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三層辦公樓供暖設(shè)計

2007-06-11 14:37    【  【打印】【我要糾錯】

  本文首先根據(jù)基本設(shè)計資料計算了三層辦公樓的熱負荷,然后根據(jù)熱負荷及建筑物的形式等條件,提出了三種供暖系統(tǒng)設(shè)計方案——重力循環(huán)雙管式系統(tǒng)、機械循環(huán)單管異程式系統(tǒng)、機械循環(huán)單管同程式系統(tǒng),并進行經(jīng)濟比較分析,選擇布置了供暖管網(wǎng)系統(tǒng)——機械單管同程式系統(tǒng)。繪制出了該系統(tǒng)的平面圖和軸測圖,還對該系統(tǒng)進行了水力計算,選擇管徑和流速,使管網(wǎng)系統(tǒng)較好地符合了水力平衡要求。最后還計算了散熱器的片數(shù),并布置了散熱器。

  一、 基本設(shè)計資料

  1、建筑物各層平面圖。

  建筑物各層計算層高:一層:3.2m 二層:3.0m 三層:3.2m

  2、圍護結(jié)構(gòu)條件

  ①、外墻:2磚(490mm)內(nèi)抹灰 K=1.27 W/㎡℃

  ②、內(nèi)墻:兩面抹灰 一磚內(nèi)墻 K=1.72 W/㎡℃

  ③、頂棚:上面為有望板的瓦屋面

  查設(shè)計手冊有, W/㎡℃ W/㎡℃

  W/㎡℃

  W/㎡℃

  ④、地板:直接鋪在土壤上的不保溫地面

  根據(jù)劃分地帶法計算

  =0.47 W/㎡℃ =0.23 W/㎡℃ =0.12 W/㎡℃ =0.07 W/㎡℃

 、、外窗:C—2型 雙層木窗

  外窗傳熱系數(shù):K=2.67 W/㎡℃

  外窗縫隙的計算長度:L=12m

 、蕖⑼忾T:M—2 上部為不可開啟的雙層玻璃上亮子,f1=0.75㎡,下部為雙層木門,

  f2=3.12㎡ M—4 無上亮子,其它同M—2

  外門傳熱系數(shù):K=2.33 W/㎡℃

  外門縫隙的計算長度:L=9.12m

  3、氣象條件

  北京市供暖室外計算溫度 = -9℃

  北京市冬季室外平均風(fēng)速 = 2.8m/s

  4、設(shè)計要求

  室內(nèi)計算溫度 辦公室: =18℃ 走廊:=14℃ 樓梯 =14℃

  二、熱負荷計算

  1、圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量計算

  2、冷風(fēng)滲透耗熱量計算

  冷風(fēng)滲透耗熱量:

  冷風(fēng)滲透耗熱量:

  3、外門冷風(fēng)侵入耗熱量計算

  外門冷風(fēng)侵入耗熱量: W

  4、耗熱量修正

  先進行朝向和風(fēng)向修正,在進行高度修正

  5、房間總耗熱量計算

  計算結(jié)果在附表中。

  6、備注

  熱負荷計算中,相鄰房間溫差小于5℃時不計算隔墻和樓板的傳熱量(如沒有計算房間之間、房間和走廊、房間和樓梯間之間的傳熱)。因為,在實際中,走廊里由于房間通過內(nèi)墻的傳熱使之可以保持熱平衡,并且對走廊的溫度要求不高,同時為了計算的簡便,在走廊里沒有布置散熱器。

  三、供暖系統(tǒng)選擇在此提出三種系統(tǒng)設(shè)計方案:

  方案一:重力循環(huán)雙管式系統(tǒng)。

  方案二:機械循環(huán)單管異程式系統(tǒng)。

  方案三:機械循環(huán)單管同程式系統(tǒng)。

  根據(jù)以下原則進行技術(shù)和經(jīng)濟比較:

  原則一、熱媒的選擇:熱水供暖與蒸汽供暖的比較。

  蒸汽供暖系統(tǒng)的設(shè)計和布置都比較復(fù)雜且其維護和維修費用較大。對該三層辦公樓,只需要設(shè)計一個小型的供暖系統(tǒng),選用熱水供暖系統(tǒng)比較經(jīng)濟合理。

  原則二、熱媒溫度的選擇。

  =95℃ =70℃

  原則三、供暖管網(wǎng)布置形式

  根據(jù)建筑物平面圖,考慮到管網(wǎng)布置的經(jīng)濟合理并且易于設(shè)計計算,便于維護管理。該系統(tǒng)的管網(wǎng)布置如附圖中的平面圖和軸測圖所示。

  原則四、供暖系統(tǒng)動力的選擇

  由于樓梯間的熱負荷相對于其它立管很小,選用重力循環(huán)系統(tǒng)很難達到水力平衡,因此采用將管道接到室外機械供暖管道上的形式。

  原則五、考慮到設(shè)計計算的方便,將供暖系統(tǒng)布置成單管順流上進下出同程式系統(tǒng)。

  原則六、經(jīng)濟比較

  通過對各個系統(tǒng)的管長L、管徑D以及厚度△D進行估算,并進行比較

  Y=2∏D×△D×∑L

  計算出各個系統(tǒng)的Y值,取其最小值。

  最后綜合考慮三種方案的技術(shù)和經(jīng)濟,最終選擇方案三——機械循環(huán)單管同程式系統(tǒng)。

  四、系統(tǒng)水力計算

  1、在系統(tǒng)軸測圖上進行管段編號,并標注各管段的熱負荷和管長。

  2、首先計算通過最遠立管Ⅴ的的環(huán)路,確定出供水干管各管段、立管Ⅴ和回水總干管的管徑及其壓力損失。

  本設(shè)計采用推薦的平均比摩阻大致為60~120 Pa/m來確定最不利環(huán)路各管段的管徑。首先根據(jù)公式確定各各管段的流量。根據(jù)G和選用的值,查設(shè)計手冊,將查出的各管段d 、R 、v值列入水力計算表格中。最后算出最不利環(huán)路的總壓力損失。入口的剩余循環(huán)壓力,用調(diào)節(jié)閥節(jié)流消耗掉。

  3、用同樣的方法,計算通過最近立管Ⅰ的環(huán)路,從而確定出立管Ⅰ、回水管各管段的管徑及壓力損失。

  4、求并聯(lián)環(huán)路立管Ⅰ和立管Ⅴ的壓力損失不平衡率,使其不平衡率在5%以內(nèi)。

  5、根據(jù)水力計算結(jié)果,利用節(jié)點壓力平衡原理,表示出系統(tǒng)的總壓力損失及各立管的資用壓力值。

  注意:

  ①、如果個別立管供、回水節(jié)點間的資用壓力過小或過大,則會使下一步選用該立管的管徑過粗或過細,設(shè)計很不合理。此時,應(yīng)調(diào)整第一、二步驟的水力計算,適當改變個別供、回水干管的管段直徑,使易于選擇各立管的管徑并滿足并聯(lián)環(huán)路不平衡率的要求。

 、、針對本系統(tǒng),由于樓梯間的立管上壓力損失不易平衡,采用將個別管段管徑調(diào)小和在個別管段上加截止閥的方法使之平衡。

  6、確定其它立管管徑。根據(jù)各立管的資用壓力和立管各管段的流量選用合適的立管管徑。

  7、求各立管的不平衡率。根據(jù)各立管的資用壓力和立管的計算壓力損失,求各立管的不平衡率。不平衡率應(yīng)在10%以內(nèi),若不平衡率過大,則應(yīng)調(diào)整管徑使之平衡。

  8、水力計算結(jié)果如表所示。

  9、南環(huán)路的水力計算和北環(huán)路類似。

  五、散熱器片數(shù)計算

  1、根據(jù)公式計算各散熱器的進、出水溫度

  2、選用M—132型散熱器

  傳熱系數(shù)為 W/㎡℃

  散熱面積為 F=0.24 ㎡/片

  3、選用同側(cè)上供下回安裝方式,=1.0

  4、散熱器安裝在壁 內(nèi),上頂距窗臺板40mm,=1.11.

  5、散熱器片數(shù)計算

  說明:在計算散熱器片數(shù)的時候,n的取值按四舍五入的原則選取的,樓梯間里只在一、二層間和二、三層間各布置一個散熱器,由于樓梯間底層的散熱器片數(shù)應(yīng)該布置的比上面的要多,因此在計算樓梯間底層散熱器片數(shù)時采取只入不舍的原則,而上部散熱器的片數(shù)計算采取只舍不入的原則。

  六、系統(tǒng)優(yōu)缺點評價

  本供熱系統(tǒng)設(shè)計采用機械單管同程式系統(tǒng),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔,熱負荷計算準確,水力計算也基本符合平衡要求。水力計算還不夠精確,在樓梯間立管上為了平衡壓力損失,加裝了幾個截止閥,使得系統(tǒng)初投資費用增大。并且由于所學(xué)知識有限,沒有繪制出該系統(tǒng)的具體施工圖。本系統(tǒng)還有很多地方有待改進!

  七、參考文獻

  1、 王志勇、劉振杰主編 《暖通空調(diào)設(shè)計資料便覽》中國建筑工業(yè)出版社 1993

  2、 賀平、孫剛主編 《供熱工程 》中國建筑工業(yè)出版社 1993

延伸閱讀:三層 辦公樓 供暖
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