【文章內(nèi)容簡介】 ....................................................... 253 致謝 ........................................................................................................................................ 268 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 1 第一章 設(shè)計(jì)概況及資料 設(shè)計(jì)題目 呼和浩特市安泰小區(qū)采暖及防排煙設(shè)計(jì) 工程概況 本工程 為 呼和浩特市安泰華庭住宅小區(qū) 采暖及防排煙設(shè)計(jì) ，本建筑為：地下一層，地上共四設(shè)單元，分別標(biāo)記為 B、 C、 D、 E 單 元，每個(gè)單元十八層，層高為 。 建筑面積為 2m 。 設(shè)計(jì)的原始資料 建筑地點(diǎn)：內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市 。 地理位置：北緯 176。 39。4041 ，東經(jīng) 176。 39。11141 ，海拔 。 氣象參數(shù) 查《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊》，以下簡稱《供熱手冊》及《供熱工程》。 1）冬季供暖室外計(jì)算溫度的確定。 冬季供暖室外計(jì)算溫度的確定，對供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)有很關(guān)鍵的影響。如采用過低的溫度值， 使供暖系統(tǒng)的造價(jià)增加；如采用過高值，則不能保證供暖效果。因此，正確地確定和合理的采用采暖室外計(jì)算溫度是一個(gè)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一的問題?！恫膳L(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 5001 9—20xx（ 以下簡稱《設(shè)計(jì)規(guī)范》 ） 所規(guī)定的采暖室外計(jì)算溫度適用于連續(xù)采暖或間歇時(shí)間較短的采暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷計(jì)算。 冬季供暖室外計(jì)算溫度，采用歷年平均不保證 5 天的日平均溫度，主要用于計(jì)算采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 2 2）冬季主導(dǎo)風(fēng)向 冬季“主導(dǎo)風(fēng)向”即為“最多風(fēng)向”，采用的是累年最冷 3 個(gè)月平均頻率最高的風(fēng)向，風(fēng)向的頻率指在一個(gè)觀測周期內(nèi)，某風(fēng)向出現(xiàn)的 次數(shù)占總數(shù)的百分?jǐn)?shù)，主要用來計(jì)算冷風(fēng)滲透耗熱量。用四個(gè)字母 ESWN 分別表示東南西北四個(gè)方向，其它方位用這四個(gè)字母組合表示風(fēng)的吹向，即風(fēng)從外面刮來的方向。當(dāng)風(fēng)速小于 0. 3 米／秒時(shí)，用字母 c 來表示，各地區(qū)冬季主導(dǎo)風(fēng)向可參見《供熱手冊》，如濟(jì)南的主導(dǎo)為 ENE，風(fēng)向?yàn)闁|北東風(fēng)。 3）冬季室外平均風(fēng)速 冬季室外平均風(fēng)速應(yīng)采用累年最冷 3 個(gè)月各月平均風(fēng)速的平均值，“累年最冷 3 個(gè)月”，系指累年逐月平均氣溫最低的 3 個(gè)月，主要用來計(jì)算風(fēng)力附加耗熱量和冷風(fēng)滲透耗熱量。 4）冬季日照率 冬季 FI 照率 (冬季日照百分率 )，采用歷年最 冷 3 個(gè)月平均日照率的平均值，系指在一個(gè)觀測周期 (全月 )內(nèi)，實(shí)測日照總時(shí)數(shù)占可照總時(shí)數(shù)的百分率，用來確定朝向修正率。 熱源資料 設(shè)計(jì)熱媒：熱水供暖 外網(wǎng)供熱供回水溫度： 110/70℃。 室內(nèi)采暖供回水溫度： 95/70℃，由小區(qū)熱力站統(tǒng)一提供。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 3 表 呼和浩特市氣象資料 設(shè)計(jì)用氣象參數(shù) 單位 拔海高度 m 采暖室外計(jì)算溫度 ℃ 19 冬季室外平均風(fēng)速 m/s 冬季室外最多風(fēng)向的平均風(fēng)速 m/s 冬季最多風(fēng)向 —— NE 冬季最多風(fēng)向的頻率 ％ 10 年最多風(fēng)向 —— NW 年最多風(fēng)向的頻率 ％ 8 冬季室外大氣壓力 Pa 90090 冬季日照百分率 ％ 69 最大凍土層 cm 143 供暖期天數(shù) 天 171 供暖期日平均溫度 ℃ 極端最低溫度 ℃ 極端最高溫度 ℃ 土建資料 1）建筑平面圖、剖面圖。 2）外墻結(jié)構(gòu)、樓頂大樣圖、及門窗規(guī)格： 墻體結(jié)構(gòu)圖： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 4 圖 1． 外抹灰 30mm； 2． 聚苯板保溫層 70mm； 3． 磚墻 250mm； 4． 內(nèi)抹灰 30mm。 屋頂大樣圖如下： 圖 屋頂 結(jié)構(gòu)圖 1． 保護(hù)層 30mm； 2． 爐渣找坡層 70mm； 3． 聚苯板保溫層 100mm； 4． 結(jié)構(gòu)層 120mm。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 5 3）門：門高 ，寬度見建筑平面圖， 單元入戶門防盜、隔音、保溫，內(nèi)門為單層木質(zhì)門。 窗：鋁合金窗，結(jié)構(gòu)為單層加單框雙玻璃，空氣層厚度為 100~140mm。 北、南向窗戶的縫長為 ：東、西向窗戶縫長為 。 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性 供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)對其建筑熱工提出如下要求： 實(shí)施供暖設(shè)計(jì)，在本著節(jié)能的基礎(chǔ)上，使室溫達(dá)到用戶要求值；如果室溫達(dá)不到設(shè)計(jì)值， 相對濕度大時(shí)易產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象；采暖不足時(shí)經(jīng)常發(fā)生，墻面結(jié)露產(chǎn)生的黑色霉斑嚴(yán)重影響了住戶的室內(nèi)環(huán)境，破環(huán)裝修，應(yīng)加以避免，當(dāng)設(shè)計(jì)供暖系統(tǒng)時(shí)對其建筑熱工提出如下要求： 1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能應(yīng)滿足國家《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》及地方標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施細(xì)則》的要求。經(jīng)計(jì)算表明，對于“節(jié)能型建筑”如供暖有間歇，并不致使外墻內(nèi)表面結(jié)露。 2）墻及樓板的熱工性能不應(yīng)低于《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》第 條及現(xiàn)行《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》中第 條圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小熱阻值的要求。 由以上分析可見，有必要對外墻 及屋頂進(jìn)行熱工性能的校核。 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的確定 通過土建資料查《供熱工程》附錄 14 中得出如下數(shù)據(jù)： 外門： W/（ m2178。℃） ； 內(nèi)門： W/（ m2178?！妫?； 外窗： W/（ m2178?！妫?； 內(nèi)墻： W/（ m2178?！妫?； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 6 地面： W/（ m2178?！妫? 1） 外墻 傳熱系數(shù)的確定： 結(jié)構(gòu)組成： 30mm 厚水泥沙漿抹灰層； 70mm 厚聚苯板； 250mm 厚磚墻； 30mm 厚石灰抹灰層。 外墻的傳熱系數(shù)由下式求出： wiin ????111K??? ? 式 （ 11） 式中： n? —— 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的換熱系數(shù)， W/（ m2178?！妫?； i? —— 圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層材料的導(dǎo)熱系數(shù)， W/（ m2178?！妫?； w? —— 圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的換熱系數(shù)， W/（ m2178?！妫?； i? —— 圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層的厚度， m。 其中： n? = W/（ m2178。℃） ， w? = W/（ m2178?！妫?。 水泥沙漿抹灰層 ? = W/（ m2178?！妫?；聚苯板 ? = W/（ m2178。℃） ； 磚墻 ? = W/（ m2178。℃） ；石灰抹灰層 ? = W/（ m2178?！妫?； 代入數(shù)值，由式（ 21）得： 外墻 K= W/（ m2178?！妫?。 2） 屋頂 傳熱系數(shù)確定 ： 結(jié)構(gòu)組成： 30mm 厚水泥砂漿抹灰層； 70mm 厚爐渣找坡層； 100mm 厚聚苯板； 120mm 厚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 7 根據(jù)式（ 11）求屋頂傳熱系數(shù)， 其中： n? = W/（ m2178?！妫?， w? = W/（ m2178?！妫?。 水泥沙漿 ? = W/（ m2178?！妫?；爐渣 ? = W/（ m2178?！妫? 聚苯板 ? = W/（ m2178。℃） ；鋼筋混凝土 ? = W/（ m2178?！妫?； 代入以上數(shù)值，得 屋頂 K= W/（ m2178?！妫? 校核圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小傳熱熱阻 1） 校核外墻最小傳熱熱阻 a）確定維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo) D 冬季圍護(hù)結(jié)構(gòu)室外計(jì)算溫度 ewt? 按圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性指標(biāo) D 值分成四個(gè)等級來確定。當(dāng)采用 D ﹥ 6 的圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，采用供暖室外計(jì)算溫度 wt? 作為檢查圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小傳熱阻的冬季室外計(jì)算溫度。當(dāng)采用 D ≤ 6 的中型和輕型圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，為了能保證與重質(zhì)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)相當(dāng)?shù)膬?nèi)表面溫度波動幅度，就得采用比供暖室外計(jì)算溫度 wt? 更低的溫度，作為 檢查輕型或中型圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小傳熱阻的冬季室外計(jì)算溫度，亦即要求更大一些的圍護(hù)結(jié)構(gòu)最小傳熱阻值。 ? ?? ??? i iiiii ssRDD ?? 式 （ 12） 式中： iR —— 各層材料的傳熱熱阻， (m2178。 k)/w； iS —— 各層材料的蓄熱系數(shù)， w/( m2178。 k)； ic —— 各種材料的比熱， J/（ Kg178。℃） ； i? —— 各種材料的密度， Kg/m3； i? —— 各種材料的導(dǎo)熱系數(shù)， w/( m178?！?)； Z—— 溫度波動周期，一般取 24h=86400s。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 8 則外墻 0 . 2 5 2 1 0 5 0 1 8 0 0 0 . 8 1 0 . 0 3 2 1 0 5 0 1 7 0 0 0 . 8 7 0 . 0 3 2 1 0 5 0 1 7 0 0 0 . 8 7 0 . 0 7 2 3 0 1 0 5 0 0 . 0 4 20 . 8 1 8 6 4 0 0 0 . 8 7 8 6 4 0 0 0 . 8 7 8 6 4 0 0 0 . 0 4 2 8 6 4 0 04 . 5 0 5 6D ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ＜表 冬季圍護(hù)結(jié)構(gòu)室外計(jì)算溫度 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型 熱惰性指標(biāo) D 值 ewt? 的取值，℃ Ⅰ ﹥ 6 wew tt ??? Ⅱ ～ m ?? ??? pwew ttt Ⅲ ～ m ?? ??? pwew ttt Ⅳ ≤ min?? ? pew tt 注式中： ewt? —— 冬季圍護(hù)結(jié)構(gòu)室外計(jì)算溫度，℃； min?pt —— 累年最低日平均溫度，℃； wt? —— 供暖室外計(jì)算溫度，℃。 根據(jù)表 ，該維護(hù)結(jié)構(gòu)屬中型結(jié)構(gòu)（Ⅱ類）。 同理算出屋頂?shù)?D值為 屬于 Ⅲ 型。 b）確定外墻的傳熱熱阻 wiinR ???? 110 ??? ? = 1K (m2178?！?)/W 式 （ 13）由前面計(jì)算知，外墻 K= W/( m2178。 ℃ ) 由式（ 13）得， 外墻傳熱熱阻 R0= (m2178?！?)/W c）確定維護(hù)結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻： ? ?ny ewn Rt ttaR ??? ??m in0 式 （ 14） 式中 ： 0minR? —— 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最小傳熱熱阻 ， (m2178?！?)/W； 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 9 nR —— 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的傳熱熱阻 Ⅱ 型 ，取 nR = (m2178?！?)/W； yt? —— 允許溫差 ℃ ， (外墻取 yt? = ℃ ,屋頂取 yt? = ℃ )； a——圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù) ， (對于外墻、平屋頂及直接接觸室外空氣的樓板 ，a =)。 該外墻屬于Ⅱ類維護(hù)結(jié)構(gòu)，維護(hù)結(jié)構(gòu)冬季室外計(jì)算溫度 39。 . m i n0 . 6 0 . 4 0 . 6w e pwt t t? ? ? ? ? ?（ 19 ） + （ ） = ℃ ； 由式（ 14）得， 外墻 0minR? = (m2178。℃ )/W 該圍護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際傳熱熱阻 0R =(m2178。℃ )/W， 大于最小傳熱熱阻 0minR? 滿足規(guī)定。 同理，算得屋頂實(shí)際傳熱熱阻大于最小傳熱熱阻，即滿足要求。 小結(jié) 通過老師提供的任務(wù)書、土建資料及自己的查找資料我基本上上確定了設(shè)計(jì)用的一些基本參數(shù)如傳熱系數(shù) 、氣象參數(shù)、熱源參數(shù)及一些建筑參數(shù)等。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 10 第二章 采暖熱負(fù)荷計(jì)算 室內(nèi) 設(shè)計(jì)參數(shù)的選取 查《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》 得 室內(nèi) 個(gè)房間 采暖溫度 如下： ①臥室 20℃； ②衛(wèi)生間 25℃； ③書房 20℃； ④客廳 20℃； ⑤廚房 20℃ ； ⑥餐廳 20℃ 。 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量計(jì)算 采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷是在冬季里，當(dāng)室外空氣溫度降到供暖設(shè)計(jì)溫度時(shí)，為保持室內(nèi)空氣溫度符合設(shè)計(jì)要求，需由供暖設(shè)備向房間供出的熱量。 采暖熱負(fù)荷的由圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量，冷風(fēng)滲透，冷風(fēng)侵入耗熱量以及附加耗熱量組成。 《暖通規(guī)范》中所規(guī)定的“圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量”實(shí)質(zhì)上是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的溫差傳熱量、加熱由于外門短時(shí)間開啟侵入的冷空氣的耗熱量以及一部分太陽能輻射熱 量的代數(shù)和。為了簡化計(jì)算，《暖通規(guī)范》規(guī)定，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量包括基本耗熱量和附加耗熱量兩部分 ， 其中圍護(hù)結(jié)構(gòu)附加耗熱量由風(fēng)力附加，高度附加和朝向修正耗熱量組成 。 對于本住宅樓的熱負(fù)荷計(jì)算只考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱的耗熱量、冷風(fēng)滲透引起的耗熱量和冷風(fēng)侵入耗熱量，人員、燈光等得熱作為有利因素暫不考慮在熱負(fù)荷計(jì)算