【正文】 第1章 緒論濟(jì)南市教授花園小區(qū)熱網(wǎng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是完成濟(jì)南市教授花園小區(qū)的熱網(wǎng)設(shè)計(jì)任務(wù)。小區(qū)內(nèi)除一個(gè)幼兒園和一個(gè)會(huì)館外全部為住宅?？偨ㄖ娣e：237781㎡總供暖負(fù)荷：9558kW 按建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，居民住宅全部均采用節(jié)能建筑。熱負(fù)荷以采暖為主，不考慮通風(fēng)負(fù)荷及空調(diào)負(fù)荷。假定其中高層建筑和賓館全部設(shè)置儲(chǔ)水箱，在民用建筑和公用建筑中主要采用熱水采暖系統(tǒng) 設(shè)計(jì)圖紙、相關(guān)曲線圖以及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。圖紙包括：熱網(wǎng)管線平面圖、熱網(wǎng)管道系統(tǒng)圖、管線縱剖面圖、管線橫剖面圖、水壓圖、檢查室平立剖面圖、熱力站原理圖、熱力站平立剖面圖。曲線包括熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線圖、熱負(fù)荷延續(xù)圖、調(diào)節(jié)曲線、水泵選擇曲線。說(shuō)明書(shū)由全部設(shè)計(jì)步驟及計(jì)算和計(jì)算結(jié)果整理而成，其中包括原始資料、設(shè)計(jì)方案論證、設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)備及附件選擇、材料清單、設(shè)計(jì)施工說(shuō)明、工程概算以及專題論述等。 [2][3]供暖室外計(jì)算溫度：；采暖季天數(shù)（室外溫度+5℃的天數(shù)）：；采暖室外平均溫度: 。大氣壓力（冬季）：；冬季室外平均風(fēng)速：；最大凍土層深度：。 二級(jí)網(wǎng)供回水溫度：；室內(nèi)計(jì)算溫度：。 本設(shè)計(jì)采用直接連接，二級(jí)網(wǎng)采用地溝和直埋敷設(shè)。第2章 熱負(fù)荷及熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖集中供熱系統(tǒng)系統(tǒng)指的是以熱水或蒸汽作為熱媒集中向一個(gè)具有多種熱用戶的較大區(qū)域供熱的系統(tǒng)。集中供熱系統(tǒng)的熱用戶有供暖、通風(fēng)、熱水供應(yīng)、空氣調(diào)節(jié)、生產(chǎn)工藝等用熱系統(tǒng)。這些用熱系統(tǒng)熱負(fù)荷的大小及其性質(zhì)是供熱規(guī)劃和設(shè)計(jì)的最重要依據(jù)，因此設(shè)計(jì)前首先需要計(jì)算清楚各部分負(fù)荷的大小。在本設(shè)計(jì)中只計(jì)算出供暖熱負(fù)荷及高層建筑的熱水供應(yīng)熱負(fù)荷。用熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷，按其性質(zhì)分為兩大類，即季節(jié)性熱負(fù)荷和常年性熱負(fù)荷。季節(jié)性熱負(fù)荷與室外溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速和太陽(yáng)輻射熱等氣候條件密切相關(guān),起決定性作用的是室外溫度在全年中有很大的變化；常年性熱負(fù)荷主要取決于生活用熱和生產(chǎn)狀況,其日變化較大,而在全年的變化較小。由于是對(duì)集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，不具備較準(zhǔn)確的建筑物熱負(fù)荷資料，根據(jù)《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》：當(dāng)沒(méi)有建筑物設(shè)計(jì)熱負(fù)荷資料時(shí)，各種熱負(fù)荷可采用概略計(jì)算方法。對(duì)于熱負(fù)荷的估算，可采用體積熱指標(biāo)法或面積熱指標(biāo)法。由于采用體積熱指標(biāo)法，雖然物理概念明確清晰，但由于單位建筑面積熱指標(biāo)法計(jì)算簡(jiǎn)便，是國(guó)內(nèi)經(jīng)常采用的方法，而且在總結(jié)我國(guó)許多單位進(jìn)行建筑物供暖熱負(fù)荷的理論計(jì)算和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)工作的基礎(chǔ)上，我國(guó)《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》給出了供暖面積熱指標(biāo)的推薦值，所以本次設(shè)計(jì)采用該種方法。 采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷采暖熱負(fù)荷是城市集中供熱系統(tǒng)中最重要的負(fù)荷，它的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷占全部設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的80%90%以上（不包生產(chǎn)工藝用熱），采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的概算采用面積熱指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算[4]，其計(jì)算公式如下： （21）式中 ——采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，；——采暖建筑物的建筑面積，；——采暖熱指標(biāo)，；即每平方米建筑的供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。其推薦值見(jiàn)表21；表21 采暖熱指標(biāo)推薦值（）建筑類型住宅居住區(qū)綜合醫(yī)院托幼影視劇院商店未采取節(jié)能措施58~6460~6765~8095~11565~80采取節(jié)能措施40~4545~5555~7080~10555~70注1表中數(shù)據(jù)適合于我國(guó)東北、華北、西北地區(qū)。2熱指標(biāo)已包括5%的管網(wǎng)熱損失。由于該小區(qū)為新建小區(qū)，采用了較好的節(jié)能措施，故計(jì)算時(shí)采用上表中的采取節(jié)能措施的采暖推薦熱指標(biāo)[5]。本小區(qū)中所有的住宅建筑取40W/㎡ ，托幼取55 W/㎡，會(huì)館劇院取100W/㎡。詳細(xì)計(jì)算見(jiàn)附錄1。采暖全年耗熱量計(jì)算公式為： （22）式中 ——采暖全年耗熱量，； ——采暖天數(shù)，d； ——采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，； ——采暖室內(nèi)計(jì)算溫度，℃； ——采暖期平均室外溫度，℃； ——采暖室外計(jì)算溫度，℃。 代入數(shù)據(jù)，采暖全年耗熱量為： 全年總耗熱量計(jì)算公式為： （23）式中 ——全年總耗熱量，； ——通風(fēng)熱負(fù)荷耗熱量，；其它同上。 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得： 熱負(fù)荷圖是用來(lái)表示整個(gè)熱源或熱用戶系統(tǒng)熱負(fù)荷隨室外溫度或時(shí)間變化的圖。熱負(fù)荷圖形象的反應(yīng)熱負(fù)荷變化的規(guī)律。對(duì)集中供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和運(yùn)行管理，都很有用處。在供熱工程中，常用的熱負(fù)荷圖主要有熱負(fù)荷時(shí)間圖、熱負(fù)荷隨室外溫度變化圖和熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖。通過(guò)繪制熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖，能夠清楚的顯示出不同大小的供暖負(fù)荷在整個(gè)采暖季節(jié)累計(jì)耗熱量，以及它在整個(gè)采暖季節(jié)總耗熱量中所占的比重，這對(duì)于城市集中供熱規(guī)劃方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析時(shí)，具有十分重要的意義。熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖的特點(diǎn)是熱負(fù)荷不是按出現(xiàn)的先后順序排列，而是按其數(shù)值的大小排列。熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖需要有熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線和室外溫度變化的資料才能繪出。在熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖中，能夠清楚地顯示出不同熱負(fù)荷在整個(gè)采暖季中的累計(jì)耗熱量，以及在整個(gè)采暖季總耗熱量中所占的比例。本次設(shè)計(jì)中僅繪制出供暖熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖。在該圖中，橫坐標(biāo)的左方為室外溫度，橫坐標(biāo)的右方為供暖期延續(xù)天數(shù)；縱坐標(biāo)為供暖熱負(fù)荷。 用下式可求出某一室外溫度下的供暖熱負(fù)荷。 （24）式中 ——在室外溫度下的供暖熱負(fù)荷，W。 ——供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，W。 ——某一室外溫度，℃； ——供暖室外計(jì)算溫度，℃； ——室內(nèi)計(jì)算溫度，℃。根據(jù)上式的計(jì)算結(jié)果可繪制出熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線圖。圖21 熱負(fù)荷隨室外溫度變化曲線圖 查參考資料I可知濟(jì)南市的不同室外氣溫的延續(xù)時(shí)間如表22所示： 表22哈爾濱的不同室外氣溫的延續(xù)時(shí)間表等于或低于某一室外溫度的延續(xù)小時(shí)數(shù)（h）供暖期天數(shù)N（天）供暖室外計(jì)算溫度供暖期日平均溫度+5+3024671067254418731141706393165100在不同的溫度下，供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷如表23所示 表23 不同的溫度下，供熱系統(tǒng)的熱負(fù)荷表 溫度（）+5+302467熱負(fù)荷（KW）3823573568827646841191769558由以上數(shù)據(jù)可繪得熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間圖如圖22所示圖22 熱負(fù)荷延續(xù)時(shí)間第3章 供熱方案選擇 集中供熱的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約能源，改善社會(huì)環(huán)境。在工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)方案的確定是一項(xiàng)重要的、影響全局的工作。集中供熱系統(tǒng)形式的確定涉及到有關(guān)國(guó)民經(jīng)濟(jì)合理利用能源的問(wèn)題，同時(shí)還關(guān)系到熱源、熱網(wǎng)、熱用戶三者之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。熱網(wǎng)的平面布置，必須保證在熱網(wǎng)運(yùn)行安全可靠的同時(shí)，力求消耗材料少，投資省，其布置形式與熱源（熱電廠或鍋爐房）的位置、熱用戶的分布、熱負(fù)荷性質(zhì)等因素有關(guān)。熱網(wǎng)的平面布置型式，主要有枝狀布置、環(huán)狀布置、放射狀布置、網(wǎng)格狀布置四種方式，其中前兩種布置方式比較常見(jiàn)。下面主要介紹一下前兩種布置方式的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表31[7].表31 枝狀管網(wǎng)與環(huán)狀管網(wǎng)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比 管網(wǎng)形式優(yōu)缺點(diǎn)枝狀網(wǎng)路環(huán)狀網(wǎng)路優(yōu)點(diǎn)比較簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，并且運(yùn)行管理較方便，是最常見(jiàn)的形式。它的管徑隨著到熱源的距離增加而減小。具有供熱后備性能，運(yùn)行可靠安全。缺點(diǎn)沒(méi)有供熱的后備性能，即一旦網(wǎng)路發(fā)生事故，在損壞地點(diǎn)以后的所有用戶均將中斷供熱。往往比枝狀網(wǎng)路投資要大得多。在熱網(wǎng)設(shè)計(jì)合理，安裝質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)和操作維護(hù)良好的條件下，熱網(wǎng)能夠無(wú)故障的運(yùn)行，尤其對(duì)于只有供暖用戶的熱網(wǎng)，在非采暖期停止運(yùn)行期間，可以維護(hù)并排除各種隱患，以滿足在采暖期內(nèi)正常運(yùn)行的要求。因此，在國(guó)內(nèi)供暖熱網(wǎng)中，多用枝狀網(wǎng)路。在本設(shè)計(jì)中采用枝狀管網(wǎng)。 供熱管線平面位置的確定，即定線，其布置原則是應(yīng)在城市建設(shè)規(guī)劃的指導(dǎo)下，綜合考慮熱負(fù)荷分布、熱源位置、與各種地上、地下管道及構(gòu)造物、園林綠地的關(guān)系和水文、地質(zhì)條件等多種因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。供熱管道平面位置的確定，應(yīng)遵守如下的基本原則：（1）經(jīng)濟(jì)上合理 主干線力求短直，主干線盡量走熱負(fù)荷集中區(qū)。要注意管線上的閥門、補(bǔ)償器和某些管道固件（如放氣、放水、疏水等裝置）的合理布置，因?yàn)檫@將涉及到檢查室（或操作平臺(tái)）的位置和敷設(shè)，應(yīng)盡可能使其數(shù)量減少。（2）技術(shù)上可靠 供熱管線應(yīng)盡量避開(kāi)土質(zhì)松軟、地震斷裂帶、滑坡危險(xiǎn)地帶以及地下水位高等不利地段。 （3）對(duì)周圍環(huán)境影響少而協(xié)調(diào) 供熱管線應(yīng)少穿越主要交通線。一般平行于道路中心線并應(yīng)盡量敷設(shè)在車行道以外的地方。通常情況下管線應(yīng)只沿街道的一側(cè)敷設(shè)。地上敷設(shè)的管道，不應(yīng)影響城市環(huán)境美觀，不妨礙交通。供熱管道與各種管道、構(gòu)筑物應(yīng)協(xié)調(diào)安排，相互之間的距離，應(yīng)能保證運(yùn)行安全、施工及檢修方便。熱力網(wǎng)管道的位置還應(yīng)符合下列規(guī)定：城市道路上的熱力網(wǎng)管道應(yīng)平行于道路中心線，并宜敷設(shè)在車行道以外的地方，同一條管道應(yīng)只沿街道的一側(cè)敷設(shè)；穿過(guò)廠區(qū)的城市熱力網(wǎng)管道應(yīng)敷設(shè)在易于檢修和維護(hù)的位置；通過(guò)非建筑區(qū)的熱力網(wǎng)管道應(yīng)沿公路敷設(shè)；熱力網(wǎng)管道選線時(shí)宜避開(kāi)土質(zhì)松軟地區(qū)、地震斷裂帶、滑坡危險(xiǎn)地帶以及高地下水位區(qū)等不利地段。供熱管道與建筑物、構(gòu)筑物或其他管線的最小水平凈距和最小垂直凈距應(yīng)該嚴(yán)格的參閱《城市熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定。 供熱管道的敷設(shè)室外供熱管網(wǎng)是供熱系統(tǒng)中投資最多、施工最繁重的部分，所以選擇合理的管道敷設(shè)方式，對(duì)于節(jié)省投資，保證熱網(wǎng)安全可靠的運(yùn)行和施工維修等方面都具有重要意義。 （1）城市街道上和居住區(qū)內(nèi)的熱力網(wǎng)管道宜采用地下敷設(shè)。當(dāng)?shù)叵路笤O(shè)困難時(shí)，可采用地上敷設(shè)，但設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意美觀。 （2）工廠區(qū)的熱力網(wǎng)管道，宜采用地上敷設(shè)。 （3）熱水熱力網(wǎng)管道地下敷設(shè)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用直埋敷設(shè)；熱水或蒸汽管道采用管溝敷設(shè)時(shí)，應(yīng)首選不通行管溝敷設(shè)；穿越不允許開(kāi)挖檢修的地段時(shí)，應(yīng)采用通行管溝敷設(shè)；當(dāng)采用通行管溝困難時(shí)，可采用半通行管溝敷設(shè)。蒸汽管道采用管溝敷設(shè)困難時(shí)，可采用保溫性能良好、防水性能可靠、保護(hù)管耐腐蝕的預(yù)制保溫管直埋敷設(shè)，其設(shè)計(jì)壽命不應(yīng)低于25年。 （4）直埋敷設(shè)熱水管道應(yīng)采用鋼管、保溫層、保護(hù)外殼結(jié)合成一體的預(yù)制保溫管道，其性能應(yīng)符合《城鎮(zhèn)供熱直埋管道工程技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定。 供熱管道敷設(shè)是指將供熱管道及其附件按設(shè)計(jì)條件使之就位的工作。供熱管道的敷設(shè)形式，可分為地上敷設(shè)和地下敷設(shè)兩類。 1. 地上敷設(shè)供熱管道地上敷設(shè)是較為經(jīng)濟(jì)的一種敷設(shè)方式。地上敷設(shè)除了設(shè)管架基礎(chǔ)外可以不受地下敷設(shè)和地下水位及工質(zhì)的影響。運(yùn)行、維護(hù)、檢修、安裝均較方便，施工時(shí)土方量小、易于發(fā)現(xiàn)和消除故障。但占地面積大，管道熱損失大，影響城市美觀。地上敷設(shè)適用于下列場(chǎng)合：地下水位較高，年降雨量大，土質(zhì)為濕陷性黃土或腐蝕性土壤。選用地下敷設(shè)時(shí)必須進(jìn)行大量的土方工程或地形復(fù)雜的地段，地下敷設(shè)密度大，難于采用地下敷設(shè)的地段，或在工業(yè)企業(yè)中有其他管道，可共架敷設(shè)的場(chǎng)合。 2. 地下敷設(shè)地下敷設(shè)不影響城市美觀和交通，因而地下敷設(shè)是城鎮(zhèn)集中供熱管道廣泛采用的敷設(shè)方式。 （1）地溝敷設(shè)地溝是地下敷設(shè)管道的維護(hù)構(gòu)筑物，地溝作用是承受土壤壓力和地面荷載并防止水的侵入。地溝分砌筑、裝配和整體等類型。砌筑地溝采用磚、石或大型砌體，配合鋼筋混凝土預(yù)置蓋板；裝配式地溝一般采用鋼筋混凝土構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)裝配，施工速度較快；整體式地溝采用鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)灌注而成，防水性能較好，地溝的橫截面通常做成矩形或者拱形。根據(jù)地溝內(nèi)人行道的設(shè)置情況可以分為通行地溝、半通行地溝和不通行地溝。地溝敷設(shè)的供熱管道與建筑物、構(gòu)筑物或其他管線的最小凈距如表32所示。表32 管溝敷設(shè)有關(guān)尺寸地溝類型有關(guān)尺寸名稱管溝凈高(m)人行道寬度(m)管道保溫表面與溝墻凈距(m)管道保溫表面與溝頂凈距(m)管道保溫表面與溝底凈距(m)管道保溫表面間的凈距(m)通行地溝≥≥≥≥≥≥半通行地溝≥≥≥≥≥≥不通行地溝——≥≥≥≥注 1. 考慮在溝內(nèi)更換鋼管時(shí)，2. 3. 管道和地溝宜設(shè)坡度，其坡度≥ （2）直埋敷設(shè)無(wú)溝地下直埋敷設(shè)方式的適合場(chǎng)合一般是：在情況允許的情況下，對(duì)公稱直徑小于或等于500mm的熱力管