供热工程课程设计计算说明书第1章设计原始资料1.1设计目的运用《供热工程》课程所学到的理论知识，对图示建筑物进行供热工程设计计算，并进行方案选择以巩固所学理论知识和培养解决实际问题能力。
1.2设计题目张家口市新区中学宿舍楼采暖设计1.3设计原始资料1、建筑概况：（1）该建筑物为张家口市新区中学学生宿舍楼，共5层。
（2）层高：该建筑物房间高度见图纸。
（3）建筑结构：全部为砖混结构，外墙均为37墙，外墙加聚苯板保温。
外窗为塑钢窗，单、双层普通玻璃。
外门为铝合金玻璃门，内门均为保温木门。
门窗结构和尺寸见图纸，其它未提条件见图纸。
（4）设计热媒：60℃/50℃机械循环单管顺流异程式热水系统。
（5）宿舍居室每室4人，按单床布置，总建筑面积为3169.10平方米，其中1-5层建筑面积均为633.82平方米，檐口高度为17.25米。
2、设计要求及条件整栋建筑物均采用供暖系统。
室内设计温度要求取18℃。
第2章供暖系统热负荷计算2.1设计气象资料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《采暖通风与空气调节设计规范》、《实用供热空调设计手册》（以下简称《供热手册》）等其他规范及手册，得出以下设计参数：1、冬季供暖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。
查得张家口市冬季供暖室外计算温度为-12℃。
2、冬季室外平均风速冬季室外平均风速应采用累年最冷3个月各月平均风速的平均值，“累年最冷3个月”，系指累年逐月平均气温最低的3个月，主要用来计算风力附加耗热量和冷风渗透耗热量。
查得张家口市冬季室外平均风速为3.6/m s 。
3、冬季主导风向冬季“主导风向”即为“虽多风向”，采用的是累年最冷3个月平均频率最高的风向，风向的频率指在一个观测周期内，某风向出现的次数占总数的百分数，主要用来计算冷风渗透耗热量。
用四个字母ESWN 分别表示东南西北四个方向，其它方位用这四个字母组合表示风的吹向，即风从外面刮来的方向。
当风速小于0. 3米／秒时，用字母c 来表示，参见《供热手册》，张家口主导风向为WN ，即西北风。
2.2围护结构热工性能2.2.1围护结构的传热系数K 值传热系数K 值可用下式计算：20111/()11o i n j w n i wK W m G R R R R δαλα===⋅++++∑ 式中 ：0R ——围护结构的传热阻，2o m G ⋅/W ；n α、w α——围护结构的内表面、外表面的换热系数，2/()o W m G ⋅；n R 、w R ——围护结构的内表面、外表面的传热阻，2o m G ⋅/W ；i δ——围护结构各层的厚度，m ；i λ——围护结构各层材料的导热系数，/()o W m G ⋅；j R ——由单层或多层材料组成的围护结构各材料层的热阻，2o m G ⋅/W 。
2.2.2 建筑各维护结构K 值计算1、计算外墙的K 值外墙采用聚苯板外保温，外墙厚为370mm,λ=0.81，保温材料厚为60mm ，λ=0.028，n R =0.115，w R =0.04，则：011111i n j w n i wK R R R R δαλα===++++∑ 210.370.060.1150.040.810.0280.363/()o W m G =+++=⋅ 2、计算屋顶的K 值屋顶材料为钢筋混凝土，厚度为140mm ，λ=1.740，保温材料为聚苯乙烯泡沫塑料板，厚度为60mm ，λ=0.042，则：011111i n j w n i wK R R R R δαλα===++++∑ 210.140.10.1150.041.740.0420.382/()o W m G =+++=⋅ 3、计算地面的K 值地面为加保温地面，各地带的热阻值，可按下式算：'001nii i R R δλ==+∑ 2/om G W ⋅ 式中：'0R ——贴土保温地面的热阻，2/o m G W ⋅；0R ——非保温地面的热阻，2/o m G W ⋅；i δ——保温层的厚度，mi λ——保温材料的导热系数，/()o W m G ⋅；则：第一地带'00R R =+210.062.150.280/0.042no i i i m G W δλ==+=⋅∑ 第二地带'20010.064.300.175/0.042no i i i R R m G W δλ==+=+=⋅∑ 第三地带'20010.068.600.100/0.042no i i i R R m G W δλ==+=+=⋅∑ 第四地带'20010.0614.20.064/0.042n o i i iR R m G W δλ==+=+=⋅∑ 4、其他维护结构K 值的计算由采暖通风规范查得固定铝合金落地窗的K=6.42/()o W m G ⋅，定制铝合金玻门的 K=6.42/()o W m G ⋅，已知塑钢中空玻璃窗的K=2.42/()o W m G ⋅。
综上所述，外墙的k 为0.363 W/(2m ·℃)；屋顶加保温材料,K 为0.382 W/(2m ·℃)；地面加保温材料，第一地带K 为0.280W/(2m ·℃)，第二地带K 为0.175 W/(2m ·℃)，第三地带K 为0.100W/(2m ·℃)，第四地带K 为0.064W/(2m ·℃)；塑钢中空玻璃K 为2.4 W/(2m ·℃)；固定铝合金落地窗K 为6.4 W/(2m ·℃);定制铝合金玻璃门K 为6.4 W/(2m ·℃)。
2.3房间热负荷计算2.3.1供暖系统的设计热负荷1、供暖系统的设计热负荷一般分为以下几部分进行计算：'''''1123j x Q Q Q Q Q ⋅⋅=+++式中 ：'1jQ ⋅——围护结构的基本耗热量，W ； '1xQ ⋅——围护结构的附加(修正)耗热量，W ； '2Q ——冷风渗透耗热量，W ； '3Q ——冷风侵入耗热量，W ；'Q ——供暖总耗热量，W 。
本建筑物要求室内计算温度为18℃。
2、围护结构的基本耗热量按下式计算：''()n w Q KF t t a =- W式中：K ——围护结构的传热系数，W/(2m ·℃)；F ——围护结构的面积，2m ；a ——围护结构的温差修正系数；n t ——冬季室内计算温度，℃； w t ——供暖室外计算温度，℃。
3、围护结构的修正耗热量(1)朝向修正耗热量朝向修正耗热量是考虑建筑物受太阳照射而对外围护结构传热损失的修正。
本建筑设计计算采用的朝向修正耗热量的修正率为：东： -5％； 西： -5％； 南： -20％； 北： 5%（2）风力附加耗热量风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对维护结构耗热量的影响而附加的耗热量。
在计算围护结构基本耗热量时，外表面换热系数w α是对应风速约为4 /m s 的计算值。
由《采暖通风与空气调节设计规范》查得张家口冬季室外平均风速为3.6 /m s ，小于4 /m s ，所以本建筑设计计算风力附加耗热量为0。
(3)高度附加耗热量《暖通规范》规定：民用建筑和工业辅助建筑物（楼梯间除外）的高度附加率，当房间高度大于4m 时，每高出1m 应附加2%，但总的附加率不应大于15%。
本建筑层高为3.2m ，所以高度附加耗热量为0。
楼梯间的高度附加耗热量取15%。
综上所述，建筑物或房间在室外供暖计算温度下，通过维护结构的总耗热量1'Q ， 可用下式计算：'111'(1)()(1)j x g n w ch f Q Q Q x KF t t x x W α⋅⋅=+=+-++∑式中：ch x ——朝向修正率，%；f x ——风力附加率，%，f x ≥0；g x ——高度附加率，%，15%≥g x ≥0。
2.3.2 冷风渗透耗热量'2Q在风压和热压的作用下，室外的冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内，被加热后逸出。
当未对采暖房间的门、窗缝隙采取密封措施时，冷空气就会通过门、窗缝隙渗入到室内，把这部分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。
在各类建筑物特别是工业建筑的耗热量中，冷风渗透耗热量所占比例是相当大的，有时高达30％左右，所以门窗缝隙渗透冷空气耗热量的计算显得尤为重要。
根据现有的资料，《暖通规范》中给出了用缝隙法计算民用建筑及生产辅助建筑物的冷风渗透耗热量和用百分率附加法计算工业建筑的冷风渗透耗热量。
1、多层建筑的渗透冷空气量，当无相关数据时，可按以下公式计算：3n(/)V Ll m h =式中：L ——每米门窗缝隙渗入室内的空气量；l ——门窗缝隙的计算长度；n ——渗透空气量的朝向修正系数。
确定门、窗缝隙渗入空气量V 后，冷风渗透耗热量'2Q ，可按下式计算：''20.278()w p n w Q V c t t W ρ=-式中：V ——经门窗缝隙渗入室内的总空气量，3/m h ；w ρ——供暖室外计算温度下的空气密度，3/kg m ；p c ——冷空气的定压比热，1/()o p c kJ kg G =⋅；0.278——单位换算系数，1/0.278kJ h W =。
2、计算出的房间冷风渗透量是否全部计入，应考虑下列因素：(2)当房间有相对两面外围护物时，仅计入较大的一面缝隙；(3)当房间有三面外围护物时，仅计入风量较大的两面缝隙；(4)当房问有四面外围护物时，则计入较多风向的1/2外围护物范围内的外门、窗缝隙。
3、计算建筑物耗热量时，为了简化计算，可作下列近似处理：(1)与相邻房间温差小于5℃时，不计算耗热量；(2)伸缩缝或沉降缝墙按外墙基本耗热量的30％计算；(3)内门的传热系数按隔墙的传热系数考虑。
2.3.3 冷风侵入耗热量'3Q在冬季受风压和热压作用下，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侵入耗热量。
冷风侵入耗热量按照下列公式计算：''31j m Q NQ ⋅⋅=式中：'1jmQ ⋅——外门的基本耗热量，W ； '3Q ——冷风侵入耗热量，W ；N ——考虑冷风侵入的外门附加率。
外门附加率N 值：注：n---建筑物外门所在楼层以上的楼层数（包括本层）。
本建筑物一楼北侧的门只在有危险发生的时候打开，处于常关状态，所以其冷风侵入耗热量为0。
冬季，大厅挂门帘，冷风侵入量为计算值的一半。
热负荷计算详见表格（附表一）第3章 散热器的选择及计算3.1管道布置本建筑物为五层学生宿舍楼，供暖系统形式采用上供下回式，由于学生宿舍楼为公共建筑，所以采用垂直式单管顺流形式，综合考虑经济技术等因素，本建筑采用机械循环单管顺流异程式系统供暖。
