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1、室内采暖课程设计指导书黑龙江八一农垦大学工程学院建筑环境与设备工程教研室第一部分 课程设计教学大纲课程设计名称：室内采暖课程设计课程设计学分：1.5课程设计时间：1.5周指导方式：集体辅导课程设计适用专业：建筑环境与设备工程服务课程名称：室内采暖工程服务课程编号：0232112服务课程学时：40服务课程学分：2课程设计教材及主要参考资料：1、采暖课程设计指导书2、供热通风设计手册陆耀庆主编.中国建筑工业出版社3、采暖通风与空气调节设计规范GB50019-20034、暖通空调制图标准GB/T50114-2001一、本课程的教学目的、基本要求及其在教学计划中的地位本课程的教学目的是培养学生运用所学
2、的暖通空调、流体输配管网课程的理论和技术知识解决实际问题，进一步提高运算、制图和使用资料的能力。通过设计，了解室内采暖系统的设计内容、程序和基本原则，巩固所学理论知识，培养利用这些知识解决实际问题的能力，逐步树立正确的设计观点。采暖课程设计是建筑环境与设备专业培养学生解决实际问题能力的一个重要的教学实践环节，在建筑环境与设备专业的教学计划中占有重要的地位和作用。二、课程设计内容及安排重点训练采暖设计热负荷及热指标的计算、散热设备选择计算、管道水力计算，掌握布置管道和附属设备选择的方法。三、课程设计考核方法及成绩评定采取答辩方式进行考核。四、其他要求1、说明书要阐述设计方案主要依据和基本计算公式
3、。说明书的文字要简练，字迹要工整、逐页编号。说明书中的图表要列名，并按照先后次序统一编号。说明书中要有以下几张表格：（1）房间围护结构耗热量计算表（2）散热器计算表（3）管路水力计算表、局部阻力系数统计表2、说明书所附图应正确、清晰，一般要有以下几张图：（1）管路水力计算简图（2）同程式系统要绘制压力平衡图3、绘制的图纸图面要清洁，图中各项内容符合制图要求，要有文字说明。要有以下图纸：（1）采暖系统平面图（2）采暖系统图第二部分 课程设计任务书一、目的课程设计是培养学生运用采暖通风与空调工程的理论和技术知识解决实际问题，构架设计方案，提高运算、制图和使用资料的能力的重要教学环节。通过设计了解室
4、内采暖系统的设计内容、程序和基本原则，巩固所学理论知识。并运用这些知识解决实际问题、逐步树立正确的设计观点。二、设计题目1.某学校采暖系统设计2.某学生宿舍采暖系统设计3.某办公楼采暖系统设计4.某单身宿舍采暖系统设计三、原始资料1、建筑物修建地点：北京、沈阳、长春、哈尔滨等地区的城市。2、土建资料：建筑物的平、立面图（见蓝图）3、其他资料：热源：独立锅炉房；资用压头：；设计供回水温度：；建筑物周围环境：室内、无遮挡。四、设计内容和要求（一）计算供暖设计热负荷1、查出设计有关的气象资料查出供暖室外计算温度，冬季室外平均风速，冬季主导风向及频率，冬季日照率。2、计算房间的供暖热负荷将房间编号，根
5、据房间用途确定室内供暖计算温度，计算或查出有关围护结构的传热系数并算出其面积，确定温差修正系数，算出各部分围护结构的基本耗热量。校核围护结构热阻是否大于最小热阻，计算围护结构的附加耗热量。要求计算一处外墙的传热系数并与手册上查得的数值对照；计算天棚的传热系数并校核其热阻是否满足低限热阻要求。分地带计算任一个拐角房间及与其相邻的另外一个房间的地面耗热量。其他房间的地面耗热量可不必分地带设计，直接查有关手册并得到其计算结果。采暖热负荷计算结果填入表1中。在表中除列出各个围护结构的耗热量之外，还应分行给出各房间的采暖热负荷。3、计算整个建筑物供暖热负荷及热指标先算出建筑物总采暖设计热负荷，它等于各房
6、间采暖设计热负荷之和。然后算出总建筑面积和体积。计算建筑物的采暖体积热指标和采暖面积热指标。（二）布置管道和散热设备、选择计算散热设备1、确定供暖管道系统的基本形式根据建筑物的用途、建筑结构的特点、对供暖系统的要求等确定供回水干管的位置、立管的形式。2、布置管道和散热器根据管道的布置原则在蓝图上布置干管和立管。3、计算散热器用量如采用等温降的计算方法，而且不考虑水在管道内的温降，则垂直式系统的各个立管或水平式系统的各条支路的温降等于系统入口的供回水温差。对双管系统可以根据设计的供回水温度直接算出散热器传热系数，然后计算散热器用量。单管系统则需依据立管热负荷及其分配来分别确立各层散热器的传热系数
7、。然后再计算散热器用量。不需组对的散热器直接选出规格，需组对的散热器要算出片数。计算结果填入表2。（三）管道的水力计算及附属设备的选择1、画出水力计算简图（按比例画轴测图）图中应注明各计算管段的编号、热负荷及管长。如图1所示，图中表示管段编号为1号，粗实线表示被标注的管段，引出的横线上方为该管段的采暖计算热负荷为；横线下方为该管段的长度。2、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，根据已知资用压头求平均比摩阻或用推荐的比摩阻计算最不利的环路。3、计算其他并联支路，并校核其不平衡率4、选择计算系统的附属设备和器具选择计算膨胀水箱、集气罐、引入口设备等。对第二、三部分的计算工作量
8、要求：因课程设计时间较短，管路系统如分几个环路时，为了减轻负担只要详细计算其中的一个。如为两个环路，详细进行其中一个较大环路的水力计算。在该较大环路中首先算最不利管路、然后计算其他各并联支路。并尽量使不平衡率符合要求。对另一个较小环路，只要求计算通过该较小环路中的最不利管路。选出干管管径，各并联支路的计算减免。详细计算的管路散热器详细计算。不详细计算的管道散热器计算亦减免。只要求注明每组散热器的负荷。如为四个以上环路，要求与上相同。只要选择两个较远、负荷较大环路来代替上述两个环路。对余下两个环路不作要求。将各管段的局部阻力系数统计后计入表3中，水力计算结果填入表4（等温降法用）、或表5（不等温
9、降法用）。（四）说明书的编制及图纸的绘制1、编写设计说明书设计说明书按设计内容依次编写，逐页编号，要求阐述明白，计算正确，应包括方案决定、设计计算等全部内容，计算部分可用表格形式。说明书采用纸张。标题采用三号黑体字、正文采用小四号宋体字，采用倍行间距。上边距，下边距，左边距，右边距，页眉为粗细两道横线，横线上为黑龙江八一农垦大学课程设计字样（宋体小号字）。页右下角为页码（宋体小号字）。2、绘制图纸图纸用计算机绘制。图面清洁、图中各项内容符合制图要求，应附有主要材料及设备用量表、图例、图中未表达的设计要求应附文字说明。（1）平面图图幅大小根据建筑平面图料选择，比例为1：100或1：200，规格应
10、尽量符合建筑制图标准的要求。图上应画出热源位置（或引入口）、室内地沟、干管、立管散热器、阀门（水平管上的）、固定支架、箱罐的位置。注明管径、坡度、立管编号等。标出每组散热器的片数或规格。平面图的张数以能反映系统的平面全貌为准。一般可画底、标准层及顶层三张平面图。表达出供、回水干管及各楼层散热器的情况。如二层以上建筑平面图与顶层相同也可只画底层及顶层平面图，将各标准层的散热器用量标在顶层平面图上。（2）系统图图幅大小参考平面图确定。比例1：100或1：200。图上应能从立体的角度反映系统的全貌。如系统较大时，可分环路画出。系统图重叠部分可采用断开画出。围护结构基本耗热量计算表 表1房间编号房间名
11、称围护结构传热系数室内计算温度室外计算温度室内外计算温差温差修正系数基本耗热数耗热量修正围护结构基本耗热量冷风渗透耗热量房间热负荷结构名称面积计算面积朝向修正风力附加修正值修正后的热量高度附加12345678910111213141516171819散热器计算表 表2每片散热器面积所在立管号房间号负担的热负荷进口水温出口水温热平均温度传热温差传热系数散热器面积计算片数修 正 系 数修正后取整片数备注组装片数连接形式安装形式片数12345678910111213141516局部阻力系数统计表 表3管段号管道规格局部阻力名称个数管段上的管路水力计算表 表4管段号备注1234567891011121
12、3管路水力计算表 表5管段号设计热负荷管径管长总阻力数的压力损失计算压力损失计算流量计算温降调整流量调整温降备注1234567891011121314第三部分 课程设计指导书本指导书结合设计任务书提出的设计内容和要求指出了设计中应考虑的原则和应注意的问题，对其中某些问题作了必要的说明。一般的设计原理，方法，及数据指明了参考书资料。绘图的要求见供热工程课程设计制图指导书。一、采暖设计热负荷计算（一）查气象资料根据采暖建筑物所在地区查参（1）、参（2）或参（3）。主要查出：1、供暖室外计算温度。用来计算供暖设计热负荷。采暖室外计算温度目前采用历年平均每年不保证5天的是平均温度，注意查最新手册或资料
13、。2、冬季室外平均风速。用来计算风力附加耗热量及冷风渗透耗热量。冬季室外平均风速系指累年最冷三个月各月平均风速的平均值。冬季室外最多风向的平均风速，应采用累年最冷三个月最多风向的各月平均风速的平均值。风向的频率指在一个观察周期内，某风向出现的次数占总次数的百分数。冬季最多风向及其频率，应采用累年最冷三个月的最多风向及其平均频率。风向分十六个方位。用四个字母E、S、W、N分别表示东南西北四个方向，其他方位用这四个字母组合（见图2）表示风的吹向，即风从外面刮来的方向。当风速小于时称为静稳，用字母C来表示 。各地区的主导风向可查参（1）。如哈尔滨冬季主导风向为SSW，即表示为南西南风。3、冬季日照率
14、。用来确定朝向修正率日照率系指在一个观察周期（全月）内，实测日照总时数占可照时数的百分率。（二）熟悉土建资料首先看懂建筑物的平、立、剖面图。图中用来计算热负荷的尺寸必须清楚，应知道围护结构的构造（各层的材料和厚度）。识图之后对所设计的建筑物的概貌有了解，如建筑物的地点、用途、方位、建筑物层数、各部分围护结构的主要特点等。（三）计算采暖设计热负荷采暖设计热负荷的计算应根据房间热平衡来计算。室内供热系统设计时，是按在冬季室外计算温度下连续计算温度下连续供暖来考虑的。设计时设计规范（参（1）中有明文规定的执行规范；无明文规定的可适当参考本地区、本单位的已有经验。首先分房间计算围护结构的耗热量，然后求
15、整个建筑物的热负荷。计算围护结构的耗热量所用公式详见参（2）、参（3）。基本耗热量算出之后再算其它各项附加耗热量。对一般工业与民用建筑物供暖负荷还要加上冷风渗透耗热量和外门冷风侵入耗热量。室内如有其他固定的散热面，如锅炉房的烟囱等，计算相关房间热负荷时应适当扣除一些供热量。计算各部分围护结构耗热量时取整数，每一房间的耗热量取到。传热系数取小数点后2位。传热面积的尺寸取小数点后2位。面积取小数点后1位。1、围护结构基本耗热量的计算计算围护结构基本耗热量时可把一些数据相同的围护结构耗热量分别算出来（如各种规格的门、窗耗热量。同一高度和厚度每米宽墻体的耗热量等）然后对不同房间将这些数据进行组合。围护
16、结构两侧温差小于时不计算传热量。（1）房间编号按一定顺序编号，号码应简单明了，并能反映出房间的楼层数及大致位置。尽量使各楼层方位和面积相同的房间编号后两数字相同。楼梯间不分层编号。有大走廊的建筑物，走廊和楼梯间分开编号，走廊可分层编号。（2）室内供暖计算温度根据房间用途查表参（1）、参（2），室内温度有一定的取值范围，可根据对采暖要求的高低等因素来定。建议一般取中值以及使相邻空间室内计算温差小于来选。（3）围护结构的热系数常见围护结构的传热系数可直接查手册，如参（2）；手册上查不到的值要进行计算。计算时注意材料的导热系数值要准确。一般材料的值可查参（1）；新材料的值应有实验数据。每一项围护结构
17、占表1中的一行。门、窗、外墙需在名称前冠以朝向。如北外窗表示朝北的外窗。地面如分地带计算耗热量，每一地带占有表1中的一行。有两面相邻外墙的拐角房间第一地带需多计算4平方米的面积。地面分保温地面与不保温地面。两者传热系数计算方法不同。如为直接铺设在土壤上的非保温地面，通过地面的耗热量可用房间整个地面的来简化计算。的值可查参（2），其中表6-3适用于拐角房间，其数值已考虑了第一地带面积的计算特点。表6-2适用于具有一面外墙的房间。使用时注意表中附注。计算天棚的传热系数并校核其热阻是否满足最小热阻的要求。注意建筑图上天棚的结构。如屋面有坡时校核最小热阻应按最小厚度处进行计算。计算天棚的耗热量时可按平
18、均厚度去计算天棚的传热系数。校核公式使天棚的实际传热热阻：式中：最小总热阻，；冬季室内计算温度，；冬季室外计算温度，；温差修正系数；围护结构内表面换热热阻，；室内空气温度与外围护结构内表面的允许温差。民用建筑走廊、小厅、厕所不设散热器采暖时，其采暖耗热量按设散热器采暖计算热负荷。然后分配到有门互相联通的房间内（按房间采暖热负荷比分配）。楼梯间如不采暖，与楼梯间相邻的内墙、内门变成外墙、外门。其采暖耗热量的计算方法不一。建议按外墙、外门计算相邻围护结构的耗热量。但考虑温差修正系数,其数值见参（2）。分户门的渗透耗热量和外门开启耗热量不计。应计算楼梯间外门渗透耗热量，按比例分配到各相邻房间中，下层
19、房间中分配比例大，上层房间中分配比例小。（4）传热面积计算时以建筑图为依据。注意建筑平面图上的尺寸一般是以轴线尺寸标注的，计算外墙传热面积时要按房屋外轮廓尺寸来计算。计算顶层房间外墙高度时要算到该层天棚的保温层上面。计算地面和顶棚传热面积时要按房屋内轮廓尺寸来计算。对平屋顶、顶棚面积按外轮廓尺寸计算。计算楼梯间外墙高度时要考虑楼梯间地面比室内低，而使其外墙高度增加。2、附加耗热量的计算（1）朝向修正率现行规范的数值为；见参（2），如图3，朝向表示地理方位。不同朝向修正率不同，同一个朝向有一定的取值范围。对日照率较大的地区取偏大的数值（东北地区纬度高、日照率大）。只对垂直的外围护结构进行修正，修
20、正其基本耗热量。根据表1中垂直外围护结构名称前的朝向直接查值；建筑物被遮挡时不进行朝向修正，因此要了解所设计建筑物的周围环境；进行朝向修正时要搞清实际建筑物的方位。课程设计时如图上无指北针，按上北下南来考虑。（2）风力修正率的数值一般为，见参（1）、参（2）、参（3），对高层建筑有进一步探讨；只对垂直的外围护结构进行修正。修正其基本耗热量，与朝向修正不同之处在于风力修正是使基本耗热量增加。（3）高度修正率见参（1）、参（2），高度修正加在风力和朝向修正后的耗热量上。楼梯间作为辅助用途的空间不考虑高度修正。对多层建筑因热压及系统形式等原因引起的供暖系统上热下冷的现象有些设计院用楼层修正率来考虑。
21、3、冷风渗透耗热量计算（1）冷风渗透耗热量应分别计入有关房间。计算方法见参（2）等。（2）冬季糊窗和钉门缝的地区房间的渗透耗热量暂不考虑。民用建筑阳台外门不考虑冷风渗透耗热量。4、冷风侵入耗热量（1）通过外门的冷风侵入耗热量有些书上也叫外门开启附加，计算方法见参（2）。外门冷风侵入耗热量以外门基本耗热量为基准乘以附加百分数。附加时可直接将附加值填入表1中外门耗热量的相应栏目中，并说明是外门开启附加。按暖通规范的规定，民用建筑阳台外门不经常开启不考虑冷风侵入耗热量。（2）计算楼梯间外门的冷风侵入耗热量时，外门附加率公式中的楼梯层数应为门所在位置以上（包括本层）建筑物的总楼层数。5、建筑物采暖热指
22、标的计算建筑物采暖热指标常用的有体积热指标及面积热指标。计算出上述两项热指标，并应对采暖体积热指标和面积热指标的大致范围有数量的概念。体积热指标用下式计算：式中：采暖体积热指标，；建筑物外围体积，。面积热指标按下式计算：式中：供热设计热负荷；供暖热指标 ；房间建筑面积。二、布置管道和散热设备、计算散热器1、布置管道和散热设备（1）布置管道及设计要求布置原则和细节见参（3），从设计的角度补充以下几点，供在定方案时参考。A、引入口或锅炉房的位置应考虑室内供暖系统分环的方便，环路的大小，尽量使各环路负荷及数值接近。引入口小室高度不得小于，宽度应能满足观察、调节维修的要求，小室内应安装有各种附件。B、
23、管道布置应尽量利用自然补偿。主立管与干管连接分环时尽量做成如图4形式，如环路过长必须设方形补偿器。民用、公用建筑宜将方形补偿器设在楼梯间、走廊或隔墙处。工业建筑方形补偿器围绕柱子设置。分支阀门的位置应躲开弯头，但尽量接近分支点。C、采暖房间楼梯间、管沟内管道应保温。D、如无特殊要求管道尽量不设室内地沟或减少室内管沟长度，以利维修管理。如住宅建筑一层有阳台门时要设管沟，管沟内管道低点应设放水阀。E、供暖管道不要与给排水管道等位置冲突。供暖管道不得穿烟囱、大便器。供暖管道穿基础、墙体、楼板应有套管。F、直径较大的主立管的位置要考虑尽量减少对室内空间合理利用的影响。G、布置立管时尽可能使立管双侧连接
24、散热器。而且使两侧散热器负荷接近。如为了双侧连接散热器使支管过长时可考虑增加立管，采用单侧连接散热器的形式。但需权衡两种方案的材料消耗问题。H、为便于施工，安装同一系统各立管、支管上的阀门宜用同一种类，以免给施工带来不便，甚至将阀门形式搞错，例如都用截止阀或闸阀。从提高水力稳定性和关闭较严密来看最好用截止阀。I、集气罐的放气管应拉到集气罐所在干管或支路末端热用户所在的用户厨房或厕所内，不宜拉到与集气罐互不相干的热用户厨房或厕所内，以利于及时放气。集气罐的个数及位置还要考虑使系统失水较少，当集气罐上部高度较大时，采用立式，否则采用卧式。住宅建筑多，属于后种情况。J、在管材耗量相同或增加不多的情况
25、下，尽量采用同程式系统。K、在下列情况下管道应予保温，要在设计说明中指出：必须保持输送一定热媒参数的管道。管道穿过不采暖房间或不采暖楼梯间时。管道敷设在地沟、闷顶或阁楼内时。在有易燃、易爆气体散发的车间内，热的管道可能引起气体燃烧或爆炸。管道温度高于，易使人烫伤处。由于管道表面散热，使房间温度过高时保温层外应有保护层。2、布置散热器与设计要求布置原则见参（3），从设计和便于施工的角度补充以下几点供参考：A、尽量明装，布置在窗下。平面位置不能与室内卫生设备、工艺设备、电气设备冲突。散热器的位置不能阻挡阳台门等通道的通行。装在壁龛时应比散热器的实际宽度多（即散热器每一侧突出），要核计窗台下的实际宽
26、度能否满足这一要求。B、窗台下的高度应能满足散热器的安装要求，非置地式散热器顶部离窗台下的高度应,离地可为。底层散热器安装高度应考虑回水管及跑坡，立管上安装阀门的连接等要求（见图5）。如不能满足图(a)的要求时，可将立管上的阀门安装到支管上，如图(b)所示。C、每组散热器的片数：细柱型（813）25片；粗柱型（M132）20片。长翼型6片。一个房间热负荷较大时应将散热器分成几组。分组时尽量考虑让同一立管两侧散热器的热负荷均衡。D、同一房间的散热器允许串联安装。在机械循环热水系统中串联管的直径应为，自然循环热水系统中应为，在蒸汽采暖系统中应比立管与散热器连接的支管管径大一号（但最大）。两组散热器
27、串联时近似认为热媒平均温度相同。E、楼梯间采暖时，散热器尽量布置在底层，底层布置不下时尽量布置在下半部分。注意楼梯间散热器标高往往与房间内的散热器标高不同。民用建筑通向楼梯间底层散热器的管道要躲开外门，以免冻坏。公用建筑楼梯间底层散热器及管道离外门要远些。F、散热器明装时其位置要考虑用户方便和少占有效建筑面积。G、设计时应对散热器表面处理及压力试验提出要求。H、一般情况下片式散热器不要横置。有翼（或肋）的散热器安装时翼要竖置，以充分发挥散热器的功能。3、散热器的计算散热器面积按参（3）公式计算。A、热媒平均温度的确定如采用等温降计算方法，而且不考虑管道散热引起的温降。对于双管热水系统。为系统计
28、算供回水温度的一半，而且对所有散热器相同。对于单管热水系统，每组散热器的与该散热器在立管中的位置，立管上总负荷及其分配有关。散热器面积计算应该在布置完散热器和立管后进行详细计算。用不等温降方法计算时，各立管供回水温度相同，回水温度不同，只有在管道水力计算完毕得出每根立管的温降之后，才能根据各立管的温降去计算散热器面积和片数。对于蒸汽系统。的确定见参（3）有关章节。B、本设计中，为简化计算，散热器负荷不扣除管道散热量。C、散热器的传热系数是否正确，直接影响散热器用量。最好有试验资料。如无厂家资料时可见参（3）附录2-1，2-2。D、几个修正系数的选用查参（3）附录2-3；查参（3）附录2-4；查
29、参（3）附录2-5；E、散热器片数零数的处理。上供下回式系统上层散热器片数的零数可以舍去。下层散热器片数的零数可进入。柱型散热器面积可比计算值小，翼型和其它散热器的散热面积可比计算值少。三、管道的水力计算计算方法及步骤见参（3）第四章：1、管道总阻力损失不要超过给定的作用压头。可以留的余量（或稍大些），当富裕值过大，需减小部分管子的直径。2、机械循环单管热水供暖系统可在系统各部分层数相同或相近时不考虑自然循环作用压力其值作为富裕值考虑。3、尽量在管径选择时使各环路、并联支路阻力平衡。如有差值，其不平衡率尽量在规定数值内。4、同程式系统各并联支路也要进行阻力平衡计算。其中间的立管可能处于不利地位
30、。5、立管上下、供回水支管上都有乙字弯等零件，水力计算时不要遗漏，三通的阻力损失分别计算到小流量管段上。6、用不等温降法计算立管时，如立管上局部阻力与参（3）附录4-6条件不一致时值应有变化。当不同环路阻力损失数值不同时要进行平差，直到使系统入口供回水温差为设计值为止。参考资料目录主要参考资料：1、采暖通风与空气调节设计规范GB50019-20032、陆耀庆等.采暖通风设计手册.2008年.中国建筑工业出版社 3、贺平、孙刚.供热工程.1993年.中国建筑工业出版社4、陆亚俊、马最良 、邹平华编著.暖通空调.2002年. 中国建筑工业出版社5、付祥钊、王岳人 、王元、梁栋编.流体输配管网.2001年. 中国建筑工业出版社6、陆耀庆等.实用供热、空调设计手册.1993年.中国建筑工业出版社7、李先洲 李景田.暖通空调规范实施手册.1999年.中国建筑工业出版社8、郭骏、邹平华.建筑采暖设计.1988年.中国建筑工业出版社9、陆耀庆主编.暖通空调设计指南.1996年.中国建筑工业出版社10、采暖与卫生工程施工及验收规范GBJ242-8211、暖通空调制图标准GB/T50114-200112、房屋建筑制图统一标准GB/T50001-200113、供热工程制图标准GJJ/T78-97.1998年.中国建筑工业出版社
