大學(xué)實(shí)驗(yàn)室采暖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書

1、第1章 設(shè)計(jì)原始資料1.1設(shè)計(jì)題目 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室采暖設(shè)計(jì)1.2設(shè)計(jì)原始資料1.建筑物所在地區(qū)：長春市2.建筑面積：303.583.面積熱指標(biāo)（實(shí)驗(yàn)樓）：54m2/w4.最高建筑物高度：最高1層 層高5.15m5.熱媒及參數(shù)：設(shè)計(jì)供回水溫度為：95/706.氣象資料：室外計(jì)算溫度-23供暖天數(shù)n =150。平均風(fēng)速：5.1m/s第2章 供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷計(jì)算2.1設(shè)計(jì)資料2.1.1查出設(shè)計(jì)題目中建筑物所在地區(qū)的相關(guān)氣象資料查實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊，以下簡稱供熱手冊及供熱工程。1、冬季室外計(jì)算溫度的確定。采暖室外計(jì)算溫度，應(yīng)采用歷年平均不保證5天的日平均溫度，主要用于計(jì)算采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。為減少投資

2、起見，一般建筑不必按每年最冷那幾天的熱負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì)，就是說，對于一些要求不很嚴(yán)格的建筑物，允許平均每年有幾天室溫稍低于設(shè)計(jì)溫度，這在術(shù)語上叫做“不保證”。在采暖熱負(fù)荷計(jì)算中，如何確定室外計(jì)算溫度是非常重要的。單純從技術(shù)觀點(diǎn)來看，采暖系統(tǒng)的最大出力，恰好等于當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)最冷天氣時(shí)所需要的冷負(fù)荷，是最理想的，但這往往同采暖系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性相違背。從氣象資料中就可以看出，最冷的天氣并不是每年都會(huì)出現(xiàn)。如果采暖設(shè)備是根據(jù)歷年最不利條件選擇的，即把室外計(jì)算溫度定得過低，那么，在采暖運(yùn)行期的絕大多數(shù)時(shí)間里，會(huì)顯得設(shè)計(jì)能力富余過多，造成浪費(fèi)；反之，如果把室外計(jì)算溫度定得過高，則在較長的時(shí)間內(nèi)不能保證必要的室內(nèi)溫度，

3、達(dá)不到采暖的目的和要求。因此，正確地確定和合理的采用采暖室外計(jì)算溫度是一個(gè)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一的問題。采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范gb 5001 9-2003(以下簡稱設(shè)計(jì)規(guī)范)所規(guī)定的采暖室外計(jì)算溫度t適用于連續(xù)采暖或間歇時(shí)間較短的采暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷計(jì)算。2.1.2已知圍護(hù)結(jié)構(gòu)條件外墻：370磚墻，外表面涂料（白灰），厚度20mm；內(nèi)墻：240磚墻，混合砂漿抹面，厚度20mm；外窗：塑鋼單框雙玻中空，尺寸1800x1800外門：鋁合金地彈門，尺寸3000x2100地面：水泥砂漿地面；屋面：新型防水材料，采用二級(jí)防水，有組織排水；樓層高度：5.15m2.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能2.2.1熱工的性能校核必要性

4、供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)對其建筑熱工提出如下要求：實(shí)施供暖設(shè)計(jì)，在本著節(jié)能的基礎(chǔ)上，使室溫達(dá)到用戶要求值；如果室溫達(dá)不到設(shè)計(jì)值，相對濕度大時(shí)易產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象；采暖不足時(shí)經(jīng)常發(fā)生，墻面結(jié)露產(chǎn)生的黑色霉斑嚴(yán)重影響了住戶的室內(nèi)環(huán)境，破環(huán)裝修，應(yīng)加以避免，當(dāng)設(shè)計(jì)供暖系統(tǒng)時(shí)對其建筑熱工提出如下要求：1.圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能應(yīng)滿足國家民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及地方標(biāo)準(zhǔn)民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施細(xì)則的要求。經(jīng)計(jì)算表明，對于“節(jié)能型建筑”如供暖有間歇，并不致使外墻內(nèi)表面結(jié)露。2.墻及樓板的熱工性能不應(yīng)低于民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范第4.1.1條及現(xiàn)行采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范中第3.1.4條圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小熱阻值的要求。由以上分析可見，有必

5、要對外墻，內(nèi)墻，及屋頂進(jìn)行熱工性能的校核。根據(jù)房間用途確定供暖計(jì)算溫度如下：1、門廳 15；2、走廊 15；3、衛(wèi)生間 15；4、實(shí)驗(yàn)室 175、教室 17。2.2.2計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)1.墻的傳熱系數(shù)由下式求出： w/() （2-1） 式中：-圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的換熱系數(shù)，w/()；-圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的換熱系數(shù)，w/()。（1）外墻查表1-1，1-2，附錄5得：圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的換熱系數(shù)： =8.7 w/()；圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的換熱系數(shù): =23.2 w/()。外表面涂料（白灰抹面）導(dǎo)熱系數(shù)： w/()。內(nèi)表面混合砂漿抹面導(dǎo)熱系數(shù) : w/()。紅磚墻導(dǎo)熱系數(shù): w/()。計(jì)算外墻傳熱系數(shù)，由式（2

6、-1）得：= w/()（2）內(nèi)墻= w/()2.屋面查閱相關(guān)資料，新型防水屋面材料為：js防水涂料（水泥膨脹珍珠巖，150mm；水泥砂漿，20mm） sbs防水材料（瀝青卷材20mm；空心板120mm）水泥膨脹珍珠巖導(dǎo)熱系數(shù): w/()。瀝青卷材導(dǎo)熱系數(shù): w/()。水泥砂漿繞熱系數(shù): w/()。空心板導(dǎo)熱系數(shù): w/()。計(jì)算屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： k=0.945 w/()。3.外門，外窗查附錄6得： 塑鋼單框雙玻中空傳熱系數(shù) k=3.49 w/()。外門：鋁合金地彈門傳熱系數(shù) k=6.4 w/()。 木門傳熱系數(shù) k=4.65 w/()。4.地面查閱簡明供熱手冊得：一級(jí)地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)k=0.47 w

7、/()。二級(jí)地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)k=0.23 w/()。三級(jí)地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)k=0.12 w/()。2.2.3確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最小允許熱阻（1）確定外墻傳熱系數(shù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的換熱系數(shù)：=8.7 w/()；圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的換熱系數(shù): =23.2 w/()。外表面涂料（白灰抹面）導(dǎo)熱系數(shù)： w/()。內(nèi)表面混合砂漿抹面導(dǎo)熱系數(shù) : w/()。紅磚墻導(dǎo)熱系數(shù): w/()。長春市供暖室外計(jì)算溫度-23計(jì)算外墻傳熱系數(shù)，由式（2-1）得：= w/()該外墻的實(shí)際熱阻 ()（2）確定外墻的最小傳熱組該外墻的熱惰性指標(biāo)d查附錄5 外墻水泥砂漿抹面蓄熱系數(shù) w/()；磚墻的蓄熱系數(shù) w/()；內(nèi)表面混合砂漿蓄熱系數(shù) w/

8、()d=6查表1-12 該外墻屬于類圍護(hù)結(jié)構(gòu)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的室外計(jì)算溫度為-23；查表1-11，供暖室內(nèi)計(jì)算溫度與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的允許差值為 供暖計(jì)算室外溫度，-23；累計(jì)年最低日平均溫度，-9.2計(jì)算得=0.650.66可見 該外墻滿足保溫要求。2.3房間熱負(fù)荷計(jì)算1、計(jì)算房間的采暖熱負(fù)荷 (1)將房間編號(hào)（已編號(hào)完畢，見cad圖 ）； (2)根據(jù)房間的不同用途，來確定房間的室內(nèi)計(jì)算溫度； (3)計(jì)算或查出有關(guān)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，計(jì)算出其面積； (4)確定溫差修正系數(shù)； (5)計(jì)算出各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量； (6)校核圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻是否大于最小熱阻； （7）計(jì)算出附加熱負(fù)荷以及冷風(fēng)滲透耗熱

9、量，冷風(fēng)侵入耗熱量；(8) 計(jì)算出房間的實(shí)際熱負(fù)荷。以101實(shí)驗(yàn)室為例計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量查附錄1，冬季室內(nèi)計(jì)算溫度。查附錄3長春供暖室外計(jì)算溫度。1. 計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量（1） 東北外墻 傳熱系數(shù)k =1.51 w/()；溫差修正系數(shù)；傳熱面積。 東北外墻的基本耗熱量為查表1-6，長春東北的朝向修正系數(shù)朝向修正耗熱量為本實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)在長春郊區(qū)，考慮風(fēng)力附加，對其垂直外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量附加10%風(fēng)力附加耗熱量本實(shí)驗(yàn)室高度為5.15m大于4m,需要進(jìn)行高度修正，對其他修正耗熱量的總和附加2%高度附加耗熱量東北外墻的實(shí)際耗熱量為（2） 東北外窗 傳熱系數(shù)k =3.49 w/()；溫差修正系

10、數(shù)，傳熱面積。東北外墻的基本耗熱量為 朝向修正耗熱量為風(fēng)力附加耗熱量高度附加耗熱量東北外窗的實(shí)際耗熱量為（3） 東北外墻 傳熱系數(shù)k =1.51 w/()；溫差修正系數(shù)，傳熱面積。東北外墻的基本耗熱量為 朝向修正耗熱量為風(fēng)力附加耗熱量高度附加耗熱量東北外窗的實(shí)際耗熱量為（4） 地面 將實(shí)驗(yàn)室1的地面劃分地帶 第一地帶：傳熱系數(shù)k1 =0.47 w/() 傳熱面積 第一地帶傳熱耗熱量 第二地帶：傳熱系數(shù)k2 =0.23 w/() 傳熱面積 第二地帶傳熱耗熱量 第三地帶：傳熱系數(shù)k3 =0.12 w/() 傳熱面積 第三地帶傳熱耗熱量 實(shí)驗(yàn)室1圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總耗熱量為1797.42+553.55+19

11、83.01+266.96+93.84+10.56=4705.34w2、以計(jì)算實(shí)驗(yàn)室1房間為例，計(jì)算冷風(fēng)滲透耗熱量（按縫隙法計(jì)算）（1） 東北外窗 東北外窗的縫隙長度為 查附錄7，長春的朝向修正系數(shù)東北方向n=0.35,高度修正系數(shù) 基準(zhǔn)高度單純風(fēng)壓作用下每米門窗縫隙進(jìn)入室內(nèi)的理論滲透空氣量為 查表1-8，取，又取b=0.67根據(jù)，查得查附錄3，長春基準(zhǔn)高度冬季室外最多風(fēng)向的平均風(fēng)速因此，東北外窗的冷空氣滲入量為 東北外窗的冷風(fēng)耗熱量為 因此，實(shí)驗(yàn)室1的總耗熱量為（4705.34+99.40）w=4804.74w3、以107門廳為例，計(jì)算冷風(fēng)侵入耗熱量東北外門附加率為500%東北外門的冷風(fēng)侵入耗

12、熱量為 注：熱負(fù)荷計(jì)算見附表1 查附錄1，冬季室內(nèi)計(jì)算溫度。查附錄3長春供暖室外計(jì)算溫度。 按照下式計(jì)算：101房間熱負(fù)荷： 式中：k圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，w/()； f圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積，； 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)； 冬季室內(nèi)計(jì)算溫度，； 供暖室外計(jì)算溫度，。第3章 散熱器的選擇及計(jì)算3.1散熱器的選用采暖散熱器是通過熱媒將熱源產(chǎn)生的熱量傳遞給室內(nèi)空氣的一種散熱設(shè)備。散熱器的功能是將供暖系統(tǒng)的熱媒（蒸汽或水）所攜帶的熱量，通過散熱器避面?zhèn)鹘o房間。經(jīng)計(jì)算選用圓翼型(三排)3.2散熱器的計(jì)算1、計(jì)算公式 (3-1)式中:散熱器散熱面積，； 散熱器的散熱量， w； 散熱器內(nèi)熱媒平均溫度，； 供暖室內(nèi)計(jì)算

13、溫度，；， 散熱器的傳熱系數(shù)，； 散熱器組裝片數(shù)修正系數(shù)； 散熱器組連接形式修正系數(shù)； 散熱器組安裝形式修正系數(shù)。 由于系統(tǒng)采用的為同側(cè)進(jìn)出式，故=1.0。 選a=80m； =1.02。 計(jì)算散熱器面積時(shí)，先取=1.00，但算出f后，求出總片數(shù)，然后再根據(jù)片數(shù)修正系統(tǒng)的范圍乘以對應(yīng)的值每組片數(shù)200.9511.051.1散熱器進(jìn)出口水溫的算術(shù)平均值 式中：散熱器進(jìn)水溫度，；散熱器出水溫度，。1.計(jì)算各層散熱器進(jìn)、出口水溫：2.算各層散熱器內(nèi)熱媒平均溫度 3.計(jì)算各層散熱器計(jì)算溫差 4.計(jì)算各層散熱器的傳熱系數(shù)k值，查供熱工程附錄7知，圓翼型(三排)型散熱器： 一層： =4.65 5.計(jì)算各層散熱器的片數(shù)n,查供熱工程附錄2-1知 f=62/片 散熱器的片數(shù)修正系數(shù)符合上表的要求，所以無需修正；若不符合，則按實(shí)際系數(shù)修正最后根據(jù)公式n=f/f(片)f每片散熱器的散熱面積m2查閱簡明供熱手冊得知：圓翼型（三排）每片散熱器散熱量：523w圓翼型（三排）每片散熱器散熱面積：f13.2然后根據(jù)每組片數(shù)或長度，再乘以修正系數(shù)，最后確定散熱片面積。對柱形散熱器，散熱面積減少，不宜超過0.1m2。注