1、长江大学工程技术学院供热工程课程设计任务书班 级 60901 专 业 建筑环境与设备 课程名称 供热工程 指导教师 姓名 城市建设系建筑环境与设备专业2012 年 6 月目 录第 1 章 工程概况3第 2 章 设计依据32.1 任务书32.2 设计参数5第 3 章 供暖热负荷计算63.1 房间围护结构传热耗热量计算63.2 房间冷风渗透与侵入量的计算 83.3 房间围护结构传热耗热量计算实例8第 4 章 散热器的选型及安装形式104.1 散热器的选择104.2 散热器的布置104.4 散热器的计算10第 5 章 管路布置125.1 供暖系统的确定125.2 水力计算12设计小结14参考文献16
2、附录 热负荷计算详表14附录 散热器计算详表21供热工程课程设计任务与指导书一、设计任务书（一）设计目的供热工程课程设计是本专业学生在学习完供热工程后的一次综合训练，其目的是让学生根据所学理论和专业知识，结合实际工程，按照工程设计规范、标准、设计图集和有关参考资料，独立完成建筑所要求的工程设计，掌握供暖系统的设计方法，了解设计流程，通过对系统的设计进一步掌握供热工程的专业知识，深入了解负荷计算、水力计算、散热器计算、系统选择的具体方法，从而达到具有能结合工程实际进行供暖系统设计的能力。（二）设计要求1、要求每个学生独立完成设计任务，自己确定设计方案；2、要正确运用设计资料；3、设计要结合工程实
3、际，全面考虑，尽量使自己的设计具有实际施工价值；4、要求成果：采暖施工图一套；采暖计算说明书一份。（三）设计题目某建筑物室内供暖系统设计。（四）设计资料1、地点：山西太原2、气象资料查供暖通风设计手册 ；3、热源为城市集中供热，供回水温度为 95/70；4、采暖外线在建筑物南侧；5、建筑底图一套；(要求一人一题)6、门、窗详见门窗表；7、屋顶传热系数为 0.8W/m2。二、采暖设计指导书（一）设计内容1、确定房间耗热量；2、确定采暖系统的形式及管路布置；3、进行散热器片数计算和管道水力计算；4、画出采暖平面图和系统图。（二）设计步骤及说明书的编写(1)设计说明书。1)明确设计项目和工程要求。a
4、.项目的要求、依据，原始资料及近期和远期的规划。b.建筑物位置、层数及功能。c.室内供暖要求和特殊要求。d.采暖系统方案的确定确定采暖系统的形式（根据外网分析引入口的位置）主要采暖设备的构件，型号的选择及布置，系统的排水及空气的排除，管道的坡度及坡向。e.方案比较(技术方案、采取措施、新技术的应用和工程中的经济效益的分析和评价)和可行性研究，并指出方案中仍存在的不足之处。2)气象条件。3)围护结构特点。4)散热器选型及安装形式。5)供热系统的确定。分析系统的特点和缺点，并绘制系统的草图。系统循环的作用压力、供回水温度、主要阀门和控制仪表。系统的调试。(2)设计说明书要求。1)计算要求。a.在设
5、计计算过程中使用公式、选用的参数必须注明来源。b.每项计算应举一个计算例子加以说明，其他列表汇总。c.计算中应配以必要简图。2)供暖热负荷计算。a.房间围护结构传热耗热量计算。b.冷风渗透耗热量计算。c.冷风侵入耗热量计算。3)散热器计算。4)水力计算画出采暖系统草图，确定各管段管径，确定固定支架及伸缩位置及管道的保湿。(3)施工图。施工图纸是表达设计思想和设计意图的形象语言。要善于利用施工图纸清晰而准确地表达设计意图和计算结果，使施工人员能准确无误地按照设计图纸进行施工安装，从而达到设计预想效果，满足使用要求。施工图纸的主要内容包括：1)图纸目录。把图纸按顺序编排成目录。2)施工说明。包括工
6、程数据、施工和验收要求及注意事项。3)设备和材料表。包括设备材料的名称、型号、规格和数量。4)平面图。表示建筑物和设备、管道的平面图及其相关位置的尺寸、坡度、坡向、管径和标高。5)系统图。图 上 应 标 出 管 径 及 管 线 标 高 、 坡 度 坡 向 和 局 部 详 图 。设计任务：(1)在设计计算中使用轴测系统图，并把计算所得重要数据标注在轴测图上。(2)平面图(首层、标准层和顶层)、系统图各画 1 张。评分标准；优秀：具有扎实的基础理论和供热知识，能够独立地综合应用所学知识分析解决问题，有较强的创新能力。全面正确地完成了供热工程课程设计任务书规定的工作，图纸质量好，符合制图标准。出勤率
7、高。良好：具有较好的基础理论和供热技术知识，能够应用所学知识分析解决问题，有一定的创新能力，具备较好的综合素质。全面主动地完成了任务书中规定的工作，图纸清楚整洁，较好地表达设计意图。出勤率较高。中等：介于良好和及格的标准之间。及格：具有基本的基础理论和供热技术知识，基本能够应用所学知识分析解决问题，有基本的创新能力，具备基本的综合素质。基本完成任务书中规定的工作，图纸质量一般，能表达设计意图。出勤率较低。不及格：缺乏基本的基础理论和供热技术知识，不能正确应用所学知识分析解决问题，没有完成任务书中规定的工作或出现重大原则性错误或弄虚作假。图纸质量差，不能正确表达设计意图。出勤率低。参考资料：(1
8、)供热工程教材。(2)采暖通风和空气调节设计规范 。(3)采暖通风设计选用手册 。(4)建筑设备施工安装通用图册 。(5)供暖通风设计手册 。(6)实用供热空调设计手册 。进度计划：采用先集中讲授、然后分阶段个别答疑指导的教学方法，在 12 周内完成所有课程设计内容。时间安排如下：第 1 周：周一：发设计任务书，指导书。具体设计内容和要求讲解，查找设计资料。周二周三：计算房间热负荷。周四周五：计算散热器的面积。第 2 周：周一：热水管网的平面布置。周二：热水管网的系统图周三周四：热水管网的水力计算。周五：上交设计成果。设计班级: 建筑环境与设备 60901（27 人）设计时间 1718 周（2
9、012.6.42012.6.14）设计地点 J503一：参数：1、设计题目：太原某居民楼供暖设计2、气象资料：山西太原冬季供暖室外计算温度 tw = -12室外平均风速 v=1.8m/s3、土建资料：1）墙体：外墙;240 砖墙，加 150mm 加气混凝土的保温材料，内外均抹灰 20mm.传热系数 K1.08W/（m 2） D=5.35 属类墙.内墙查参考书 1 附录 1-4 内墙为12 砖墙，K=2.31 W/（m 2）2）窗：查参考书 2 P231 表 4.2-1 选择窗户材料为钢结构，采用双层钢，即塑钢双层玻璃 k=3.5 W/（m 2）3） 门 ：参考书 1 附录 1-4 单层实体木门
10、 k=4.65 W/（m 2） ；带玻璃的阳台外门：双层金属框 K3.26W/（m 2）4）屋面：传热系数 K0.8W/（m 2） ；5）车库上的楼板：120mm 钢筋混凝土，上下各 15mm 的抹灰, k=2.32 W/（m 2）6）层高：3.0m。4、热源：室外供热管网，供水温度 95，回水温度 70。引入管处供水压力满足室内供暖要求。5、建筑概况：总层数 6 层，总高度 22.7m，一层为车库二：热负荷计算理论的计算方法供暖系统设计热负荷：是指在某一室外设计温度 tw 下,为达到要求的室内设计温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量 Q。1）： Q=Q1.J.+Q1.X.+Q2.
11、+Q3.Q1.J.:围护结构的基本耗热量Q1.X.维护结构的附加（修正）耗热量Q2。 ： 由门、窗缝隙渗入室内的冷空气耗热量，称为冷风渗透耗热量Q3。 ： 加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气耗热量，称为冷风侵入耗热量2）：围护结构的耗热量A:维护结构的基本耗热量q。 =KF(tn-tw) q。 围护结构的基本耗热量，W；K 围护结构的传热系数，W/（） ；F围护结构的面积，；tn冬季室内计算温度，；tw供暖室外计算温度，；围护结构的温差修正系数。有关温差修正系数 ，则应依据下表来看序号 围 护 结 构 特 征 1 外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板等 1.002 闷顶和与室外空气相通的非采
12、暖地下室上面的楼板等 0.903 与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙（1 6 层建筑） 0.604 与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙（7 30 层建筑） 0.505 非采暖地下室上面的楼板，外墙上有窗时 0.756 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 0.607 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 0.408 与有外门窗的非采暖房间相邻的隔墙、防震缝墙 0.709 与无外门窗的非采暖房间相邻的隔墙 0.4010 伸缩缝墙、沉降缝墙 0.30对于普通直接与外界接触的外墙，其 =1，但对于设置在阳台内的门，窗户，墙则要进行不同系数的修正。由于本建筑只有 6
13、 层，不属于高层建筑，故不需要考虑风力附加耗热量和高度附加耗热量，只需要进行朝向修正耗热量。围护结构传热系数 K 值均匀多层材料（平壁）的传热系数 KK = = = W/(m2)1R0 1Rn+Rj+RwR0维护结构的传热阻，m 2/ Wan ,aw维护结构内、外表面的换热系数，W/(m 2)Rn,Rw维护结构内、外表面 的传热阻，m 2/ W i维护结构各层的厚度，m i维护结构各层材料的导热系数，W/(m 2)Rj由单层或多层材料构成的维护结构个材料层的热阻B: 附加耗热量计算公式Q = Qj(1 + ch + f ) Q: 考虑各项附加后，某围护的耗热量Qj某围护的基本耗热量 ch 朝向
14、修正 f: 风力修正3）地面的传热系数贴土非保温地面如下表：地带 R0（m 2/ W） K0(m2)第一地带第二地带第三地带第四地带2.154.308.6014.20.470.230.120.07第一地带靠近墙角的地面面积需要计算两次4）冷风渗透耗热量按房间换气次数来估算该房间的冷风渗透耗热量。计算公式为Q2=0.278V WcP(tn-tw) W (2-7)式中：0.278单位换算系数，1Kj/h=0.278W；V经门，窗缝隙渗入室内的总空气量, m 3/h； W采暖室外计算温度下的空气密度(kg/m 3)；Cp冷空气的定压比热，其值一般为 1Kj/（kg. ） ；tn 采暖室内计算温度()
15、；tw 采暖室外计算温度()。但是在实际的计算中，可以根据经验式来简化，可先计算出 V，然后根据室外计算温度为-12，室内设计温度为 20，查出对应的没 1m3冷风渗透量，依参考书 2 可以查出其值为12.1故冷风渗透的实际计算公式为Q2=12.1V5)冷风侵入耗热量w)(78.0 3tcVnpw_ 流入的冷空气量W31jmQN式中：1j外门的基本耗热量，W；3冷风侵入耗热量，W；N 考虑冷风侵入的外门附加率。计算房间的采暖热负荷步骤(1)将房间编号（已编号完毕，见 CAD 图 ） ；(2)根据房间的不同用途，来确定房间的室内计算温度； 除了卫生间的温度定为23以外，其余的均定为 20。(3)
16、计算或查出有关围护结构的传热系数，计算出其面积；(4)确定温差修正系数；(5)计算出各部分围护结构的耗热量.渗透风量以及冷风侵入量(6)计算出房间的热负荷。接下来依 101 房间为例来进行计算以前面可知，外墙的传热系数为 K=1.08W/（m 2.） ，东外墙的面积为（3.23-1.81.5）m2，西外墙的面积为 3.73m2,且由前面可知其温差修正系数均为 1。窗的传热系数为查参考书为 K=3.5 W/（m 2.） ，东方向的窗户 C1818 的面积为 1.81.8m2， 楼板查参考书 2 可知有 120mm 的混泥土层，上面覆盖有 15mm 的抹灰层，下面也有 15mm 的抹灰层，所以其K
17、= = =1R0 35.21793.052.193.056.7 地面的面积为 F=3.23.7=11.84m 2，由于地面为5 非采暖地下室上面的楼板，外墙上有窗时所以其温差修正系数为 =0.75所以 101 房间维护结构耗热量（由 4 部分组成，即西外墙，北外墙，北外窗和地面组成）Q 西 j=KF（t n-tw）=1.083.73321=383.62WQ 北墙 j= KF（t n-tw）=1.08（3.23-1.51.8）321=238.46WQ 北窗 j= KF（t n-tw）=3.51.81.5321=302.4WQ 地面 j= KF（t n-tw）=2.353.23.7320.75=6
18、67.78W101 房间的附加耗热量或修正耗热量本来应该有三项，即朝向，高度和风向，但是高度修正需要层高为 4m 以上才有修正系数，而且本建筑物也不适用于风向修正，故只有朝向修正了。依参考书 P18 可查到北向取值为 0-+10%，西向-5%。则对其北向和西向进行修正，地面不需要修正系数。并且综合可得知Q 西 = Q 西 j（1+ cn+ f）=383.62（1+0-0.05）=364.44WQ 北墙 = Q 北墙 j（1+ cn+ f）=238.46（1+0.08+0）=257.54WQ 北窗 =jQ 北窗 j（1+ cn+ f）=302.4（1+0.08+0）=326.59W冷风渗透量因为
19、窗户选择的是型号 C1815 型，依图纸可知为两扇单开，则其可开启的缝隙长度为l=1.82+1.53=8.1m，风风速 v=1.8，故查得每米窗缝隙渗透的空气量 L=0.71m3/(m.h)，n 为朝向修正系数，查得北向 n=0.9V=Lln=8.10.710.9=5.1756m3/h由之前已经查的没 1m3渗透的风量为 12.1，故其冷风渗透量为 Q212.15.1756=62.63W冷风侵入量 观察图可知北向无门 故其冷风侵入量为 0归总可知 101 房间总的耗热量为Q101= Q 地面 j +Q 西 +Q 北墙 +Q 北窗 +Q2=（667.78+364.44+257.54+326.59
20、+62.63）W=1966.55W其他房间的具体热负荷见附表 1一层房间有 4 户，则其房间对应的符合分别为户 1 户 2 户 3 户 4编号 负荷（W）编号 负荷（W）编号 负荷（W）编号 负荷（W）101 1966.55 107 1551.994 113 1689.629 119 1551.994102 1542.466 108 1542.466 114 1542.466 120 1542.466103 1551.994 109 1689.629 115 1551.994 121 1670.448104 1890.916 110 1757.153 116 1839.268 122 1757
21、.153105 1031.646 111 1267.193 117 1031.646 123 1031.646106 1267.193 112 1829.119 118 1267.193 124 2003.086卫生间 581.171 卫生间 547.749 卫生间 547.749 卫生间 531.706二层-五层的各房间对应的符合分别为户 1 户 2 户 3 户 4编号 负荷（W）编号 负荷（W）编号 负荷（W）编号 负荷（W）201-501 1307.299 207-507 875.482 213-513 1030.378 219-519 875.482202-502 965.621 20
22、8-508 965.62 214-514 965.621 220-520 965.622203-503 875.48 209-509 1030.378 215-515 875.482 221-521 1011.197204-504 1001.706 210-510 998.235 216-516 815.313 222-522 998.235205-505 401.94 211-511 589.01 217-517 401.94 223-523 401.94206-506 589.01 212-512 805.164 218-518 589.01 224-524 1113.877卫生间 349
23、.75 卫生间 218.889 卫生间 218.889 卫生间 332.206六层用户各房间对应的符合分别为编号 负荷（W）编号 负荷（W）编号 负荷（W）编号 负荷（W）601 1580.092 607 1186.522 613 1303.171 619 1186.521602 1204.316 608 1230.838 614 1204.315 620 1204.3159603 1186.522 609 1303.171 615 1155.418 621 1293.99604 1369.656 610 1312.27 616 1183.262 622 1312.27605 640.174
24、611 869.637 617 640.174 623 640.173606 869.637 612 1228.869 618 869.938 624 1481.825卫生间 437.303 卫生间 343.305 卫生间 343.305 卫生间 419.758将以上数据进行总汇，可以得出户 1 户 2 户 3 户 41 9831.935 10185.3 9469.9448 10088.52 到 5 层 5490.809 5482.779 4896.6332 5698.5586 7287.699 7474.613 6699.2828 7528.855三：散热器的计算M132 型散热器的宽度是 132，两边为柱状中间有波浪形的纵向肋片。柱型散热器传热系数高，散出同样热量时金属耗量少易消除积灰，外形也比较美观。每片散热面积少，易组成所需散热面积。铸铁散热器是目前应用最广泛的散热器，它结构简单，耐腐蚀，使用寿命长，造价低。
