1、河北工程大学城市建设学院毕业设计- 1 -摘要课程设计是专业课教学的重要组成部分，是理论学习的深化和应用。通过课程设计，使学生自觉地树立精心设计的思想，理论联系实际的学风，掌握一般民用或工业建筑供暖工程的设计程序、方法和步骤,了解和熟悉本领域的新材料、新设备、新方法和新技术。熟悉国家和地方的相关规定和技术措施，学会使用有关的技术手册和设计资料，提高计算和绘图技能，提高对实际工程问题的分析和解决能力.本设计采用的是机械循环、上供下回单管制垂直系统。设计供回水温度为 85/60。关键词：高层建筑 采暖 系统 全套图纸加 153893706河北工程大学城市建设学院毕业设计- 2 -ABSTRACTC
2、urriculum design is an important part of teaching courses, is the deepening of theoretical study and application. Through curriculum design, students consciously designed to establish the idea of linking theory with practice style of study, master general civil or industrial building heating enginee
3、ring design procedures, methods and steps to understand and become familiar with the field of new materials, new equipment, new methods and new technologies. Familiar with the relevant national and local regulations and technical measures, learn to use the technical manuals and design information, i
4、mprove computing and drawing skills, improve on practical engineering problem analysis and solving skills.This design uses the mechanical circulation，This design USES a mechanical cycle, common riser for vertical system receipt under control. Design of water supply and return water temperature of 85
5、/60 .Keyword：High-rise building Heating System河北工程大学城市建设学院毕业设计- 3 -目录一 设计题目和原始资料 .- 5 -1.1 设计题目 .- 5 -1.2 原始资料 .- 5 -1.2.1 工程概况 - 5 -1.2.2 气象资料 - 5 -1.3 供热计算热工指标 .- 5 -1.3.1 墙体构造 - 5 -1.3.2 屋面、楼板构造 - 5 -1.3.3 门窗构造 - 5 -二 热负荷计算 .- 6 -2.1 围护结构的传热系数 .- 6 -2.1.1 围护结构传热系数及热惰性 - 6 -2.1.2 围护结构基本热负荷 .- 6 -2
6、.2 室房间供暖热负荷计算 .- 7 -2.2.1 计算围护结构的传热量 - 7 -2.2.2.冷风渗透耗热量 Q2的计算 .- 9 -2.2.3 朝向修正率 - 9 -2.2.4 风力附加耗热量 .- 9 -2.2.5 高度附加耗热量 - 10 -2.2.6 冷风渗透量 - 10 -三 散热器片数计算 - 13 -3.1 供暖系统的散热设备 - 13 -3.2 供暖系统的散热设备的特点 - 13 -3.2.1 散热设备的选取 - 13 -3.2.2 散热器选取的规定 .- 13 -3.3 散热器选型计算 - 14 -四 系统形式确定 - 17 -4.1 供暖系统的特点和形式的确定 - 17
7、-4.2 供暖方案提出及比较 - 17 -4.3 技术可行性及经济可行性比较 - 17 -4.4 方案的确定 - 18 -4.5 供暖系统的管道布置 - 18 -4.6 管路布置与敷设 - 18 -五 水力计算 .- 19 -5.1 热水供暖系统管路水力计算 .- 19 -5.1.1 室内热水供暖系统管路水力计算的基本原理 .- 19 -5.1.2 室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务 .- 19 -5.2 热水供暖系统管路水力计算的方法 .- 20 -5.3 散热器的进流系数 .- 21 -5.4 水力计算的计算步骤 - 21 -5.5 水力计算 .- 21 -六 换热站的计算及设备选型
8、- 23 -河北工程大学城市建设学院毕业设计- 4 -6.1 设计基本说明: .- 23 -6.2 循环水泵 - 23 -6.2.1 循环水泵总流量 .- 23 -6.2.2 循环水泵的计算扬程 .- 23 -6.2.3 循环水泵安全保护措施 .- 24 -6.3 补给水泵 - 24 -6.3.1 补水流量的确定 - 24 -6.3.2 补给水泵的扬程: - 24 -6.4 热交换器 - 25 -6.5 水处理设施选择 - 26 -6.5.1 容量确定 .- 26 -6.5.2 软化水箱 .- 26 -6.6 其它设备选择 - 26 -6.6.1 除污器 .- 26 -6.6.2 分水器、集水
9、器选择 .- 27 -6.6.3 气压罐选择 .- 27 -6.7 换热站内各条管路管径选择 - 27 -6.7.1 主供回水管: - 27 -6.7.2 一次网供回水管: - 27 -6.7.3 补水管路管径: - 28 -总 结 .- 29 -致谢 .- 30 -主要参考文献 .- 31 -附录一:热负荷计算详表附录二:散热器片数计算详表附录三:水力计算详表河北工程大学城市建设学院毕业设计- 5 -一 设计题目和原始资料1.1 设计题目北京市某医院门诊综合楼供暖工程。1.2 原始资料1.2.1 工程概况本工程为北京市某医院门诊综合楼供暖工程,总建筑面积为 19809.10 平方米，其中地下
10、一层，地上 10 层。总层高为 40.85m。一层层高为 4.4m， 二到九层层高为3.9m，九层层高为 4.8m。本工程采暖热负荷为 578kW，面积热指标为 34W/。1.2.2 气象资料北京市的气象参数 ： 采暧室外计算温度为-8 ,冬季室外平均风速为 2.7m/s .1.3 供热计算热工指标1.3.1 墙体构造外墙的结构：地面以下外墙为抗渗钢筋混凝土墙体 250 厚，内墙除注明外均为 240厚煤矸石免烧砖；地面以上除注明局部为 200 厚加气砼砌块（600 级）墙体外，外墙为250 厚加气砼砌块（600 级）墙体。1.3.2 屋面、楼板构造屋面由上而下为：凡门窗洞口及室内阳角均做 1:
11、25 水泥砂浆护角，洞口护角应交圈。1.3.3 门窗构造1）窗户：银白色塑钢窗， （K=6.5W/） ；2）外门：铝合金门，中空玻璃， （K=6.5 W/）;外墙（K=0.542 W/） ，内墙（K=1.347 W/）3) 单层内门：单层实体木质门（K=3.5 W/） 河北工程大学城市建设学院毕业设计- 6 -二 热负荷计算2.1 围护结构的传热系数2.1.1 围护结构传热系数及热惰性均质多层材料组成的平壁结构W/( ) （3-1） 2m式中：-围护结构的内、外表面热阻, （）/W；Rwn,-由单层或多层材料组成的维护结构本体的热阻,（）/W；i-维护结构的内、外表面换热系数，W/（） ；n-
12、围护结构各层材料的厚度, m；i-围护结构各层材料的导热系数, W/（） 。结构的热惰性指标按下式计算：D= ).(Rsi即 （3-SiD212）式中： -各层材料的传热热阻, （）/W；Ri-各层材料的蓄热系数, W/（） 。s2.1.2 围护结构基本热负荷在工程设计中，围护结构的基本耗热量是按一维稳定传热过程进行计算的，即假设在计算时间内，室内、外空气温度和其它传热过程参数都不随时间变化。实际上，室内散热设备散热不稳定，室外空气温度随季节和昼夜变化不断波动，这是一个不稳定传热过程。但不稳定传热计算复杂，所以对室内温度容许有一定波动幅度的一般建筑物来说，采用稳定传热计算可以简化计算方法并能基
13、本满足要求。但对于室内温度要求严格，温度波动幅度要求很小的建筑物或房间，就需采用不稳定传热原理进行围护结构耗热量计算。冬季供暖通风热系统的热负荷，应根据建筑物或房间的得、失热量确定：失热量有：、围护结构传热耗热量 ； 1 1Q、加热由门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量 ，称冷风渗透耗热量。 2 2Q、加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量 ，称冷风侵入耗热量； 3 3、水分蒸发的耗热量 ； 4 4、加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量 ； 5 5、通风耗热量。通风系统将空气从室内排到室外所带走的热量 ； 6 6得热量有：1inwK河北工程大学城市建设学院毕业设计- 7 -、生产车间最
14、小负荷班的工艺设备散热量 ； 7 7Q、非供暖通风系统的其它管道和热表面的散热量 ； 8 8、热物料的散热量 ； 9 9Q、太阳辐射进入室内的热量 ；10 10此外还有通过其它途径散失或获得热量 。1对于没有由于生产工艺所带来得失热量而需设置通风系统的建筑物或房间（如一般的民用住宅建筑、办公楼等） ，建筑物或房间的热平衡就简单的多了。失热量 Qsh 只考虑上述的前三项耗热量。得热量 Qd 只考虑太阳辐射进入室内的热量。至于住宅中其它途径的得热量，如人体散热量、炊事和照明散热量（通称为自由热） ，一般散发量不大，且不稳定，通常可不予计入。因此，对于没有装置机械通风系统的建筑物，供热系统的供热设计
15、热负荷可用下式表示：10321 QQQdsh 上式带“ ”的上标符号均表示在设计工况的各种参数（以下均以此表示之）围护结构基本耗热量，可按下式计算： wntKFq式中 -围护结构的传热系数, / m 2；-围护结构的面积, m 2；-冬季室内计算温度, ；nt-供暖室外计算温度,；w-围护结构的温差修正系数。 该建筑位于北京市，建筑设计功能为住院、医疗与检测相结合的多功能医疗办公建筑，建筑高度 40.85m.底层为地下设备机房（与采暖无关）.地下一层，地上十层.每一层分为不等的房间,以满足不同的需要.室外气象资料为：冬季室外计算温度 -8 冬季大气压力102573 kpa室外冬季平均风速 2.
16、7 m/s内冬季采暖设计温度如下：病房，办公室：20卫生间：公共 16 手术室：22楼梯间不供暖。2.2 室房间供暖热负荷计算2.2.1 计算围护结构的传热量依据以上公式参数计算房间负荷，现以 1 楼 101 房间供暖热负荷计算为例河北工程大学城市建设学院毕业设计- 8 -1001 诊室北内墙传热系数 K=1.11/ m 2，温差修正系数 ，75.0传热面积 248.4*.F所以北外墙基本耗热量为 wntKq北内门传热系数 K=3.5/ m 2，温差修正系数 ，75.0传热面积 21*.F所以北内门基本耗热量为 wntKq西外墙传热系数 K=1.347/ m 2，温差修正系数 ，75.0传热面
17、积 241*.F所以北外墙基本耗热量为 wntKq对地下室的传热传热系数 K=1.536/ m 2，温差修正系数 ，75.0传热面积 24.3*F所以北外墙基本耗热量为 wntKq冷风侵入耗热量=92.9 南外墙传热系数 K=0.542/ m 2，温差修正系数 ，1传热面积 23.8-.9*4FW627.)9(58.91. W176.)9(.253W57.)9(8.34.1W960.)9(24.35.1河北工程大学城市建设学院毕业设计- 9 -所以南外墙基本耗热量为 wntKFq南外窗传热系数 K=2.4/ m 2，温差修正系数 ，0.1传热面积 2.845*3F所以北外墙基本耗热量为 wnt
18、Kq冷风渗透耗热量 827.0wnptcVQW9.2所以 101 房间总负荷为 8=196+619+575+627+176+92.9=3971W其余房间计算表见附表 2.2.2.冷风渗透耗热量 Q2的计算围护结构的基本耗热量，是在稳定条件下，按公式 41 计算得出的。实际耗热量会受到气象条件以及建筑情况等各种因素影响而有所增减。由于这些因素影响，需要对房间围护结构基本耗热量进行修正。这些修正耗热量称为围护结构附加耗热量。通常按基本耗热量的百分率进行修正。附加耗热量由朝向修正、风力附加和高度附加耗热量等。2.2.3 朝向修正率采用的修正方法是按围护结构的不同朝向，采用不同的修正率。需要修正的耗热
19、量等于垂直的外围护结构的基本耗热量乘以相应的朝向修正率。暖通规范规定：宜按下列规定的数值，选用不同朝向的修正率北、东北、西北 010%； 东南、西南 -10%-15%；东、西 -5%； 南 -15%-30%。2.2.4 风力附加耗热量 风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对围护结构基本耗热量的修正。在计算围护结构基本耗热量时，外表面W1960.1)9(203.854.0W619.)(2.84河北工程大学城市建设学院毕业设计- 10 -换热系数 w是对应风速约为 4m/s 的计算值。暖通规范规定：在一般情况下，不必考虑风力附加，只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别
20、突出的建筑物，才考虑垂直外围结构附加 5%10%。2.2.5 高度附加耗热量 高度附加耗热量是考虑房屋高度对围护结构耗热量的影响而附加的耗热量。暖通规范规定：民用建筑和工业辅助建筑物的高度附加率，当房间高度大于4m 时，每高出 1m 应附加 2%，但总的附加率不应大于 15%。 冷风渗透耗热量 Q2的计算根据供暖通风设计手册得出北京市冷风朝向修正系数。北向 东向 南向 西向1.0 0.15 0.15 0.42.2.6 冷风渗透量按供热工程在冬季室外平均风速 V=2.7ms 下，单层平开铝窗每米缝隙冷风渗透量据供热工程 “对于多层（六层及六层以下）的建筑物，由于房屋高度不高，在工程设计中，冷风渗
21、透耗热量主要考虑风压的作用，可忽略热压的作用。对于高层建筑，应考虑风压与热压的综合作用。计算冷风渗透耗热量的常用方法有缝隙法、换气次数法和百分数法。 ”因为住院楼为十层，属于高层，所以必须考虑风压与热压的综合作用，本设计中利用的是缝隙法。北京的渗透空气量的朝向修正系数 n 值，据供热工程附录 1-6：北 ，东 ,西0.05 ，南 0.2；。本工程中窗是双层塑钢玻璃窗，据供热工程表 1-7 每米门、窗缝隙渗入的空气量 L，北京的冬季平均风速是 2.7m/s，所以双层钢窗 L 为3.5m3/mh。北京冬季室外计算温度-8（w=1.4kg/m 3） 。高层冷风渗透计算方法举例说明，如下：三层东楼梯北
22、窗 C1815，设中和面标高在整个建筑物高度的一半位置上，h z=23.75m；窗中心线的高度由图可知，h=9.75m（考虑热压时） ，当考虑风压时，h=9.75m；可开启部分的缝隙总长度 L=7.5m。热压系数的大致范围为 =0.20.5，在本设计中取 0.5；风压差系数最大可取 0.7.当建筑物rcrc内部气流很大时，风压差系数值 可降低，约达 =0.30.5，本设计中也取 0.5。fcfc求压差比 C 值nwfzrtVhc2735004.河北工程大学城市建设学院毕业设计- 11 -=0.6式中：C作用在计算门窗上的有效热压差与有效风压差之比，简称压差比；热压差系数， （0.20.5） ；
23、rc中和面标高，m;指室内外压差为零的界面。通常在纯热压作用下，可近似取zh建筑物高度的一半。计算门窗的中心线标高，m；（注意：由于分母表示风压差，故当 mh10时，仍按基准高度 时计算）mh10建筑物内形成热压的空气柱高度，简称竖井温度，；nt供暖室外计算温度，；w作用于门窗上的风压差相对于理论风压的百分数，简称风压差系数。fc冬季室外平均风速， ；0Vs/求计算门窗中心线标高为 h 时的渗透空气量对于基准渗透量的高度修正系数 hC0.40.467()(.95)1.3bhC式中： 计算门窗中心线标高为 h 时的渗透空气量对于基准渗透量的高度修正系数 h（当 时，按基准高度 计算） ；m1m与
24、门窗构造有关的特性系数。对木窗， ；对钢窗， ；对铝b 5.b67.0b窗， 。78.0求考虑计算门窗所处的高度、朝向和热压差的存在而引入的风量综合修正系数 值m0.67(1).031(29)1.bcn式中 考虑计算门窗所处的高度、朝向和热压差的存在而引入的风量综合修正系数；m渗透空气量的朝向修正系数。求窗户的冷风渗透量 2Q以北向窗的缝隙总长度为例：1.8+1.42+1.43+3+1.42+1.44=23.4+8.8+5.6=37.8m求窗户的冷风渗透量 Q2根据式 Q2=0.278CpLl(tn-tw) wm 得：北向一层的冷风渗透量分别为 466W 和 862W.其中 Cp空气定压比热
25、Cp=1kj/kg.L每米门窗缝隙渗透空气量 m 3/m.hL门窗缝隙的计算长度 m(tn-tw)室内外计算温差河北工程大学城市建设学院毕业设计- 12 - w 室外计算温度下的空气密度m风量综合修正系数 m=Chn+(1+C) b-1外门冷风侵入耗热量 Q3的计算。可按开启时间不长的一道门考虑。外门冷风侵入耗热量为外门基本耗热量乘以65n.可得 Q3=670*0.65=435.28W 本节主要进行了供暖热负荷的计算。供暖热负荷是供暖系统中最基本的数据，它直接影响着供暖方案的选择、供暖管道管径和散热器等散热设备的确定，关系到供暖系统的使用和经济效果。冬季供暖热负荷应根据建筑物得失热量确定。本设
26、计计算了围护结构的基本耗热量，附加耗热量。围护结构的基本耗热量是按一维稳态传热过程进行计算的。在进行计算过程中准确丈量围护结构各部分的面积以及确定室内设计温度很关键。供暖热负荷的计算是一项细致繁琐的工作，再者鉴于其重要性需要我们耐心而准确的计算。河北工程大学城市建设学院毕业设计- 13 -三 散热器片数计算3.1 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备是系统的主要组成部分。它向房间散热以补充房间的热损失，保持室内要求的温度。散热设备向房间传热的方式主要有下列三种状况： 1）供暖系统的热媒（蒸汽或热水） ，通过散热设备的壁面，主要以对流传热方式（对流传热量大于辐射传热量）向房间传热。这种散热设备通
27、称为散热器。 2）供暖系统的热媒，通过散热设备的壁面，主要以辐射方式向房间传热。散热设备可以采用在建筑物的顶棚、壁面或地板内埋设管道或通风的方式，此时，建筑物部分围护结构与散热设备合二为一；也可采用在建筑物内悬挂金属辐射板的方式以辐射传热为主的供暖系统称为辐射供暖系统。 3）通过散热设备向房间输送比室内温度高的空气，直接向房间供热。利用热空气向房间供热的系统，称为热风供暖系统。热风供暖系统既可以采用集中送风方式也可以利用暖风机加热室内再循环空气的方式向房间供热。 3.2 供暖系统的散热设备的特点 3.2.1 散热设备的选取散热器供暖是传统的供暖方式，也是现今使用最广泛的供暖方式。它使用方便，易
28、于调节。特别应用于对于环境美观和温度精度要求不高的场所。散热器的基本要求，主要有以下几点： 1）热工性能方面的要求 散热器的传热系数 k 值越高，说明其散热性能越好。 2）经济方面的要求 散热器传给房间的单位热量所需要金属耗量越少，成本越低，其经济性越好。 3）安装使用和工艺方面 散热器应具有一定机械强度和承压能力。散热器的构成形式应便于组合成所需的散热面积，结构尺寸要小，少占用房间的有效面积和空间；散热器的生产工艺应满足大批量生产的要求。 4）卫生和美观方面的要求 散热器外表光滑，不积灰和易于清扫，散热器的装设不影响观感。 5)使用寿命的要求 散热器应不易被腐蚀和破坏，使用年限长。 除上述要
29、求外，散热器供暖选择散热器时，应符合4之要求。从简单经济考虑，本方案采用散热器供暖。3.2.2 散热器选取的规定选择散热器时，应符合下列规定；1 散热器的工作压力，应满足系统的工作压力，并符合国家现行有关产品标准的规定；2 民用建筑宜采用外形美观，易于清扫的散热器；河北工程大学城市建设学院毕业设计- 14 -3 放散粉尘或防尘要求较高的工业建筑，应采用易于清扫的散热器；4 具有腐蚀性气体的工业建筑或相对湿度较大的房间，应采用耐腐蚀的散热器；5 采用钢制散热器时，应采用闭式系统，并满足产品对水质的要求，在非采暖季节采暖系统应冲水保养；蒸汽采暖系统不应采用钢制柱型，板型和匾管等散热器；6 采用铝制
30、散热器时，应采用内防腐型铝制散热器，并满足产品对水质的要求；安装热量表和恒温阀的热水采暖系统不宜采用水流通道内含有粘沙的铸铁等散热器。3.2.3 散热器布置的注意事项1 散热器一般安装在外墙的窗台下，这样，沿散热器上升的对流热空气流能够阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响，使流经室内的空气比较暖和舒适。2 为防止冻裂散热器，两道外门之间，不准设置散热器。在楼梯间或其它有冻结危险的场所，其散热器应有单独的立，支管供热，且不得装设调节阀。3 散热器一般应明装，布置简单。内部装修要求较高的民用建筑可采用暗装。托儿所和幼儿园应暗装或加防护罩，以防烫伤儿童。4 在垂直单管或双管热水系统中，同
31、一房间的两组散热器可以串联连接；贮藏室、涮洗室、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。两串联散热器之间的串联管直径应与散热器接口直径相同，以便水流畅通。5 在楼梯间布置散热器时，考虑楼梯间热流上升的特点，应尽量布置在底层或按一定比例分布在下部各层。3.3 散热器选型计算房间内安装 M-132 型散热器，散热器明装上部无窗台盖板覆盖，供暖系统为单管上供上回式，设供回水温度为 85/60；室内供暖管道明装，支管与散热器的连接方式为同侧连接，计算散热器面积时，不考虑管道向室内散热的影响。散热器散热面积 F 按下式计算：式中 Q散热器的散热量， ；tpj散热器内热媒平均温度， ；tn供
32、暖室内计算温度， ；K散热器的传热系数， /.； 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。散热器内热媒平均温度 tpj随供暖热媒（蒸汽火热水）参数和供暖系统形式而定。在热水供暖系统中，t pj为散热器进出口水温的算术平均值。 321)(npjttK河北工程大学城市建设学院毕业设计- 15 - 式中 tsg散热器进水温度，；tsh散热器出水温度，。确定所需散热器面积后，可按下式计算所需散热器的总片数或总长度。n=F/f ( m 或片) 式中 f每片或每米长的散热器散热面积，/片或/m。然后根据每组片数或长度乘以修正系数 1，最后确定散热器面积。暖通规范规
33、定，柱型散热器面积可比计算值小 0.1（片数 n 只能取整数） ，翼型和其它散热器的散热面积可比计算值小 5%。按照规定散热器应安装在外墙的窗台下，这样，沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响，使流经室内的空气比较暖和舒适。 1. 查供热工程 ，对 M-132 型散热器 286.04.tK修正系数：散热器组装片数修正系数，先假设 1=1.0散热器连接形式修正系数， 2=1.0散热器安装形式修正系数， 3=1.02则 M-132 型散热器每片散热面积为 0.24m3，计算片数 n为 fFn/根据散热器片数选择合适的 1则实际所需的散热器面积为 F=F* 1实际
34、采用片数 n 为 n=F/f，结果取整数。因为是单管顺流所以要计算每层的进出口温度，以一至五楼系统左侧立管为例：五层 四层 三层 二层 一层1254W 2284W 1306W 1631W 1860W总负荷为 8470W 进水口出水口温度分别为 85/60200.95 1.00 1.05 1.10321tKQF2shgpjtt河北工程大学城市建设学院毕业设计- 16 -经计算九层供水和十层回水的温度为 tt=85-（85-60）/8470*1254=81.3以下层数均以此为例K 是根据暖气的种类进行计算公式K=（t-t n）0.286*2.426 得 出河北工程大学城市建设学院毕业设计- 17
35、-四 系统形式确定4.1 供暖系统的特点和形式的确定以热水作为热媒的供暖系统，称为热水供暖系统。可按下述方法分类：1）按系统循环动力不同，可分为重力（自然）循环系统和机械循环系统。2）供回水方式不同，可分为单管系统和双管系统。3）按管道敷设方式不同，可分为垂直和水平式系统。4）按热媒温度不同，可分为低温水供暖系统和高温水供暖系统在我国认为：水温低于或等于 100的热水，称为低温水，水温超过 100的热水，称为高温水。室内热水供暖系统,大多采用低温水作为热媒。根据本建筑的特点及使用的功能,本设计采用供暖方案如下。地下层为丁戊类库房和机房，不供暖。地上一至九层主供暖系统采用普通散热器采暖，采用同程
36、单双管混串上供下回式系统；病房浴厕采用同程单双管混串系统， ；辅楼一到四层采用同程单管串联系统，供回水干管均设置在地下室顶板下。4.2 供暖方案提出及比较方案 1：机械循环、上供下回、单管水平异程式系统。方案 2：机械循环、上供下回、双管垂直异程式系统。方案 3：机械循环、上供下回、单管垂直同程式系统。 4.3 技术可行性及经济可行性比较1）：若采用方案 1，水平串联的散热器组数过多，末端几组散热器会出现片数过多不易布置的情况。采用这种系统要考虑好空气的排除问题，需在每组散热器上设放气阀排空气或在同一楼层散热器上部串联水平空气管。该方案施工安装方便，切造价一般别垂直式系统低。多应用于目前的居住
37、建筑和公共建筑。2）：若采用方案 2，由于机械循环热水供暖系统由锅炉房设备、室外管网和室内供暖系统三部分组成，是靠循环水泵驱动热水循环，所以水在管道内流速大，管径小、升温快，在系统中循环时的冷却温降小，而系统的作用面积可相当大。机械循环系统供回水干管的总长度短，在此系统中，由于连接立管较多，通过各个立管环路的压力损失较难平衡。但可在靠近总立管最近的立管，选用较小管径，消除一些剩余压力，剩下的可以在立管加调节阀来达到水力平衡的目的。但系统很浪费管材，在系统的平衡上也不会有太大的改变，不易平衡。3）：若采用方案 3，通过各个立管的循环环路的总长度相等，压力损失易于平衡，虽然不会出现远近立管处出现流
38、量失调而引起的水平方向上冷热不均现象，但是会比较浪费管材，对于作用半径较小的建筑会造成不必要的浪费，且系统阻力基本相同，但各层之间的自然压差难以克服，易造成系统垂直失调。河北工程大学城市建设学院毕业设计- 18 -最后，通过观察建筑的特点，系统的主供、回水应为异侧上进下出式，从而同程式系统与异程式管路总长基本相当，管材的消耗相同。也可通过对各个系统的管长 L、管径 D 以及厚度D 进行估算，并进行比较。方法如下：通过公式 Y=2DDL 计算出各个系统的 Y 值，可知系统的 Y 值基本相同。4.4 方案的确定高度超过 30m 的建筑物，由于静压较大，不宜采用高温水供暖。对高层建筑，可在垂直方向上
39、分一至两个区，竖向分区。竖向分区应考虑散热器的承压能力、管材特性、室外管网压力和系统水力计算的平衡情况，决定每区的极限楼层数。根据经验值高规中规定：一般高层建筑高于 50 米要分区。通过分析建筑的特点，以及以上方案的技术可行性与经济可行性比较，本设计分高低两个区，均采用单管顺流上供下回的同程式系统，这样压力损失易于平衡，不会出现远近立管处出现流量失调而引起的水平方向上冷热不均现象，并且水力计算也易于平衡。4.5 供暖系统的管道布置 室内热水供暖系统管路布置合理与否，直接影响到系统的造价和使用效果。应根据建筑物的具体条件（如建筑平面外形、结构尺寸等） ，与外网的连接形式以及运行情况等因素来选择合
40、理的布置方案，力求系统管道走向布置合理，节省管才，便调节和排除空气，而且要求并联环路的阻力损失易于平衡。 1.本系统的采暖管道采用镀锌钢管。 2.外网干管在建筑西侧，供暖系统的引入管由建筑物西侧引入，两支引入至地下室，给主供暖系统及浴厕系统供暖。立管布置在管净处。供回水干管布置在地下室，在分支环路上设置阀门。 3.室内管路明装，每根立管的上、下端装阀门。 4.水平供回水干管应具有不小于 0.001 的坡度，本设计取 0.0034.6 管路布置与敷设考虑到本工程的实际规模和施工的方便性，本设计采用机械循环、单管上供下回系统。供水立管之间为同程式，在地下室设一根总的回水同程管。接口在室外安装坑内，
41、设计供回水温度为 85/60。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 河北工程大学城市建设学院毕业设计- 19 -五 水力计算5.1 热水供暖系统管路水力计算5.1.1 室内热水供暖系统管路水力计算的基本原理设计热水供暖系统，为使系统中各管段的水流量符合设计要求，以保证流进各散热器的水流量符合要求，就要进行管路的水力计算。热水供暖系统中的计算管段的压力损失，可用下式表示：(6-1)yjjPRlPa式中： P 计算管段的压力损失，P a；P y 计算管段的压力损失，P a；P y 计算管段的压力损失，P a；R 每米管长的沿程损失，Pa/m；L 每段长度，m。在管路的水力计算中
42、，把管路中水流量和管径都没有改变的一段管子称为一个计算管段。任何一个热水供暖系统的管路都是有许多串联或并联的计算成的。5.1.2 室内热水供暖系统管路水力计算的主要任务（1）按已知系统各管段的流量和系统的循环作用压力(压头)，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，确定系统所必需的循环作用压力(压头)；（3）按已知系统各管段的管径和该管段的允许压降，确定通过该管段的水流量。室内热水供暖管路系统是由许多串联或并联管段组成的管路系统。管路的水力计算从系统的最不利环路开始，也即从允许的比摩阻最小的一个环路开始计算。由 n 个串联管段组成的最不利环路，它的总压力损失为 n 个串联
43、管段压力损失的总和。热水供暖系统的循环作用压力的大小，取决于：机械循环提供的作用压力，水在散热器内冷却所产生的作用压力和水在循环环路中困管路散热产生的附加作用压力。各种供暖系统型式的总循环作用压力的计算原则和方法。进行第一种情况的水力计算时，可以预先求出最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻 ， 根据式中算出的及环路中各管段的流量利用水力计算图表，可选出最pjR接近的管径并求出最不利循环环路或分支环路中各管段的实际压力损失和整个环路的总压力损失值。 第一种情况的水力计算有时也用在已知备管段的流量和选定的比摩阻 R 值或流速 值的场合，此时选定的 R 和 值，常采用经济值，称经济比摩阻或经济流速。
44、选用多大的 R 值(或流速 值)来选定管径，是一个技术经济问题。如选用较大的R 值( 值)，则管径可缩小，但系统的压力损失增大，水泵的电能消耗增加。同时，为河北工程大学城市建设学院毕业设计- 20 -了各循环环路易于平衡最不利循环环路的平均比摩阻 不宜选得过大。目前在设计pjR实践中， 值一般取 60120Pa/m 为宜。pjR第二种情况的水力计算，常用于校核计算。根据最不利循环环路各管段改变后的流量和已知各管段的管径。利用水力计算图表，确定该循环环路各管段的压力损失以及系统必需的循环作用压力，并检查循环水泵扬程是否满足要求。进行第三种情况的水力计算，就是根据管段的管径 d 和该管段的允许压降
45、 P，来确定通过该管段(例如通过系统的某一立管)的流量。对已有的热水供暖系统，在管段已知作用压头下，校核各管段通过的水流量的能力，以及热水供暖系统采用所谓“不等温降水力汁算方法，就是按此方法进行计算的。5.2 热水供暖系统管路水力计算的方法本设计选用等温降的水力计算方法。即采用了立管或散热器的水温降相等的预先假定，由此也就预先确定了立管的流量。这样，通过各立管并联环路的计算压力损失就不可能相等而存在压降不平衡率。如果采用等温降方法进行同程式系统水力计算，立管间的压降不平衡率往往难以满足要求，必然会出现系统的水力失调。（1）最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻 Rpj： Rpj=aP/l P a
46、/m （6-2）式中： P 最不利循环环路或分支环路的循环作用压力，P a；l 最不利循环环路或分支环路的管路总长度，m；a 沿程损失约占总压力损失的估计百分数，见供热工程附表 4.8。（2）根据各管段的热负荷，求出各管段的流量： G = 式中： Q 管段的热负荷，W； 系统的设计供水温度，；gt 系统的设计回水温度，。h（3）根据公式计算出的 Rpj 及环路中各管段的流量，可选出最接近的管径，并求出最不利循环环路或分支环路中管段的实际压力损失和整个环路的总压力损失值。（4）当系统的最不利循环环路的水力计算完成后，即可进行其它分支循环环路的水力计算。 采暖通风与空气调节设计规范第 3.8.6
47、条规定“热水采暖同程式系统的各并联环路之间的计算压力损失相对差额不应大于 10。在实际设计过程中，为了平衡各并联环路的压力损失，往往需要提高近循环环路管段的比摩阻和流速。但流速过高会产生噪音。 暖通规范规定：最大允许的水流速，民用建筑不应大于 1.2m/s。hghgtQt86.01087.436河北工程大学城市建设学院毕业设计- 21 -总之，一个良好的同程式系统的水力计算，应使各立管的资用压力值不要变化太大，以便与选择各立管的合理管径。为此，在水利计算中，管路系统前半部供水干管的比摩阻 R 值，宜选用稍小于回水干管的 R 值；而管路系统后半部供水干管的 R 值，宜选用稍大于回水干管的。5.3 散热器的进流系数在单管热水供暖系统中，立管的水流量全部或部分的流进散热器。流进散热器的水流量 Gs 与通过该立管的水流量 Gl 的比值称作散热器的进流系数 。可用下式表示：=Gs/Gl （6-4）影响散热器间水流分配的因素主要有两个：一是由于散热器符合不同导致散热器平均水温不同而产生的重力附加作用压力差值；二是并联环路在节点压力平衡状况下的水流分配规律。已知 及 Gl 值，则流进散热器的水流量分别为G1=1/Gl (6-5)G2=(1-1)/ Gl (6-6)通常情况下顺流式系统两侧散热器连接散热器只管管径、长度及局部阻力都相等时，两侧的进流系数 相等。在工程计算中，粗略按
