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供热工程课程设计--某三层办公大楼采暖设计（可编辑）
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编号：

课程设计说明书

题 目： 某三层办公大楼采暖设计
院 （系）： 建筑与交通工程学院
专 业： 建筑环境与设备工程
学生姓名：
学 号：
指导教师：

2021年 6 月 30 日

目 录

引 言 3
1 设计任务、原始资料及设计依据 4
2 供暖系统的设计热负荷的计算 7
2.1 供暖系统设计热负荷 7
2.2 供暖设计热负荷计算 10
3 供暖系统散热器的选择 12
3.1 散热器的选择原则 12
3.2 散热器的计算 13
3.3 散热器的布置 14
4 系统选择、供暖系统引入口的位置 15
4.1 系统选择 15
4.2 供暖系统引入口的位置 15
5 水力计算以及附件选择 16
5.1 水力计算方法及步骤 16
5.2 水力计算表 17
5.3 供暖系统的附件选择 18
6 施工方法 18
6.1 安装准备 18
6.2 干管、立管及散热器的安装 18
6.3 应注意的质量问题 19
7 结论 19
参考文献 ………………………………………………………………………21
附 录……………………………………………………………………………22

摘 要

随着人们生活水平的提高，对室内环境温度提出了更高的要求，节能环保、安全性高等因素越发受人们的关注。特别是新中国成立以后，我国的供暖事业得到了迅速发展。一个建筑物或房间可能有各种得热和散失热量的途径。当建筑物或房间的失热量大于得热量时，为了保持室内在要求温度下的热平衡，需要由供暖通风系统补给热量，以保证室内要求的温度。为了满足现今社会的要求，对工程建筑进行供热采暖设计是更好的达到节能环保目的的重要前提。
本次课程设计的研究对象和主要内容是以热水为热媒的建筑物集中供热系统。本文首先根据基本设计资料计算了某办公大楼的热负荷，然后根据热负荷及建筑物的形式等条件，提出了供暖系统设计方案，选择布置了供暖管网系统，绘制出了该系统的平面图和系统图，还对该系统进行了水力计算，选择管径和流速，使管网系统较好地符合了水力平衡要求。最后还计算了散热器的片数，并布置了散热器。
关键词：环保节能；供热设计；负荷计算

引 言

随着人们生活水平的提高，对室内环境温度提出了更高的要求。特别是新中国成立以后，我国的供暖事业得到了迅速发展。一个建筑物或房间可能有各种得热和散失热量的途径。当建筑物或房间的失热量大于得热量时，为了保持室内在要求温度下的热平衡，需要由供暖通风系统补给热量，以保证室内要求的温度。
本次课程设计的研究对象和主要内容是以热水为热媒的建筑物集中供热系统。本文首先根据基本设计资料计算了五层邮局大楼的热负荷，然后根据热负荷及建筑物的形式等条件，提出了供暖系统设计方案，选择布置了供暖管网系统，绘制出了该系统的平面图和系统图，还对该系统进行了水力计算，选择管径和流速，使管网系统较好地符合了水力平衡要求。最后还计算了散热器的片数，并布置了散热器。
从本次课程设计中，我们在遵循有关设计规范规定，综合运用所学的基本理论、基本知识、基本技能，在利用天然资源基础上，参考有关设计资料，独立分析和解决实际问题；掌握并提高了对《供热与锅炉》课程的设计定案、计算、绘图等方面的能力，以及着手进行实际施工图设计奠定可靠基础。由于我水平有限，设计中的错误和不妥之处必然存在，恳请老师批评指正。

学生：刘栋彬

1 设计任务、原始资料及设计依据
一、设计任务
1、供暖系统的设计
2、散热器的选择
3、室内热水供暖系统的水力计算。
二、土建资料
1、建筑名称：某三层办公建筑大楼
2、所在地点：
3、土建条件：见建筑图（包括建筑设计的平、立、剖面图，外围护结构，如门、窗等的材料构造及尺寸等）
4、工程概况：该办公楼位于北京市，共三层，层高为3.0m。

表1（外墙、门窗形式列表）
名称
材料
尺寸
外墙
加气混凝土墙
300mm
内墙
轻质龙骨结构
190mm

外窗
L17：双层透明中空玻璃窗，有上亮
尺寸（宽×高）为3.8×2.0m，可开启部分的缝隙总长为20.7m
L19：双层透明中空玻璃窗，有上亮
尺寸（宽×高）为2.65×2.0m，可开启部分的缝隙总长为16.1m
L20：双层透明中空玻璃窗，有上亮
尺寸（宽×高）为4.4×2.0m，可开启部分的缝隙总长为21.6m
L21：双层透明中空玻璃窗，有上亮
尺寸（宽×高）为2.0×2.0m，可开启部分的缝隙总长为13.5m
L22：双层透明中空玻璃窗，有上亮
尺寸（宽×高）为1.8×2.0m，可开启部分的缝隙总长为12.7m
L23：双层透明中空玻璃窗，有上亮
尺寸（宽×高）为1.5×2.0m，可开启部分的缝隙总长为13.0m

外门
M-2：单层木外门
尺寸（宽×高）为1.5×2.0m，门型为无上亮的双扇门，可开启部分的缝隙总长为9.0m
M-4：单层木外门
尺寸（宽×高）为1.0×2.0m，门型为无上亮的单扇门，可开启部分的缝隙总长为6m
M-3：单层木外门
尺寸（宽×高）为0.8×2.0m，门型为无上亮的单扇门，可开启部分的缝隙总长为5.6m

四、气象条件
1、北京市区地理位置：东经 116°47’，北纬40°
2、设计用室内外气象参数及其他参数
（1）冬季室内采暖设计温度湿度
门厅、走廊、厕所
18℃
库房
18℃
会议室
18℃
办公室
18℃

（2）冬季气象参数

采暖室外计算温度
-9℃
冬季室外空调计算温度
-12℃
冬季室外计算相对湿度
45％
冬季室外平均风速
2.8m/s
冬季室外最多风向的平均风速
4.8m/s
冬季最多风向
NNW
冬季最多风向的频率
14％
冬季室外大气压力
10204Pa
冬季日照百分率
57％

（3）其他参数
平均拔海高度
31.2m
冬季通风室外计算温度
-5℃
年最多风向
SSW
年最多风向的频率
10
设计计算用采暖期日数
122
设计计算用采暖期初日
11月14日
设计计算用采暖期终日
3月15日
极端最低温度
-18.3
极端最高温度
41.9
大气透明度等级
4

五、热源资料
集中供热系统热源形式由国家主管部门，根据该城市的发展规划及能源利用政策等许多因素来确定，涉及到城市热电联产或热电分产的能源利用问题。根据办公楼周围的特点，因为他位于北京阳光够热站附近，故选择其为热源。
集中供热系统热媒的选择，主要取决于热用户的使用特征和要求，同时与选择的热源形式有关。集中供热系统的热媒主要是热水，热水供热系统的热能利用效率高。以水作为热媒用于供暖系统时，可以改变供水温度来进行供热调节，既能减少热网热损失，又能较好的满足卫生要求。热水供热系统蓄热能力高，由于系统中水量多，水的比热大，因此，在水力工况和热力工况短时间失调时，也不会引起供暖状况很大波动。热水供热系统可以远距离输送，供热半径大。同时应考虑采用高温水供热的可能性。故在此选择供、回水温度为95℃/70℃的热水机械循环供热系统。
六、 二层房间编号
表3
房间编号
房间名称
201
会议室
202
会议室
203
会议室
204
会议室
205
办公室
206
办公室
207
办公室
208
办公室
209
办公室
210
办公室
211
办公室
212
会议室
213
办公室
214
办公室
215
办公室
216
办公室
217
会议室
218
办公室

2号卫生间

4号卫生间

5号卫生间

7号卫生间

7号楼梯

2号楼梯

库房

七、 确定各部分围护结构的传热系数K值
外墙的结构是厚度为300毫米，外墙外保温采用抹灰砂浆，可查得：外墙的传热系数为：K=0.76 W/m2·℃;
外窗双层透明中空玻璃窗的参数,查找《供热工程》课本附录1-4可得：外窗的传热系数为：K=3.49W/m2·℃;
内门对应天正暖通内门界面,可查得：内门的传热系数为：K=2.5 W/m2·℃。
玻璃幕墙由于也没有现成参数，查网易暖通得玻璃幕墙的传热系数为： K=2.91 W/m2·℃。
屋面由概况中对应的材料布置, 对应天正暖通屋顶界面,输入对应的材料和厚度可得：屋面的传热系数为：K=0.439 W/m2·℃;
将上述计算结果整理得：屋面、外墙、内墙、内门，吊顶的传热系数分别为：
表4围护结构的传热系数
围护结构
外墙
抹灰
外窗
外门
玻璃幕墙
屋面
传热系数W/m2·℃
0.76
0.87
3.49
4.65
2.91
0.439

2 供暖系统的设计热负荷的计算
供暖系统设计热负荷是供暖设计最基本的数据。它直接影响供暖系统方案的选择、供暖管道管径和散热器等设备的确定、关系到供暖系统的使用和经济效果。

2.1 供暖系统设计热负荷
一、供暖系统设计热负荷
供暖系统的热负荷是指在某一室外温度tw下，为了达到要求的室内温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。它是随着建筑物得失热量的变化而变化的。
供暖系统的设计热负荷是指在某一室外温度t′w下，为了达到要求的室内温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量Q′。它是设计供暖系统的最基本依据。
冬季供暖通风系统的热负荷，应根据建筑物或房间的得失热量确定：
失热量有：
1、围护结构传热耗热量Q1；
2、加热由门，窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量Q2，称冷风渗透耗热量；
3、加热由门孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量Q3，称冷风侵入耗热量；
4、水分蒸发的耗热量Q4；
5、加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量Q5；
6、 通风耗热量Q6。
得热量有：
1、生产车间最小负荷班的工艺设备散热量Q7；
2、非供暖通风系统的其他管道和热表面的散热量Q8；
3、热物料的散热量Q9；
4、太阳辐射进入室内的热量Q10。
对于没有由于生产工艺所带来得失热量而需设置通风系统的建筑物，建筑
物或者房间的热平衡就简单多了。其计算公式如下：
Q=Q1+Q2+Q3-Q10
在工程设计中，供暖系统的设计热负荷，一般分几部分进行计算：
Q′=Q1.j′+Q1.x′+Q2′+Q3
式中 Q1.j′——围护结构的基本耗热量； Q1.x′——围护结构的附加耗热量。
二、围护结构的耗热量
通过围护结构的基本耗热量，按下式计算：
公式
Q′j.j = K × F× (tn – t′w) × α

参数
K -- 该面围护物的传热系数, W/m.℃;
Q′j.j -- 通过供暖房间某一面围护物的温差传热量(或称为基本耗热量), W;

F -- 该面围护物的散热面积, m ;
t′w -- 室外供暖计算温度, ℃;

α -- 温差修正系数.
tn -- 室内空气计算温度, ℃;

三、 围护结构附加耗热量:
公式
Q1′= Q′j.j×(1 + χch + χf + χx) ×( 1 + χf.g)

参数
Q1′-- 附加耗热量
χf -- 风力附加率(或称风力修正系数);χf.g-- 高度附加;χx -- 外门附加
χch -- 朝向附加率(或称朝向修正系数);

1、 《暖通规范》规定：宜按下列规定的数值，选用不同的朝向修正率
朝向
修正率
北、东北、西北
0～10％
东南、西南
-10～-15％
东、西
-5％
南
-15～-30％
所以，由于这次在这次设计中建筑物的外墙朝向分别为东、西、南、北四向。其朝向的修正率分别为：东：-5％ ，西：-5％ ，南：-15％ ，北：0％ 。
2、 风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对维护结构基本耗热量的修正。
我国大部分地区冬季平均风速为2～3m/s。西安室外平均风速 2.700m/s，因此《暖通规范》规定：在一般情况下，不考虑风力附加。只有建在不避风的高地、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维护结构附加5％～10％。
3、 高度附加耗热量
高度附加耗热量是考虑房屋高度对维护结构耗热量的影响而附加的耗热量。《暖通规范》规定：当房间高度大于4m时，高度每高出1m应附加2％，但总的附加率不应大于15％。所以此建筑1～3层高度均为3m，高度附加值为0。
四、冷风渗透耗热量Q2′的计算:
计算冷风渗透耗热量的常用方法有缝隙法、换气次数法和百分数法，本计算采用缝隙法，计算公式如下：
公式
Q2′ = 0.28Cp×V×ρw×(tn - t′w)

参数
Cp -- 干空气的定压质量比热容, Cp = 1.0 Kj / (公斤× ℃)
V -- 渗透空气的体积流量, m / h;ρw-- 室外温度下的空气密度 公斤/ m
tn -- 室内空气计算温度, ℃;t′w—室外供暖计算温度, ℃.

五、冷风侵入耗热量Q3′的计算:
在冬季受风压和热压的作用下，冷空气由开启的外门侵入室内，把这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量称为冷风侵入耗热量。采用外门基本耗热量乘以百分数法进行计算。根据工程实际，本例采用65％。

2.2 供暖设计热负荷计算
1、据已知土建的条件较核其外围结构的最小传热阻是否满足要求。
(1)北京市供暖室外计算温度tw=-9℃。由上部分已知外墙导热系数为λw=0.22 W/m2·℃，抹灰导热系数为λm=0.87 W/m2·℃,楼外墙校验
K=1/R=1/1.32=0.76 ㎡.℃/W
因为D<6，该围护结构属于Ⅱ型，围护结构冬季室外计算温度：t=0.6t‘+0.4T=0.6×（-9）+ 0.4×（-17.1）=-12.24℃
根据已知条件及查得数据，以T=18℃，t=-12.24℃ ，α=1.00（见附表1-2），Rn=0.115查课本附录1-6得△ty=6℃；
又因为 R= ㎡.℃/W得
R= ㎡.℃/W
外墙实际传热热阻为 R=1.32 ㎡.℃/W
R≥R ，满足要求。
2、以203房间和205供暖设计热负荷计算为例，其余见各房间耗热量计算Excel表格。
(1)围护结构传热耗热量Q1′的计算
利用基本公式q’=KF(tn-tw’)a W,全部列于表中
表5 205房间
维护结构
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
基本耗热量
朝向修正
风向修正

修正后耗热量
高度修正
维护结构耗热量
名称及方向
面积
K
tn
tw’
tn-tw’
a
Q1’
xcn
xf
1+ xcn+ xf
Q
xg
Q1’
㎡
W/㎡℃
℃
℃
℃

W
%
%
%
W
%
W
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
北外墙
6.3
0.73

18

-9

27

1
124.17
0

0
100
124.17

4

972.51
北外窗
3.6
3.46
336.31
0
100
336.31
南外门
2
4.65
251.1
-15
85
213.35
地面1
6.6
0.47
83.75
0
100
83.75
地面2
6.6
0.23
40.98
0
100
40.98
地面3
6.6
0.12
21.38
0
100
21.38
总耗热量

935.11

972.51

表6 203房
维护结构
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
基本耗热量
朝向修正
风向修正

修正后耗热量
高度修正
维护结构耗热量
名称及方向
面积
K
tn
tw’
tn-tw’
a
Q1’
xcn
xf
1+ xcn+ xf
Q
xg
Q1’
㎡
W/㎡℃
℃
℃
℃

W
%
%
%
W
%
W
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
北外墙
12.2
0.73

18

-9

27

1
240.46
0

0
100
240.46

4
1645.26
北外窗
7.2
3.46
672.62
0
100
672.62
南外门
3.0
4.65
376.65
-15
85
320.15
地面1
13.2
0.47
167.51
0
100
167.51
地面2
13.2
0.23
81.97
0
100
81.97
地面3
13.2
0.12
42.77
0
100
42.77
总耗热量

1581.98

1645.26

由于两相邻房间的温差没有大于等于5℃，所以可以不用计算通过楼板和隔墙的传热量，即只需计算外墙和外窗的传热量。
(2)冷风渗透耗热量Q2′的计算
A.205房间
根据附录1-5，北京市的冷风朝向修正系数：北向n=1，对有相邻两面外墙的房间，全部计入其门窗可开启部分的缝隙长度。按《供热工程》表1-6，在冬季室外平均风速Vp.j=2.8m/s下，双层透明中空玻璃窗的每米缝隙的冷风渗透量L=2.04 m3/m.h，205房间北向一个窗的缝隙总长度为12.7m。总的冷风渗透量V等于
V=L×n×l=2.04×1×12.7=25.91m3/h
冷风渗透耗热量Q等于
Q = 0.278 × Cp × V×ρw× (tn – t′w)
=0.278×25.91×1.34×1×27=260.3W
B.203房
总的冷风渗透量V等于
V=L×n×l=2.04×1×12.7×2=51.82m3/h

冷风渗透耗热量Q等于
Q = 0.278 × Cp × V×ρw× (tn – t′w)
=0.278×51.82×1.34×1×27=520.6 W
(3)外门冷风侵入耗热量Q′3的计算
该营业厅走廊和楼梯都采暖，故不考虑外门冷风侵入耗热量，即 Q′3= 0 W；

3 供暖系统散热器的选择
3.1 散热器的选择原则
供暖系统的散热设备是系统的主要组成部分，它向房间散热以补充房间的热损失，保持室内要求的温度，其中散热器是最为常用的散热设备，供暖系统的热媒通过散热器的壁面，主要以对流的传热方式向房间散热。对散热器的基本要求，主要有以下几点：
a、热工性能方面的要求，散热器的传热系数值越高，说明其散热性能越好。提高散热器的散热量，增大散热器传热系数的方法，可以采用增加外壁散热面积（在外壁上加肋片）、提高散热器周围空气的流动速度和增加散热器向外辐射强度等途径。
b、经济方面的要求，散热器传给房间的单位热量所需金属耗量越少，成本越低，其经济性越好。
c、安装使用和工艺方面的要求，散热器应具有一定机械强度和承压能力；散热器的结构形式应便于组合成所需要的散热面积，结构尺寸要小，少占房间面积和空间；散热器的生产工艺应满足大批量生产的要求。
d、卫生和美观方面的要求，散热器外表光滑，不积灰和易于清扫，散热器的装设不应影响房间观感。
e、使用寿命的要求，散热器应不易被腐蚀和破损，使用年限长。
在散热器的选择方面优先考虑铸铁散热器，它结构简单，防腐性能好，使用寿命长以及热稳定性好的优点；但其金属耗量大、金属热强度低于钢制散热器。
在这设计中，考虑多方面原因，选用四柱813型散热器。这种散热器金属热强度及传热系数高，外形美观，易于清除积灰，容易组成所需的面积，便于落地和靠墙安装，因此得到广泛应用，其性能参数如下：
表8四柱813型散热器性能参数
型号
散热面积
水容量
重量
工作压力
热水热媒当Δt＝64.5时的K值
四柱813型
0.28（m²/片)
1.40L
8kg
0.5mpa
7.87w/m·℃

3.2 散热器的计算
一、散热面积的计算：
散热器的散热面积F按下式计算：
公式
F=Q×β1×β2×β3 /k(tpj-tn) m²

参数
Q——散热器的散热量，W: tpj——散热器热媒平均温度，℃ ；
tn——供暖室内计算温度，℃；K——散热器的传热系数，W/m².℃
β1——散热器组装片数修正系数；β2——散热器连接形式修正系数；
β3 ——散热器安装形式修正系数；F——散热器的散热面积

该建筑供暖的供回水温度分别为95℃/70℃，散热器内热媒的平均温度
tpj＝（tsg＋tsh）/2＝（95＋70）/2＝82.5℃
式中 tsg——散热器进水温度，℃；tsh——散热器出水温度，℃；
散热器传热系数K值的物理概念，是表示当散热器内热媒平均温度tpj与室内气温tn相差1℃时，每m²散热器面积所散出的热量W/ m².℃。它是散热器散热能力强弱的主要标志。它只能通过实验方法确定，有上面的表格可知K＝7.87W/m².℃
散热器的传热系数K和散热量Q值是在一定的条件下，通过实验测定的。若实际情况与实验条件不同，则应对所测值进行修正。
散热器组装片数修正系数β1（其值选取按照《供热工程》附录2－3）
散热器连接形式修正系数β2值，可按《供热工程》附录2－4取用。此次设计是采用的简单的同侧上进下出，所以β2＝1.00。
散热器安装形式修正系数β3值，安装在房间内的散热器，可有种种方式，如敞开装置、在龛盒内、或加装遮挡罩板等。附录表2－5，在此次设计为家里、库房、办公室、业务用房就采用明装，上部有窗台板覆盖，散热器距窗台高度100mm布置β3=1.02：营业用房、营业厅和楼梯间就安装在墙龛里β3=1.06，厕所就安装在墙上外面加罩β3=1.12。
二、散热器片数及长度的确定
在确定所需的散热器面积后，现假定β1＝1，可按下式进行计算 n＝F/f
f——每片或每1m长的散热器散热面积. 此系统的f＝0.28 m²，暖通规范规定，柱型散热器面积可比计算面积小0.1m²（片数n取整数）
以201办公用房散热器计算为例说明计算过程，其他房间的散热器片数，详见下EXcle表2。
2层201办公用房设计热负荷为2032.82W，室内安装四柱813型散热器，散热器明装，上部有窗台板覆盖，散热器距窗台高度100mm。供暖系统为双管上供下回式。设计供回水温度为95℃/70℃，室内管道明装，支管与散热器的连接方式为同侧连接上进下出，求散热器面积及片数。
查附录2—1，对四柱813型散热器 K=7.87W/（㎡ ℃）
修正系数：散热器组装片数修正系数，先假定β1=1.00；
散热器连接形式修正系数，查附录2—4，β2=1.00；
散热器安装形式修正系数，查附录2—5，β3=1.02；
根据式F′=Q×β1×β2×β3/（K×△t）=1744.37×1.02/（7.87×64.5）=4.08㎡；四柱813型散热器每片散热面积为0.28㎡，计算片数n′为：
n′= F′/f=4.08/0.28=14.6片=15片，
查[2]附录2-3，当散热器片数为11～20片时，β1=1.05，
因此，实际所需散热器面积为：
F= F′×β1=4.08×1.05=4.284 m2
实际采用片数n为： n=F/f=4.284/0.28=15.3片
取整数，应采用四柱813型散热器15片。因散热器布置在两个窗口下一个布置7片，另一个布置8片即可满足要求。
3.3 散热器的布置
布置散热器时，应注意下列一些规定[：
1．散器应安装在外墙的窗台下，这样，沿散热器上升的对流热气能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响，使流经室内的空气比较暖和舒适。
2．防止冻裂散热器，两道外门之间，不准设置散热器。在楼梯间或其他有冻结危险的场所，其散热器应有单独的立、支管供热且不得装设调节阀。
3．散热器一般明装，在内部装修有特殊要求的场合可采用暗装。
4．同一房间的散热器可以串连，贮藏室、盥洗室、厕所和厨房等辅助用室及走廊的散热器，可同邻室串连连接。两串连散热器之间的串连管径应与散热器接口的直径相同，以便水流畅通。
5.散热器的安装尺寸应保证底部距地面不小于60mm，通常取150mm；顶部距窗台板不小于50mm；背部与墙面净距不小于25mm。

4 系统选择、供暖系统引入口的位置
4.1 系统选择
这个系统作用范围比较大，下供下回具有如下特点：
l 缓和了上供下回系统的垂直失调现象
l 安装供回水干管需设置地沟
l 室内无供回水干管，顶层房间美观，可集中进行隐藏处理
l 在下部布置供水干管，管路直接散热给室内，无效热损失小
l 在施工中每安装好一层散热器即可供暖，给冬天施工带来很大方便
所以选用下供下回系统，由于该建筑的1.2号楼的作用半径都在50M内，所以采用异程是回水系统。
4.2供暖系统引入口的位置
供暖系统引入口宜设置在建筑物热负荷对称分配的位置，一般宜在建筑物中部。这样可以缩短系统的作用半径。在民用建筑和工业生产厂房辅助性建筑中，系统总立管在房间内的布置不影响人们的生活和工作。热水供暖系统应在入口处的供回水总立管上设置温度计，压力表和过滤器或除污器，必要时应设调节阀和流量计。流量计设在供水总立管上，调节阀装在回水总立管上，除污器或过滤器应装在流量计、调节阀、调压板的入口管段上。

5 水力计算及附件选择
5.1 水力计算方法及步骤
一、基本原理
（1）当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其管壁间的摩擦，就要能量损失，称为沿程损失；当流体流过管道的一些附件时，由于流动方向或速度的改变，产生局部旋涡和撞击，也要产生能量损失，称为局部损失。因此热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下式表示：
△P=△Py+△Pj=Rl+△Pj Pa
式中 △P——计算管段的压力损失，Pa；
△Py——计算管段的沿程损失，Pa；
△Pj——计算管段的局部损失，Pa；
R——每米管段的沿程损失，Pa/m；
L——管段长度，m。
（2）室内热水供暖系统的水流量G与热媒流速v的关系式为：
v=4×G/（3600×3.14×ρ×d2）=G/（2826×ρ×d2）
二、计算方法
（1）、可按照基本原理进行计算；
（2）、在实际工程中，为了简化计算，采用当量“当量局部阻力计算法”和“当量长度计算法”进行管路的水力计算。
为了熟悉基本原理，本次设计采用基本原理进行计算。
三、计算步骤：
1、在系统平面系统图上进行管段编号，并标注各管段的热负荷和管长。
2、首先计算通过最远立管L1的的环路，确定出供水干管各管段、立管L1和回水总干管的管径及其压力损失。
本设计采用推荐的平均比摩阻Rp.j大致为60～120 Pa/m来确定环路各管段的管径。首先根据公式G=0.86Q/（tg-th）确定各各管段的流量。根据G和选用的Rp.j值，查设计手册，将查出的各管段d 、R 、v值列入水力计算表格中。最后算出环路的总压力损失∑（△Py+△Pj）1，2，15～24，14=13215KPa。由于这只计算了系统的一半，对另一半的系统也应计算最不利环路的阻力，并将不平衡率控制在15%内，入口的剩余循环压力，用调节阀节流消耗掉。
3、用同样的方法，计算通过最近立管L17的环路，从而确定出立管L17、回水管各管段的管径及压力损失。
4、求并联环路立管L1和其他立管的压力损失不平衡率，使其不平衡率在15%以内。
5、根据水力计算结果，利用节点压力平衡原理，表示出系统的总压力损失及各立管的资用压力值。
注意： 如果个别立管供、回水节点间的资用压力过小或过大，则会使下一步选用该立管的管径过粗或过细，设计很不合理。此时，应调整第一、二步骤的水力计算，适当改变个别供、回水干管的管段直径，使易于选择各立管的管径并满足并联环路不平衡率的要求。
6、确定其它立管管径。根据各立管的资用压力和立管各管段的流量选用合适的立管管径。
7、求各立管的不平衡率。根据各立管的资用压力和立管的计算压力损失，求各立管的不平衡率。不平衡率应在15%以内，若不平衡率过大，则应调整管径使之平衡。

5.2 水力计算表
1.L1立管一层用户的算是为△PⅠ=1200pa
重力循环自然附加压力为：
PZⅠ=2/3△p*g*△h=2/3(977.81-961.92)×9.8×1.5=155.7pa
L1立管第一层用户的资用压力为
△ PⅠ‘=△P- PZⅠ=1200-155.7=1044.3pa

∑（△Py+△Pj）6.14+△PⅡ=464×2=283=1211pa
L1二层用户的重力循环自然附加压力为：
PZⅡ=2/3△p*g*△h=2/3(977.81-961.92)×9.8×14.8=498.288pa
并联环路中，二层用户相对于一层增加的自然附加压力
△PzⅡ。Ⅰ= PZⅡ-△PⅠ=498.288-155.7=342.588
它的资用压力为
△ PⅡ‘= △PⅠ‘+△PzⅡ。Ⅰ=1044。3+342。588=1386.888pa
不平衡率
根据第以上步骤，对其管路进行水力平衡计算，计算结果见EXcle表格，其中局部阻力系数见EXcle表格。

5.3 供暖系统附件
1.排气装置:集气罐
在机械循环的下供下回系统中，集气罐应设在系统供水干管末端的最高处。在运行时，定期手动打开阀门将热水中分离出来并狙击在集气罐内的空气排除。根据系统选用立式，直径为100mm。
2. 散热器温控阀
自动控制散热器热量的设备，温控阀控温范围在13~28℃之间，控温误差为±1℃。
3. 阀门
管道阀门均按工艺要求采用闸阀、截止阀、止回阀等。截止阀和闸阀主要起开闭管路的作用，由于其调节性能不好，不适用于调节流量。
4. 管道支架
管道上必须配置必要的支、吊、托架，吊杆应在位移相反方向，按位移值之半倾斜安装热补偿装置，不得安装固定支架。支架安装数量及规范见施工说明。
5.采暖系统的设备及材料明细表Excle表格。

6 施工方法
6.1 安装准备
1） 认真熟悉图纸，配合土建施工进度，预留孔洞。
2） 按设计图纸画出管路的位置、管径、变径、预留口、坡向，卡架位置等施工草图，包括干管的起点末端和拐弯，节点预留口、坐标位置等。
6.2 干管、立管及散热器的安装
1、干管安装：
1） 按施工草图，进行管段的预加工，包括：断管、套丝、管件、调直、核对好尺寸，按环路分组编号，码放整齐。
2） 安装支架，按设计要求或规定间距安装。吊卡安装时先把吊架按坡向，顺序依次穿在型钢上，吊环按间距位置套在管上，再把管抬起穿上螺栓拧紧螺帽，将管固定。安装托架上预留管道时，先把管固定在托架上，把第一节管装好U型卡，然后安装第二节管，以后各节均按此进行。
3） 干管安装应从进户口或分支路点开始，安装前要检查管腔并清理干净。在丝扣处抹铅油缠麻，直至拧至松紧合适，要求丝扣外露2～3扣，清理麻头，依此方法安装完毕。
4）管道安装完，检查坐标、标高、预留口位置是否准确，然后找直，用水平尺核对坡度，调整合格后上好U型卡，最后焊牢固定卡的止动板。
5）安装完毕的管道穿结构处洞口应堵管，预留口应加好临时管堵。
2、立管安装
1） 核对各层预留孔洞位置是否垂直，吊线装卡子，将预制好的管道按编号顺序运到安装地点。
2） 安装阀门先卸下阀门盖，有钢套管的先穿到管上，按编号从第一节开始安装，在丝扣抹铅油缠麻，将立管对准入扣，至到松紧适度，对准调直标记的丝扣外露2～3扣，预留口平正为止，并清理干净麻头。
3） 检查立管的每个预留口标高、方向是否正确，吊好垂直度、扶正钢套管，最后填堵孔洞，预留口必须加好临时丝堵。
3、散热器安装
散热器进厂后进行打压试验，合格后方可安装。试验压力为0.9MPa,试验时间为2-3分钟，压力不降且不渗不漏为合格。散热器采用落地安装，在正确位置安装托钩及卡子，散热器背面与装修后的墙内表面距离为30mm。
6.3 应注意的质量问题
1） 管道坡度不均匀造成的原因是安装干管后再开口，接口以后不调直，或吊卡松紧不一致，立管卡子未拧紧。管道分路预制时没有进行调直。
2） 立管不垂直，主要原因是支管尺寸不准，推、拉立管造成。分层立管上下不对正，距墙壁不一致，主要是剔洞时，不吊线而造成。
3） 麻头清理不干净，原因是操作人员未及时清理造成。
4） 采暖系统工作压力为0.8MPa，低区工作压力0.6MPa，试验压力为工作压力加0.1MPa作水压试验，因此高区试验压力为0.9MP，a低区系统试验压力为0.7MPa。
5)主干管及立管应按高、低区分别进行强度试验。试验时先升压至试验压力，稳压10分钟，压力降不大于0.02 MPa，然后降至工作压力下做外观检查不渗漏为合格。
6)支管的试验时应在试验压力下1小时内压力降不大于0.05 MPa，然后降至工作压力的1.15倍，稳压两小时，压力降不大于0.03 MPa，同时各连接处不渗漏为合格。

7 结论
一、设计特点：
1)该办公大楼，利用了下供下回的供水方式，其特点是缓和了上供下回系统的垂直失调现象安装供回水干管需设置地沟，室内无供回水干管，可集中进行隐藏处理，在下部布置供水干管，管路直接散热给室内，无效热损失小，在施工中每安装好一层散热器即可供暖，给冬天施工带来很大方便所以选用下供下回系统，由于该建筑的楼层的作用半径都在50M内，所以采用异程式回水系统。
2)由于住宅建筑一般采用分户供暖，所以下供下回式分户供暖可以满足要求。该系统在室内有人时，散热器处于正常工作状态，温度为18℃；室内没人时，散热器处于值班采暖状态，可以对室内温度进行自动控制；对同一环路的散热器散热量还有不同的可调要求。

二、存在的不足之处：
通过本