采暖课程设计说明书某居民楼采暖设计.docx
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采暖课程设计说明书某居民楼采暖设计
青岛理工大学
采暖课程设计说明书
题目：
北京市某居民楼采暖设计专业：
建筑环境与设备工程班级：
设备093班学生姓名：
董江龙
学号：
200905274指导教师：
王海英
日期：
2012.06.18---2012.06.29
本组由赵云昕和董江龙同学共同完成6号住宅建筑图（地点：
北京）的采暖设计，具体分工如下：
赵云昕：
1、第4、5层所有用户耗热量的计算；
2、第1、2、3层所有用户散热器的计算；
3、第3、4、5层用户水力计算；
4、计算局部阻力系数；
5、绘制一层采暖平面图；
6、绘制二层采暖平面图；
7、绘制设计说明书。
董江龙：
1、1、2、层所有用户耗热量的计算；
2、4、5层所有用户散热器的计算；
3、1、2层用户水力计算；
4、绘制采暖系统轴测图；
5、绘制热力入口详图；
8、绘制设计说明书。
1.设计题目
2.设计原始资料3
3.热负荷计算5
4.采暖系统布置10
5.散热器选择的计算11
6.管道的布置14
7.采暖系统水力计算14
8•附属设备选择17
9.参考文献19
10.采暖课程设计小结19
．设计题目
1.设计题目：
北京市某居民楼的采暖系统的设计。
二．设计原始资料
2.1设计题目
北京市某居民楼采暖设计。
本工程为北京市一栋五层的居民楼，其中有卧室，餐厅，客厅，卫生间，厨房等功能用途的房间。
楼层标高2.9米，本工程以95C/70C低温热水作为采暖热媒，为本居民楼设计供暖系统。
2.2设计依据
2.2.1任务书<<采暖课程设计与指导>>，附录等
2.2.2规范及标准
《实用供热空调设计手册第二版》《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ00026-2010《供热计量技术规程》JGJ00173-2009
《供热工程》（第四版）贺平等编著《供暖通风设计手册》，1987年
2.3.设计气象资料
2.3.1根据建筑物所在城市：
北京市查《实用供热空调设计手册》，以下简称《供热手册》及《供热工程》。
查出当地的气象资料如下
北京市的气象资料如下:
zk'Z/V_—一一_
北京市
店1丿Ji__-
设计用室外气象参数
单位
北京
冬季大气压
Kp
998.6
冬季大气压
Kp
1025.7[
采暖室外计算温度
C
-7.5
冬季室外平均风速
m/s
4.5
冬季最多风向
NNW
采暖期室外平均温度
C
0.1
设计计算用采暖期日数
日
114
2.3.2室内设计温度见表如下:
室内设计参数
房间功能
厨房
卧室室
餐厅
客厅
卫生间
室内设计温度（C）
15
18
18
18
22
2.3.3寒冷B区围护结构传热系数资料
本工程为一栋五层的居民楼，层高2.9米。
维护结构传热系数按下表选取，再乘以80%勺修正
值。
BI护第构部位
*K|]
■-3层建55
（47层的逵筑
刃层聲St
C3S
11.45
0.45
外J*
0.45
1J.（ill
0.70
渠空或外拱樓板
0.45
（1.（41
0.60
非簾瞇地下室顶梔
他
0.65
0.6F
分隔采曙与非采漲空间的师墙
LS
L5
L5
井隔采履与非采BB空间的户门
X0
1.0
2-0
阳台门下部门芯板
L7
1.7
L7
窗墙血积比冬儿2
2.8
N1
丄1
夕卜
U.Kfflffi面tR比：
：
心3
2.5
2•曹
砒
0+X窗墙面积忧一：
0+4
2.0
2,5
2.5
厲x窗埴面积比Co,s
L8
2,0
2.3
围护结构部位
保溫材料JE热阻R［（施
*KJ/W]
周边地面
①83
IL56
地下室外与土壌接触的外墙）
仏01
IL61
—・
234其他资料
热源：
换热站
热媒：
热水
热媒参数：
95C/70C
建筑物周围环境：
城市内、无遮挡
3.1围护结构的耗热量
围护结构耗热量包含内容：
1围护结构温差传热量；
2缝隙渗入冷空气的耗热量;
3外门开启侵入；
上述代数和，分为基本耗热量和附加耗热量计算公式如下:
（2-1）
（2-2）
QQjQiQ2Q3
式中：
I
Qj――围护结构的基本耗热量，W
I
Qi——围护结构的附加（修正）耗热量，W
I
Q2――冷风渗透耗热量，W
I
Q3――冷风侵入耗热量，W
I
Q――供暖总耗热量，W
3.1.1围护结构的基本耗热量
围护结构的基本耗热量按（2-2）式计算
QjKF（tntwn）
式中：
I
Qj——j部分围护结构的基本耗热量，W
F——j部分围护结构的基本传热面积，m2；
K――j部分围护结构的基本传热系数，•（亦°C）;
tn——冬季室内计算温度，°C；
twn——冬季室内计算温度，°C；
――围护结构的温差修正系数，无量纲，见表2-4；
表2.1围护结构的温差正系数
序号
围护结构特征
1
外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等
1.00
2
闷顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板等
0.90
3
与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙（1~6层建筑）
0.60
4
与有外门窗的不米暖楼梯间相邻的隔墙（7~30层建筑）
0.50
5
非采暖地下室上面的楼板，外墙上有窗时
0.75
6
非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以上时
0.60
7
非采暖地下室上面的楼板，外墙上无窗且位于室外地坪以下时
0.40
8
与有外门窗的非米暖房间相邻的隔墙、防震缝墙
0.70
9
与无外门窗的非米暖房间相邻的隔墙
0.40
10
伸缩缝墙、沉降缝墙
0.30
F的确定：
a、外墙高度，本层地面到上层地面（中间层）（底层，由地面下表面到上层地面；顶层,平屋顶到屋顶外表面）。
斜屋面：
到门顶的保温层表面。
长：
外表面到外表面，外表面到中心线，中心线到中心线。
b、门、窗按净空尺寸。
c、地面、屋顶面积，地面和门顶按内廓尺寸，平屋顶，按外廓。
d、地下室，位于室外地面以下的外墙，按地面
3.1.2围护结构的附加耗热量
朝向修正耗热量
产生原因：
太阳辐射对建筑物得失热量的影响，《规范》规定对不同朝向的垂直围护结构进行修正.
修正方法：
朝向修正耗热量的修正率可根据不同地区进行选取，北京市的朝向修正率为：
东：
-5%;西：
-5%;
南：
-20%;北:
0%；
屋顶：
-20%
将垂直外围护结构（门、窗、外墙及屋顶的垂直部分）的基本耗热量乘以朝向修正率，得到该维护结构的朝向修正耗热量：
QchXch.Qj;之后把Qch加减到基本耗热量上。
3.1.3门窗缝隙渗入冷空气的耗热量
1、产生原因：
因风压与热质作用室外空气经门窗缝隙进入室内。
2、方法：
《规范》规定，对六层以下的按缝隙法。
Qi0.28LIwCp（tntwn）n（2-4）
式中：
Qi――渗入冷空气耗热量W;
0.28——换算系数，1KJ/h=0.28W;
L――门窗缝隙渗入室内的冷空气量m3/（h•m），据冬季室外平均风速；查的单层钢窗为4.55m3/（h•m），推拉铝窗为3.15m3/（h•m）。
l――门窗可开启部分缝隙长度m；w――室外空气密度kg/m3;北京为1.093g/m3
Cp――空气压质量比热1KJ/（kg「C）；
n冷风渗适量的朝向修正系数；
北京为东：
n=0.15
西：
n=0.4
南：
n=0.15
北：
n=1.0
3.1.4冷风侵入耗热量的计算
产生原因：
冬季，在风压和热压的作用下，大量从室外或相邻房间通过外门、孔洞侵入室内的冷空气被加热成室温所消耗的热量称为冷风侵入耗热量。
冷风侵入耗热量可采用外门附加
的方法计算。
外门附加率的确定方法为：
对短时间开启，无热风幕的外门附加率值如下表：
外门附加率Xwm值
外门布置状况
附加率
一道门
65n%
两道门（又门斗）
80n%
三道门
60n%
供暖建筑和生产厂房的主要出口
500%
计算公式为:
Q'3nq"5
式中：
Q'l.j.m――外门的基本耗热量
N――考虑冷风侵入的外门附加率，按上表计算
3.2采暖房间编号
我们设计项目为北京某居民楼五层建筑，每一层楼有四个单元，每单元两个用户，每个用户分别有卧室、主卧室、客厅、厨房、卫生间以及走廊。
其各用户都有相似处，故命名A型
用户，一楼第一单元第一个用户命名为A1，其房间分别编号为：
卧室A1101、主卧室A1102、客厅A1103、厨房A1104、卫生间A1105、走廊A1106。
一楼一单元第二个用户命名为A2，其房间编号与A1类似；二楼以上同理进行编号。
3.3负荷计算示例
下面以北京某居民楼为例进行热负荷计算：
例：
以A1103（一楼第一单元一用户客厅）为例，计算其热负荷。
1、计算围护结构的耗热量Q
=1，传热面积F=
（1）西外墙传热系数K=0.48W2。
，温差修正系数
/（mC）
22
5.82*2.9-1.92m=14.96m。
西外墙的基本耗热量为，由公式：
Q1KF（tntwn）=1X0.48X14.962X（18+7.5）W=121W
查得，北京市的西朝向修正率取=-5%;朝向修正耗热量为Q；=121.42X（1-0.05）W=
183.11W;
（2）西外窗传热系数K二2.48岁缶2°c），温差修正系数二1，传热面积F二
1.2*1.6=1.92m2。
西外窗的基本耗热量为，由公式：
Q2KF（tntwn）=1X1.2X1.6X（18+7.5）=121W
查得，北京市北向的朝向修正率取=0;朝向修正耗热量为q2=36W
南外门基本耗热量为：
Q4KF（tntwn）=1X5.85X5.25X（18+7.5）=783m2
查得，北京市南向的朝向修正率取=-0.2;朝向修正耗热量为Q4=783X（1-0.2）=627W
（5）南墙传热系数K=1.2%^乜），温差修正系数=1，传热面积F=4.02X
2.9-5.25=6.41m2
南外门基本耗热量为：
QsKF（tntwn）=1X0.48X6.41X（18+7.5）=78W
查得，北京市北向的朝向修正率取=-0.2;朝向修正耗热量为Q2=78X0.8=63W
（6）地面传热系数K=0.48W20，温差修正系数=0.75,传热面积F=（3-0.34）
/（mC）
2
*3.63X5.46=19.82m。
地面的基本耗热量为：
Q6KF（tntwn）=0.75X0.48X19.82X（18+7.5）=182W
2、计算房间的冷风渗透耗热量（按缝隙法计算）
（1）西外窗为推拉铝窗，中间为固定
北外窗缝隙长度为1=4.6m
查附录7，北京市的朝向修正系数西向n=0.4，
西外窗的冷空气渗入量按下式计算，为
VLin=4.55X4.6X0.4=8.37kg/m"
西外窗的冷风渗透耗热量为
Q210.278VwCp（tntwn）=79kg/m3
其中L——为每米、窗缝隙渗入室内的空气量，按冬季室外平均枫树，查《供热工程》表1-6得
1――为门、窗缝隙的计算长度
n渗透空气量的朝向修正系数
北外窗的冷风渗透耗热量为
Q210.278VwCp（tntwn）
其中V――经过门窗缝隙渗入室内的总空气量
w――供暖室外计算温度下的空气密度，北京的为1.329kg/m
Cp——冷空气的定压比热，c=i.ookj/kgc
南门缝隙长度为
l=12.2m
查附录7,北京市的朝向修正系数南向n=0.15,南门的冷空气渗入量按下式计算，为
VLln=4.55X12.2X0.15=8.33kg/m
南门的冷风渗透耗热量为
Q210.278VwCp（tntwn）=7gkg/m3
3、户门冷风侵入耗热量
QsNQ21=0.65X5X166=567W
4、客厅总的耗热量为QQjQ1°2°3=2143W
建筑物总的供暖热负荷：
Q=131329W
3.3计算热指标：
1,间的负荷面积热指标计算公式:
式中:
X——面积热指标；
F――建筑物面积；
2,物总的供暖热负荷及米暖热指标
根据本建筑物的特点知：
建筑面积F=2138.8m2
所以供暖面积热指标，按式（2-5）:
X=131328.94-（53.47X8X5）=61.40W/m2其它房间的热负荷计算结果见附表1中。
四.采暖系统布置
4.1系统形式的选择与确定
1.系统采用机械循环下供下回的形式；
水平干管采用同程式系统；
单元立管采用异程式系统；
户内采用单管异侧（注：
其用户中主卧室及其卫生间为同侧）上进下出的形式
2.在建筑物入口处设建筑热力入口装置；
在每户入口设户内采暖系统入户装置；每户的第一个散热器安装温控阀；每个散热器有空气排除装置。
3.户内管道埋设与地板内，散热器采用明装形式。
注：
1.水平供水干管敷设坡度不应小于0.003。
坡度应与水流方向相反，以利排气。
2.根据建筑的结构形式，布置干管和立管，为每个房间分配散热器组。
考虑到散热器耐用性和经济性，本工程选用铸铁柱型散热器。
结合室内负荷，选择铸铁
M132散热器。
结合室内负荷，散热片主要参数如下，散热面积0.24m2,水容量1.32L/片，重量7Kg/片，工作压力0.5MP&多数散热器安装在窗台下的墙龛内，距窗台底80mm表面喷银粉。
五．散热器的计算
5.1散热器的计算
本设计采用M--132型散热器。
（1）、散热器散热面积的计算
散热面积的计算可按《供热手册》的计算公式进行计算。
散热器内热媒平均温度t的确定。
本设计在计算时，不考虑管道散热引起的温降。
对于双管热水供暖系统，为系统计算供、回水温度之和的一半，而且对所有散热器都相同。
（2）、散热器片数的计算
散热器片数的计算可按下列步骤进行：
1）利用散热器散热面积公式求出房间内所需总散热面积（由于每组片未定，故先按1计算）；
2）得出所需散热器总片数或总长度H；
3）确定房间内散热器的组数m；
4）将总片数n分成m组，得出每组片数n'，若均分则n'=n/m（片/组）;
5）对每组片数n'进行片数修正，乘以b,即得到修正后的每组散热器片数，可根据下述原则进行取舍；
2
6）对柱型及长翼型散热器，散热面积的减少不得超过0.1m2；
7）对圆翼型散热器散热面积的减少不得超过计算面积的10%。
5.1.1散热器数量的计算
供暖房间的散热器向房间供应热量以补偿房间的热损失，根据热平衡原理，散热器的散热量应等于房间的供暖设计热负荷。
散热器散热面积的计算公式为：
Q
K（tpjtn）
式中：
F散热器的散热面积（m2）;
Q冃攵热器的散热量（W）;
K散热器的传热系数［W/（m2•C）］；
tpj散热器内热媒平均温度（C）；
tn供暖室内计算温度（C）；
1――散热器组装片数修正系数；
2散热器连接形式修正系数；
3——散热器安装形式修正系数；
片数修正系统的范围乘以1对应的值，其范围如下:
片数修正系数
每组片数
<6
6~10
10~20
>20
1
0.95
1
1.05
1.1
另外，还规定了每组散热器片数的最大值，对此系统的M-132型散热器每组片数不超过20片。
1、散热器的传热系数K
2、散热器的传热系数K表示当散热器内热媒平均温度tpj与室内空气温度tn的差为
「C时，每平方米散热面积单位时间放出的热量，单位为W/（m2「C）。
选用散热
器时希望散热器的传热系数越大越好。
通过实验方法可得到散热器传热系数公式为
Ka（tpjtn）b
式中：
K――在实验条件下，散热器的传热系数，W/（m2°C）;
ab――由实验确定的系数，取决于散热器的类型和安装方式；
从上式可以看出散热器内热媒平均温度与室内空气温差tn越大，散热器的传热系数K值
就越大，传热量就越多。
2、散热器内热媒平均温度tp1
散热器内热媒平均温度tpj应根据热媒种类（热水或蒸汽）和系统形式确定。
1）热水供暖系统
tpj
（tjtc）
式中:
tpj――散热器内热媒平均温度「C）；
tj――散热器的进水温度（C）；tc――散热器的出水温度（C）；
对于单管热水供暖系统，各组散热器是串联关系，所以各组散热器的进出口水温不同,（tintout）Qr
tmtin
用以下公式计算：
22cMp
式中：
tm――散热器内热媒平均温度（C）；t"――散热器的进水温度（C）；tout――散热器的出水温度（C）；Qr——散热器热负荷（W）；
――散热器的进流系数；
c——水的比热；
Mp――立管流量，Kg/s；
5.2散热器的计算实例
以客厅为例计算：
查《供热工程》附录2-1，对M-132型散热器
ka（tpjtn）b
=2.426（63.5）
=8.0W/（m2.C）
先假设片数修正系数!
=1.0，
查《供热工程》附录2-4得2=1.009,
散热器采用明装，查《供热工程》附录2-53=1.02
散热器的散热面积：
Q
K（tpjtn）
=2237X1X1X1.02/8.0（81.5-18）
=4.56m2
M-132型散热器每片散热面积为0.24m2
则散热器的片数为
n=4.56/0.24=18.996查的片数修正系数1=1.05,修正后的散热器片数n=18.996X1.05=19946取整得散热器片数为19片。
同理计算出其他各房间的散热器片数。
其余的列于附表2中；
5.3散热器的布置
布置散热器应注意以下规定
1、散热器宜安装在外墙窗台下，这样能迅速加热室外渗入的冷空气，阻挡沿外墙下降的冷气流，改善外窗对人体冷辐射的影响，使室温均匀。
当安装或布置管道有困难时，也可靠内墙安装。
如设在窗台下时，医院、托幼、学校、老弱病残者住宅中，散热器的长度不应小于窗宽度的75％；商店橱窗下的散热器应按窗的全长布置，内部装修要求较高的民用建筑可暗装。
2、为防止冻裂散热器，两道外门之间，不准设置散热器。
在陋习建或其它有冻结危险的场合，应由单独的立，支管供热，且不得装设调解阀。
3、散热器在布置时，不能与室内卫生设备、工艺设备、电气设备冲突。
暖气壁龛应比散热器的实际宽度多350〜400毫米。
台下的高度应能满足散热器的安装要求，非置地式散热器顶部离窗台板下面高度应》50毫米，底部距地面不小于60mm,通常为150mm毫米，背部与墙面净距不小于25mm。
4、在垂直单管或双管供暖系统中，同一房间的两组散热器可以串联连接；贮藏室、盥洗室、厕所和厨房等辅助用室及走廊的散热器，可同临室串联连接。
5、公共建筑楼梯间的散热器，宜分配在底层或按一定比例分配在下部各层，住宅楼梯间一般可不设置散热器。
把散热器布置在楼梯间的底层，可以利用热压作用，使加热了的空气自行上到楼梯间的上部补偿其耗热量。
6、在楼梯间布置散热器时，考虑楼梯间热流上升的特点，应尽量布置在底层。
住宅建筑分户计量的散热器选用与布置还应注意：
（1）安装热量表和恒温阀的热水采暖系统宜选用铜铝或钢铝复合型、铝制或钢制内防腐型、钢管型等非铸铁类散热器，必须采用铸铁散热器时，应选用内腔无黏砂型铸铁散热器；
（2）采用热分配表计量时，所选用的散热器应具备安装热表的条件；
（3）采用分户热源或供暖热媒水水质有保证时，可选用铝制或钢制管形、板式等各种散热器；
（4）散热器的布置应确保室内温度分布均匀，并应可能缩短户内管道的产度；
（5）散热器罩会影响散热器的散热量和恒温阀及配表的工作，安装在装饰罩内的恒温阀必须采用外置传感器，传感器应设在能正确反映房间温度的位置。
六．管道的布置
6.1干管的布置
供回水干管设置在检查室中，每个用户都从干管上接出一个支管，而形成各自的独立环路以便于分户计量。
6.2支管的布置
本设计入户的支管均设置在户内垫层内，垫层的厚度不应小于50mm,本系统散热器支管的布置形式有供、回水支管同侧连接和供、回水支管异侧连接两种形式，且支管均保证为0.01的坡度，以便于排出散热器内积存的空气，便于散热。
七．采暖系统水力计算
7.1水力计算
根据暖气片组装片数的最大值将其分为几组后，确定总的立管数，绘制系统图，标明各段干管的负荷数，以及每组暖气片的片数和负荷数，并对各个管段进行标注（见附录）。
本设计的计算过程同程式单管热水供暖系统管路的水力计算过程，在整个系统中每一个户
内环路构成一个独立的系统分别计算，计算步骤如下：
（1）首先在系统图上，对各管段进行编号，并注明管段长度和热负荷。
（2）计算通过最远立管的环路的总阻力，根据所选值R（60〜120Pa/m）,和每个管段的流量G的值，查阅《供暖通风设计手册》中初选各管段的d、R、v的值，算出通过各立管的环路的总阻力。
流量G的值可用以下公式计算得出：
0.86QG
（4-5）
（tg'th'）
式中：
Q管段的热负荷，W;
（3）计算通过最近立管环路的总阻力，计算方法同上。
（4）
15%以内，以确定通过环路各
求并联环路的压力损失不平衡率，使其不平衡率在管段的管径。
（5）根据水力计算的结果，求出系统的的总压力损失，及各立管的供、回水节点间的资用压力。
（6）根据立管的资用压力和立管的计算压力损失，求中间各并联立管的压力损失不平衡率，使其不平衡率在15%以内，从而确定出各立管的管径。
7.2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。
热媒的流速是影响系统的经济合理程度的因素之一。
为了满足热媒流量要求，对于机械循
环热水采暖系统，增大热水流速虽然可以缩小管径，节省管材，但流速过大，压力损失增加，会多消耗电能，甚至可能在管道配件（如三通、四通等）处产生抽力作用，破坏系统内热水正常流动，使管道发生振动•产生噪音。
f因此，《采暖规范》中规定：
采暖管道中的热媒流速，应根据热水或蒸汽的资用压力、系统形式、防噪声要求等因素确定。
（2）采暖系统水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
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