1、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： 目录1.工程概况及设计依据.31.1 工程概况.31.2 设计计算参数.32.供热热负荷计算.42.1 围护结构基本耗热量计算.42.2 围护结构附加耗热量.42.3 门窗缝隙渗入冷空气的耗热量.52.4 以一层 101 会议室进行举例计算.62.5 其他房间热负荷计算.93.采暖系统的选择及管道布置.163.1 热水供暖系统分类.163.2 机械循环系统与重力循环系统的主要区别.163.3 选择及布置.163.4 膨胀水箱的计算.174.散热器的选择及安装.174.1 散热器的选择.
2、174.2 散热器的安装.174.3 散热器的计算.175.系统水力计算.205.1 水力计算方法.205.2 水力计算举例.205.3 其他管路水力计算.215.4 水力平衡校核.266.个人总结.31参考文献附录 施工图1、工程概况及设计依据1.1 工程概况该项目是位于天津市（属于寒冷地区）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3.3m。1.2 设计计算参数1.2.1 气象资料：冬季采暖室内计算温度办公室为 20，会议室 18，走廊、楼梯间、卫生间为 16冬季室外计算温度-9冬季室外平均风速 6.0m/s1.2.2 围护结构
3、：1）外墙：保温外墙（37 墙） ，传热系数为 K=0.60W/（m2K）2）内墙：两面抹灰一砖墙（37 墙） ，传热系数为 K=1.53W/（m2K） ；一楼卫生间隔墙：两面抹灰一砖墙（24 墙） ，传热系数为 K=2.03W/（m2K） ；3）外窗：双层铝合金推拉窗，传热系数为 K3.0W/（m2K）4）门：双层木门；K2.0W/（m2K）5）屋顶：保温屋顶，传热系数 K0.55W/（m2K） ；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/（m2K） ；第二地带传热系数 K2=0.233W/（m2K） ；第三地带传热系数 K3=0.116W/（m2K）
4、；第四地带传热系数 K4=0.07W/（m2K） ；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，回水温度 50，引入管处供水压力满足室内供暖要求。2、供热热负荷计算规范中所规定的“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。为了简化计算， 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计算公式如下：Q=KA(tR-to,w)Q围护结构的基本耗热量，W；K围护结构的传热系数，W/（m2K） ；A围护结构的面积，m；tR冬季室内计算温度，；t
5、o,w供暖室外计算温度，；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： 010%东、西朝向： -5%东南、西南朝向： -10% -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
6、%- 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%。该办公楼不计算风力附加。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 65n2.2.4 高度附加率由于室内温度梯
7、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高超过 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计算。规范推荐，对于多层和高层民用建筑，可按下式计算门窗缝隙渗入冷空气的耗热量：Qi=0.278Lao Cp(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，m/h，可按规范附录 D 中给出的公式计算，对多层建筑可按换气次数（下表）计算；ao采暖室外计算
8、温度下的空气密度，kg/m；Cp空气定压比热， Cp=1.0kJ/（kg. ） ；to.h采暖室外计算温度，。换气次数房间类型 一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为计算简便，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 时进行计算。2.4 下面以一层 101 会议室进行举例计算2.4.1 北外墙耗热量计算：公式：Q=KA(tR-to,w)1）K 值的确定，根据公共建筑节能设计标准规定，天津市属于寒冷地区，外墙设置保温，传热系数取 0.6W/（m2K） 。2）北外墙面积 A=3.644.2-2.11.754
9、=45.78m3）温差修正系数 =1.04）冬季室内采暖设计温度 18，室外设计温度-95）故北外墙基本耗热量为：Q=0.6045.78271.0=741.64W6）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=741.64（1+5%）=778.72W2.4.2 北外窗耗热量计算：公式：Q=KA(tR-to,w)1）K 值的确定，根据公共建筑节能设计标准规定，天津市属于寒冷地区，外窗传热系数取 3.0W/（m2K） 。2）北外窗面积 A=2.11.754=14.7m3）温差修正系数 =1.04）冬季室内采暖设计温度 18，室外设计温度-95）故北外窗基本耗
10、热量为：Q=3.014.7271.0=1190.7W6）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=1190.7（1+5%）=1250.24W2.4.3 东外墙耗热量计算：公式：Q=KA(tR-to,w)1）K 值的确定，根据公共建筑节能设计标准规定，天津市属于寒冷地区，外墙设置保温，传热系数取 0.6W/（m2K） 。2）东外墙面积 A=10.84.2=45.36m3）温差修正系数 =1.04）冬季室内采暖设计温度 18，室外设计温度-95）故东外墙基本耗热量为：Q=0.6045.36271.0=734.8W6）东向朝向修正取-5%，风力修正 0%，高
11、度附加 0%，所以北外墙的耗热量就是： Q=734.8（1-5%）=698.06W2.4.4 南外墙耗热量计算：公式：Q=KA(tR-to,w)1）K 值的确定，根据公共建筑节能设计标准规定，天津市属于寒冷地区，外墙设置保温，传热系数取 0.6W/（m2K） 。2）南外墙面积 A=（3.63+1.2）4.2-31.752=39.9m3）温差修正系数 =1.04）冬季室内采暖设计温度 18，室外设计温度-95）故南外墙基本耗热量为：Q=0.6039.9271.0=646.38W6）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=734.8（1-15%）=54
12、9.42W2.4.5 南外门耗热量计算：公式：Q=KA(tR-to,w)1）K 值的确定，根据公共建筑节能设计标准规定，天津市属于寒冷地区，外门传热系数取 2.0W/（m2K） 。2）南外门面积 A=1.82.1=3.78m3）温差修正系数 =1.04）冬季室内采暖设计温度 18，室外设计温度-95）故南外门基本耗热量为：Q=2.03.78271.0=204.12W6）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=204.12（1-15%+500%）=1194.1W2.4.6 西外墙耗热量计算：公式：Q=KA(tR-to,w)1）K
13、 值的确定，根据公共建筑节能设计标准规定，天津市属于寒冷地区，外墙设置保温，传热系数取 0.60W/（m2K） 。2）西外墙面积 A=2.414.2=10.122m3）温差修正系数 =1.04）冬季室内采暖设计温度 18，室外设计温度-95）故西外墙基本耗热量为：Q=0.6010.122271.0=163.98W6）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=163.98（1-5%）=150.86W 2.4.7 不保温地面耗热量计算： 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计算两次。各类型地面传热系数如下表所示：地面类型 型地面
14、型地面 型地面 型地面传热系数（W/（m2K） ）0.465 0.233 0.116 0.0071）型地面耗热量计算：传热系数为 0.465W/（m2K）地面面积 A=3.642+10.82+3.642+（10.8-2）2=96.8m温差修正系数 =1.0冬季室内采暖设计温度 18，室外设计温度-9故型地面耗热量为：Q1=0.46596.8271.0=1215.32W2）型地面耗热量计算：传热系数为 0.233（W/（m2K）地面面积 A=（14.4-4）22+（10.8-8）4=52.8m温差修正系数 =1.0冬季室内采暖设计温度 18，室外设计温度-9故型地面耗热量为：Q2=0.23352
15、.8271.0=332.16W3） 型地面耗热量计算：传热系数为 0.116W/（m2K）地面面积 A=（14.4-8）2.8=19.04m温差修正系数 =1.0冬季室内采暖设计温度 18，室外设计温度-9故型地面耗热量为：Q3=0.11619.04271.0=59.63W4）地面耗热量合计：Q=Q1+Q2+Q3=1607.11W2.4.8 门窗缝隙渗入冷空气的耗热量计算：1）计算公式为 Qi=0.278Lao Cp(tR-to.h)2）渗入冷空气量按换气次数 0.5 计算，房间体积为 149.044.2=625.97mh13）空气密度取 1.2kg/m4）定压比热取 1.0kJ/（kg.）5
16、）室内设计温度 18，室外设计温度-9故门窗门窗缝隙渗入冷空气的耗热量为：Qi=0.2781.20.5625.971.027=2819.12W2.4.9 一层 101 会议室耗热量汇总如下表所示：分项名称北外墙 北外窗 东外墙 南外墙 南外门 西外墙 地面 渗入冷空气耗热量 778.72 1250.2 698.06 549.42 1194.1 150.86 1607.1 2819.1（W） 4 1 2总计(W)9047.63故一层 101 会议室总热负荷为 9047.63W。2.5 其他房间的热负荷计算下面以表格的形式体现其他房间的热负荷：1)一层值班室2)一层卫生间3)一层门厅4)一层楼梯间5）201 办公室6）202-204 办公室
