.241618,25148585.6378.6182.1264.127.971.051.01.110.241419,2482385.6378.6182.1264.127.971.01.01.110.24835,36,41,4215429585.6390.3272.328.251.051.01.110.241336100478.247074.1256.127.681.051.01.110.2411202382384.9978.2481.6263.627.961.01.01.110.248374012209584.9990.0072.008.241.01.01.110.24852132382.57076.2562.257.911.051.01.110.24135313239582.588.7574.758.331.051.01.110.241116,17,10,9104078.457074.2356.237.681.051.01.110.241226,34110785.0878.4581.7763.777.961.051.01.110.241127,3345685.0878.4581.7763.777.960.951.01.110.24443,44,50,5111699585.0890.0472.048.241.01.01.110.24911,12,14,1563378.177074.0956.097.671.01.01.110.2471379479.467074.1356.737.701.01.01.110.24828, 9,31,3245684.0578.1781.1163.117.940.951.01.110.2443045684.8979.4682.1864.187.980.951.01.110.24445,46,48,498499584.0589.5371.538.231.01.01.110.247478499584.8989.9571.958.241.01.01.110.247六、系统优缺点评价本供热系统设计采用机械单管同程式系统，系统结构简洁，热负荷计算准确，水力计算 也基本符合平衡要求。水力计算还不够精确，在楼梯间立管上为了平衡压力损失，加装了几 个截止阀，使得系统初投资费用增大。并且由于所学知识有限，没有绘制出该系统的具体施 工图。本系统还有很多地方有待改进！七、参考文献1、王志勇、刘振杰主编暖通空调设计资料便览中国建筑工业出版社19932、贺平、孙刚主编 供热工程中国建筑工业出版社1993局部阻力系数计算表管段号局部阻力个数EZ管段号局部阻力个数EZ1乙字弯11X0.510,30弯头11X2.0弯头11X1.0合流三通11X3.0京=1.5京=5.02,22弯头33X1.510，30乙字弯11X1.0弯头22X2.0京=3.5京=5.03,4,5,6，乙字弯11X1.032乙字弯11X1.023,24,2 5,26京=1.0截止阀11X9.06,26排气阀11X3.5EZ=10.0弯头22X1.013,14,乙字弯11X1.0乙字弯11X1.533,34截止阀11X9.0京=7.0EZ=10.07,11,16,合流三通44X3.015,35旁流三通11X1.520,27,分流三通33X3.0乙字弯11X2.031,36,散热器66X2.0京=3.540EZ =33.015,35合流三通11X3.08,28弯头33X1.5,38乙字弯11X1.5乙字弯11X1.0京=4.5斜杆截止阀11X21.517,37旁流三通11X1.5京=8.0乙字弯11X2.09,29乙字弯11X0.5截止阀11X16京=0.5EZ=19.518合流三通11X3.018合流三通33X3.0乙字弯11X1.5分流三通22X3.0截止阀11X16.0散热器22X2.0EZ =20.5京=1938合流三通43X3.0分流三通32X3.0散热器33X2.0京=21备注2间耗量 房总热QW23324082风入热旦 冷侵耗量QW1000风透热旦 冷渗耗量QW156444护构热量 围结耗量QW13 3256671正修量热耗度正 高修X%100000000000000000正耗量 修后热QW5693628700942259336281X+%400900000000559000风向X%100000000000000000朝向hX%1005 -00000000555000本热旦基耗量QW1769669387030942763669281差正数 温修系a111111111111111111内计温差 室外算差C9222暖外算度 供室计温wC89 -99内算度 室计温TC7810热数 传系KCW m262162214 02 02 021624 02 00 02162214 02 00 0构结护围积 面m256945499291457872272765614541929 045算 计 积 面47722*877*22 * 068 37 + * 358 81+*358*337 2 2* 6 372*63*638 * 6 377227877*22 * 06837+*358 5 0 + * 3 58833及称向名方3墙 外 北窗 外 北墙 外 西I 面 地II 面 地III 面 地墙 外 北窗 外 北I 面 地II 面 地m面 地墙 外 南窗 外 南墙 外 西I 面 地II 面 地m面 地房间名称2办公室办公室办公室间号房编10 13 4 5 10 122364744220544 0 09085000001504444255618865174048 32100000000000000000000000055209422202942429922220994206945745500055000009005595500901000000000000000000000000255000550000050055555005010309426242942442467204224272036956672i11111111111111111111119 0922222228999999971111111621624 02 01 021324 02 0002162212162216221216221622167 05787227276567832727654 0722108724 072210872414521244722*6372*63*638 * 6 38 3 2* 6 37+13*63*638 * 6 372*2 4727 0672*6 37272724727 0672*6 3727722*877*22* 068873墙 外 南窗 外 南I面 地II 面 地III 面 地墙 外 南门 外 南I面 地II 面 地III 面 地墙 外 北窗 外 北墙 外 西墙 外 北窗 外 北墙 外 南窗 外 南墙 外 西墙 外 南窗 外 南墙 外 北窗 外 北墙 外 西棚 页2办公室办公室办公室办公办公室办公办公室1114 5110202 02020212 020203032213329442100011444581784329911000000000000000005302839345652077707307410055905501001000300000000000000000100055505500000000103073369566703073676604730131119 01119 0119 01111119 09222289999711146216267 021622167 0216267 02132624 02 00 067 05787212494521247872121223452727651247 2 2* 6 37285637722*7877尸7匕7*.22*7 0685377 2 2* 6 37285636 8 6 * 4 923*772263*638 * 6 385633墙夕卜北窗 外 北棚 顶墙 外 南窗 外 南墙 外 西棚 顶墙 外 南窗 外 南棚 顶墙 外 北门 外 北窗 外 北I 面 地II 面 地III 面 地棚 顶2办公室办公室办公室楼梯间1 63 63 30 13 3 53 314