供热工程课程设计北京市某厂区宿舍楼采暖系统设计全套图纸.docx
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供热工程课程设计北京市某厂区宿舍楼采暖系统设计全套图纸
燕山大学
课程设计说明书
题目：
北京市某厂区宿舍楼采暖系统设计
学院（系）：
建工学院建环系
年级专业：
建筑环境12-1班
学号：
120107030014
学生姓名：
指导教师：
教师职称：
副教授
燕山大学课程设计（论文）任务书
院（系）：
建工学院基层教学单位：
建筑环境与设备工程专业
学号
120107030014
学生姓名
专业（班级）
12级建环一班
设计题目
北京市某工厂宿舍楼室内采暖系统设计
设
计
技
术
参
数
1、本工程为北京某工厂宿舍楼设计机械循环室内热水采暖系统，热源为小区热水交换站；
2、建筑热力引入口资用压力为70kPa；
3、系统设计供回水温度为：
95℃/70℃；
4、建筑物周围环境：
市内、无遮挡；
设
计
要
求
采暖平面图上应画出热源位置（或引入口）、室内管沟、干管、立管、散热器、阀门、固定支架、箱罐的位置，注明管道立管编号，水平水管管径，标出每组散热器的片数。
系统图应注明管道规格、坡度、管道标高、阀门、固定支架、箱罐的位置、立管编号及每组散热器的片数等。
设计说明书按设计内容依次编写、逐页编号。
前面要有目录，中间为设计计算内容，后面附参考文献。
工
作
量
采暖平面图的张数以能反映采暖系统的平面全貌为准。
一般可画底层、标准层及顶层三张采暖平面图，分别表达出供、回水干管、立管及各楼层散热器的情况。
如系统较大时，系统图可分环路画出，系统图重叠部分可采用断开画法。
设计说明书应有包括方案确定、设计计算公式，设计简图等全部内容，计算结果可用表格形式。
工
作
计
划
热负荷计算：
18学时散热器布置及选择计算：
12学时
管道水力计算：
12学时平面布置图绘制：
12学时
系统图绘制：
8学时设计说明书整理：
10学时
参
考
资
料
1、采暖通风与空气调节设计规范2003中国建筑工业出版社
2、采暖通风设计手册陆耀庆主编1987中国建筑工业出版社
3、供热工程贺平、孙刚等编1993年中国建筑工业出版社
4、暖通空调制图标准GBJ114-88
指导教师签字
基层教学单位主任签字
说明：
此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
2014年6月7日
一、设计题目与原始条件…………………………………………1
二、方案设计………………………………………………………2
三、负荷计算………………………………………………………8
四、散热器的选择和计算…………………………………………8
五、水力计算………………………………………………………10
六、设计总结………………………………………………………11
七、计算附表………………………………………………………14
八、参考文献………………………………………………………15
全套图纸，加153893706
北京市某工厂宿舍楼室内采暖系统设计
一设计题目与原始条件
（一）设计题目
北京市某工厂宿舍楼室内采暖系统设置
（二）原始条件
地点：
北京市
土建资料:
建筑物的平、立面图
热源：
小区热水交换站
资用压力：
70KPa
供回水温度：
95℃/70℃
建筑物周围环境：
市内，无遮挡
（三）气象资料
北京市气象资料如表-1
表-1太原地区气象资料
台站名称
台站信息
年平均温度（℃）
供暖室外计算温度（℃）
北纬
东经
海拔
统计年份
北京54511
39°48
116°28'
31.3
1971-2000
12.3
-7.6
冬季最多风向
冬季室外最多风向的平均风速（m/s）
年最多风向
冬季最多风向的频率（％）
N
4.7
SW
12
冬季室外平均风速（m/s）
年最多风向的频率（％）
冬季日照百分率（％）
极端最高温度（℃）
2.6
10
64
41.9
冬季空气调节室外计算温度（℃）
累年最冷月平均温度（℃）
累年最低日平均温（℃）
-9.9
-2.07
-12.46
各房间室内计算参数如表-2
表-2室内计算参数
用途
室内计算参数（℃）
宿舍
18
公共卫生间
15
门厅、走廊
16
楼梯间
14
浴室
25
二方案设计
本设计中，采暖系统与锅炉房供水管网间接连接，供水温度95℃，回水温度70℃。
室内热水供暖系统，供回水方式采用上供下回，供水沿六层天棚布置，回水干管布置在室内地下管沟内。
三、采暖热负荷计算
1、体形系数、窗墙比计算
窗墙比如表-3
表-3窗墙比
方向
窗墙比
北
0.267
东、西
0.050
南
0.326
体形系数0.309
2、传热系数计算
（1）墙体传热系数计算
1）外墙传热系数[1]
围护结构的有关参数如表-4
表-4外墙有关参数
围护结构类型
墙体材料
厚度
（mm）
热阻
传热系数
热惰性指标
外墙
1、水泥砂浆2、200钢筋混凝土剪力墙3、保温材料4、水泥砂浆
1、20
2、200
3、50
4、20
2.18
0.46
3.14
内墙
空心砖
240
0.517
1.50
3.57
屋顶
1、混凝土压顶板2、EPS挤型板、防水层3、水泥砂浆找平4、水泥砂浆找坡5、钢筋混凝土6、水泥砂浆
1、30
2、60
3、20
4、100
5、120
6、25
2.24
0.42
3.53
大门
实体木质外门（双层）
——
——
2.33
——
阳台落地门
带玻璃的阳台外门双层（金属框）
——
——
3.26
——
外窗
木框（双层）
——
——
2.68
——
内门
实体木质外门（单层）
——
——
4.66
——
①计算查表得热惰性指标D：
=3.14
由资料[2]得知，
属于第三类建筑。
②计算冬季室外计算温度[1]
③查得围护结构换热系数：
内表面换热系数
外表面换热系数
④计算加保温板厚的外墙传热系数:
⑤计算外墙的最小热阻：
其中
的值如表-5
表-5室内空气与围护结构内表面之间的允许温差
（℃）
建筑物与房间类型
外墙
平屋顶和闷顶下顶棚
居住建筑
6
4
经比较，
>
符合最小热阻的要求。
⑥验证是否符合节能规范
北京地区各部分维护结构传热系数限制如表-6
表-6北京地区采暖居住建筑各部分围护结构传热系数限值[W/m2.K）]
采暖期
室外平
均温度
（℃）
代表性
城市
屋顶
外墙
不采暖
楼梯间
窗户
（含
阳台
门上
部）
阳台
门下
部门
芯板
外门
地板
地面
体形
系数
≤0.3
体形
系数
>
0.3
体形
系数
≤0.3
体形
系数
>
0.3
隔墙
户门
接触
室外
空气
地板
不采
暖地
下室
上部
地板
周边
地面
非周
边地
面
-1.1~
-2.0
北京
0.80
0.60
0.90
0.55
1.83
2.00
3.70
1.7
/
0.50
0.55
0.52
0.30
小于
，符合节能规范。
2）内墙传热系数计算
内墙选用空心砖83孔方形传热系数为1.50
，热阻为0.517
（2）屋顶的传热系数计算
①计算查表得热惰性指标D：
=0.42
由资料[2]得知，
属于第四类建筑。
②计算冬季室外计算温度[1]
③查得围护结构换热系数：
内表面换热系数
外表面换热系数
④计算加保温板厚的屋顶传热系数:
⑤计算屋顶的最小热阻：
经比较，
>
符合最小热阻的要求。
⑥验证是否符合节能规范：
小于0.6
，符合节能规范。
（3）地面的传热负荷计算
非保温地面的传热系数和热阻如表-7
地带
第一地带
2.15
0.47
第二地带
4.30
0.23
第三地带
8.60
0.12
第四地带
14.2
0.07
男淋浴间地面的负荷计算:
长×宽=13.2×3.6，可以将它划分到第二个地带；
第一地带面积为：
13.2×2+3.6×2×2=40.8m2传热负荷：
40.8×0.47×（25-（-7.6））=625.14W
第二地带面积为：
9.2×1.6=14.72m2传热负荷：
14.72×0.23×（25-（-7.6））=110.37W
总计围护结构传热系数如表-8
表-8围护结构传热系数
围护结构名称
传热系数（W/（m
·K））
北外墙
0.45
南外墙
0.45
东外墙
0.45
西外墙
0.45
内墙
1.50
屋顶
0.42
门
内门
2.68
外门
2.33
阳台落地门
3.26
外窗
2.68
（4）以122卧室为例，计算房间采暖热负荷
122计算参数如表-9所示
表-9122卧室耗热量计算表
房间编号
房间名称
围护结构
传热系数
室内计算温度
供暖室外计算温度
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
房间总耗热量
朝向
风向
修正后热量
高度
名称及方向
面积计算
面积M2
K
tn
tw
tn-tw
a
Q1l’
Xch
Xf
1+Xch+Xf
Q
Xg
Q1’
Q2’
Q3’
Q’
W/m2·℃
℃
℃
℃
W
%
%
%
W
%
W
W
W
W
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
122
宿舍寝室
南外墙
-
7.05
0.45
18
-7.6
25.6
0.7
81.22
-0.2
0
0.8
65.0
0
93.4
0
0
65.0
南外窗
-
3.75
2.68
18
-7.6
25.6
0.7
257.28
-0.2
0
0.8
205.8
0
295.9
0
0
205.9
西内墙
-
16.2
1.50
18
25
-7
1
-170.1
0
0
1
-170.1
0
-170.1
0
0
-170.1
地面1
-
7.2
0.47
18
-7.6
25.6
0.7
86.63
0
0
1
86.6
0
86.6
0
0
86.6
地面2
-
7.2
0.23
18
-7.6
25.6
0.7
42.39
0
0
1
42.4
0
42.4
0
0
42.4
地面3
-
5.04
0.12
18
-7.6
25.6
0.7
15.48
0
0
1
15.5
0
15.5
0
0
15.5
房间总负荷
240
（5）全部房间的热负荷
建筑物面积热指标
建筑物体积热指标
四、散热器型号及片数的选择
本建筑采用散热器采暖
（1）散热器型号选择
如表-10
表-10散热器型号参数
型号
规格
单片主要尺寸
高度
宽度
长度
同侧进出口中心距
SC（WS）TZY2-3-8（10）（450）
中
370
100
60
300
足
450
散热面积
（
片）
水容量
（1/片）
重量
（kg/片）
工作压力
（Mpa）
传热系数K计算
（W/m2·℃）
0.112
0.45
2.9
0.8
10.50
3.2
散热器的入口温度与出口温度分别为95℃/70℃；
（2）散热器片数选择
以104房间为例，计算散热器片数
由计算得知，tpj=95℃,tn=70℃
取
则
片
，
，
经修正后，n=7片
其余散热器片数见附表（3、4与5和2层的数量相同未列出）。
五、水力计算
水力计算图如图-1
图-1水力计算图
（1）取位于立管Ⅲ的第二层散热器及1-14管段为最不利环路，根据参考文献[5]，可根据各管段热负荷求出各管段流量，公式如下：
式中，Q——管段的热负荷，W；
tg′——系统的设计供水温度，℃；
th′——系统的设计供水温度，℃。
根据上式，得各管段流量，根据G和选用的经济比摩阻Rmj值及文献[2]，可得各管段管径DN、比摩阻Rm、流速v值及压力损失，见附录-3。
（2）同理，进行次不利环路水力计算，即通过立管Ⅲ的三层散热器所在的环路，即管段17、18、2~13，确定各管段的管径DN、比摩阻Rm、流速v值及其压力损失，见表17。
它和最不利环路的压力损失不平衡率为：
，不满足要求，所以用阀门调节。
（3）同理，进行立管Ⅲ的顶层散热器所在环路水力计算，确定各管段的管径DN、比摩阻Rm、流速v值及其压力损失，见附录-3。
它和最不利环路的压力损失不平衡率为：
，不满足要求，所以用阀门调节。
（5）立管Ⅰ首层散热器所在环路的平均比摩阻为
根据流量G和平均比摩阻Rmp值及文献[2]，可得各管段管径DN、比摩阻Rm、流速v值及其压力损失，见附录-3。
它和最不利环路的压力损失不平衡率为：
，不满足要求，所以用阀门调节。
该采暖系统作用压力富裕率
，所以在引入口安装孔板节流阀。
六、设计总结
为期两周的课程设计很快就要结束了，这次的供热课程设计让我有了新的领悟。
其中我认为最重要的是把所学的东西应用到实践中去。
如果不进行采暖课程设计，水力计算将永远不会彻底掌握，上课的时候听老师将水力计算，只能略懂皮毛，所以说实验是检验真理的唯一标准，只有通过实践，才能将所学的知识融会贯通。
其次，我会更加细心、有条不紊的进行接下来的课程设计。
在计算热负荷的时候，过于追求速度，而忽略了质量，从而导致在接下来的计算中反复修改，得不偿失，因此我懂得了细心的重要性。
这之间同学间的互相讨论问题，加深了双方的理解，促进友谊，我认为课程设计也是一个沟通的良好平台。
我们应该好好利用它们尽量做到西区别人的优点改正自己的缺点。
最后我想说的是老师非常耐心地给我们讲解，每当到最后，老师总是口干舌燥，但仍不耐其烦，通过这次课程设计，加深了我们与老师之间的感情，也深化了我们的求知欲望。
谢谢孙老师这两周的悉心指导。
七、计算附表
附表-1全部房间的热负荷
房间号
房间名称
负担的热负荷（W）
总热负荷（W）
101
男淋浴间
2106
2106
102
男卫生间
250
250
103、108
盥洗室
442
884
104、107
管理员室
493
986
105、106
四人宿舍
392
784
109
女卫生间
271
271
110
女淋浴间
1792
1792
111
四人宿舍
232
232
112-121
四人宿舍
278
2780
122
四人宿舍
238
238
——
门厅、走廊、楼梯间
5557
5557
201
男卫生间
451
451
202-210
四人宿舍
290
2610
211
四人宿舍
267
267
212
女卫生间
408
408
213
盥洗室
368
368
214
四人宿舍
238
238
215-225
四人宿舍
221
2431
226
盥洗室
360
360
——
走廊、楼梯间
1024
1024
601
男卫生间
631
631
602-610
四人宿舍
499
4491
611
四人宿舍
493
493
612
女卫生间
582
582
613
盥洗室
560
560
614
四人宿舍
430
430
615-625
四人宿舍
430
4730
626
盥洗室
534
534
——
走廊、楼梯间
2374
2374
房间号
散热器片数
房间号
散热器片数
房间号
散热器片数
101
30
201
6
601
8（9）
102
3
202-210
4
602-610
7（6）
103、108
6
211
3（4）
611
7（6）
104、107
7（6）
212
5
612
8
105、106
5
213
5（6）
613
7（8）
109
4（3）
214
3
614
6
110
32
215-225
3
615-625
6
111
3
226
4（5）
626
7
112-121
4（3）
门厅、走廊
14
门厅、走廊
32
122
3
门厅、走廊
76
附表-2散热器片数
附表-3水力计算表
管段号
设计热负荷
流量
管长
管径
流速
比摩阻
摩擦阻力损失
局部阻力系数
局部阻力损失
总阻力损失
Q
M
L
DN
v
R
RL
∑ζ
Z
ΔH
W
Kg/h
m
mm
m/s
Pa/m
Pa
Pa
Pa
立管Ⅲ第二层散热器环路总压力损失
1
512
3.00
4
25
0.04
1.33
5.32
6
0.78
6.10
2
3235
17.61
8
25
0.05
2.66
21.28
2.5
1.22
22.50
3
6345
111.28
8
25
0.11
9.29
74.32
0
5.92
80.24
4
10278
218.27
4
25
0.15
16.48
65.92
4.5
11.00
76.92
5
16867.5
353.56
8
25
0.3
60.89
487.12
3.5
44.00
531.12
6
29369.5
580.24
2.5
32
0.28
38.2
95.5
0.5
38.33
133.83
7
29369.5
1010.31
27
32
0.28
38.2
1031.4
1
38.33
1069.73
8
16867.5
1010.31
5
25
0.3
60.89
304.45
3.5
44.00
348.45
9
10278
580.24
4
25
0.15
16.48
65.92
4.5
11.00
76.92
10
6345
353.56
8
25
0.11
9.29
74.32
3
5.92
80.24
11
3235
218.27
8
25
0.05
2.66
21.28
5
1.22
22.50
12
2048
111.28
4
25
0.04
1.49
5.96
3
0.78
6.74
13
1536
70.45
4
25
0.04
1.43
5.72
3
0.78
6.50
14
1024
52.84
4
25
0.04
1.38
5.52
3
0.78
6.30
立管Ⅲ第三层散热器环路总压力损失
17
2211
76.06
4
25
0.04
1.56
6.24
3
0.78
7.02
18
2723
93.67
4
25
0.04
1.89
7.56
3
0.78
8.34
立管Ⅲ第六层散热器环路总压力损失
15
1187
40.83
4
25
0.04
1.4
5.6
0.5
0.78
6.38
16
1699
58.45
4
25
0.04
1.51
6.04
3
0.78
6.82
立管Ⅰ第一层散热器环路总压力损失
24
3933
135.30
3.5
20
0.11
12.58
44.03
3.5
5.92
49.95
25
2941
101.17
4
20
0.08
7.29
29.16
3
3.13
32.29
26
2384
82.01
4
20
0.07
5.1
20.4
3
2.40
22.80
27
1827
62.85
4
20
0.05
2.93
11.72
3
1.22
12.94
28
1270
43.69
4
20
0.04
1.33
5.32
3
0.78
6.10
29
713
24.53
4
20
0.04
1.33
5.32
3
0.78
6.10
30
3933
135.30
1
20
0.11
12.58
12.58
3.5
5.92
18.50
管段号
管道规格
90º煨弯
90º弯头
截止阀
分流三通
合流三通
乙字弯
散热器
集气罐
分流四通
∑ζ
1
25
0
1
1
1
0
0
1
0
0
6
2
25
1
3
1
0
0
0
0
0
0
2.5
3
25
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
4
25
0
2
1
0
1
0
0
0
0
4.5
5
25
0
1
0
0
1
0
0
0
0
3.5
6
32
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0.5
7
32
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
8
25
0
0
1
1
0
0
0
0
0
3.5
9
25
0
2
1
1
0
0
0
0
0
4.5
10
25
0
0
0
1
0
0
0
0
0
3
11
25
0
1
1
1
0
0
0
1
0
5
12
25
0
0
0
1
0
0
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