大学实验室采暖设计设计说明书.doc

第1章 设计原始资料1.1设计题目 沈阳农业大学实验室采暖设计1.2设计原始资料1.建筑物所在地区：长春市2.建筑面积：303.583.面积热指标（实验楼）：54m2/w4.最高建筑物高度：最高1层 层高5.15m5.热媒及参数：设计供回水温度为：95/706.气象资料：室外计算温度-23供暖天数n =150。平均风速：5.1m/s第2章 供暖系统热负荷计算2.1设计资料2.1.1查出设计题目中建筑物所在地区的相关气象资料查实用供热空调设计手册，以下简称供热手册及供热工程。1、冬季室外计算温度的确定。采暖室外计算温度，应采用历年平均不保证5天的日平均温度，主要用于计算采暖设计热负荷。为减少投资起见，一般建筑不必按每年最冷那几天的热负荷进行设计，就是说，对于一些要求不很严格的建筑物，允许平均每年有几天室温稍低于设计温度，这在术语上叫做“不保证”。在采暖热负荷计算中，如何确定室外计算温度是非常重要的。单纯从技术观点来看，采暖系统的最大出力，恰好等于当地出现最冷天气时所需要的冷负荷，是最理想的，但这往往同采暖系统的经济性相违背。从气象资料中就可以看出，最冷的天气并不是每年都会出现。如果采暖设备是根据历年最不利条件选择的，即把室外计算温度定得过低，那么，在采暖运行期的绝大多数时间里，会显得设计能力富余过多，造成浪费；反之，如果把室外计算温度定得过高，则在较长的时间内不能保证必要的室内温度，达不到采暖的目的和要求。因此，正确地确定和合理的采用采暖室外计算温度是一个技术与经济统一的问题。采暖通风与空气调节设计规范GB 5001 9-2003(以下简称设计规范)所规定的采暖室外计算温度t适用于连续采暖或间歇时间较短的采暖系统的热负荷计算。2.1.2已知围护结构条件外墙：370砖墙，外表面涂料（白灰），厚度20mm；内墙：240砖墙，混合砂浆抹面，厚度20mm；外窗：塑钢单框双玻中空，尺寸1800x1800外门：铝合金地弹门，尺寸3000x2100地面：水泥砂浆地面；屋面：新型防水材料，采用二级防水，有组织排水；楼层高度：5.15m2.2围护结构的热工性能2.2.1热工的性能校核必要性供暖系统设计时对其建筑热工提出如下要求：实施供暖设计，在本着节能的基础上，使室温达到用户要求值；如果室温达不到设计值，相对湿度大时易产生结露现象；采暖不足时经常发生，墙面结露产生的黑色霉斑严重影响了住户的室内环境，破环装修，应加以避免，当设计供暖系统时对其建筑热工提出如下要求：1.围护结构热工性能应满足国家民用建筑节能设计标准及地方标准民用建筑节能设计标准实施细则的要求。经计算表明，对于“节能型建筑”如供暖有间歇，并不致使外墙内表面结露。2.墙及楼板的热工性能不应低于民用建筑热工设计规范第4.1.1条及现行采暖通风与空气调节设计规范中第3.1.4条围护结构最小热阻值的要求。由以上分析可见，有必要对外墙，内墙，及屋顶进行热工性能的校核。根据房间用途确定供暖计算温度如下：1、门厅 15；2、走廊 15；3、卫生间 15；4、实验室 175、教室 17。2.2.2计算围护结构传热系数1.墙的传热系数由下式求出： W/(·) （2-1） 式中：-围护结构内表面的换热系数，W/(·)；-围护结构外表面的换热系数，W/(·)。（1）外墙查表1-1，1-2，附录5得：围护结构内表面的换热系数： =8.7 W/(·)；围护结构内表面的换热系数: =23.2 W/(·)。外表面涂料（白灰抹面）导热系数： W/(·)。内表面混合砂浆抹面导热系数 : W/(·)。红砖墙导热系数: W/(·)。计算外墙传热系数，由式（2-1）得：= W/(·)（2）内墙= W/(·)2.屋面查阅相关资料，新型防水屋面材料为：JS防水涂料（水泥膨胀珍珠岩，150mm；水泥砂浆，20mm） SBS防水材料（沥青卷材20mm；空心板120mm）水泥膨胀珍珠岩导热系数: W/(·)。沥青卷材导热系数: W/(·)。水泥砂浆绕热系数: W/(·)。空心板导热系数: W/(·)。计算屋面传热系数： K=0.945 W/(·)。3.外门，外窗查附录6得： 塑钢单框双玻中空传热系数 K=3.49 W/(·)。外门：铝合金地弹门传热系数 K=6.4 W/(·)。 木门传热系数 K=4.65 W/(·)。4.地面查阅简明供热手册得：一级地面传热系数K=0.47 W/(·)。二级地面传热系数K=0.23 W/(·)。三级地面传热系数K=0.12 W/(·)。2.2.3确定围护结构的最小允许热阻（1）确定外墙传热系数围护结构内表面的换热系数：=8.7 W/(·)；围护结构内表面的换热系数: =23.2 W/(·)。外表面涂料（白灰抹面）导热系数： W/(·)。内表面混合砂浆抹面导热系数 : W/(·)。红砖墙导热系数: W/(·)。长春市供暖室外计算温度-23计算外墙传热系数，由式（2-1）得：= W/(·)该外墙的实际热阻 (·)（2）确定外墙的最小传热组该外墙的热惰性指标D查附录5 外墙水泥砂浆抹面蓄热系数 W/(·)；砖墙的蓄热系数 W/(·)；内表面混合砂浆蓄热系数 W/(·)D=6查表1-12 该外墙属于类围护结构，围护结构的室外计算温度为-23；查表1-11，供暖室内计算温度与围护结构内表面温度的允许差值为 供暖计算室外温度，-23；累计年最低日平均温度，-9.2计算得=0.650.66可见 该外墙满足保温要求。2.3房间热负荷计算1、计算房间的采暖热负荷 (1)将房间编号（已编号完毕，见CAD图 ）； (2)根据房间的不同用途，来确定房间的室内计算温度； (3)计算或查出有关围护结构的传热系数，计算出其面积； (4)确定温差修正系数； (5)计算出各部分围护结构的基本耗热量； (6)校核围护结构热阻是否大于最小热阻； （7）计算出附加热负荷以及冷风渗透耗热量，冷风侵入耗热量；(8) 计算出房间的实际热负荷。以101实验室为例计算围护结构耗热量查附录1，冬季室内计算温度。查附录3长春供暖室外计算温度。1. 计算围护结构的传热耗热量（1） 东北外墙 传热系数K =1.51 W/(·)；温差修正系数；传热面积。 东北外墙的基本耗热量为查表1-6，长春东北的朝向修正系数朝向修正耗热量为本实验基地建设在长春郊区，考虑风力附加，对其垂直外围护结构的基本耗热量附加10%风力附加耗热量本实验室高度为5.15m大于4m,需要进行高度修正，对其他修正耗热量的总和附加2%高度附加耗热量东北外墙的实际耗热量为（2） 东北外窗 传热系数K =3.49 W/(·)；温差修正系数，传热面积。东北外墙的基本耗热量为 朝向修正耗热量为风力附加耗热量高度附加耗热量东北外窗的实际耗热量为（3） 东北外墙 传热系数K =1.51 W/(·)；温差修正系数，传热面积。东北外墙的基本耗热量为 朝向修正耗热量为风力附加耗热量高度附加耗热量东北外窗的实际耗热量为（4） 地面 将实验室1的地面划分地带 第一地带：传热系数K1 =0.47 W/(·) 传热面积 第一地带传热耗热量 第二地带：传热系数K2 =0.23 W/(·) 传热面积 第二地带传热耗热量 第三地带：传热系数K3 =0.12 W/(·) 传热面积 第三地带传热耗热量 实验室1围护结构的总耗热量为1797.42+553.55+1983.01+266.96+93.84+10.56=4705.34W2、以计算实验室1房间为例，计算冷风渗透耗热量（按缝隙法计算）（1） 东北外窗 东北外窗的缝隙长度为 查附录7，长春的朝向修正系数东北方向n=0.35,高度修正系数 基准高度单纯风压作用下每米门窗缝隙进入室内的理论渗透空气量为 查表1-8，取，又取b=0.67根据，查得查附录3，长春基准高度冬季室外最多风向的平均风速因此，东北外窗的冷空气渗入量为 东北外窗的冷风耗热量为 因此，实验室1的总耗热量为（4705.34+99.40）W=4804.74W3、以107门厅为例，计算冷风侵入耗热量东北外门附加率为500%东北外门的冷风侵入耗热量为 注：热负荷计算见附表1 查附录1，冬季室内计算温度。查附录3长春供暖室外计算温度。 按照下式计算：101房间热负荷： 式中：K围护结构的传热系数，W/(·)； F围护结构的面积，； 围护结构的温差修正系数； 冬季室内计算温度，； 供暖室外计算温度，。第3章 散热器的选择及计算3.1散热器的选用采暖散热器是通过热媒将热源产生的热量传递给室内空气的一种散热设备。散热器的功能是将供暖系统的热媒（蒸汽或水）所携带的热量，通过散热器避面传给房间。经计算选用圆翼型(三排)3.2散热器的计算1、计算公式 (3-1)式中:散热器散热面积，； 散热器的散热量， W； 散热器内热媒平均温度，； 供暖室内计算温度，；， 散热器的传热系数，； 散热器组装片数修正系数； 散热器组连接形式修正系数； 散热器组安装形式修正系数。 由于系统采用的为同侧进出式，故=1.0。 选A=80m； =1.02。 计算散热器面积时，先取=1.00，但算出F后，求出总片数，然后再根据片数修正系统的范围乘以对应的值每组片数<66101020>200.9511.051.1散热器进出口水温的算术平均值 式中：散热器进水温度，；散热器出水温度，。1.计算各层散热器进、出口水温：2.算各层散热器内热媒平均温度 3.计算各层散热器计算温差 4.计算各层散热器的传热系数K值，查供热工程附录7知，圆翼型(三排)型散热器： 一层： =4.65 5.计算各层散热器的片数n,查供热工程附录2-1知 f=62/片 散热器的片数修正系数符合上表的要求，所以无需修正；若不符合，则按实际系数修正最后根据公式n=F/f(片)f每片散热器的散热面积m2查阅简明供热手册得知：圆翼型（三排）每片散热器散热量：523W圆翼型（三排）每片散热器散热面积：f13.2然后根据每组片数或长度，再乘以修正系数，最后确定散热片面积。对柱形散热器，散热面积减少，不宜超过0.1m2。注：散热器计算表见附录2房间编号房间热负荷安装修正系数连接修正系数片数修正系数散热器片数n散热器散热面积14804.741.02111013222726.541.021167532726.541.021167542726.541.021167552726.541.021167566530.101.021113179711641.081.0211233208761.211.0211221914526.251.021128398