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三层办公楼供暖设计(推荐)

12-21 11:37:00  浏览次数:286次  栏目:工程管理

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  本文首先根据基本设计资料计算了三层办公楼的热负荷,然后根据热负荷及建筑物的形式等条件,提出了三种供暖系统设计方案——重力循环双管式系统、机械循环单管异程式系统、机械循环单管同程式系统,并进行经济比较分析,选择布置了供暖管网系统——机械单管同程式系统。绘制出了该系统的平面图和轴测图,还对该系统进行了水力计算,选择管径和流速,使管网系统较好地符合了水力平衡要求。最后还计算了散热器的片数,并布置了散热器。

  一、 基本设计资料

  1、建筑物各层平面图。

  建筑物各层计算层高:一层:3.2m 二层:3.0m 三层:3.2m

  2、围护结构条件

  ①、外墙:2砖(490mm)内抹灰 K=1.27 W/㎡℃

  ②、内墙:两面抹灰 一砖内墙 K=1.72 W/㎡℃

  ③、顶棚:上面为有望板的瓦屋面

  查设计手册有, W/㎡℃ W/㎡℃

  W/㎡℃

  W/㎡℃

  ④、地板:直接铺在土壤上的不保温地面

  根据划分地带法计算

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

  ⑤、外窗:C—2型 双层木窗

  外窗传热系数:K=2.67 W/㎡℃

  外窗缝隙的计算长度:L=12m

  ⑥、外门:M—2 上部为不可开启的双层玻璃上亮子,f1=0.75㎡,下部为双层木门,

  f2=3.12㎡ M—4 无上亮子,其它同M—2

  外门传热系数:K=2.33 W/㎡℃

  外门缝隙的计算长度:L=9.12m

  3、气象条件

  北京市供暖室外计算温度 = -9℃

  北京市冬季室外平均风速 = 2.8m/s

  4、设计要求

  室内计算温度 办公室: =18℃ 走廊:=14℃ 楼梯 =14℃

  二、热负荷计算

  1、围护结构传热耗热量计算

  2、冷风渗透耗热量计算

  冷风渗透耗热量:

  冷风渗透耗热量:

  3、外门冷风侵入耗热量计算

  外门冷风侵入耗热量: W

  4、耗热量修正

  先进行朝向和风向修正,在进行高度修正

  5、房间总耗热量计算

  计算结果在附表中。

  6、备注

  热负荷计算中,相邻房间温差小于5℃时不计算隔墙和楼板的传热量(如没有计算房间之间、房间和走廊、房间和楼梯间之间的传热)。因为,在实际中,走廊里由于房间通过内墙的传热使之可以保持热平衡,并且对走廊的温度要求不高,同时为了计算的简便,在走廊里没有布置散热器。

  三、供暖系统选择在此提出三种系统设计方案:

  方案一:重力循环双管式系统。

  方案二:机械循环单管异程式系统。

  方案三:机械循环单管同程式系统。

  根据以下原则进行技术和经济比较:

  原则一、热媒的选择:热水供暖与蒸汽供暖的比较。

  蒸汽供暖系统的设计和布置都比较复杂且其维护和维修费用较大。对该三层办公楼,只需要设计一个小型的供暖系统,选用热水供暖系统比较经济合理。

  原则二、热媒温度的选择。

  =95℃ =70℃

  原则三、供暖管网布置形式

  根据建筑物平面图,考虑到管网布置的经济合理并且易于设计计算,便于维护管理。该系统的管网布置如附图中的平面图和轴测图所示。

  原则四、供暖系统动力的选择

  由于楼梯间的热负荷相对于其它立管很小,选用重力循环系统很难达到水力平衡,因此采用将管道接到室外机械供暖管道上的形式。

  原则五、考虑到设计计算的方便,将供暖系统布置成单管顺流上进下出同程式系统。

  原则六、经济比较

  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

  Y=2∏D×△D×∑L

  计算出各个系统的Y值,取其最小值。

  最后综合考虑三种方案的技术和经济,最终选择方案三——机械循环单管同程式系统。

  四、系统水力计算

  1、在系统轴测图上进行管段编号,并标注各管段的热负荷和管长。

  2、首先计算通过最远立管Ⅴ的的环路,确定出供水干管各管段、立管Ⅴ和回水总干管的管径及其压力损失。

  本设计采用推荐的平均比摩阻大致为60~120 Pa/m来确定最不利环路各管段的管径。首先根据公式确定各各管段的流量。根据G和选用的值,查设计手册,将查出的各管段d 、R 、v值列入水力计算表格中。最后算出最不利环路的总压力损失。入口的剩余循环压力,用调节阀节流消耗掉。

  3、用同样的方法,计算通过最近立管Ⅰ的环路,从而确定出立管Ⅰ、回水管各管段的管径及压力损失。

  4、求并联环路立管Ⅰ和立管Ⅴ的压力损失不平衡率,使其不平衡率在5%以内。

  5、根据水力计算结果,利用节点压力平衡原理,表示出系统的总压力损失及各立管的资用压力值。

  注意:

  ①、如果个别立管供、回水节点间的资用压力过小或过大,则会使下一步选用该立管的管径过粗或过细,设计很不合理。此时,应调整第一、二步骤的水力计算,适当改变个别供、回水干管的管段直径,使易于选择各立管的管径并满足并联环路不平衡率的要求。

  ②、针对本系统,由于楼梯间的立管上压力损失不易平衡,采用将个别管段管径调小和在个别管段上加截止阀的方法使之平衡。

  6、确定其它立管管径。根据各立管的资用压力和立管各管段的流量选用合适的立管管径。

  7、求各立管的不平衡率。根据各立管的资用压力和立管的计算压力损失,求各立管的不平衡率。不平衡率应在10%以内,若不平衡率过大,则应调整管径使之平衡。

  8、水力计算结果如表所示。

  9、南环路的水力计算和北环路类似。

  五、散热器片数计算

  1、根据公式计算各散热器的进、出水温度

  2、选用M—132型散热器

  传热系数为 W/㎡℃

  散热面积为 F=0.24 ㎡/片

  3、选用同侧上供下回安装方式,=1.0

  4、散热器安装在壁 内,上顶距窗台板40mm,=1.11.

  5、散热器片数计算

  说明:在计算散热器片数的时候,n的取值按四舍五入的原则选取的,楼梯间里只在一、二层间和二、三层间各布置一个散热器,由于楼梯间底层的散热器片数应该布置的比上面的要多,因此在计算楼梯间底层散热器片数时采取只入不舍的原则,而上部散热器的片数计算采取只舍不入的原则。

  六、系统优缺点评价

  本供热系统设计采用机械单管同程式系统,系统结构简洁,热负荷计算准确,水力计算也基本符合平衡要求。水力计算还不够精确,在楼梯间立管上为了平衡压力损失,加装了几个截止阀,使得系统初投资费用增大。并且由于所学知识有限,没有绘制出该系统的具体施工图。本系统还有很多地方有待改进!

  七、参考文献

  1、 王志勇、刘振杰主编 《暖通空调设计资料便览》中国建筑工业出版社 1993

  2、 贺平、孙刚主编 《供热工程 》中国建筑工业出版社 1993

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