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论文案例大全-平遥县汇丰生态园幼儿园供热工程设计
时间:2021-04-22 12:05:09

  本设计是对平遥县汇丰生态园幼儿园低温热水地板辐射采暖系统设计。这次设计的主要内容有幼儿园热负荷计算、采暖水系统的设计、管径确定等,为低温热水地板辐射采暖系统的铺设提供依据,为人们的日常生活提供更加舒适的热环境。

  低温热水地板辐射采暖是最近常见的供暖方法。它在减少热能消耗的同时,提高了热舒适程度,而且热稳定性好,美观、节省使用面积,在声环境、光环境及室内空气质量方面都有很大的改善。这些优点使它得到了高度的赞扬,推广的速度非常快,现在已经成为各城市集中供暖以及少数乡镇地区新建住宅的主要采暖方式。

  本工程为平遥汇丰生态苑三期工程幼儿园,总建筑面积:5479.80m2,地上4058.46㎡、地下1421.34㎡,一~三层为幼儿园,地下一层为储藏间,平遥气候条件属寒冷(A)区,采暖方式为低温地板辐射采暖系统,地下一层不供暖,幼儿园室内外高差为0.45m。所有楼层层高均为3.6m。钢筋混凝土框架结构,主外墙体采用300厚的加气混凝土砌块。

  伴随着中国经济的不断增长,人们的生活质量也逐渐提高,尤其建筑行业渐渐成为经济的重要发展点,建筑从功能性和舒适性也具有很大的进步。在供暖方面出现了很多创新型的供暖方式,其中低温地板辐射供暖系统以其良好的室内温度均匀性,没有风吹感,优秀的舒适型,符合人体的生理需求,还有能够优化室内使用面积等优点被人们广为赞扬,也加快了其推广速度。现已成为各城市集中供暖及部分乡镇地区新建住宅采暖的主要方式。

  目前,低温地板辐射供暖具有两种结构形式:低温热水地板供暖和发热电缆地板供暖。前者将低温水(30~60℃)通入埋置于构造层中的加热盘管(地暖专用管),与充当蓄热体的构造层进行热交换,并经过构造层的热量传递,由地板均匀地向室内发散辐射热量,同时在冷热空气的比重差作用下,使空气产生自然对流,进而产生理想温度分布的室内热空气,使室内环境达到人体最舒适的状态,达到供暖的目的。后者与前者的工作原理相同,只是热媒不同,其将发热电缆埋设在地面下,利用电力加热地面垫层而实现供暖。由于低温水地板供暖与发热电缆地板供暖相比,具有升温快、稳定性好,没有电磁辐射,安全经济等优点,它的使用更加广泛。得以迅速发展的主要原因是与传统供暖方式相比,低温地板辐射供暖具有以下几个优点:

  1、节能环保的低温热水地面辐射采暖系统。热传递有传导、辐射和对流三种方式,传导和对流都需要有冷热物体直接接触或通过与中间介质(水、空气等)接触才能进行;而辐射传热不需要与物体接触即可进行热量传递,热源将其内能转化为辐射能发射出去。同理,低温热水地面辐射采暖就是热水在地暖管中循环流动的过程中,将热量传导到地面,地面将热量辐射到整个房间,通过人体转化为热能从而得到温暖。这种辐射采暖的方式迅速直接,减少了中间环节,降低了传热成本,热效率得到有效提高。因此,水地暖系统可以用较低的室内设计温度便可以得到较高的室内温度采暖效果,降低室内供暖热负荷,节约采暖能耗。

  2、低温热水地面辐射采暖可提供恒温、恒湿、卫生、舒适的家居环境。低温热水地面辐射采暖一般采用全屋大面积低温供暖,室内温度均匀分布,不会有传统对流供热造成的干燥和闷热感。同时,水地暖系统以地面辐射散热为主,室内空气流动小,可有效避免室内灰尘飞扬,有利于室内环境清洁。另外,地面辐射供暖时,地面温度高于空间温度,达到“温足而凉顶”的舒适感,对人体血液循环、促进新陈代谢都有一定的作用。

  3、低温热水地面辐射采暖热稳定性好。水地暖系统的地面层及混凝土层蓄热量大,热稳定性极佳,即使间歇性供暖,室内温度也不会有明显变化。

  4、低温热水地面辐射采暖使用寿命长。水地暖系统将地暖管材埋设在地板下方,不易结垢、腐蚀,在没有人为损坏的情况下,使用寿命可长达50年之久。

  第一章工程原始资料

  一、基础资料

  1.气象资料:寒冷(A)区,建筑房间预设温度都为20℃,冬季采暖室外计算温度-11℃。

  2.土建资料:总建筑面积:5479.80m2,地上4058.46㎡、地下1421.34㎡,一~三层为幼儿园,地下一层为储藏间,建筑层高:所有楼层高度均为3.6米,室内外高度差为0.45米。结构类型:混凝土框架,外墙采用加气混凝土砌块。

  3.供暖要求:地上一道三层取暖,采暖方式为地板低温辐射采暖系统,地下一层不供暖

  第二章窗墙比和围护结构传热系数确定

  (一)窗墙面积比确定

  窗墙面积比汇总表:(以休息室为例)

  朝向 外窗面积(m2) 外墙面积(m2) 窗墙面积比 窗墙面积比

  规范限值

  南 9 23.76 0.38 0.50

  东 3.78 10.8 0.35 0.35

  西 3.78 10.8 0.35 0.35

  北 6.75 23.76 0.28 0.30

  注:窗墙面积比按以下公式计算:

  (二)建筑体形系数计算

  1.外表面积:

  南向:53.4×10.8+6.6×7.8=628.20㎡

  北向:39.6×10.8+20.4×7.8+12.3×3=623.70㎡

  东向:17.4×10.8+29.4×7.8+22.8×3=485.64㎡

  西向:40.2×10.8+6.6×7.8=485.64㎡

  屋面:1421.34㎡

  外表总面积:628.20+623.70+485.64+485.64+1421.34=3644.52㎡

  2.建筑物的体积:

  1132.92×10.8+288.42×7.8=14485.21(m3)

  3.体形系数(S):3644.52÷14485.21=0.25

  (三)确定设计方法

  由于该建筑各朝向的窗墙面积比以及体形系数都没有超过《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》DBJ04-242-2012第4.1.4条、4.1.5条的规定,所以设计方法采用“热工性能参数法”。

  (四)确定围护结构各部位的传热系数限值

  平遥的气候分区为寒冷A区,由《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》DBJ04-242-2012中4.2.2条的表4.2.2-4查得围护结构各部位传热系数限值分别是:屋面0.35、外墙0.45、窗户由“窗墙面积比计算表”中得知分别为东向:2.0、南向:2.0、北向:2.5,南向:2.0,非采暖地下室顶板0.50。

  (五)围护结构各部位保温做法的确定及传热系数的计算

  1.屋面

  平屋面选用130厚的岩棉板,经计算,传热系数为0.347,小于限值0.35。

  K=1÷=0.347

  2.外墙

  300厚加气混凝土砌块外墙选用30厚挤塑聚苯板保温材料,经计算,传热系数为0.42,小于限值0.45。

  K=1÷()=0.42

  3.窗户

  根据各朝向的窗墙比,从表4.2.1-3中查出各朝向外窗的传热系数限值分别为:东向:2.0、西向:2.0、北向:2.5,南向:2.0。

  当选用空气层为12厚单框中空玻璃塑钢窗时,窗的传热系数1.9,小于限值2.0。

  4、地下室顶板

  当保温层为75厚的岩棉板时,经计算传热系数为0.48,小于限值0.50。

  K=1÷(=0.48

  汇总表见附录A

  第三章采暖热负荷计算

  (一)供暖设计热负荷的计算

  房间的热负荷主要包括以下几部分:

  (3-1)

  式中,——围护结构耗热量;

  ——冷风渗透耗热量;

  ——冷风侵入耗热量;

  ——户间传热耗热量。

  在该幼儿园的设计中,只对地上得建筑进行供暖,底层的地下室不进行供暖。根据晋中市市标准采暖热负荷计算不应计算设有加热管道地面的耗热量。

  1.围护结构的耗热量

  围护结构的基本耗热量:

  (3-2)

  式中,——围护结构的传热系数,;

  ——围护结构的计算面积,;

  ——冬季室内空气的计算温度,℃;

  ——冬季室外空气的计算温度,℃;

  ——围护结构的温差修正系数;

  围护结构温差修正系数是根据围护结构与室外空气接触的状况对室内外温差采取的修正系数。

  表3-1围护结构的温差修正系数

  2.围护结构耗热量的修正

  修正包括三部分朝向修正、风力附加和高度附加。

  (1)朝向修正耗热量是考虑建筑物受太阳照射不同而对围护结构基本耗热量的的修正。其修正率为

  北、东北、西北 0~10% 东南、西南 -10%~-15%

  东、西 -5% 南 -15%~-30%

  (2)风力附加耗热量是室外风速变化而围护结构基本耗热量的修正。只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物,以及城镇、厂区内特别突出的建筑物,才考虑垂直外围护结构附加5%~10%。平遥县冬季室外平均风速为2.7m/s,所以不考虑风力附加。

  (3)高度附加耗热量是考虑房屋高度对围护结构耗热量的影响而附加的。《暖通规范》

  规定,民用建筑和工业辅助建筑的房间净高超过4m时,每高出1m应附加2%,但总的附加率不应大于15%。应注意,高度附加率,应附加于房间各围护结构基本耗热量和其他附加耗热量的总和上。该幼儿园办公楼楼所有房间高度均小于4m,故不考虑高度附加。

  在此只考虑朝向修正,修正率如下:

  北 10% 西 -5%

  东 -5% 南 -20%

  (二)冷风渗透耗热量

  冷风渗透耗热量是指把在风压和热压共同作用下通过门、窗等缝隙渗入室内的冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量。称为冷风渗透耗热量。冷风渗透散热量常用方法有缝隙法、换气次数法和百分数法。本设计用缝隙法。

  冷风渗透耗热量

  (3-3)

  式中,——冷风渗透耗热量(W);

  ——经门、窗隙入室内的总空气量,;

  ——供暖室外计算温度下的空气密度,;

  ——冷空气的定压比热,。

  经门、窗隙入室内的总空气量按式3-4计算

  (3-4)

  式中,——每米每小时缝隙入室内的空气量;的值根据冬季室外平均风速确定

  ——门窗缝隙的计算长度,m;

  ——渗透空气量的朝向修正系数。

  按照《暖通规范》规定,按下列规定的数值,选用不同朝向的修正率:

  北 1 西 0.4

  东 0.15 南 0.15

  (三)冷风侵入耗热量

  冷风侵入耗热量是指把由开启外门侵入的冷空气加热到室内温度所消耗的热量。

  按下式计算:

  式中,——外门的基本耗热量

  ——考虑冷风侵入的外门附加率,数据按下表采用

  外门附加率N值

  (四)户间传热耗热量

  由于每个房间预设温度都为20℃,所以户间传热耗热量不考虑

  (五)热负荷计算

  A、以下是首层热负荷计算过程

  首层相邻地下室,围护结构耗热量应该加入地面散热

  对于该幼儿园,东西朝向修正率取-5%,北向取5%,南向取-20%,风力附加和高度修均不予考虑。

  1.休息室

  (1)围护结构基本耗热量

  南外墙的面积为,传热系数,室内计算温度,室外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外窗的面积为,热系数,内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  (2)冷风渗透耗热量

  窗户高2.4米,窗户周长共26.7米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  2.休息室(二)、(三)、(四)

  (1)南外墙的面积为,传热系数,室内计算温度,室外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外窗的面积为,热系数,内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共26.7米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  3.活动室(一)、(二)、(三)

  (1)南外墙的面积为,传热系数,室内计算温度,室外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外窗的面积为,热系数,内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共26.7米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  4.活动室(四)

  (1)南外墙的面积为,传热系数,室内计算温度,室外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外窗的面积为,热系数,内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共26.7米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  5.卫生间

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  6.更衣室(一)、(二)、(三)

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  7.更衣室(四)

  东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  8.大厅和作品展示区

  (1)西外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共26.7米,渗透空气量的朝向修正系数0.4

  9.值班室

  (1)西外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共8.4米,渗透空气量的朝向修正系数1

  10.隔离室

  (1)北外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  东外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共8.4米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  11.晨检医务室

  (1)东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  东外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共8.4米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  12.音乐教室

  (1)北外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共48.6米,渗透空气量的朝向修正系数1

  13.备餐间

  (1)北外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共8.4米,渗透空气量的朝向修正系数1

  14.副食粗加工室

  (1)北外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共26.7米,渗透空气量的朝向修正系数1

  15.消毒间

  (1)北外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共14.1米,渗透空气量的朝向修正系数1

  16.冷库

  (1)北外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共14.1米,渗透空气量的朝向修正系数1

  17.男更衣室、女更衣室

  (1)东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共7.2米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  18.副食库

  (1)东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共14.1米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  19.主食库

  (1)南外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  地面传热系数以非采暖地下室顶板传热系数计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共6.3米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  B、以下是二层房间热负荷计算过程:

  二层房间不与地下室相连,所以不计算围护结构耗热量的地面传热

  对于该建筑物,东西朝向修正率取-5%,北向取5%,南向取-20%,风力附加和高度修均不予考虑。

  1.休息室(一)

  (1)围护结构基本耗热量

  南外墙的面积为,传热系数,室内计算温度,室外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外窗的面积为,热系数,内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  围护结构总耗热量

  (2)冷风渗透耗热量

  窗户高2.4米,窗户周长共26.7米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  2.休息室(二)、(三)、(四)

  (1)南外墙的面积为,传热系数,室内计算温度,室外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外窗的面积为,热系数,内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共26.7米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  3.活动室(一)、(二)、(三)

  (1)南外墙的面积为,传热系数,室内计算温度,室外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外窗的面积为,热系数,内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共26.7米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  4.活动室(四)

  (1)南外墙的面积为,传热系数,室内计算温度,室外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外窗的面积为,热系数,内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共26.7米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  5.更衣室(四)

  东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  围护结构总耗热量

  6.办公室(一)

  (1)西外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  围护结构总耗热量

  (2)西外窗户高2.4米,西外窗户周长共7.2米,渗透空气量的朝向修正系数0.4

  北外窗户高2.4米,北外窗户周长共26.7米,渗透空气量的朝向修正系数1

  7.办公室(二)

  (1)东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共21.9米,渗透空气量的朝向修正系数1

  8.阅览室

  (1)北外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共48.6米,渗透空气量的朝向修正系数1

  9.办公室(三)

  (1)北外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共8.4米,渗透空气量的朝向修正系数1

  10.多功能厅

  (1)北外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  屋顶散热量计算

  围护结构总耗热量

  (2)北外窗户高2.4米,窗户周长共75.3米,渗透空气量的朝向修正系数1

  南外窗户高2.4米,窗户周长共21.9米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  C、以下是第三层的热负荷计算过程:

  第三层围护结构耗热量没有地面传热,但是会增加屋顶散热,屋顶散热传热系数

  对于该建筑物,东西朝向修正率取-5%,北向取5%,南向取-20%,风力附加和高度修均不予考虑。

  1.休息室

  (1)围护结构基本耗热量

  南外墙的面积为,传热系数,室内计算温度,室外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外窗的面积为,热系数,内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  屋顶散热量计算

  围护结构总耗热量

  (2)冷风渗透耗热量

  窗户高2.4米,窗户周长共26.7米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  2.休息室(二)、(三)、(四)

  (1)南外墙的面积为,传热系数,室内计算温度,室外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外窗的面积为,热系数,内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  屋顶散热量计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共26.7米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  3.活动室(一)、(二)、(三)

  (1)南外墙的面积为,传热系数,室内计算温度,室外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外窗的面积为,热系数,内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  屋顶耗热量计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共26.7米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  4.活动室(四)

  (1)南外墙的面积为,传热系数,室内计算温度,室外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  南外窗的面积为,热系数,内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  屋顶散热量计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共26.7米,渗透空气量的朝向修正系数0.15

  5.卫生间

  屋顶散热量计算

  围护结构总耗热量

  6.更衣室(一)、(二)、(三)

  屋顶散热量计算

  围护结构总耗热量

  7.更衣室(四)

  东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  屋顶散热量计算

  围护结构总耗热量

  8.办公室(一)

  (1)西外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  西外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  屋顶散热量计算

  围护结构总耗热量

  (2)西外窗户高2.4米,西外窗户周长共7.2米,渗透空气量的朝向修正系数0.4

  北外窗户高2.4米,北外窗户周长共26.7米,渗透空气量的朝向修正系数1

  9.办公室(二)

  (1)东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  屋顶散热量计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共21.9米,渗透空气量的朝向修正系数1

  10.财务室、办公室(三)、(四)、(五)

  (1)北外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  屋顶散热量计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共12.6米,渗透空气量的朝向修正系数1

  11.办公室(六)

  (1)北外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  北外窗的面积为,热系数:内计算温度,室外设

  计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  东外墙的面积为,热系数,内计算温度,室

  外设计温度,温差修正系数,朝向修正系数:

  屋顶散热量计算

  围护结构总耗热量

  (2)窗户高2.4米,窗户周长共8.4米,渗透空气量的朝向修正系数1

  第4章地板辐射采暖设计

  幼儿园暖系统采用户式空气源热泵的分户独立采暖系统,空气源热泵机组自带换热器及热水循环泵,户内采用低温热水地板辐射采暖系统。

  (一)供回水系统的设计

  本设计采用热水作为热煤,根据各房间的单位面积耗热量,采用瓷砖类地面。供回水温度:供:50℃;回:40℃。

  管材:明装管选用热镀锌钢管,地下埋聚乙烯塑料管。

  单元立管是以住宅单元的用户为服务对象,向户内采暖系统提供热媒,一般放置于楼梯内单独设置的采暖管井中,有同程式和异程式。从结构形式上看,同程式立管到各个用户的管道长度相等,压降也相等,似乎更有利于热量的分配,但在实际应用时由于其无法客服重力循环压力的影响,将造成垂直失调,上冷下热,因此,单元立管采用异程式共用立管。

  水平干管是以民用建筑的单元立管为服务对象,向单元立管系统提供热媒,一般设置于建筑的采暖地沟中或地下室的顶棚下。有同程式和异程式。

  在同一平面上,没有高差,无重力循环附加压力的影响,同程式水平干管保证了到各个单元供水立管的管道长度相等,使阻力状况基本一致,热媒分配均匀,可减少水平失调带来的不利影响,因此,水平干管采用同程式。

  根据实际工程需要,低温热水地板辐射采暖加热盘管的敷设方式多种多样,但其

  敷设的原则有两个:一是尽可能使室内温度场分布均匀;二是简单便于施工。最为常

  用的布置方式有两种:回折型和平行型,如下图所示。

  图4-1回折型和平行型示意图

  回折型敷设方式施工时较平行型复杂,施工时取整个盘管的中心位置,按设计从中心向外铺,盘管的高温管段与低温管段相互间隔,使房间的温度分布均匀,适合于较宽敞的房间。

  平行型敷设方式简单,这种敷设方式的地面温度是随着水流动的方向逐渐降低,温度分布显然不如回折型均匀,但在实际施工时由于盘管所采用的塑料管材一般较硬,不适合小曲率半径弯曲,适合于房间内空间相对狭小的卫生间等处的敷设。

  在本设计中以回折型为主进行敷设,平行型辅助敷设。水管接入室内设置关断球阀。

  (二)加热盘管系统设计

  地板辐射供暖系统的加热管,一般采用热塑性塑料管、铝塑复合管或铜管,应用

  较为普遍的是热塑性塑料管。

  选择塑料管材时,应结合其工作温度、工作压力、使用寿命、可维修性、施工方

  便程度和环保性能等因素,进行全面综合考虑与经济技术比较。

  目前,工程实际中普遍认为最适宜作为辐射供暖加热管的管材,是PE-RT管PE-X管。下表给出了这两种管材的综合比较,以供选择。

  表4-1管道性能综合比较

  根据以上性能比较,本设计选用PE-RT管作为加热盘管。

  (三)地面构造的确定

  与土壤相邻的地面或楼板、绝热层、铝箔反射层、现浇层、防水层、干硬性水泥砂浆找平层、地面装饰层组成低温热水地板辐射供暖地面。固定地热加热盘管采用塑料管卡或用扎带绑扎在铁丝网上。其示意图见下图。

  图4-2低温热水地板辐射采暖地面构造示意图

  1.绝热层采用聚苯乙烯泡沫塑料板时,其厚度为:楼层之间楼板上的绝热层厚度>=20mm;与土壤或不采暖房间相邻的地板上的绝热层厚度>=30mm;与室外空气相邻的地板上的绝热层厚度>=40mm。

  2.铝箔反射层主要是发射来自热源侧的辐射,增强隔热效果,若允许地面双向散热设计时,亦可不设置反射层。

  3.现浇层一般是地热盘管敷设、固定后,由土建专业人员协助填充浇筑完成。

  4.防水层一般设置于卫生间、厨房等较潮湿,需作防水、防潮处理的房间,居室、卧厅可不设防水层。

  5.面层可采用地板、瓷砖、地毯以及塑料类砖装饰面材,在此选用瓷砖面层。

  (四)地面散热量

  地板表面传热有辐射传热和对流传热两种方式,辐射传热占主要地位,因此单位地面面积的散热量应按式4-1计算:

  (4-1)

  式中,——单位地面面积的辐射传热量,;

  ——单位地面面积的对流传热量,。

  虚构表面的温度近似为房间其他非加热面的面积加权平均温度,用式4-2计算:

  (4-2)

  式中,——室内非加热表面的面积加权平均温度,℃;

  ——室内非加热表面面积,;

  ——室内非加热表面平均温度,℃。

  由此得到单位地板表面与房间其他内表面间的净辐射换热量:

  (4-3)

  单位地面面积对流传热量由式4-4计算:

  (4-4)

  式中,——地表平均温度,℃;——供暖室内计算温度,℃;

  单位地面面积所需的散热量由式4-5计算:

  (4-5)

  Q为房间所需的地面散热量,;F为敷设加热管的地面面积,。

  4.2地面平均温度

  有两面外墙及以上的房间的对外传热面积较大,而卫生间的有效散热面积较小,所以,这几类房间的计算单位面积散热量较大。常规散热器采暖系统可以用增加暖气片数的方法加大散热量,地暖则由于地板面积的限制及地板表面温度的限制,不可以无限增加散热量。地面温度过高,人会觉得不舒适,而且容易造成地面开裂。盘管过稀,则室内温度波动较大,均匀性降低。为保证人体舒适感,地板采暖的辐射板表面即地面平均温度应满足一定的要求见表4-2。

  表4-2辐射体表面平均温度

  区域特征 宜采用的平均温度 温度上限值

  人员经常停留区域 25~27 29

  人员短期停留区 28~30 32

  无人停留区 35~40 42

  地表面平均温度可以用以下近似公式校核:

  (4-10)

  式中,q为单位地面面积的散热量,。若温度经校核,地面温度超出以上要求时,应改善建筑热工性能或设置其他辅助采暖设备,减少地面辐射采暖系统的热负荷。可采取以下几种方法:安装“浴霸”等散热工具;靠外墙附近地面盘管铺设密集一些;加强围护结构的保温性能等。

  表面温度取值应根据房间面积大小来确定,房间面积大时取小值,房间面积小时取大值。

  (五)管间距

  1.加热管间距

  加热管间距宜为100~300mm,沿围护结构外墙间距为120~150mm,中间地带为300mm左右。为使表面温度均匀,可以减小盘管间距,可以提高表面温度,加热管间距影响辐射板表面温度。

  2.盘管设计计算

  首层休息室房间设计计算,考虑全面辐射采暖与对流采暖系统的区别,以及根据房间使用性质确定的房间遮挡系数,确定修正系数为1。修正后的单位面积耗热量为34.3023W。

  管间距为ω=250mm,管径为D=20mm。

  各个房间管间距如附录B所示。

  总结

  针对平遥县汇丰生态园幼儿园供热工程设计,从工程的实用性、可行性进行分析,最终采用了确定了这次设计的方案。整个系统的运行和管理都比较容易,施工方便,运行费用低,热稳定性好。

  通过对平遥县气象及工程实例的分析,进行了该建筑的负荷计算,根据所求的负荷值,计算出了各个房间的负荷和流量,最后完成了此次设计。

  经过了近四个月的毕业设计,对本专业有了更深层次的理解,学习到了如何理论联系实际以更好地掌握所学知识,领会到了暖通专业的重要性,并养成了严谨、自立的学习态度,这对即将投入工作的我有很大的帮助。通过这次设计,有了更大的信心面对将来的工作与学习,不会辜负老师们对我栽培,,会以饱满的热情投入到社今后的工作中去。