本文首先根據(jù)基本設(shè)計(jì)資料計(jì)算了三層辦公樓的熱負(fù)荷，然后根據(jù)熱負(fù)荷及建筑物的形式等條件，提出了三種供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案——重力循環(huán)雙管式系統(tǒng)、機(jī)械循環(huán)單管異程式系統(tǒng)、機(jī)械循環(huán)單管同程式系統(tǒng)，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較分析，選擇布置了供暖管網(wǎng)系統(tǒng)——機(jī)械單管同程式系統(tǒng)。繪制出了該系統(tǒng)的平面圖和軸測(cè)圖，還對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了水力計(jì)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(jì)算了散熱器的片數(shù)，并布置了散熱器。

　　一、 基本設(shè)計(jì)資料

　　1、建筑物各層平面圖。

　　建筑物各層計(jì)算層高：一層：3.2m 二層：3.0m 三層：3.2m

　　2、圍護(hù)結(jié)構(gòu)條件

　�、�、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/㎡℃

　�、邸㈨斉铮荷厦鏋橛型�板的瓦屋面

　　查設(shè)計(jì)手冊(cè)有， W/㎡℃ W/㎡℃

　　W/㎡℃

　　W/㎡℃

　�、堋⒌匕澹褐苯愉佋谕寥郎系牟槐�溫地面

　　根據(jù)劃分地帶法計(jì)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(jì)算長(zhǎng)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(wú)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(jì)算長(zhǎng)度：L=9.12m

　　3、氣象條件

　　北京市供暖室外計(jì)算溫度 = -9℃

　　北京市冬季室外平均風(fēng)速 = 2.8m/s

　　4、設(shè)計(jì)要求

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

　　二、熱負(fù)荷計(jì)算

　　1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量計(jì)算

　　2、冷風(fēng)滲透耗熱量計(jì)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(jì)算

　　外門冷風(fēng)侵入耗熱量： W

　　4、耗熱量修正

　　先進(jìn)行朝向和風(fēng)向修正，在進(jìn)行高度修正

　　5、房間總耗熱量計(jì)算

　　計(jì)算結(jié)果在附表中。

　　6、備注

　　熱負(fù)荷計(jì)算中，相鄰房間溫差小于5℃時(shí)不計(jì)算隔墻和樓板的傳熱量（如沒(méi)有計(jì)算房間之間、房間和走廊、房間和樓梯間之間的傳熱）。因?yàn)椋�在�?shí)際中，走廊里由于房間通過(guò)內(nèi)墻的傳熱使之可以保持熱平衡，并且對(duì)走廊的溫度要求不高，同時(shí)為了計(jì)算的簡(jiǎn)便，在走廊里沒(méi)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(jì)方案：

　　方案一：重力循環(huán)雙管式系統(tǒng)。

　　方案二：機(jī)械循環(huán)單管異程式系統(tǒng)。

　　方案三：機(jī)械循環(huán)單管同程式系統(tǒng)。

　　根據(jù)以下原則進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)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(jì)和布置都比較復(fù)雜且其維護(hù)和維修費(fèi)用較大。對(duì)該三層辦公樓，只需要設(shè)計(jì)一個(gè)小型的供暖系統(tǒng)，選用熱水供暖系統(tǒng)比較經(jīng)濟(jì)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(jì)合理并且易于設(shè)計(jì)計(jì)算，便于維護(hù)管理。該系統(tǒng)的管網(wǎng)布置如附圖中的平面圖和軸測(cè)圖所示。

　　原則四、供暖系統(tǒng)動(dòng)力的選擇

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

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

　　原則六、經(jīng)濟(jì)比較

　　通過(guò)對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的管長(zhǎng)L、管徑D以及厚度△D進(jìn)行估算，并進(jìn)行比較

　　Y=2∏D×△D×∑L

　　計(jì)算出各個(gè)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(jì)，最終選擇方案三——機(jī)械循環(huán)單管同程式系統(tǒng)。

　　四、系統(tǒng)水力計(jì)算

　　1、在系統(tǒng)軸測(cè)圖上進(jìn)行管段編號(hào)，并標(biāo)注各管段的熱負(fù)荷和管長(zhǎng)。

　　2、首先計(jì)算通過(guò)最遠(yuǎn)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(jì)采用推薦的平均比摩阻大致為60～120 Pa/m來(lái)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(jì)手冊(cè)，將查出的各管段d 、R 、v值列入水力計(jì)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(jì)算通過(guò)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(jì)算結(jié)果，利用節(jié)點(diǎn)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：

　�、�、如果個(gè)別立管供、回水節(jié)點(diǎn)間的資用壓力過(guò)小或過(guò)大，則會(huì)使下一步選用該立管的管徑過(guò)粗或過(guò)細(xì)，設(shè)計(jì)很不合理。此時(shí)，應(yīng)調(diào)整第一、二步驟的水力計(jì)算，適當(dāng)改變個(gè)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。

　�、凇⑨槍�(duì)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(gè)別管段管徑調(diào)小和在個(gè)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(jì)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(guò)大，則應(yīng)調(diào)整管徑使之平衡。

　　8、水力計(jì)算結(jié)果如表所示。

　　9、南環(huán)路的水力計(jì)算和北環(huán)路類似。

　　五、散熱器片數(shù)計(jì)算

　　1、根據(jù)公式計(jì)算各散熱器的進(jìn)、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(tái)板40mm，=1.11.

　　5、散熱器片數(shù)計(jì)算

　　說(shuō)明：在計(jì)算散熱器片數(shù)的時(shí)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(gè)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(jì)算樓梯間底層散熱器片數(shù)時(shí)采取只入不舍的原則，而上部散熱器的片數(shù)計(jì)算采取只舍不入的原則。

　　六、系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)評(píng)價(jià)

　　本供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用機(jī)械單管同程式系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，熱負(fù)荷計(jì)算準(zhǔn)確，水力計(jì)算也基本符合平衡要求。水力計(jì)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(gè)截止閥，使得系統(tǒng)初投資費(fèi)用增大。并且由于所學(xué)知識(shí)有限，沒(méi)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(jìn)！

　　七、參考文獻(xiàn)

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

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