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热源条件
本建筑物北面有完善的热水采暖外网，供水温度95℃，回水温度70℃。
第2章采暖热负荷计算
热负荷计算概述
本工程主要采用一维稳态传热法计算各个房间的热负荷，其中包括建筑的围护结构的耗热量和由门窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量，最后将各个房汇总。
2．1．1热负荷计算参数
1、墙壁：
本建筑外墙为300mm的加气混凝土墙，其传热系数：
K=（m
·
K）。
2、玻璃窗：
双层透明中空玻璃，金属框，玻璃窗的传热系数为：
K=W/（m
3、屋面：
屋面从上到下依次为：
①防水层加小豆石10mm；
②水泥砂浆找平层20mm；
③保温层，加气混凝土200mm；
④隔气层；
⑤承重层120空心板Φ60孔；
⑥内粉刷。
属Ⅱ型类，传热系数K=（m
4、地面：
不保温地面。
K值按地带划分计算，从外墙每2m划分一个带，地带划分如图2-1所示
第Ⅰ地带：
K）
第Ⅱ地带：
第Ⅲ地带：
第Ⅳ地带：
2．1．2热负荷计算方法
对外墙、外窗、屋面、天窗、一层地面引起的热负荷进行计算，最后将各个房间耗热量汇总。
1.围护结构耗热量计算：
Qj=AKa
Qj——部分围护结构的基本耗热量，W；
A——部分围护结构的表面积，m2；
K——部分围护结构的传热系数，W/（m2·
℃）；
tR——冬季室内计算温度，℃；
——采暖室外计算温度，℃；
a——围护结构温差修正系数；
规范中规定：
与相邻房间的温差大于5℃时，应计算通过隔墙楼板等的耗热量。
与相邻房间的温差大于5℃，且通过隔墙楼板等的传热量大于该放假热负荷的10%时，尚应计算其传热量。
围护结构附加耗热量，应按其占基本耗热量的百分率确定。
各项附加百分率应按下给定的数值选用：
1）朝向修正率：
北、东北、西北0～10%
东、西-5%
东南、西南-10%～-15%
南-15%～-30%
注：
⑴应根据当地冬季日照率、辐射照度、建筑物使用和被遮挡等情况选用修正率。
⑵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，东、西向可不修正。
2）风力附加率：
建筑在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物。
以及城镇、厂区内特别高出的建筑物，垂直的外围护结构附加5%～10%。
3）门外附加率：
当建筑物的楼层数为n时：
一道门65%×
n
两道门（有门斗）80%×
三道门（有两个门斗）60%×
公共建筑和工业建筑的主要出入口500%
⑴外门附加率，只适用于短时间开启的、捂热空气幕的外门。
⑵阳台门不应计入外门附加。
4）高度附加率：
民用建筑和工业企业辅助建筑（楼梯间除外）的高度附加率，房间高度大于4m时，没高出1m应附加2%，但总的附加率应大于15%。
高度附加率，应附加于围护结构的基本耗热量和其他附加耗热量上。
2.用换气次数法对门窗缝隙渗入冷空气耗热量进行计算：
Qi=ρw（tR-tw）
Qi----冷风渗透耗热量，W;
C----空气定压比热，c=1kJ/（kg·
Vf----房间容积，m3；
nk----房间换气次数，次/h；
ρw----空气密度，kg/m3；
tR----冬季室内计算温度，℃；
tw----采暖室外计算温度，℃；
本建筑换气次数采用表表2-1
房间
办公室、宿舍
走廊、楼梯间、电梯厅，休息厅
门厅
换气次数（次/h）
热负荷计算表
二层某办公室热负荷计算表表2-2
围护结构耗热量计算表
房
间
编
号
名
称
围护结构
传热系数
室内
计算
温度
室外
室内外
计算温
度差
温差
修正
系数
基本耗
热量
耗热量修正
房间热
负荷
Q1（W）
名称
及方向
面积计算
面积
（m2）
K
W/（m2·
℃）
（℃）
ta
a
Q
（W）
朝向
率
（%）
风力
附加
值
修正后
的热量
高度
5
办公室
北外墙
×
18
-5
23
1
北外窗
6×
东外墙
北外墙的长应为3600×
4+250=14650mm，东墙同样处理。
外窗，在计算北外墙面积时未扣除窗的面积，即窗已按墙的K值计算了传热量，故此处计算窗墙传热系数差值的传热量
三层某办公室热负荷计算表表2-3
办
公
室
南外墙
南外窗
3×
西外墙
南外墙的长应为3600+250=3850mm，西墙同样处理。
外窗，在计算南外墙面积时未扣除窗的面积，即窗已按墙的K值计算了传热量，故此处计算窗墙传热系数差值的传热量
四层某办公室热负荷计算表表2-4
1094
10
2+250=7450mm，西墙同样处理。
汇总表表2-5
楼层
耗热量
门窗冷风
渗透量
总热负荷
底
层
办公室1
1892
办公室2
1427
办公室4
办公室5
办公室6
1077
办公室7
529
走廊8
1265
公厕9
437
楼梯间10
电梯厅11
会议室12
2138
休息厅13
1615
走廊14
门厅14
2559
通道15
二
办公室3
办公室8
办公室9
电梯厅
走廊
厕所
楼梯间
三
办公室10
676
四
顶
宿舍1
1316
宿舍2
2659
楼梯间4
宿舍5
3669
宿舍6
宿舍7
1254
宿舍8
厕所9
宿舍10
1235
走廊11
1509
电梯厅0
第3章采暖系统的选择与确定
系统型式的选择
可供选择的系统型式，按系统循环动力的不同可分为重力循环系统和机械循环系统。
⑴靠水的密度差进行循环的系统称重力循环系统
重力循环热水供暖系统常用几种型式表3-1
序号
型式名称
适用范围
特点
单管上供下回式
作用半径不超过50m的多层建筑
升温慢、作用压力小、管径大、系统简单、不消耗电能
水力稳定性好
可缩小锅炉中心与散热器中心的距离
2
双管上供下回式
作用半径不超过50m的三层以下建筑
易产生垂直失调
室温可调节
3
单户式
单户单层建筑
一般锅炉与散热器在同一平面，故散热器安装至少提高到300到400mm高度
尽量缩小配管长度减少阻力
⑵考机械力进行循环的系统称机械循环系统
机械循环热水供暖系统常用几种型式表3-2
室温有调节要求的4层以下建筑
最常用的双管系统做法
排气方便
双管下供下回式
室温有调节要求且顶层不能敷设干管时的4层以下建筑
缓和了上供下回式系统的垂直失调现象
安装供、回水干管需设置地沟
室内无供水干管，顶层房间美观
排气不变
双管中供式
顶层干管无法敷设或边施工边使用的建筑
可解决一般供水干管当窗问题
解决垂直失调比上供下回有利
对楼层扩建有利
排气不利
4
双管下供上回式
热媒为高温水、室温有调节要求的4层以下建筑
对解决垂直失调有利
能适应高温水热媒，可降低散热器表面温度
降低散热器传热系数，浪费散热器
垂直单管顺利式
一般多层建筑
常用的一般单管系统做法
安装构造简单
6
垂直单管双线式
顶层无法敷设供水干管的多次建筑
当热媒为高温水时，可降低散热器表面温度
排气阀的安装必须正确
7
垂直单管下供上回式
热媒为高温水多层建筑
可降低散热器的表面温度
降低散热器传热量，浪费散热器
8
垂直单管上供中回式
不宜设置地沟的多层建筑
节约地沟造价
系统泄水不方便
影响室内底层房屋美观
排气不便
检修方便
9
垂直单管三通阀跨越式
多层建筑和高层建筑
可解决建筑层数过多垂直失调问题
单双管式
8层以上建筑
避免垂直失调现象产生
可解决散热器立管管径过大的问题
克服单管系统不能调节的问题
11
混合式
热媒为高温水的多层建筑
解决高温水热媒直接系统的最佳方法之一
12
水平单管串联式
单层建筑或不能敷设立管的多层建筑
常用的水平串联系统，经济、美观、安装简便，散热器接口处易漏水，排气不便
13
水平单管跨越式
单层建筑串联散热器组数过多时
每个环路串联散热器数量不受限制
每组散热器可调节
14
分层式
高温水热源
入口设换热装置造价高
15
双水箱分层式
低温水热源
管理较复杂
采用开式水箱，空气进入系统，易腐蚀管道
⑴无论系统大小，有条件时，尽量采用同程式，以便压力平衡。
⑵水平供水干管敷设坡度不应小于。
坡度应与水流方向相反，以便排气。
考虑到本工程的实际规模和施工的方便性，本设计采用上供下回式机械循环，同程式。
散热片安装形式为同侧的上进下出，设计供回水温度为95～70℃。
根据建筑结构形式，布置干管和立管，为每个房间分配散热器组（如图3-1所示）回水干管的坡度不应小于，坡度应与水流方向相同。
图3-1采暖系统图
第4章散热器的选型
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4柱813型散热器。
散热器的主要参数如下：
散热面积片
水容量片
重量8kg/片
工作压力
散热器安装在窗下，距窗底80mm，表面喷银粉。
散热器的计算
本设计采用4柱813型散热器。
4．1．1散热面积的计算
采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采暖热负荷。
1、散热器散热面积的公式为：
F=
β1β2β3β4
式中：
Q——散热器的散热量，W；
tp——散热器内热媒平均温度，℃；
tn——室内供暖设计温度，℃；
β1——散热器与采暖系统连接方式的修正系数；
β2——散热器安装形式的修正系数；
β3——散热器组装片数的修正系数；
β4——散热器进水流量的修正系数；
修正系数代号
β1
β2
β3
β4
修正系数值
根据片数
本设计采用的修正系数如下表。
修正系数表
2、散热器内热媒平均温度tp的计算如下：
tp=
式中：
t1——散热器进水温度，℃；
t2——散热器出水温度，℃。
当供暖系统为单管时：
t1=t3-
t3——立管进水温度，℃；
t4——立管出水温度，℃；
Q1——进入该层散热器前面各层散热器的散热量总和，W；
Q2——该立管所有散热器的散热量，W。
从散热器排出的水温t2按下式计算：
t2=t1-
Q——该组散热器散热量，kW；
W——通过该组散热器的水量，kg/s；
Cp——水的比热容，kJ/（kg·
℃）。
4．1．2散热器片数计算
根据散热面积通过n=
可计算散热器片数，其中a为一片散热器散热面积，m2/片。
其修正系数见表4-1。
柱型散热器片数修正系数β3表4-1
散热器片数
6片以下
6到10片
11到20片
20片以上
4．2各房间散热器计算表
二层各房间散热器面积和片数计算表表4-2
二层各房间散热器面积和片数计算
热负荷
tp
（80+75）÷
2=
tn
Δt
=
Δ=
Z
K×
Δt=×
F′
N
27
25
F
校核F
计算过程是，首先假定β3是1，算出所需散热器面积F′，再由F′/得出片数，圆整后查表4-1得出相应的β3，再通过F=F′×
β3算出散热器所需实际面积，再用圆整后的片数n乘以得数稍大于散热器所需实际面积F时，即可满足实际要求。
二层其他地方的散热器面积和片数计算表表4-3
二层
三层各房间散热器面积和片数计算表表4-4
三层各房间散热器面积和片数计算
2376
（80+85）÷
16
三层其他地方的散热器面积和片数计算表表4-5
三层
四层各房间散热器面积和片数计算表表4-6
四层各房间散热器面积和片数计算
（90+85）÷
四层其他地方的散热器面积和片数计算表表4-7
四层
677
4．3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。
在其他有冻结危险的场合，应由单独的立、支管供热，且不得装设调节阀
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。
暖气闭合应比散热器的实际宽度多350到400mm，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，高度应大于等于50mm，底部距地面不小于60mm，通常为150mm，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；
储藏室、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联连接。
5、公共建筑楼梯间的散热器，宜分配在底层或安一定比例分配在下不各层，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上部。
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。
本建筑散热器布置如下图所示。
散热器的布置
第5章管道的水力计算
绘制系统图
根据散热器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，表明各段干管的负荷数以及每组散热器的片数和负荷数并对各管段进行标注（如图5-1所示）。
图5-1管段编号
供暖系统水力计算的任务
在满足热负荷所要求的热媒流量条件下，确定系统的管段管径，以及系统的压力损失。
水力计算应具备的条件是，必须首先确定供暖系统的设备及管道布置，已知系统各管段的热负荷及管段的长度。
1）按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力，确定各管段的管径；
2）按已知系统各管段的流量和各管段的管径，确定系统所必须的循环作用压力；
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