下面是范文网小编整理的XX办公楼冬季采暖系统设计毕业论文开题报告 供暖设计开题报告，供大家参考。
XXX 大学 毕业设计（论文） 某办公楼的冬季采暖系统设计 学 院 名 称 建 筑 学 院 专 业 名 称 建 筑 环 境 与 设 备 工 程 学 生 学 号 2019XXXX 学 生 姓 名 学 生 姓 名 指 导 教 师 教 授 姓 名 助 理 指 导 老 师 老师姓名 2020 年 12 月
摘 摘 要 此次设计为内蒙古包头市某办公楼的冬季采暖系统设计。采用散热器暖，目的是通过设计使该办公楼的冬季室内温度符合要求，本设计室内温度采取 18 oC，浴室采取 25 oC，更衣室采取 22 oC ，盥洗室、厕所、走廊采取 16 oC。系统以 85℃-60℃热水为热媒，采用上供下回双管异程式系统。散热器采用四柱 813 型铸铁散热器，散热器和室内供暖管道均采用明装，每个散热器均设置跨越管。总立管设在建筑物南北面的中部，到顶端后分为两个环路，坡度为 ，在每个环路末端立管最高端均装有集气罐。
本设计中首先计算采暖设计热负荷，随后根据算出的热负荷来对散热器进行选型和布置，并算出散热器片数，然后进行采暖系统的水力计算及附属设备的选择，最后根据建筑平面图画出采暖系统图。
关键词：采暖；热负荷计算；散热器；系统形式；水量计算。
ABSTRACT The design is heating system in winter of an office in the city of Baotou,Znner Mongolia aim that it uses radiator for heating is that makes the indoor temperature of the office building in winter meet the requiremengs through this design,the indoor temperature chooses 18℃,bathroom chooses 25℃,dressing room chooses 22℃,washroom,toilet and corridor chooses 16℃.The radiator chooses85℃-60℃ hot water as thermal coal and adopt upside feed and underside return flow double direct return system. The radiator chooses Four-columntype 813 cast iron radiators. Radiator and indoor heating piping adopt unfold install. Each radiator is provided with a crossover pipe. The main riser is devided into two loops which slope is at the top. At the end of each loop and the top of riser is provided with abstractair collector. In the design, I first calculate the heat and design heat load, select and arrange the radiator according to the heat load. And I calculate the number of radiator. Then the hydraulic calculation of heating system and the choice of auxiliary equipment are carried out. At last, I draw heating system diagram on the basis of architectural plans. Key Words: heating，heat load calculation，radiator，system form，water budget.
1 1 前言 设计目的 通过本次的课程设计，使自己拥有一定的采暖设计能力；了解一些相关的规范和条例；熟悉并掌握散热器采暖设计流程；同时使自己的思维更加的严谨，态度更加的认真，为以后的社会工作奠定扎实的基础。
设计意义 办公建筑是现代建筑中一种不可或缺的重要元素，随着现代科学技术的发展和我国市场经济的进步，高标准的办公建筑已经成为一个国家和城市经济文化发展的重要标记之一，是一个国家现代化程度和技术水平的标志，而其采暖方式应能适应办公建筑的功能需求，所以办公建筑采暖系统的设计至关重要。因此，努力研究探索办公采暖设计的优化途径，提高办公采暖的设计水平是我们所需完成的。
采暖系统的发展现状 因为所处地理位置，能源资源，经济水平的不同，各国采用不同的采暖方式，大体可分为热电联产集中供暖、全方位的供暖系统、电采暖、空调采暖、燃油或燃气采暖、地板辐射热采暖，而在我国主要采用市政热力管网、小区内锅炉集中供暖、中央空调系统供暖、地热采暖等。就办公建筑而言，多采用的是散热器采暖，其具有采暖舒适、即开即热、安装不受限等优点，但其会占用一定的建筑空间，而且不美观。
设计的技术要求 随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，采暖领域中新的设计方案大量涌现，针对同一个设计项目，往往可以有很多不同的设计方案可供选择，设计人员要进行大量的方案比较和优选工作，设计方案技术经济性比较正在成为影响采暖设计质量和效率的一项重要工作。如何对采暖设计方案进行科学的比较和优选，是我们采暖设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。
2 虽然对目前散热器采暖的现状有了一定程度的了解，我们设计过程中应尽量考虑系统的节能。此次设计中我们不仅要学会怎样全面、完整的去完成一个设计，包括设计步骤及计算结果，设计方案及计算要合理，而且还要求我们熟练的运用Auto CAD将我们的设计成果表达出来。要求我们不仅要有编写设计说明书的能力，而且要有熟练运用计算机画图的能力。除了对设计中基本的设计能力及作图能力的要求外，我们还应尽量使自己的设计合理，使我们的设计更加完美。
2 设计基本资料
3 毕业设计题目 包头市市某办公楼的室内采暖系统设计 工程概况 本工程为包头市某办公楼，建筑总高度为 米，层高为 米，本建筑总建筑面积为 平米，该办公楼功能齐全，内设各类办公室、会议室、宿舍、休息室、浴室、值班室以及盥洗室、厕所等房间，所有房间均需供暖。每层房间布置及结构尺寸详见建筑平面图、立面图和剖面图。
上部供水干管标高为顶层梁下 米，下部回水干管标高为- 米。
设计主要内容 计算采暖设计热负荷 1、查取与采暖设计有关的气象资料 2、计算各采暖房间的热负荷 （1）将各采暖房间分别加以编号 （2）计算各采暖房间围护结构的基本耗热量和附加耗热量 （3）计算各采暖房间的冷风渗透耗热量 （4）计算各采暖房间的冷风侵入耗热量 （5）计算各采暖房间的采暖热负荷 3、计算建筑物的总采暖热负荷及采暖面积热指标 建筑物的总热负荷等于各采暖房间热负荷之和；然后根据建筑物的建筑面积，计算采暖面积热指标。
布置采暖管道和散热设备；选择计算散热器 1、确定采暖系统形式，布置采暖管道和散热器 根据建筑物的用途、建筑结构的特点以及对采暖系统的要求等条件，确定采暖系统的形式。
4 2、布置采暖管道和散热器 确定建筑物热力入口位置，确定户内采暖系统入户装置位置，布置采暖系统的供回水干管、立管、散热器支管等管道系统，确定管道的敷设方式。布置散热器。
3、确定散热器型式及采暖系统其它设备装置的型式 确定散热器型式，确定建筑物热力入口中的热量表等装置的型式，确定散热器恒温阀等采暖系统附属设备的型式。
4、绘制采暖系统简图，并注明各计算管段的编号、热负荷及管长。
5、散热器选择计算 采暖系统的水力计算及附属设备的选择 1、根据采暖系统简图，确定和计算最不利环路 进行必要的分析与比较，确定出最不利环路，根据经济比摩阻计算最不利环路的管径和阻力损失。
2、计算其他并联环路的管径和阻力损失，并校核其不平衡率。
主要设计参数 冬季室内参数，具体参数见表 2-1 ：
表 2-1 室内设计参数表 房间功能 办公室、宿舍、休息室 浴室 更衣室 盥洗室 厕所 走廊 室内设计温度(℃) 18 25 22 16 16 16 冬季室外参数 查《采暖通风与空气调节设计规范 2001》，包头市冬季室外参数如表 2-2：
表 2-2 冬季室外参数表 冬季供暖计算温度（℃） - 平均风速（m/s） 最多风向平均风速（m/s）
5 大气压力（Pa） 冬季日照率（%） 71 最冷月平均相对湿度（%） 55 建筑外围护结构的传热系数见表 2-3 ：
表 2-3 外围护结构传热系数 外墙 K= W/（m 2 .oC） 外窗 K=2. 7W/（m 2 .oC） 外门 K=/（m 2 .oC） 屋面 K=/（m 2 .oC） 地面 K= W/（m2.oC），不保温地面 地面各地带传热系数见表 2-4：
表 2-4 分地带分各地带传热系数及热阻 地带 K W/ （m 2 .oC ） 第一地带Ⅰ 第二地带Ⅱ 第三地带Ⅲ 第四地带Ⅳ 各地带划分方法见图 2-1：
图 2-1 分地带法示意图 动力资料 热源：由换热站集中供给；
6 热媒：本工程采用 85℃-60℃热水，补水及定压均由小区换热站解决。
外网资用压力：办公楼入口外网资用压力为 1500Pa。
3 采暖系统设计热负荷
7 热负荷的组成 1、围护结构的基本耗热量（外墙、外窗、地面、屋面消耗的热量）； 2、围护结构的附加耗热量（朝向、风力、外门和高度的修正）； 3、冷风渗透耗热量 围护结构的基本耗热量 根据《暖通空调》第二版，围护结构稳定传热时，基本耗热量可按照公式（3-1）计算：
? ? ?s n jt AK Q ? ? t （3-1） 式中 jQ ——部分围护结构的基本耗热量，W； A——j 部分围护结构的表面积，㎡； K——j 部分围护结构的传热系数，W/（㎡·oC）； nt ——冬季室内计算温度，oC； st ——采暖室外计算温度，oC； ? ——围护结构的温差修正系数，见表 3-1 表 3-1 温差修正系数 a 值 围护结构特征 ? 外墙、屋顶、地面以及与室外想通的楼板 闷顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板等 与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙 1-6 层建筑 7-30 层建筑 与不采暖房间相邻的隔墙 不采暖房间有门窗与室外相通 不采暖房间无门窗与室外相通
8 不采暖地下室的楼板：
外墙上有窗 外墙上无窗 不采暖半地下室的楼板（在室外地坪以上超过 ） 外墙上有窗 外墙上无窗 由上表可得出，本设计的围护结构为外墙、屋顶、地面与室外相通，所以修正系数 ? 均取 房间的基本耗热量即所求房间的各围护结构（外墙、外窗、地面、屋面等）的基本耗热量的总和。
围护结构的附加耗热量 朝向修正率 《规范》规定对不同的垂直外围护结构进行修正。其修正率见表 3-2：
表 3-2 朝向修正率 朝向 修正率 北、东北、西北 0～10% 东、西 -5% 东南、西南 -10%～-15% 南 -15%～-30% 在本设计中，北向的修正率为：0%，东、西向的修正率为：-5%，南向的修正率为：-20%。
风力附加率 本设计中不考虑风力附加率，故取 0。
外门附加率
9 附加率见表 3-3 表 3-3 外门附加率（%） 建筑物性质 附加率 公共建筑或生产厂房的主要出入口 500 民用建筑或工厂的辅助建筑物，当其楼层为 n 时 有两个门斗的三层外门 有门斗的双层外门 无门斗的单层外门 60n 80n 65n 高度附加率 本设计中一到五层楼层高均为 ，故可以不考虑高度附加率。
门窗缝隙渗入冷空气的耗热量 查《暖通空调》第二版得冷风渗透耗热量可按公式 3-2 进行计算：
? ?h n pt C L Q ? ? t 278 . 0 ? （3-2） 式中 1Q ——为加热门窗缝隙渗入的冷空气耗热量，W； L——渗透冷空气量，m3/h，； Ρ——采暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3； pC ——空气定压比热，Cp=1kJ/(kg·℃); ht ——采暖室外计算温度，oC 本设计采用换气次数分进行计算，表 3-4 中换气次数是风量（m3/h）与房间体积（m3）之比，单位为 h -1 （次/h）。所以，房间渗入冷风量等于表中数据乘以房间的体积。
表 3-4 换气次数 房间类型 数 换气次数 h -1 一面有外窗的房间 两面有外窗的房间 ～
10 三面有外窗的房间 ～ 门厅 热负荷计算例题 以 101、201 室为例进行计算 （101 室）1.计算围护结构的传热耗热量 Q 1 （1） 北外墙 面积计算：×= 传热系数： 室内计算温度：18℃ 室外计算温度：-℃ 基本耗热量：
? ? ?s n jt AK Q ? ? t =××= 查表得西朝向的修正率为 0，所以修正值为 。修正后的热量为Q 1 =×1= （2） 北外窗 面积计算：×= 传热系数： 室内计算温度：18℃ 室外计算温度：-℃ 基本耗热量：
? ? ?s n jt AK Q ? ? t =××= 查表得西朝向的修正率为 0，所以修正值为 。修正后的热量为Q 2 =×1= （2） 西外墙 面积计算：×= 传热系数： 室内计算温度：18℃ 室外计算温度：-℃ 基本耗热量：
? ? ?s n jt AK Q ? ? t =××= 查表得西朝向的修正率为-5%，所以修正值为 。修正后的热量为Q 3 =×= （3） 地面 1 面积计算：7+= 传热系数： 室内计算温度：18℃ 室外计算温度：-℃
11 基本耗热量：
? ? ?s n jt AK Q ? ? t =××= 查表得地面的修正率为 0，所以修正值为 。修正后的热量为Q 4 =×1= （4） 地面 2 面积计算：×= 传热系数： 室内计算温度：18℃ 室外计算温度：-℃ 基本耗热量：
? ? ?s n jt AK Q ? ? t =××= 查表得地面的修正率为 0，所以修正值为 。修正后的热量为Q 5 =×1= 所以房间热负荷为 Q h = Q 1 +Q 2 +Q 3 +Q 4 +Q 5 = 2.计算房间的冷风渗透耗热量 查表的换气次数为 ，L 为 ××6= 包头地区的空气密度取 ρ=/m 3 比热容取 Cp=1kJ/(kg·℃) 所以冷风渗透耗热量 Q l =××××6××1×= 3.房间的采暖热负荷 Q= Q h + Q l = （201 室）1. 计算围护结构的传热耗热量 Q 1 （1） 北外墙 面积计算：× 传热系数： 室内计算温度：18℃ 室外计算温度：-℃ 基本耗热量：
? ? ?s n jt AK Q ? ? t =××= 查表得西朝向的修正率为 0，所以修正值为 。修正后的热量为Q 1 =×1= （2） 北外窗 面积计算：× 传热系数： 室内计算温度：18℃ 室外计算温度：-℃ 基本耗热量：
? ? ?s n jt AK Q ? ? t =××=
12 查表得西朝向的修正率为 0，所以修正值为 。修正后的热量为Q 1 =×1= （3）西外墙 面积计算：× 传热系数： 室内计算温度：18℃ 室外计算温度：-℃ 基本耗热量：
? ? ?s n jt AK Q ? ? t =××= 查表得西朝向的修正率为-5%，所以修正值为 。修正后的热量为Q 3 =×= 所以房间热负荷为 Q h = Q 1 +Q 2 +Q 3 = 2.计算房间的冷风渗透耗热量 查表的换气次数为 ，L 为 ××6= 包头地区的空气密度取 ρ=/m 3 比热容取 Cp=1kJ/(kg·℃) 所以冷风渗透耗热量 Q l =××××6××1×= 3.房间的采暖热负荷 Q= Q h + Q l = （502 室）1.计算围护结构的传热耗热量 Q 1 （1） 南外墙 面积计算：× 传热系数： 室内计算温度：18℃ 室外计算温度：-℃ 基本耗热量：
? ? ?s n jt AK Q ? ? t =××= 查表得西朝向的修正率为-20%，所以修正值为 。修正后的热量为Q 1 =×= （2） 南外窗 面积计算：× 传热系数： 室内计算温度：18℃ 室外计算温度：-℃ 基本耗热量：
? ? ?s n jt AK Q ? ? t =××= 查表得西朝向的修正率为-20%，所以修正值为 。修正后的热量为Q 1 =×
13 （3） 屋顶 面积计算：× 传热系数： 室内计算温度：18℃ 室外计算温度：-℃ 基本耗热量：
? ? ?s n jt AK Q ? ? t =××= 查表得西朝向的修正率为 0，所以修正值为 。修正后的热量为Q 1 =×1= 所以房间热负荷为 Q h = Q 1 +Q 2 +Q 3 +Q 4 = 2.计算房间的冷风渗透耗热量 查表的换气次数为 ，L 为 ××= 包头地区的空气密度取 ρ=/m 3 比热容取 Cp=1kJ/(kg·℃) 所以冷风渗透耗热量 Q l =××××××1×= 3.房间的采暖热负荷 Q= Q h + Q l = 建筑物总的热负荷为：.6862W 其他房间的热负荷计算见附表 1 热负荷汇总表 一层房间热负荷汇总 房间 荷 热负荷 W 房间 荷 热负荷 W 房间 荷 热负荷 W 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110-111 112-113 114-115 116 117 118 120
14 二层房间热负荷汇总 房间 荷 热负荷 W 房间 荷 热负荷 W 房间 荷 热负荷 W 201 202 203 204 205 206-207 208 209 210-211 212 213 214 215-216 217 218-219 三层房间热负荷汇总 房间 荷 热负荷 W 房间 荷 热负荷 W 房间 荷 热负荷 W 301 302 303 304 305 306-307 308 309 310-311 312 313 314 315-319 320 321-322 四层房间热负荷汇总 房间 荷 热负荷 W 房间 荷 热负荷 W 房间 荷 热负荷 W 401 402 403 404-406 407 408
15 409 410 411 412-416 417 418-422 423 424-425 五层房间热负荷汇总 房间 荷 热负荷 W 房间 荷 热负荷 W 房间 荷 热负荷 W 502 503 .57 504 505-506 507 508 509 510 511 1-2 层楼梯间 2-3 层楼梯间 2-3 层楼梯间 2-3 层楼梯间 932 计算热指标 1. 热指标计算公式 3-3：
FQX ? （3-3） 式中 X——面积热指标； F——建筑物总面积。
2.建筑面积：F= 2 所以 X=.6862/=/ m 2 表 3-5 民用建筑的热指标 建筑类型 X （W/ m 2 ） ） 建筑类型 X （W/ m 2 ） ） 住宅 别墅 50～70 100～125 图书馆 幼儿园 65～90 75～120
16 办公 医院 实验楼 旅馆 影剧院 58～81 65～95 68～98 60～85 90～120 学校 商店 礼堂 食堂 体育馆 60～80 65～100 100～160 85～140 80～150 比较得计算所得的热负荷指标要小于规范规定的。原因是本设计所算出的热负荷、热指标等和规范存在一定的误差，其次是因为计算存在误差。
4 散热器的选型与计算 散热器的选择
17 散热器是最常见的室内供暖系统末端散热装置，其功能是将供暖系统的热媒（蒸汽或热水）所携带的热量，通过散热器壁面传给房间。散热器的选择，主要按一下几点进行考虑：
1 热工性能方面的要求 2 经济方面的要求 3 安装、使用和生产工艺方面的要求 4 卫生和外观方面的要求 5 使用寿命的要求 综合考虑，本设计采用铸铁四柱 813 型（带腿）散热器，该散热器的具体参数见表 4-1 表 4-1 四柱 813 型散热器参数 型号 散热面积（ （m 2 /片） 水容量（1/片） 重量（ （kg/片） 工作压力（ （MPa ） 热水热媒当△ △t= oC的 时的 K 值 值〔 〔W/（ （m 2 ·oC ）〕 不同蒸汽表压力（MPa） ）的 下的 K 值〔W/ （m 2 ·oC〕 ）〕 ≥ 四柱813 型（带腿） 8 其中传热系数计算见公式 4-1 302 . 0t 237 . 2 ? ? K W/ （m 2 ·oC） ） （4-1） 根据《简明简明设计手册》查得：一般散热器底部距地面不小于 60mm，通常取150mm，顶部距窗台板不小于 50mm,背部与墙面净距不小于 25mm。
散热器的布置 根据《暖通规范》，散热器的布置应遵循以下原则：
18 1.为了达到室内供暖效果，散热器一般安装在外窗的窗台下，这样，沿散热器上升的对流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。
2.为防止冻裂散热器，双层外门的外室、门斗内，均不准设置散热器。在楼梯间或其他有冻结危险的场所，其散热器应由单独的立、支管供热，且不等装设调节阀。
3.楼梯间的散热器，应尽量布置在底层，当散热器数量过多，可适当地设在其他层，参照表 4-2 规定布置。
表 4-2 楼梯间散热器分配比例（%） 建筑物总层数 安装层数 一 一 二 二 三 三 四 四 五 五 六 六 2 65 35 3 50 30 20 4 50 30 20 5 50 25 15 10 6 50 20 15 15 7 45 20 15 10 10 》8 40 20 15 10 10 5 4.每组散热器的片数或长度，不应超过下述规定：M-132—20 片，四柱、五柱型—25 片，长翼型—7 片，圆翼型—4m，钢串片、板型、扁管式—。
5.散热器一般应明装，布置简单，传热效果好。内部装修要求较高的公共与民用建筑，按建筑装饰要求可采用安装。托儿所和幼儿园应暗装或加防护罩，以防烫伤儿童。
6.在垂直单管或双管热水供暖系统中，同一房间的两组散热器可以串联连接；贮藏室、盥洗室、厕所和厨房等辅助用室及走廊的散热器，可同邻室串联连接。
7.散热器的外表面，应刷非金属涂料。
综合考虑，本设计中散热器采用安装在墙龕内，与墙龕顶部距离 80mm，散热器的连接方式为同侧上进下出。
19 散热器的计算 查《暖通空调》得，散热器的传热系数按公式 4-2 计算：
? ? bR mbt t a t a K ? ? ? ? 或Brt c Q ? ? （4-2） 式中 rQ ——散热器的散热量，W； K——散热器的传热系数，W/（m 2 ·oC）； a、b、c、B——回归实验结果得到的散热器传热系数特性系数； mt ——散热器的热媒平均温度，oC； t ? ——散热器热媒平均温度 t m 与室内空气温度 t R 之差， Ro itt t??? ?2t it 、ot ——分别为散热器进、出口水温，oC； Rt ——室内空气温度，oC。
散热器的散热面积按公式 4-3 计算：
3 2 1? ? ?t kQA?? （4-3） 式中 A——散热器计算面积，m 2 ； Q ——采暖设计热负荷，W； 1? ——散热器的片数修正系数，见表 4-3； 2? ——散热器的连接方式修正系数，见表 4-4； 3? ——散热器的安装形式修正系数，见表 4-5。
表 4-3 散热器组装片数修正系数1? 每组片数 〈 〈6 6 ～10 11 ～20 〉 〉20 β 1 见表 4-4 散热器连接形式修正系数2? 连接形式 同侧上进下出 出 异侧上进下出 出 异侧下进下出 出 异侧下进上出 出 同侧下进上出 出
20 四柱 813 型 M-132 型 长翼型（大60） 表 4-5 散热器安装形式修正系数3? 装置示意 装置说明 系数 β 3 散热器安装在墙龕内 当 A=40mm 时，β 3 = A=80mm 时，β 3 = A=100mm 时，β 3 = 散热器片数按公式 4-3 计算：
fFn?? ? （4-4） 式中 f 是散热器每片的散热面积。
根据计算出的片数，查表 4-3 可得出 β 1 的实际值，实际散热面积为：
1? ? ? ? F F 从而，可得出实际采用的散热器片数：
fF? ? n 散热器计算例题 已知：101 房间热负荷为 Q=，散热器进口温度为 85 oC，出口温度为 60 oC，Ro itt t??? ?2t=（85+60）/2-18= oC 由表 4-2 得，对四柱 813 型（带腿）散热器 302 . 0t 237 . 2 ? ? K =×（） = W/（m 2 ·oC） 修正系数：
21 散热器组装片数修正系数，先假定1? =； 散热器连接形式修正系数，查表 4-4，2? =； 散热器安装形式修正系数，查表 4-5，3? =； 根据公式 3 2 1? ? ?t kQA?? =（/×）×××= 2 四柱 813 型（带腿）散热器每片散热面积为 2 （由表 4-2 得），计算片数 n′为：
28 . 0nA? ? = 片≈16 片 查表 3-3，当散热器片数为 11～20 片时，1? =， 因此，实际所需散热器面积为：
1nn??? =/=片 去整数，应采用四柱 813 型（带腿）散热器 16 片。
其他散热器片数的计算见附表 2 散热器片数汇总表 一层散热器片数汇总 房间 片数 房间 片数 房间 片数 101 16 102 11 103 10 104 36 105 32 106-107 11 108 17 109 27 110-111 10 112-113 21 114-115 10 116 27 117-118 19 120 40 二层散热器片数汇总 房间 片数 房间 片数 房间 片数 201 13 202 9 203 8 204 29 205 26 206-207 9
22 208 13 209 20 210-211 8 212 17 213 16 214 17 215-216 8 217 20 218-219 16 三层散热器片数汇总 房间 片数 房间 片数 房间 片数 301 13 302 9 303 8 304 29 305 26 306-307 9 308 13 309 12 310-311 8 312 17 313 8 314 16 315-319 8 320 12 321-322 16 四层散热器片数汇总 房间 片数 房间 片数 房间 片数 401 13 402 9 403 8 404-406 9 407-408 8 409 19 410 23 411 12 412-416 8 417 16 418-422 8 423 12 424-425 16 五层散热器片数汇总 房间 片数 房间 片数 房间 片数 502 12 503 121 504 23 505-506 24 507 31 508 13 509 11 510 25 511 12 4 到 5 层 楼梯间 8 3 到 4 层 楼梯间 13 2 到 3 层 楼梯间 22
23 1 到 2 层 楼梯间 46 5 采暖系统形式的确定
24 采暖系统的选择应从热媒、循环动力、管道敷设方式、、系统供回水方式以及热水采暖的基本要求等几大方面进行考虑 热媒的选择 采暖系统常用的热媒有蒸汽和热水。用热水作为热媒把室内的空气温度加热来达到采暖目的的全水系统称为热水采暖系统。在我国北方地区普遍采用热水采暖系统，其与蒸汽采暖相比较有以下优缺点：
优点：
（1） 运行管理简单，维护费用较低。
（2） 能够有多种调节方法，例如可根据室外温度的变化调节采暖供、回水温度。
（3） 供暖效果好。热水采暖能使室内空气温度较长时间的处于均匀水平，连续供暖时，室内的温度波动幅度较小，比起蒸汽采暖而言，舒适度要提高很多。
（4） 管道设备锈蚀较轻，使用寿命长。
缺点：
（1） 热水采暖系统散热设备传热系数较低，供热量相同的情况下，需要的暖气片片数较多。
（2） 输送热媒消耗的电能比较多。
从各方面来看，热水采暖系统更有利与节能、环保、提高舒适度、维修、使用寿命长，而且其被广泛应用于民用和公共建筑采暖中。因此，本设计采用热水采暖系统形式。
循环动力的选择 按系统循环动力的不同，可分为重力（自然）循环系统和机械循环系统。靠水的密度差进行循环的系统称为重力循环系统;靠机械（水泵）力进行循环的系统，称为机械循环系统。
25 本设计工程为包头市某办公楼,建筑规模较小，综合考虑两种系统的特点，采用重力循环系统 管道敷设方式的选择 管道敷设方式可分为垂直式系统和水平式系统。
水平式系统：由于系统干管管径相比较垂直式系统要小，穿楼板的管道少，因此更有利于加快施工进度，而且室内立管暗装比较美观。但水平式系统中串联散热器的组数不能过多。
垂直式系统：
系统不需要考虑水平分区的问题，但容易产生竖向失调。在现代采暖设计中采用较为普遍。
综合考虑两系统的优缺点，本设计因不考虑分区，因此采用垂直式系统。
系统供回水方式的确定 采暖系统供、回水方式可分为单管系统和双管系统。
单管系统：相比较双管系统较节省管材、造价低、施工进度快，而且水力稳定性要比双管系统好，但如果采用 上供下回式系统，会造成底层散热器较多，布置起来难度较大。
双管系统：其可以单独调节散热器的散热量，而且系统管理十分方便，在现在的采暖设计中应有比较广泛。
热水采暖管道系统的形式：
（1） 上供下回式系统：是用的最多的系统形式，布置管道简单，排气顺畅。
（2） 上供上回式系统：立管下面都要设置放水阀，而且立管消耗管材量增加。
（3） 下供下回式系统：供水干管无效热损失较小，而且管路长，阻力损失大，有利于水力平衡。
（4） 下供上回式系统：也称为倒流式系统。
采暖系统按照各并联环路中水的流程，又可分为同程式系统和异程式系统。
26 同程式系统：各环路易于平衡，水利失调较轻，但有时耗费的管材较多。而且同程式系统中最不利环路不明确，当实际运行时同程式系统水力不平衡时不像异程式系统那样易于调整。
异程式系统：可节省管材，降低投资。但设计时需要设置好不平衡率。
综合考虑各种系统的特点，本设计供、回水方式采用上供下回双管异程式系统。
采暖系统的确定 综合确定，本设计采用重力式热水采暖系统，因不考虑分区问题，所以采用垂直式系统。本设计分为南、北两个系统，每个系统又分为两个循环环路，供、回水方式为上供下回双管异程式系统。其中回水干管均设置在北向（其中南向回水管在地沟内沿外墙敷设在南向中部汇合，再沿室内地沟引致北外墙，下降后引入管使用同一地沟出户）具体图示如下：
6 水力计算
27 水力计算的方法 水力计算是为了计算阻力损失，并与作用压头协调。热水采暖系统水力计算有等温降和不等温降两种方法。
等温降法既可用于异程式系统，也能用于同程式系统。该方法计算起来简便，但由于实际管材直径的规格限制，不容易使环路间的阻力达到平衡。
不等温降法，不会因为环路阻力不平衡而造成冷热不均的水平失调现象。但计算过程较为繁琐。
本设计拟采用等温降水力计算方法。
水力计算步骤 （1）选择最不利环路 （2）计算通过最不利环路散热器的作用压力△P zh 重力循环双管系统通过散热器环路的循环作用动力的计算按公式 6-1：
? ?f g h f h zhP gH P P P ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （6-1） 式中 hP ? ——重力循环系统中，水在散热器内冷却所产生的作用压力，Pa； fP ? ——水在循环环路中冷却的附加作用压力，Pa； g——重力加速度，取 /s 2 ； H——所计算的散热器中心距锅炉中心的高差，m； h? ——回水密度，kg/m 3； g? ——供水密度，kg/m 3。
（3）确定最不利环路各管段的管径 d。
1）先求出最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻 R pj ，即公式 6-2: lPR pj????（Pa/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，Pa； ∑l——最不利循环环路或分支环路的管路总长度，m；
28 ? ——沿程损失占总压力损失的百分数。（重力循环热水采暖系统 α=50%） 2）根据各管段的热负荷，求出各管段的流量，即公式 6-3：
???? ?h gt Q G t 86 . 0x（kg/h） （6-3） 式中 Q——管段的热负荷，W； ?gt ——系统的设计供水温度，oC； ?ht ——系统的设计回水温度，oC。
根据算出的pjR 及环路中各管段的流量，查表可选出最接近的管径 d 和流速 v,比摩阻mR 。
（4）确定摩擦阻力 l R Pm y? . （5）确定局部阻力jP 1）确定局部阻力系数 ? （查表 6-1）。
表 6-1 热水及蒸汽供暖系统局部阻力系数 ? 值 局部阻 力名称 ζ 说明 局 部 阻 力 名称 称 在下列管径（DN/mm ）时的 ζ 值 15 20 25 32 40 》 》50
29 双柱散热器 铸铁锅炉 钢制锅炉 突然扩大 突然缩小 直流三通 旁流三通 合流三通 分流三通 直流四通 分流四通 方形补偿器 套管补偿器 以热媒在导管中的流速计算局部阻力 截止阀 旋塞 斜杆截止阀 闸阀 弯头 90°煨弯及 乙字弯 括弯 急弯双弯头 缓弯双弯头 2）根据流速v查表可得出动压头dP ? 值，根据d jP P ? ? ? ? ? ，求出局部阻力jP 。
（6）求各管段的压力损失j yP P P ? ? ? 。
（7）求环路额总压力损失，即 ） （j yP P P ? ? ? ? . （8）计算富裕压力值。
系统应有 10%以上的富裕度。富裕度按照公式 6-4 计算：
? ? ? ?% 1 0 0 %y??? ? ? ?? ?zhj zhPP P P （6-4） 式中 % ? ——系统作用压力的赋予率； zhP ? ——通过最不利环路的作用压力，Pa； ） （j yP P ? ——通过最不利环路的压力损失,Pa。
热水采暖系统其他分支循环环路独用管段（不包括共用管段）的计算压力损失与其资用动力的相对差额，不应大于±15%。
供水干管末端和回水干管始端的管径最小不宜小于 DN20，否则不利于排除管道内的空气。
30 在实际设计过程中，采暖系统最大允许的水流速不大于表 6-2 数值：
表 6-2 最大水流速 民用建筑 m/s 生产厂房的辅助建筑物 2 m/s 生产厂房 3 m/s 水力计算例题 首先根据建筑平面图，绘制出采暖系统图。然后将各管段进行编号并标明各管段的热负荷及管长，最后将系统所需的阀门等部件标在图上。具体如图 6-1：
（a）北面系统—西半部系统图 （b）北面系统—东半部系统图 （c）南面系统—西半部系统图 （d）南面系统—东半部系统图 图 6-1 系统水力计算图 注明：水力计算里所需查的水力计算表见《供热工程》附录 4-1，局部损失（动压头）值见《供热工程》附录 4-3。
下面以图 6-1 中（b）图为例进行水力计算 最远立管Ⅴ Ⅴ （1）最不利环路是从换热站依次进入管段 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，再经管段 17、18、19、20、21 进入换热站。办公楼入口外网资用压力为 1500Pa。
1)最不利循环环路的总长度∑ l=+++++++++1+++++= 比摩阻：pjR =×1500/=7Pa/m 以管段 1 为例：
流量：G=×.825 /25=/h 根据 G, pjR 查表，选择最接近pjR 的管径。查供热工程得：取管径为 DN80，用补插法计算，得出 v=/s，mR =/m
31 2)摩擦阻力 P y =mR l=×= 管段 2 的局部阻力系数， 查供热工程得管段 2 的局部阻力管件为换热站ζ 1 = 煨弯 90ζ 2 = 闸阀 ζ 3 = 所以 ζ= 根据已知流速 v 查供热工程得出动压头△P d =。
根据 P j =∑ζ×△P d 求得 P j =6×= 3）管段的压力损失△P=P y +P j =+= 4）环路的总压力损失△P=∑（P y+ P j ） 1-10 ， 17-21 =659Pa 5）△%=【△P Ⅴ1 -∑（P y +Pj） 1-10 ， 17-21 】/△P Ⅴ1 ×100%=（1500-659）/1500×100%=56 〉10% 富裕度满足要求，至此，A 1 环路完成计算，A 2 环路开始计算。
（2）立管Ⅴ第二层散热器环路的作用压力△P Ⅴ2 =1500Pa。
1） 管段 11，12 的总长度是 。
2） P 11,12 =△P Ⅴ2 -△P Ⅴ1 +∑（Py+Pj） 9 ， 10 =1500-1500+53=53Pa 3）确定通过立管Ⅴ第二层散热器环路中各管段的管径。
求资用压力，确定平均比摩阻pjR pjR =×53/=/m 4）用同样的方法，按 11 和 12 管段的流量 G 和平均比摩阻pjR ，确定管段的管径 d，将所得mR 、v 列于下表 5）求管段 14，15 的不平衡率。
x 2 =【△P 11 ， 12 -∑（Py+Pj） 11-12 】/△P 11,12 =（53-55）/53=—% 此相对差额在允许±15%的范围内。
（3）立管Ⅴ第三层散热器环路的作用压力△P Ⅴ3 =1500Pa。
1） 管段 13，14 的总长度是 。
2） △P 11 ， 13,14 =△P Ⅴ3 -△P Ⅴ1 +∑（Py+Pj） 8 ， 9,10 =1500-1500+71=71Pa 3） 确定通过立管Ⅴ第三层散热器环路中各管段的管径。
求资用压力，确定平均比摩阻pjR pjR =×71/=/m
32 4）用同样的方法，按 13 和 14 管段的流量 G 和平均比摩阻pjR ，确定管段的管径 d，将所得mR 、v 列于下表 5）求管段 13，14 的不平衡率。
X 3 =【△P 11 ， 13,14 -∑（Py+Pj） 11 ， 13 ， 14 】/△P 11 ， 13,14 =（71-70）/71=% 此相对差额在允许±15%的范围内。
（4）立管Ⅴ第四层散热器环路的作用压力△P Ⅴ4 =1500Pa。
1）管段 15，16 的总长度是 。
2）△P 11 ， 13 ， 15,16 =△P Ⅴ4 -△P Ⅴ1 +∑（Py+Pj） 7 ， 8 ， 9 ， 10 =1500-1500+107=107Pa 3）确定通过立管Ⅴ第四层散热器环路中各管段的管径。
求资用压力，确定平均比摩阻pjR pjR =×107/= Pa/m 4）用同样的方法，按 15 和 16 管段的流量 G 和平均比摩阻pjR ，确定管段的管径 d，将所得mR 、v 列于下表 5）求管段 15，16 的不平衡率。
x 4 =【△P 11 ， 13 ， 15,16 -∑（Py+Pj） 11 ， 13 ， 15,16 】/△P 11 ， 13 ， 15,16 =（107-100）/107=% 此相对差额在允许±15%的范围内。
最近立管Ⅰ Ⅰ （1） 立管Ⅰ第一层散热器环路的作用压力△P Ⅰ1 =1500Pa。
1）管段 22，23，24，25，26，27，28 的总长度是 19m。
2）△P 22-28 =∑（Py+Pj） 3-10,17-20 -△P Ⅰ1 +△P Ⅴ1 =409-1500+1500=409Pa 3） 确定通过立管 I 第一层散热器环路中各管段的管径。
求资用压力，确定平均比摩阻pjR pjR =×409/19=/m 4）用同样的方法，按 22-28 管段的流量 G 和平均比摩阻pjR ，确定管段的管径d，将所得mR 、v 列于下表 5）求管段 22-28 的不平衡率。
33 x 1 =【△P 22-28 -∑（Py+Pj） 22-28 /△P 22-28 =（409-416）/409=-% 此相对差额在允许±15%的范围内。
（2） 立管Ⅰ第二层散热器环路的作用压力△P Ⅰ2 =1500Pa。
1）管段 29，30 的总长度是 。
2）△P 29 ， 30 =△P Ⅰ2 -△P Ⅰ1 +∑（Py+Pj） 26 ， 28 =1500-1500+67=67Pa 4） 确定通过立管 I 第二层散热器环路中各管段的管径。
求资用压力，确定平均比摩阻pjR pjR =×67/=/m 4）用同样的方法，按 29，30 管段的流量 G 和平均比摩阻pjR ，确定管段的管径 d，将所得mR 、v 列于下表 5）求管段 29，30 的不平衡率。
x 1 =【△P 29,30 -∑（Py+Pj） 29,30 /△P 29,30 =（67-67）/67=0 此相对差额在允许±15%的范围内。
（3）立管Ⅰ第三层散热器环路的作用压力△P Ⅰ3 =1500Pa。
1）管段 31，32 的总长度是 。
2）△P 29 ， 31 ， 32 =△P Ⅰ3 -△P Ⅰ1 +∑（Py+Pj） 25 ， 26 ， 28 =1500-1500+113=113Pa 确定通过立管Ⅰ第三层散热器环路中各管段的管径。
求资用压力，确定平均比摩阻pjR pjR =×113/=/m 4）用同样的方法，按 31，32 管段的流量 G 和平均比摩阻pjR ，确定管段的管径 d，将所得mR 、v 列于下表 5）求管段 31，33 的不平衡率。
X 3 =【△P 29 ， 31,32 -∑（Py+Pj） 29 ， 31,32 /△P 29 ， 31,32 =（113-108）/113=%此相对差额在允许±15%的范围内。
（4）立管Ⅰ第四层散热器环路的作用压力△P Ⅰ4 =1500Pa。
1）管段 33，34 的总长度是 。
2）△P 29 ， 31 ， 33 ， 34 =△P Ⅰ4 -△P Ⅰ1 +∑（Py+Pj） 24-26 ， 28 =1500-1500+176=176Pa
34 求资用压力，确定平均比摩阻pjR pjR =×176/=/m 4）用同样的方法，按 33，34 管段的流量 G 和平均比摩阻pjR ，确定管段的管径 d，将所得mR 、v 列于下表 5）求管段 33，34 的不平衡率。
X 4 =【△P 29 ， 31 ， 33 ， 34 -∑（Py+Pj） 29 ， 31 ， 33 ， 34 /△P 29 ， 31 ， 33 ， 34 =（176-82）/176=% 此相对差额不在允许±15%的范围内。通过调节阀门来达到平衡。
立管Ⅳ Ⅳ （1）立管Ⅳ第一层散热器环路的作用压力△P Ⅳ1 =1500Pa。
1）管段 37，38，39，40，41，42 的总长度是 19m。
2）△P 37-42 =∑（Py+Pj） 6-10 ， 17 -△P Ⅴ1 +△P Ⅳ1 =188-1500+1500=188Pa 5） 确定通过立管Ⅳ第一层散热器环路中各管段的管径。
求资用压力，确定平均比摩阻pjR pjR =×188/19=/m 4）用同样的方法，按 37-42 管段的流量 G 和平均比摩阻pjR ，确定管段的管径d，将所得mR 、v 列于下表 5）求管段 37-42 的不平衡率。
x 1 =【△P 37-42 -∑（Py+Pj） 37-42 /△P 37-42 =（188-192）/188=-% 此相对差额在允许±15%的范围内。
（2）立管Ⅳ第二层散热器环路的作用压力△P Ⅳ2 =1500Pa。
1）管段 43，44 的总长度是 。
2）△P 43 ， 44 =△P Ⅳ2 -△P Ⅳ1 +∑（Py+Pj） 40 ， 42 =1500-1500+65=65Pa 3）求资用压力，确定平均比摩阻pjR pjR =×65/=/m 4）用同样的方法，按 43 和 44 管段的流量 G 和平均比摩阻pjR ，确定管段的管径 d，将所得mR 、v 列于下表
35 5）求管段 43，44 的不平衡率。
x 1 =【△P 43,44 -∑（Py+Pj） 43,44 /△P 43,44 =（65-63）/65=% 此相对差额在允许±15%的范围内。
（3）立管Ⅳ第三层散热器环路的作用压力△P Ⅳ3 =1500Pa。
1）管段 45，46 的总长度是 。
2）△P 43 ， 45 ， 46 =△P Ⅳ3 -△P Ⅳ1 +∑（Py+Pj） 39 ， 40 ， 42 =1500-1500+101=101Pa 3）求资用压力，确定平均比摩阻pjR pjR =×101/=/m 4）用同样的方法，按 45 和 46 管段的流量 G 和平均比摩阻pjR ，确定管段的管径 d，将所得mR 、v 列于下表 5）求管段 45，46 的不平衡率。
x 1 =【△P 43,45 ， 46 -∑（Py+Pj） 43,45 ， 46 /△P 43,45 ， 46 =（101-92）/101=% 此相对差额在允许±15%的范围内。
（4）立管Ⅳ第四层散热器环路的作用压力△P Ⅳ4 =1500Pa。
1）管段 47，48 的总长度是 。
2）△P 43 ， 45 ， 47 ， 48 =△P Ⅳ4 -△P Ⅳ1 +∑（Py+Pj） 38-40 ， 42 =1500-1500+121=121Pa 3）求资用压力，确定平均比摩阻pjR pjR =×121/=/m 4）用同样的方法，按 47 和 48 管段的流量 G 和平均比摩阻pjR ，确定管段的管径 d，将所得mR 、v 列于下表 5）求管段 47，48 的不平衡率。
x 1 =【△P 43,45 ， 47 ， 48 -∑（Py+Pj） 43,45 ， 47 ， 48 /△P 43,45 ， 47 ， 48 =（121-104）/121=14% 此相对差额在允许±15%的范围内。
立管Ⅲ Ⅲ （1）立管Ⅲ第一层散热器环路的作用压力△P Ⅲ1 =1500Pa。
1）管段的总长度是 19m。
36 2）△P=∑（Py+Pj） 5-10 ， 17-18 -△P Ⅴ1 +△P Ⅲ1 =300-1500+1500=300Pa 1） 确定通过立管Ⅲ第一层散热器环路中各管段的管径。
求资用压力，确定平均比摩阻pjR pjR =×300/19=/m 4）用同样的方法，按管段的流量 G 和平均比摩阻pjR ，确定管段的管径 d，将所得...
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