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任務(wù)書
學(xué)院： 系級教學(xué)單位：
學(xué)
號
學(xué)生
姓名
專 業(yè)
班 級
題
目
題目名稱
河北邯鄲某高層住宅采暖、給排水及消防設(shè)計
題目性質(zhì)
1.理工類：工程設(shè)計 （ √ ）；工程技術(shù)實驗研究型（ ）；
理論研究型（ ）；計算機軟件型（ ）；綜合型（ ）
2.管理類（ ）；3.外語類（ ）；4.藝術(shù)類（ ）
題目類型
1.畢業(yè)設(shè)計（ √ ） 2.論文（ ）
題目來源
科研課題（ ） 生產(chǎn)實際（ ）自選題目（√ ）
主
要
內(nèi)
容
本工程為十七層住宅建筑，主要工作內(nèi)容為：采暖系統(tǒng)設(shè)計，給排水系統(tǒng)設(shè)計，消防系統(tǒng)設(shè)計，文獻綜述及外文翻譯。
基
本
要
求
①方案合理，計算準(zhǔn)確，符合規(guī)范要求；
②圖紙要求：完成或相當(dāng)于A1×8的工作量（應(yīng)含采暖、給排水及消防設(shè)計說明，采暖、給排水、消防系統(tǒng)平面圖、系統(tǒng)圖、流程圖及必要詳圖，泵房、換熱站流程圖、平面圖、剖面圖等，計算機繪制圖；
③獨立完成設(shè)計內(nèi)容，說明書應(yīng)達到三萬字以上；說明書中要給出所有計算過程和結(jié)果（主要為負(fù)荷計算和水力計算），參考文獻均按標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)明出處；④外文翻譯不少于3000漢字；
參
考
資
料
1. 《建筑設(shè)計設(shè)計規(guī)范》（GB50016-2006）
2. 《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50019-2003
3. 《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施-暖通空調(diào)·動力》2009版
4. 《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB 50015-2003
5. 《實用供熱通風(fēng)空調(diào)設(shè)計手冊》陸耀慶（第二版）2007版
周 次
1—2周
3—5周
6—11周
12—15周
16—18周
應(yīng)
完
成
的
內(nèi)
容
資料收集，熟悉相應(yīng)規(guī)范，了解類似工程運行情況，確定方案。
完成文獻綜述、外文翻譯及開題報告，并在第5周進行開題報告答辯
負(fù)荷計算，水力計算,系統(tǒng)確定，設(shè)備選型計算
圖紙綜合設(shè)計，編制設(shè)計說明
指導(dǎo)教師審圖、學(xué)生改圖、完善設(shè)計說明書，準(zhǔn)備答辯、答辯
指導(dǎo)教師：
職稱： 年 月 日
系級教學(xué)單位審批：
年 月 日
外文翻譯
區(qū)域供暖在未來可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)中的角色
關(guān)鍵字：區(qū)域供熱，公共供熱，能源系統(tǒng)分析報告，可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)。
摘要
介于丹麥的實情，材料分析了區(qū)域供暖在未來可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)中扮演的角色。目前，可持續(xù)發(fā)展能源的比重將接近20%。從這個事實的觀點來看，材料定義了這樣一個方案結(jié)構(gòu)：丹尼斯系統(tǒng)將在2060年100%的覆蓋可持續(xù)發(fā)展能源資源，并且空間加熱需要縮減至75%。利用完全國有能源系統(tǒng)的詳細(xì)分析報告，關(guān)系到燃料需求、二氧化碳排放量以及消耗的重要性，可以做出有計劃的供暖選擇，包括區(qū)域供熱和單獨的熱泵以及微型熱電聯(lián)供。研究包含了丹尼斯將近25%的建筑消耗，那些建筑在當(dāng)今有單獨的天然氣或者燒油的鍋爐而且能夠被區(qū)域供暖或一個更有效的個別的熱源所代替。在這樣一個全面的觀察下，最好的解決方法將是逐步擴大的區(qū)域供暖與單獨熱泵的使用的相結(jié)合。這樣的結(jié)果，在當(dāng)今基于化石燃料的系統(tǒng)是有充分根據(jù)的，基于在未來潛在的能夠100%的可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)也是有充分根據(jù)的。
1引言
在世界上許多國家，供暖和供應(yīng)熱水給建筑物的能力是必不可少的。當(dāng)今，正被集中爭論的話題是如何將最好的方法應(yīng)用在未來的能源系統(tǒng)中，使得化石燃料的燃燒應(yīng)當(dāng)被減少或者是完全的被避免。在最近的爭論中，一個能至少等同于兩個不同的觀點來解釋未來。一種觀點陳述了低能耗建筑能完全不再需要供熱甚至是不再有太陽能的利用，正能源的房子能產(chǎn)生比他們需求的更多的熱量。其他的觀點陳述的是來自工業(yè)、廢物燃燒和電站的過多熱的產(chǎn)生可以和地?zé)帷⒋笠?guī)模的太陽能和大規(guī)模的熱泵結(jié)合起來一起被利用于房屋供熱。第一種情況，區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)可能不再被需要，然而，后一種情況，區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)將成為基本設(shè)施。
在最近很多材料上，低能耗建筑的設(shè)計和觀察在被分析和描述，這也就是零排放和正能源的房屋的概念。然而，這份材料主要的解決對象是未來建筑，不包括現(xiàn)存的所有建筑，這歸于建筑物壽命的長久，它們被猜想仍需幾十年才能夠達到。還有一些材料講述如何減少熱量在現(xiàn)存建筑物中的需求，以及逐步形成這樣一個結(jié)論：這樣的努力是需要一個重大的投資損失而不是經(jīng)營的節(jié)省。然而，在丹麥當(dāng)今現(xiàn)存的建筑中份額被猜想還要高出很多年，這樣建筑的份額被猜想到2030年能達到85%至90%。而且沒有研究發(fā)現(xiàn)哪一個支持能夠如何完全避免在現(xiàn)存建筑物中熱量的合理消耗需求以及解決問題切關(guān)的時間期限。
另一方面，通過熱電聯(lián)供的利用，燃料燃燒效率在系統(tǒng)中有所改善和提高，推薦和擴大熱電聯(lián)供的利用是減少化石燃料燃燒的措施；這些措施還包括熱泵，利用工業(yè)的廢熱余熱，或者是用像廢棄物或各種各樣的生物能源這樣的殘余的資代替化石燃料資源。這樣的策略使區(qū)域供熱系統(tǒng)的需要成為必要條件。為滿足住宅建筑的熱量需求，區(qū)域供熱和單獨供熱已經(jīng)被分析過了，在挪威，區(qū)域供熱相對單獨用電供熱有更低的二氧化碳的排放量。然而，這份分析報告偏偏沒有被只有少量甚至是沒有化石燃料的未來能源系統(tǒng)所應(yīng)用。由于各種各樣的原因，包括能源危機和氣候改變，世界各地的許多國家都愿意把精力集中在能源效率的能源政策上，以及可持續(xù)發(fā)展能源的源頭份額的增長上。在丹麥，官方長期的政治目標(biāo)是100%的覆蓋可持續(xù)發(fā)展能源，這個目標(biāo)的貫徹執(zhí)行將必然包含整個能源系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。能源政策將導(dǎo)致電力供應(yīng)和需求平衡的改變。隨著風(fēng)能的產(chǎn)生和熱電聯(lián)供份額達到電力需求20%和50%，尤其丹麥?zhǔn)鞘紫让鎸@樣問題的幾個國家之一。到目前為止，丹麥已經(jīng)遭遇了超負(fù)荷的電力供應(yīng)問題。各方面的技術(shù)都已經(jīng)被分析，而且?guī)讉€措施也已被執(zhí)行，其中包括被散的熱電聯(lián)供機械設(shè)備的管理的改變。不同的技術(shù)問題包括為區(qū)域供熱服務(wù)的電鍋爐和熱泵的熱量貯存、靈活需求和運輸用電，以及各種不同的能量儲存選擇。
是否被看作是區(qū)域供熱的一個策略要比其他的未來可持續(xù)可再生能源系統(tǒng)的貫徹執(zhí)行更好，很難從一個完全的房屋供熱前景得出結(jié)論。一種策略不得不包括倆方面，一是： 為了評估如何用最好的方法在整個系統(tǒng)中使用可利用的能源的能源系統(tǒng)的剩余；二是：如何使能源的節(jié)省和有效的措施與可持續(xù)能源的結(jié)合來滿足以最低社會消耗結(jié)束化石燃料的使用。這份材料試圖執(zhí)行一個先進的能源系統(tǒng)分析報告，這個分析報告是整個國家的能源系統(tǒng)通過對目前不同房屋供熱的選擇的對比，來評估不同供熱形式的選擇對總能耗需求和二氧化碳排放量的影響。
2 方法論
通過利用地理學(xué)的系統(tǒng)工具，實用的方法論已經(jīng)被首先用來鑒別可行性的方案和擴大區(qū)域供熱的代價；其次用能源系統(tǒng)分析工具來制作當(dāng)前的模型，也就是未來丹尼斯?jié)撛诘哪茉聪到y(tǒng)；最后，用來鑒別各種選擇和為房屋供暖的代價的問題。接下來方法論和數(shù)據(jù)會被進一步分析描述。
2.1 可行性的區(qū)域供熱方案
現(xiàn)在丹尼斯有46%的供熱需求網(wǎng)絡(luò)被主要靠熱電聯(lián)供的區(qū)域供熱所滿足。剩下的部分主要是利用單獨的油、天然氣或者生物能的鍋爐供熱。通過利用先進的地理學(xué)系統(tǒng)模型，關(guān)聯(lián)到剩余建筑不同部分的代價已經(jīng)被鑒定。這份鑒定是由基于丹尼斯建筑登記的地理模型和被丹尼斯能源專家堅持的一個供熱區(qū)域模型的相結(jié)合所制定的。具體的模型和實際的應(yīng)用將在[43,44]中進一步被描述。2006年，總房屋供熱消耗已經(jīng)被確定是60.1 TWh/年，其中的27.9TWh被供應(yīng)區(qū)域供熱，而32.2TWh被應(yīng)用于獨立的鍋爐和加熱器。根據(jù)地理學(xué)信息系統(tǒng)模型，凈供熱需求已經(jīng)被規(guī)定為被分配到每戶能源的94%-95%，因此，在熱交換器中比較小的損失是被包括在估算當(dāng)中的。
用這種方法計算熱需求或多或少并不等于丹尼斯能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)凈熱量需求28.4 TWh/年的熱量需求。在接下來被描述的分析報告中，數(shù)據(jù)已經(jīng)被校正到與能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)相匹配。
與2006年的形勢相比較以上已經(jīng)描述（以下提到的作為參考的形勢），接下來的區(qū)域供熱的潛在擴大的形勢方案被確定為：
方案1：規(guī)定存在或者是計劃進行區(qū)域供熱的區(qū)域內(nèi)所有的建筑都將連接入系統(tǒng)，這將把區(qū)域供熱的需求從27.9TWh/年增加到31.6TWh/年.
方案2：由天然氣加熱獨立鍋爐供應(yīng)的接近于現(xiàn)存的DH區(qū)域的所有區(qū)域?qū)⒈晦D(zhuǎn)變?yōu)镈H區(qū)域，這將使得份額進一步從31.6 TWh/年擴大到37.6 TWh/年.
方案3：距離現(xiàn)存的區(qū)域一千米以上的天然氣區(qū)域被轉(zhuǎn)變?yōu)镈H區(qū)域，這將份額從37.6 TWh/年增至42.3 TWh/年。
這三個方案參考圖表.1。
圖表1的凈熱需求已經(jīng)被轉(zhuǎn)換到區(qū)域供熱，包括輸電網(wǎng)損失和燃料需求，同時，丹尼斯能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)的校正如圖表2所示。
2.2 目前的和未來潛在的丹尼斯能源系統(tǒng)模型化
區(qū)域供熱對各種各樣的單獨供熱的的分析報告從2006年被當(dāng)做目前能源系統(tǒng)已經(jīng)被得出，也就是未來潛在能源系統(tǒng)正領(lǐng)導(dǎo)一種可視化的能源供給，它是基于100%的可持續(xù)發(fā)展能源的覆蓋。完整的丹尼斯能源系統(tǒng)的分析報告已經(jīng)被能源計劃模型以某種方式得出。被發(fā)展在奧爾堡大學(xué)這個模型能夠被自由的從網(wǎng)站www. energyplan.edu進入。在同一個網(wǎng)站，能夠發(fā)現(xiàn)程序說明書、雜志和一個培訓(xùn)程序的鏈接。能源計劃被描述和比喻為其他模型。模型的主要目的是促進國有的或者是區(qū)域的能源計劃策略的設(shè)計和圍繞熱與電的整個能源系統(tǒng)在運輸和工業(yè)領(lǐng)域的供應(yīng)。一般的投入是需求，可持續(xù)能源的源頭，能量站的容電能力，成本和大量的不同的非強制性的管理策略，策略的重點是輸入/輸出和超負(fù)荷的電力產(chǎn)品。輸出是能源的平衡和最終一年一次的產(chǎn)品，燃燒消費，電力的輸入/輸出以及由電轉(zhuǎn)換來的收入的總成本。
為了使能源系統(tǒng)模型適應(yīng)丹尼斯能源策略的輸出，從2006年，能源系統(tǒng)模型就被標(biāo)準(zhǔn)化，被丹尼斯能源機構(gòu)制定的BAU放映室也是如此。相比較目前的情形，包括更多風(fēng)能利用，熱量儲蓄，和更好的熱電聯(lián)供及動力工廠等等的未來能源系統(tǒng)，如表1中所闡述的，為了到2060年丹尼斯政府的100%的資源目標(biāo)就能達到，需要執(zhí)行以下的改變：
1 在丹尼斯的北海，終結(jié)來自石油和天然氣產(chǎn)品的能源消費。
2 熱電聯(lián)供和動力工廠中的燃料需求被沼氣和（或）氫所代替。
3 用于加熱鍋爐的燃料需求被類似稻桿和（或）木頭的生物能源代替。
4 工業(yè)的燃料需求降低50%，并且轉(zhuǎn)化成沼氣和（或）生物能源。
5 單獨供熱生物能源加熱鍋爐所代替。
6 用于運輸?shù)牟裼捅黄鸵?:1的比率替換。
7 用于運輸?shù)钠捅浑娏σ?:1的比率替換。
- 9 -
xxx學(xué) 院
畢 業(yè) 設(shè) 計
河北邯鄲某高層住宅給排水、
采暖及消防系統(tǒng)設(shè)計
系 別：
班 級：
姓 名：
指 導(dǎo) 教 師：
20xx年6月13 日
開題報告
一、選題的性質(zhì)、依據(jù)與意義
隨著我國經(jīng)濟水平的日益提高 , 尤為近幾年房改政策的出臺, 人們對居住環(huán)境的要求也越來越高, 住宅建設(shè)已成為當(dāng)前基本建設(shè)的重點之一。設(shè)計工作者需設(shè)計出各式各樣的住宅以滿足不同層次人居住的需要。供暖和給排水設(shè)計是住宅工程中必不可少的一項設(shè)計工程，它為居民的生活提供必要地保障。所以，做好供暖和給排水的工程設(shè)計，不僅是要按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)布置管道和附件，從用戶的舒適性角度考慮設(shè)計，使建筑設(shè)計更加人文化，更為重要和值得提倡的是要有節(jié)能的方法和措施融入其中。節(jié)能是未來社會生活中一個永恒的主題 ，對于每一個建筑設(shè)計工作者來說，節(jié)能問題絕不簡單，它貫穿于設(shè)計中的每一個細(xì)節(jié)。建筑供暖和給排水的絕大部分新材料、新設(shè)備、新工藝都與節(jié)能密切相關(guān)，充分利用這些新技術(shù)實現(xiàn)供暖和給排水的節(jié)能設(shè)計是我們永遠(yuǎn)的責(zé)任。
二、課題擬完成的基本內(nèi)容
畢業(yè)設(shè)計要完成的主要工作包括：在已得建筑圖的基礎(chǔ)上進一步布置住宅供暖系統(tǒng)、生活給排水管道系統(tǒng)、消防給水管道系統(tǒng)、噴淋管道系統(tǒng)等，并選用恰當(dāng)?shù)妮o助設(shè)施如換熱器、截止閥、集水器、分水器，水泵、滅火器、消防泵、加壓泵、水箱、減壓節(jié)流孔板、消能設(shè)施等。然后在此基礎(chǔ)上繪出供暖管道和給排水管道平面圖、系統(tǒng)圖以及建筑細(xì)部大樣圖，并寫出完整的設(shè)計說明書。綜合以上各方面，結(jié)合節(jié)能的方法措施，使得建筑供暖和給排水設(shè)計節(jié)能環(huán)保。
三、主要步驟和方法
供暖系統(tǒng)中采用分戶計量的供熱方式。分戶計量能更有效的控制和分配用戶所需熱量的問題，減少能源的不必要浪費。
供暖的形式采用低溫地板輻射采暖，地板采暖的優(yōu)點：
（1）節(jié)能。根據(jù)各種采暖方式室內(nèi)溫度測試結(jié)果，地板輻射采暖方式是最理想的采暖方式。在建立同樣舒適條件的前提下，地板采暖房間的室內(nèi)溫度比一般散熱器采暖溫度低2-3℃，節(jié)省了能源，降低了供暖系統(tǒng)的運行費用；
（2）舒適。地板低溫輻射采暖以地板為散熱器，在向人體和周圍空氣對流換熱同時還向四周的家具及外圍結(jié)構(gòu)表面進行輻射換熱，使壁面溫度升高，減少了四周表面對人體的冷輻射。由于有輻射強度和溫度的雙重作用，使室溫比較穩(wěn)定且溫度梯度小，形成了真正的符合人體散熱要求的熱環(huán)境，給人以腳暖頭涼的舒適感，可使腦力勞動者的工作效率提高；
（3）美觀。由于室內(nèi)取消了暖氣片及其管道，相當(dāng)于增加了2-3%的使用面積。更便于裝修和室內(nèi)布置；
（4）地板采暖適合分戶計量及節(jié)能設(shè)計。管道的布置，系統(tǒng)阻力值的確定，均可根據(jù)不同情況，不同要求由設(shè)計人自己決定；
（6）熱源選擇靈活。低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)供水溫度為40-60 ℃，可充分利用廢熱水和地?zé)崴Y源。
在給排水設(shè)計方面，雨水利用、生活給水系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)兩者分別單獨設(shè)置和合理選用變頻水泵等技術(shù)措施的使用已經(jīng)在逐步的擴大，這些都為建筑節(jié)能提供更大的發(fā)展空間。
雨水利用就是將雨水收集起來 ，經(jīng)過一定的設(shè)施和藥劑處理后，得到符合某種水質(zhì)指標(biāo)的水再利用的過程。類似于中水，處理后的雨水作為一種可以利用的水資源可以用于廁所沖洗 、城市綠化、景觀用水以及其他適應(yīng)中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的用水。建筑物收集雨水的一般結(jié)構(gòu)是，由導(dǎo)管把屋頂?shù)挠晁嗽O(shè)在地下的雨水沉沙池，經(jīng)沉積的雨水流人蓄水池，由水泵送人雜用水蓄水池，經(jīng)加氯消毒后送人中水道系統(tǒng) ，為解決降塵和酸雨問題，一般將降雨前兩分鐘的雨水撇除。目前，世界上許多國家都展開了對雨水利用的研究，以節(jié)約水資源，減輕當(dāng)?shù)氐挠盟臀鬯幚碡?fù)擔(dān)。應(yīng)在一些城市的建筑物上設(shè)計收集雨水的設(shè)施，將收集到的雨水用于消防 、小區(qū)綠化、洗車 、廁所沖洗和冷卻水補給等，也可以經(jīng)深度處理后供居民飲用。
合理選用變頻水泵。變速水泵的應(yīng)用可避免傳統(tǒng)供水系統(tǒng)中按供水最不利情況計算所引起的水量、電能的浪費問題。在熱水供應(yīng)系統(tǒng)中，隨著水泵自控技術(shù)及各種監(jiān)測儀表和新型感溫材料的出現(xiàn)，循環(huán)水泵的運行也可采用變流量變揚程的自動控制系統(tǒng)。可以考慮在配水龍頭處裝設(shè)簡易的水流指示器或在最遠(yuǎn)配水點處裝設(shè)感溫元件，根據(jù)熱水的不同配水工況命令水泵時停時轉(zhuǎn)隨機改變其運行參數(shù)。
建筑的供暖和給排水節(jié)能的工作還有很多，需要我們設(shè)計工作者進一步去發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造，使得供暖系統(tǒng)和給排水系統(tǒng)與節(jié)能工程密切結(jié)合起來。
四、工作進度
1 - 3 周 外文翻譯 開題報告
4 - 9 周 供熱負(fù)荷計算 系統(tǒng)布置 水利計算 設(shè)備選型
10-14 周 圖紙繪制 編制計算說明書
15-18 周 檢查圖紙 修改圖紙中的不足 準(zhǔn)備答辯
五、主要參考文獻
《高校給排水系統(tǒng)中節(jié)能和節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用》
《建筑給排水節(jié)能設(shè)計》
《關(guān)于多層住宅室內(nèi)給排水設(shè)計問題的探討》
《建筑給排水設(shè)計規(guī)范_GB50015-2010》
《歐洲建筑給排水技術(shù)考察報告》
《淺談多層住宅建筑給排水》
《現(xiàn)代住宅建筑給水排水設(shè)計的探討》
《小康型住宅中的給排水設(shè)計》
《在2004年全國給水排水技術(shù)交流會上的講話》
《住宅工程給排水設(shè)計》
六、指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
七、系級教學(xué)單位審核意見：
審查結(jié)果： □ 通過 □ 完善后通過 □ 未通過
負(fù)責(zé)人簽字：
年 月 日
本科畢業(yè)設(shè)計
河北邯鄲某高層住宅給排水、
采暖及消防系統(tǒng)設(shè)計
xxx 大 學(xué)
20xx年 6 月
摘要
本設(shè)計是某高層民用住宅樓的建筑給排水、采暖及消防設(shè)計，其中地上一二層為商場，三至十七層為住宅，地下一層為車庫及機房。主要設(shè)計包括采暖系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、以及屋面雨水系統(tǒng)五個部分。
采暖系統(tǒng)采用低溫地面輻射供暖系統(tǒng)，低溫地板輻射采暖是一種和傳統(tǒng)散熱器供暖不同的新型供暖方式，和以對流散熱為主的散熱器供暖相比，具有室內(nèi)溫度分布均勻、舒適性好、節(jié)約能源、易實現(xiàn)分戶熱計量、維護管理方便等優(yōu)點。隨著計量供熱技術(shù)在我國的大力推行，以及國家對建筑節(jié)能的日益重視，低溫地面輻射供暖系統(tǒng)目前在我國民用建筑中逐步受到重視，得到廣泛的采用。低溫地面輻射供暖系統(tǒng)的供回水分別為50/40℃[1]，而由市政熱力管網(wǎng)系統(tǒng)提供的供回水為130/80℃[1]，因此，要在低溫地面輻射供暖系統(tǒng)中設(shè)計一換熱站。供熱建筑為地上十七層，考慮底層用戶壓力過大，所以設(shè)計分高區(qū)供暖、低區(qū)供暖分別由循環(huán)水泵提供循環(huán)壓力。
給水系統(tǒng)采用分區(qū)供水，一到六層為低區(qū)，由市政管網(wǎng)直接供水。七層到十七層為高區(qū)，采用自下而上由地下車庫的供水泵直接供水的方式；排水系統(tǒng)采用的是污、廢合流制，一二層單獨排水，三至十七層污水排水立管設(shè)有專用通氣管，地下車庫內(nèi)污水匯集到集水坑由污水泵提升至排水干管排出；消防系統(tǒng)設(shè)計成消火栓滅火系統(tǒng)，火災(zāi)初期10min的水由消防水箱供給，正常供水由消防水泵從貯水池內(nèi)抽?。挥晁捎玫氖峭馀潘到y(tǒng)，雨水直接排向市政污水管網(wǎng)。給水管和排水管分別采用PP—R管和PVC-U管，消防系統(tǒng)采用鍍鋅鋼管。
設(shè)計過程進行了各系統(tǒng)方案的確定、平面布置和計算,以及各種設(shè)備的選型,最后用CAD繪制了各個系統(tǒng)的平面施工圖和系統(tǒng)軸側(cè)圖以及局部大樣圖。
關(guān)鍵詞 高層建筑設(shè)計；低溫地面輻射供暖；換熱站；給排水；消防
Abstract
This design is a tall apartment buildings for the construction of water and drain, heating and fire control design, including the ground floor to the mall or two, three to the 17th floor for housing, the ground floor to the garage and one of the design including heating system. the main, and shrunk system, drainage systems and fire protection system, and the rain system of five parts.
Heating system uses a low temperature radiates the heating system, the radiation heating is a traditional radiator heating system and the new homes, and convection ventilation the radiator heating system has room temperature, and even distribution, including the good, save energy, and prone to achieve a measurement, maintenance, management accounts hot for the advantages. With measurement heating technology in our efforts to implement, and the state building energy more importance to low temperature radiates, the heating system in the civil construction has heeded, been widely adopted. a low temperature radiates the heating for 40 to 50 ℃, and by the heat of the system provided for the manifold 130 to 80 ℃, therefore, to the ground in a low temperature radiates heating system designed to change stand. the hot Hearing the building to the ground first, users to consider the great pressure and design points area of heating, the lower heating by cycle pump by the pressure of circulation.
Shrunk the system uses the zoning water, six flights to the lower, by the manifold direct water. seven to the 17th floor is for use by underground from the water supply for direct way of;drainage system is a dirty heliu.or layer by layer, to the three seventeen discharge of water made a special ventilation pipe, waste collection within the garage to set the sewage pumping water to drain the; Fire control system design in a fire extinguishing systems, fire hydrant 10min water from the beginning of the normal water supply, by the fire pump to extract from the cistern empties in the rain has the drainage system, the rainwater drained directly to municipal sewage pipes and manifold. to drain using PP-R, and PVC-U, the system uses galvanizing steel.
The design process in the system determine the layout of the plan, and the plane, and all kinds of equipment, the cad drawing would like to use the system of structural and system on the side picture as well as local wealth.
Keywords High-rise building design;low temperature radiates; heat exchanging station; water supply and drainage ; fire fighting
目 錄
摘要 I
Abstract III
第1章 緒論 1
1.1 課題背景 1
1.2 建筑節(jié)能措施 1
第2章 工程概況 3
2.1 工程概況 3
2.2 設(shè)計參數(shù) 3
2.2.1 采暖室內(nèi)外設(shè)計參數(shù) 3
2.2.2 采暖圍護結(jié)構(gòu)熱工參數(shù) 3
2.2.3 生活給水設(shè)計參數(shù) 3
2.2.4 生活排水設(shè)計參數(shù) 5
2.2.5 消防系統(tǒng)設(shè)計參數(shù) 5
第3章 供暖方案的選擇與設(shè)計 7
3.1 熱負(fù)荷計算 7
3.1.1 圍護結(jié)構(gòu)傳熱熱阻的校核 7
3.1.2 基本耗熱量計算 9
3.1.3 圍護結(jié)構(gòu)附加耗熱量 9
3.1.4 冷風(fēng)滲透耗熱量Q2的計算 10
3.1.5 門的冷風(fēng)侵入耗熱量Q3 12
3.2 建筑物采暖面積熱指標(biāo)的計算 12
3.3 采暖盤管的選擇與計算 13
3.4 換熱站選擇和計算 14
3.5 采暖水力計算 15
3.6 設(shè)備選型 16
3.6.1 循環(huán)水泵的選擇 16
3.6.2 熱表的選擇 17
3.7 管道的保溫 17
3.7.1 保溫管道的確定原則 18
3.7.2 保溫材料的選擇 18
3.8 本章小結(jié) 18
第4章 生活給水方案的選擇與設(shè)計 21
4.1 系統(tǒng)的組成 21
4.2 設(shè)計參數(shù)及水量 21
4.2.1 用水量計算 21
4.2.2 設(shè)計秒流量計算 22
4.3 生活給水管段管徑的確定 23
4.4 生活給水管道水頭損失的確定 24
4.4.1 沿程水頭損失 24
4.4.2 局部水頭損失 24
4.5 加壓設(shè)備及構(gòu)筑物 25
4.6 本章小結(jié) 26
第5章 生活排水方案的選擇與設(shè)計 27
5.1 排水方案的選擇 27
5.2 系統(tǒng)的組成 27
5.3 排水系統(tǒng)設(shè)計計算 27
5.3.1 設(shè)計秒流量 27
5.4 本章小結(jié) 28
第6章 室內(nèi)消防系統(tǒng)方案的選擇與設(shè)計 29
6.1 系統(tǒng)的選擇 29
6.2 消防系統(tǒng)的組成 29
6.3 消防系統(tǒng)的設(shè)計計算 29
6.3.1 水槍充實水柱 29
6.3.2 消火栓口所需水壓 30
6.3.3 消火栓保護半徑 30
6.3.4 室內(nèi)消火栓的布置間距 31
6.3.4 消防水池、水箱容積 31
6.3.5 消防系統(tǒng)水力計算 33
6.4 本章小結(jié) 33
結(jié)論 35
參考文獻 37
致謝 39
附錄1 本科畢業(yè)設(shè)計開題報告 41
附錄2 本科生畢業(yè)設(shè)計外文翻譯 45
附表 53
5
第1章 緒論
1.1 課題背景
現(xiàn)階段我國總體采暖情況。我國能源的構(gòu)成狀況決定了長期以來一直把煤炭作為主要能源，煤炭在一次能源中的比例約占70%以上。因此初期的采暖方式比較單一，主要包括城市集中采暖與居民家庭煤爐采暖兩大類。其中城市集中熱網(wǎng)的熱源主要是大型區(qū)域燃煤鍋爐房與燃煤熱電廠兩種形式。建國以后，我國以城市集中供熱為突出代表的采暖事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，取得了巨大的建設(shè)成就，城市熱化比例不斷增大。采暖事業(yè)的良好局面依靠較為單一的供熱方式就此打開。但一系列的負(fù)面問題隨之而來。比如據(jù)空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示， 長期以煤炭作為主要能源對我國的大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，70%的SO2、60%的NOX、85%的CO2均來自于煤炭燃燒。特別是北方城市，在采暖季節(jié)空氣污染指數(shù)嚴(yán)重超標(biāo)。2008年4月1日起我國開始施行《節(jié)約能源法》，使節(jié)約能源成為了一項基本國策。
1.2 建筑節(jié)能措施
隨著我國經(jīng)濟水平的日益提高 , 尤為近幾年房改政策的出臺, 人們對居住環(huán)境的要求也越來越高, 住宅建設(shè)已成為當(dāng)前基本建設(shè)的重點之一。設(shè)計工作者需設(shè)計出各式各樣的住宅以滿足不同層次人居住的需要。供暖和給排水設(shè)計是住宅工程中必不可少的一項設(shè)計工程，它為居民的生活提供必要地保障。所以，做好供暖和給排水的工程設(shè)計，不僅是要按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)布置管道和附件，從用戶的舒適性角度考慮設(shè)計，使建筑設(shè)計更加人文化，更為重要和值得提倡的是要有節(jié)能的方法和措施融入其中。節(jié)能是未來社會生活中一個永恒的主題 ，對于每一個建筑設(shè)計工作者來說，節(jié)能問題絕不簡單，它貫穿于設(shè)計中的每一個細(xì)節(jié)。建筑供暖和給排水的絕大部分新材料、新設(shè)備、新工藝都與節(jié)能密切相關(guān)，充分利用這些新技術(shù)實現(xiàn)供暖和給排水的節(jié)能設(shè)計是我們永遠(yuǎn)的責(zé)任。
供暖系統(tǒng)中采用分戶計量的供熱方式。分戶計量能更有效的控制和分配用戶所需熱量的問題，減少能源的不必要浪費[2]。
根據(jù)各種采暖方式室內(nèi)溫度測試結(jié)果，地板輻射采暖方式是最理想的采暖方式。在建立同樣舒適條件的前提下，地板采暖房間的室內(nèi)溫度比一般散熱器采暖溫度低2-3℃，節(jié)省了能源，降低了供暖系統(tǒng)的運行費用；并且低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)熱源選擇靈活。低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)供水溫度為40-60 ℃，可充分利用廢熱水和地?zé)崴Y源。
在給排水設(shè)計方面，雨水利用、生活給水系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)兩者分別單獨設(shè)置和合理選用變頻水泵等技術(shù)措施的使用已經(jīng)在逐步的擴大，這些都為建筑節(jié)能提供更大的發(fā)展空間。
第2章 工程概況
2.1 工程概況
該設(shè)計對象是位于河北省邯鄲市某高層住宅建筑，地下一層是車庫，地上一至二層為商場，三至十七層為民用住宅，總建筑高度64.3米，占地面積1521.62平方米。主要設(shè)計內(nèi)容為：采暖系統(tǒng)設(shè)計，給排水系統(tǒng)設(shè)計，消防系統(tǒng)設(shè)計。
2.2 設(shè)計參數(shù)
2.2.1 采暖室內(nèi)外設(shè)計參數(shù)[1]
1) 室外設(shè)計參數(shù)：邯鄲市冬季供暖室外計算溫度為 -7℃；冬季平均室外風(fēng)速：3.0 m/s；
2) 采暖期天數(shù)：日平均溫度<=+5℃天數(shù)127天。
3) 供暖室內(nèi)計算溫度：客廳、餐廳、臥室：18℃；廚房：10℃；衛(wèi)生間：15℃。
4) 熱源：小區(qū)換熱站；設(shè)計供回水溫度：50／40℃。
2.2.2 采暖圍護結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)[1]
5) 外墻：200厚鋼筋混凝土外墻，70厚模塑聚苯板，k=0.55 W/m2.K。
6) 屋面：現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，110厚模塑聚苯板，k=0.40 W/m2.K。
7) 不采暖地下室頂板：筋混凝土板，85厚巖棉板，k=0.53 W/m2.K。
8) 外窗：塑鋼中空玻璃（6玻璃+12空氣+6玻璃）， k=2.45 W/m2.K。
9) 入戶門：保溫防盜防火復(fù)合門，k=2.0 W/m2.K。
10) 陽臺門：塑鋼中空玻璃（6玻璃+12空氣+6玻璃），k=2.45 W/m2.K。
2.2.3 生活給水設(shè)計參數(shù)
根據(jù)表2-1選取：
生活用水定額： qd=250 m3/（人·d）；
小時變化系數(shù)： kh=2.8；
每戶人口：m=4人；
低區(qū)最高日用水量：Qd=24 m3/d；
高區(qū)最高日用水量：Qd=60 m3/d；
高區(qū)最大小時生活用水量：Qh=7 m3/h；
表2-1 衛(wèi)生器具的給水額定流量、當(dāng)量、連接管公稱管徑和最低工作壓力[4]
序號
給 水 配 件 名 稱
額定流量
（L/s）
當(dāng) 量
連接管公稱管徑(mm)
最低
工作壓力
（MPa）
1
洗滌盆、拖布盆、盥洗槽
單閥水嘴
單閥水嘴
混合水嘴
0.15～0.20
0.75～1.00
15
0.05
0.30～0.40
1.5～2.00
20
—
0.15～0.20
(0.14)
0.75～1.00
(0.70)
15
—
2
洗臉盆
單閥水嘴
混合水嘴
0.15
0.75
15
0.05
0.15 (0.10)
0.75(0.50)
15
3
洗手盆
感應(yīng)水嘴
混合水嘴
0.1
0.5
15
0.05
0.15(0.10)
0.75(0.5)
15
—
4
浴盆
單閥水嘴
混合水嘴(含帶淋浴轉(zhuǎn)換器)
0.2
1
15
0.05
0.24(0.20)
1.2(1.0)
15
0.050～0.070
5
淋浴器
混合閥
0.15(0.10)
0.75(0.50)
15
0.050～0.100
6
大便器
沖洗水箱浮球閥
延時自閉式?jīng)_洗閥
0.1
0.5
15
0.02
1.2
6
25
0.100～0.150
7
小便器
手動或自動自閉式?jīng)_洗閥
自動沖洗水箱進水閥
0.1
0.5
15
0.05
0.1
0.5
15
0.02
15
家用洗衣機水嘴
0.2
1
15
0.05
表2-2 住宅最高日生活用水定額及小時變化系數(shù)[4]
住宅
類別
衛(wèi)生器具設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)
用水定額
小時變系數(shù)
（L/人·d）
Kh
普
通
住
宅
Ⅰ
有大便器、洗滌盆
85～150
3.0～2.5
Ⅱ
有大便器、洗臉盆、洗滌盆、洗衣機、熱水器和沐浴設(shè)備
130～300
2.8～2.3
III
有大便器、洗臉盆、洗滌盆、洗衣機、集中熱水供應(yīng)(或家用熱水機組)和沐浴設(shè)備
180～320
2.5～2.0
別墅
有大便器、洗臉盆、洗滌盆、洗衣機、灑水栓，家用熱水機組和沐浴設(shè)備
200～350
2.3～1.8
根據(jù)表2-3選擇衛(wèi)生器具給水當(dāng)量：
表2-3 衛(wèi)生器具給水當(dāng)量[4]
序號
給 水 配 件 名 稱
額定流量
（L/s）
當(dāng) 量
連接管公稱
管徑
(mm)
最低
工作壓力
（Mpa）
1
洗滌盆
0.20
1
15
0.05
2
洗臉盆
0.15
0.75
15
0.05
3
淋浴器
0.15
0.75
15
0.060
4
大便器延時自閉式?jīng)_洗閥
1.2
6
25
0.100
2.2.4 生活排水設(shè)計參數(shù)
表2-4 衛(wèi)生器具排水的流量、當(dāng)量和排水管的管徑[4]
序
號
衛(wèi)生器具名稱
排水流量
（L/s）
當(dāng)量
排 水 管
管徑（mm）
1
洗滌盆
0.33
1
50
2
洗臉盆
0.25
0.75
32～50
3
淋浴器
0.15
0.45
50
4
大便器自閉式?jīng)_洗閥
1.2
3.6
100
2.2.5 消防系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)
本建筑高度為64.3m>50m，根據(jù)表 選擇室內(nèi)消防用水量20 L/s，每根豎管最小流量5L/s，每支水槍最小流量5L/s。
表2-5 消火栓給水系統(tǒng)用水量[3]
高層建筑類別
建筑高度（m）
消火栓用水量
（L/s）
每根豎管最小流量（L/s）
每支水槍最小流量（L/s）
室外
室內(nèi)
普通住宅
＜50
15
10
10
5
＞50
15
20
10
5
消火栓箱的選擇：SGX25型，內(nèi)設(shè)DN65消火栓，口徑19mm，水帶25m，距地1.1m，暗裝。
第3章 供暖方案的選擇與設(shè)計
考慮到我國國情狀況以及對節(jié)能減排的要求，本建筑采暖系統(tǒng)采用低溫地面輻射供暖系統(tǒng)。本建筑為高層建筑，，供暖系統(tǒng)的熱水靜壓較大，因此，根據(jù)地盤管的承壓能力，外網(wǎng)的壓力狀況等因素，確定系統(tǒng)的形式采用分層供暖系統(tǒng)，垂直方向分成兩個獨立的系統(tǒng)。低區(qū)系統(tǒng)為一到六層，六層到十七層，這兩個系統(tǒng)均采用機械循環(huán)熱水供暖。整個供暖系統(tǒng)采用雙管異程下供下回式系統(tǒng)，立管布置于豎井內(nèi)，每層接集分水器供給用戶采暖。采用集中供熱，分戶計量，每單元三戶各在一管道井內(nèi)設(shè)熱計量表一只。引入熱水的管道井的總干管保溫。
3.1 熱負(fù)荷計算
熱負(fù)荷計算包括圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量、附加耗熱量以及冷風(fēng)滲透耗熱、門的冷風(fēng)侵入耗熱量[1]。
w （3-1）
3.1.1 圍護結(jié)構(gòu)傳熱熱阻的校核
為了保證室內(nèi)衛(wèi)生及舒適性要求，防止圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度過低而結(jié)露，需要對圍護結(jié)構(gòu)的熱阻進行校核，應(yīng)滿足最小熱阻要求。
其中，勻質(zhì)多層材料組成的平壁圍護結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)D值的計算[1]：
（3-2）
式中——各層材料的傳熱阻，m2℃/W；
——各層材料的蓄熱系數(shù)，W/m2℃。
查所選圍護結(jié)構(gòu)為Ⅰ類墻體[1]。（200鋼筋混凝土，70厚模型聚苯板k=0.55）
為了使外墻和屋頂不結(jié)露，外墻和屋頂?shù)臒嶙璨荒苓^?。詰?yīng)校核其熱阻是否滿足最小熱阻的要求。
（1）該墻屬于Ⅰ類圍護結(jié)構(gòu)，冬季室外計算溫度tw為-7℃
最小傳熱阻計算公式為：
（3-3）
式中——外圍護結(jié)構(gòu)低限傳熱阻，m2℃/W；
——冬季室內(nèi)計算溫度，℃；
——圍護結(jié)構(gòu)冬季室外計算溫度，℃；
——供暖室內(nèi)計算溫度與維護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的允許溫差，℃，查表3-1；
——內(nèi)表面換熱系數(shù)，W/m2℃；
——溫差修正系數(shù)，查表3-2；
——安全系數(shù)，可取1.0—1.2。
根據(jù)已知條件及查得數(shù)據(jù)：＝18℃，＝-7℃，＝6℃，＝8.7，=1，=1.1。代入最小熱阻計算公式
m2.℃/W （3-4）
外墻的實際傳熱阻為：Ro =2.67m2.℃/W,Ro > Ro.min ,滿足要求。
表3-1 允許溫差Δty值（°C）[1]
建筑及房間類別
外墻
屋頂
居住建筑、醫(yī)院和幼兒園等
6
4
辦公建筑、學(xué)校和門診等
6
4.5
公共建筑（上述指明者除外）和工業(yè)
企業(yè)輔助建筑物（潮濕的房間除外）
7
5.5
當(dāng)不允許墻和頂棚內(nèi)表面結(jié)露時
tn-tl
0.8(tn-tl)
當(dāng)僅不允許頂棚內(nèi)表面結(jié)露時
7
0.9(tn-tl)
室內(nèi)散熱量大于23W/m3，且計算相對溫
度不大于50％的生產(chǎn)廠房
12
12
表3-2 溫差修正系數(shù)表[1]
圍護結(jié)構(gòu)特征
a
外墻、屋頂、地面及室外相通的樓板等
1.0
悶頂與室外空氣相通的非采暖地下室上面的樓板等
0.9
非采暖地下室上面的樓板，外墻上無窗且位于室外地坪以上時
0.6
與有外門窗的非采暖房間相鄰的隔墻
0.7
與列外門窗的非采暖房間相鄰的隔墻
0.4
伸縮縫縮、沉降縫墻
0.3
防震縫墻
0.7
（2）校核頂棚最小傳熱阻
該維護結(jié)構(gòu)屬于Ⅲ型，其最小熱阻為m2.℃/W。屋面的傳熱熱阻為R=3.8>Romin滿足要求。
3.1.2 基本耗熱量計算
計算公式如下：
（3-5）
式中——圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量，W；
K——圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，W/m2.K；
F——圍護結(jié)構(gòu)的面積，㎡；
——冬季室內(nèi)計算溫度，℃；
——供暖室外計算溫度，℃；
a——圍護結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)。
計算 面積F時以建筑圖為依據(jù)。計算外墻傳熱面積時要按房屋外輪廓尺寸來計算,計算頂層房間外墻高度時要算到該層天棚的保溫層上皮。計算地面和頂棚傳熱面積時按房屋內(nèi)輪廓尺寸計算。
整個房間的基本耗熱量等于它的圍護結(jié)構(gòu)各部分基本耗熱量的總和：
（3-6）
3.1.3 圍護結(jié)構(gòu)附加耗熱量
維護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量是在穩(wěn)定條件下得出的。實際耗熱量會受到氣象條件以及建筑物情況等各種因素影響而有所增減。由于這些因素的影響，需要對房間維護結(jié)構(gòu)基本耗熱量進行修正。這些修正耗熱量稱為維護結(jié)構(gòu)附加耗熱量，包括朝向修正、風(fēng)力附加和高度附加耗熱量[12]。
算出基本耗熱量后再進行朝向、風(fēng)力、高度修正：附加耗熱量：
（3-7）
——附加耗熱量，W；
β1——朝向附加率；
β2——風(fēng)力附加率；
β3——高度附加。
（1）朝向修正率β1
對于冬季日照率小于35%的地區(qū)，東南、西南和南向的朝向修正率，宜采用0～-10%,其他方向可不修正。邯鄲地區(qū)冬季日照率為66%，因此采用南向-20%，東、西-5%，北10% 。
（2）風(fēng)力修正β2
風(fēng)力修正耗熱量是考慮室外風(fēng)速變化而對外圍護結(jié)構(gòu)的傳熱基本耗熱量的修正。因為在計算圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)時，式中圍護結(jié)構(gòu)外表面換熱系數(shù)取為23.3W/㎡·℃,它是基于室外較大風(fēng)速4m/s時的標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)所在地區(qū)的室外風(fēng)速較大時，圍護結(jié)構(gòu)外表面換熱系數(shù)將增大，因而圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量也將增大。
對于建造在不避風(fēng)的高地、湖邊、海岸、曠野上的建筑物或城鎮(zhèn)、廠區(qū)內(nèi)特別高出的建筑物，垂直的外圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量附加5%～10%。
由于邯鄲冬季平均風(fēng)速為3.0m/s低于標(biāo)準(zhǔn)計算風(fēng)速4m/s,所以風(fēng)力附加選為0%。
（3）高度修正率β3
由于室內(nèi)上部空氣溫度高于室內(nèi)計算溫度，圍護結(jié)構(gòu)上部的實際耗熱量，大于按照室內(nèi)計算溫度計算出來的耗熱量，因此需要進行高度修正。
對于民用和工廠輔助建筑，房間高度在4m以下時，不進行高度附加。房間高度大于4m時，每增高1m應(yīng)附加的耗熱量為房間圍護結(jié)構(gòu)總耗熱量到2%。但總的附加值不超過15%。
本建筑一二層商場房間高度超過4m，一層4.2m，二層4.6m，超出不多，為簡化計算，高度附加選為2%。注意，高度附加率應(yīng)加在基本耗熱量和其他附加耗熱量的總和上。
3.1.4 冷風(fēng)滲透耗熱量Q2的計算
在風(fēng)力及熱壓造成的室內(nèi)外壓差作用下，室外的冷空氣，就會通過關(guān)閉的門窗縫隙滲入室內(nèi)，被加熱升溫后又逸出室外。加熱這部分空氣的熱量既為冷風(fēng)滲透耗熱量。
計算冷風(fēng)滲透耗熱量的方法有縫隙法、換氣次數(shù)法和百分?jǐn)?shù)法。縫隙法計算比較準(zhǔn)確，換氣次數(shù)法和百分?jǐn)?shù)法計算簡單但不準(zhǔn)確。本建筑采用縫隙法，其一般公式為：
（3-8）
式中V——經(jīng)門窗縫隙滲入室人的總空氣量，
——供暖室外計算溫度下的空氣密度,kg/ m3;
C——冷空氣的定壓比熱,1kJ(kg. ℃)
由于本建筑為高層建筑，不能忽略熱壓的作用，所以用下面的公式：
（3-9）
式中V——經(jīng)門窗縫隙滲入室人的總空氣量，
——供暖室外計算溫度下的空氣密度,kg/ m3;
——冷空氣的定壓比熱,1kJ(kg. ℃).
(1)門窗滲入空氣量
（3-10）
式中L——每米門窗滲入室內(nèi)的空氣量，m3/(h.m)；
l——門窗縫隙的計算長度，m；
n——滲透空氣量的朝向修正系數(shù),
（2）壓差比
（3-11）
式中Cr——熱壓系數(shù)，0.2—0.5；
hz——中和面高度，在整個建筑高度的一半位置，m；
h ——計算高度，m；
Cf——風(fēng)壓差系數(shù)；
V?！酒骄彝怙L(fēng)速，4.2 m/s。
（3）高度修正系數(shù)Ch
計算門窗中心線標(biāo)高為h時的滲透空氣量對于基準(zhǔn)滲透量的高度修正系數(shù)(當(dāng)h＜10米時，按基準(zhǔn)高度h=10米計算）,
（3-12）
式中b——與門窗構(gòu)造有關(guān)的特性常數(shù)，塑鋼窗=0.67，
（4）考慮計算門窗所處的高度、朝向和熱壓差的存在而引入的滲透風(fēng)量綜合修正系數(shù)
（3-13）
式中n——朝向修正系數(shù)，
查得長春地區(qū)各個方向的修正系數(shù)為：北1.0，東0.15，南0.15，西0.4.
計算m值和C值時，應(yīng)注意下列事項：
1）如果計算得出C≤-1時，則表示在計算層處，即使處于主導(dǎo)風(fēng)向的朝向的門窗也無冷風(fēng)滲入，或已有室內(nèi)空氣滲出，此時同一樓層所有朝向門窗冷風(fēng)滲透量均取零值。
2）如果計算得出C＞-1時,根據(jù)式計算出m≤0時，則表示所計算的給定朝向的門窗已無冷風(fēng)滲入，或已有室內(nèi)空氣滲出，此時處于該朝向的門窗冷風(fēng)滲透量均取零值。
3）如果計算得出m＞0時，該朝向的門窗冷風(fēng)滲透耗熱量，按式計算
（3-14）
3.1.5 門的冷風(fēng)侵入耗熱量Q3
在冬季，外門開啟時，由于風(fēng)壓和熱壓的作用，會有大量的冷空氣侵入室內(nèi)。把這部分空氣加熱到室內(nèi)溫度所消耗的熱量，為冷風(fēng)侵入耗熱量。
由于外門開啟時流入的冷空氣量不以確定，冷風(fēng)侵入耗熱量要按經(jīng)驗確定。對于短時間開啟的外門，采用外門基本耗熱量乘以附加百分?jǐn)?shù)來計算。當(dāng)樓的總層數(shù)為n時，一道門，取65n%，二道門為80n%，三道門60n%．本建筑有一道門，取為65n%。
3.2 建筑物采暖面積熱指標(biāo)的計算
計算全面地板輻射采暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷時，室內(nèi)計算溫度的取值應(yīng)比對流采暖系統(tǒng)的室內(nèi)計算溫度低2℃，或取對流采暖系統(tǒng)計算總熱負(fù)荷的90%-95%，因此系統(tǒng)總熱負(fù)荷
面積熱指標(biāo)按下式計算[1]：
（3-15）
式中Q——建筑物耗熱量，w；
q——采暖面積熱指標(biāo)，w/m２；
A——建筑物建筑面積,m２；
故該建筑的采暖熱指標(biāo)為： 。
各戶型房間的采暖熱指標(biāo)見附表。
3.3 采暖盤管的選擇與計算
傳熱量[4]：
（3-16）
式中λ——導(dǎo)熱系數(shù)，W/m·℃；
S——形狀因子；
t1——盤管溫度，℃；
t2——地板表面溫度，℃；
其中： （3-17）
式中l(wèi)—管長， m；
H——埋深，mm；
D——管徑，mm；
ω——管間距，mm；
導(dǎo)熱系數(shù) ： （3-18）構(gòu)造層：瓷磚地板層 δ=10mm λ=1.1 W/m·℃
水泥沙將找平層 δ=20mm λ=0.93 W/m·℃
細(xì)石混凝土層 δ=40mm λ=1.51 W/m·℃
W/m·℃ （3-19）
考慮全面輻射采暖與對流采暖系統(tǒng)的區(qū)別，以及根據(jù)房間使用性質(zhì)確定的房間遮擋系數(shù)，算出最終的修正系數(shù)為1.2。根據(jù)房間的使用性質(zhì)，確定臥室，客廳的地板表面溫度為26℃，廚房、衛(wèi)生間的地板表面溫度為30℃，所以地板表面溫度t2=26 ℃，t1 =55℃。
查[5]，管間距為ω=300mm ，管徑為d=16mm 。
3.4 換熱站選擇和計算[1]
本工程為低溫地板輻射采暖，所需的供回水溫度為50℃/40℃，由于市政熱網(wǎng)提供的供回水溫度為130℃/80℃，所以需布置一換熱站，將由市政供給的熱水經(jīng)換熱站后再供建筑內(nèi)采暖系統(tǒng)用。根據(jù)設(shè)計原則及該換熱站的情況 ，選擇板式換熱器。
計算熱負(fù)荷：
（3-20）
式中——計算熱負(fù)荷，W；
——累計熱負(fù)荷，W；
高區(qū)：
低區(qū)：
純逆流情況對數(shù)平均溫差：
（3-21）
換熱器熱側(cè)水50℃，冷側(cè)水10℃，假定流速0.5m/s，根據(jù)《實用供熱通風(fēng)空調(diào)設(shè)計手冊（第二版）》，高區(qū)熱負(fù)荷228.47kw，供熱水流量18m3/h，選擇BR12型板式換熱器，傳熱系數(shù)KBR12=3000W/(m2.k)，單片面積0.12m2；低區(qū)熱負(fù)荷190.08kw供熱水15m3/h，選擇BR05型板式換熱器，傳熱系數(shù)KBR12=3500W/(m2.k)，單片面積0.05 m2。
根據(jù)式（3-22）計算板式換熱器換熱面積：
(3-22)
式中 F——板式換熱器換熱面積，m2；
K——傳熱系數(shù)，W/(m2.k)；
——純逆流情況對數(shù)平均溫差，℃。
高區(qū)換熱器面積：；
低區(qū)換熱器面積：，
所需片數(shù)：高區(qū)；低區(qū)。
3.5 采暖水力計算
計算過程如下：
（1）在軸側(cè)圖上進行管段編號，立管編號并注明各管段的熱負(fù)荷和管長；
（2）確定最不利環(huán)路。本系統(tǒng)為異程單管系統(tǒng)，一般取最遠(yuǎn)立管的環(huán)路作為最不利環(huán)路；
（3）計算最不利環(huán)路各管段的管徑；
（4）雖然引入口處外網(wǎng)的供回水壓差較大，但考慮到系統(tǒng)中各環(huán)路的壓力損失易于平衡，設(shè)計采用推薦的平均的比摩阻Rpj大致為60～120Pa/m來確定最不利環(huán)路各管段的管徑；
（5）根據(jù)各管段的熱負(fù)荷，求出各管段的流量，計算公式如下：
（3-22）
式中Q——管段的熱負(fù)荷，W；
tg′——系統(tǒng)的設(shè)計供水溫度，℃；
th′——系統(tǒng)的設(shè)計回水溫度，℃。
（6）根據(jù)平均比摩阻和各管段的流量查[1]，選定合適的管徑、流速和壓降；
（7）確定各管段的長度；
（8）確定局部阻力損失，局部阻力系數(shù)見表3-3；
（9）計算各管段的總壓力損失，用下式表示：
（3-23）
式中——計算管段的壓力損失，Pa；
——計算管段的沿程損失，Pa；
——計算管段的局部損失，Pa；
R——每米管長的沿程損失，Pa/m；
L——管段長度，m。
其中： （3-24）
式中 —計算管段中局部阻力系數(shù)之和。
表3-3 閥件局部阻力系數(shù)§[1]
局部阻力名稱
§
局部阻力名稱
在下列管徑mm時的§值
15
20
25
32
40
≥50
直流三通
1.0
截止閥
16.0
10.0
9.0
9.0
8.0
7.0
旁流三通
1.5
彎頭
2.0
2.0
1.5
1.5
1.0
1.0
合流三通
3.0
閘閥
1.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
過濾器
2.2
（10）求環(huán)路的總壓力損失；
（11）計算富裕壓力值?？紤]到施工的具體情況，可能增加一些在設(shè)計計算中未計入的壓力損失。因此，要求系統(tǒng)應(yīng)有10％以上的富裕度；
（12）采用同樣的方法計算次不利環(huán)路；
（13）通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)系統(tǒng)上的閥門和管徑進行調(diào)節(jié)，把系統(tǒng)的不平衡率控制在15％的范圍之內(nèi)。
根據(jù)計算結(jié)果，最不利環(huán)路水頭總壓力為 ，次環(huán)路總水頭損失為 ，系統(tǒng)不平衡率：
最不利環(huán)路水利計算結(jié)果見附表。
3.6 設(shè)備選型
3.6.1 循環(huán)水泵的選擇
本工程中采暖系統(tǒng)設(shè)計為閉式機械循環(huán)系統(tǒng)，所以循環(huán)水泵的選取根據(jù)式（3-25）計算所需揚程：
（3-25）
式中 ——循環(huán)水泵所需的揚程，mH2O；
——設(shè)計流量最不利環(huán)路總水頭損失，mH2O；
——設(shè)計流量通過水表時產(chǎn)生的水頭損失，mH2O；
——最不利配水附件所需的最低工作壓力，mH2O。
本工程設(shè)高區(qū)計流量下最不利環(huán)路總水頭損失為42.2kpa約4.2 mH2O，設(shè)計流量通過水表時產(chǎn)生的水頭損失1.0 mH2O，最不利配水附件所需的最低工作壓力，30kpa，約3mH2O，根據(jù)式（3-25）計算：。
揚程要有10%的富裕量，，水泵出口流量17.81 m3/h，因此，選擇循環(huán)水泵型號ISWR50-100（i）A型單級管道離心泵：流量22.3 m3/h，揚程10m，效率67%，轉(zhuǎn)速2900r/min。
本工程設(shè)低區(qū)計流量下最不利環(huán)路總水頭損失為31.1kpa約3.11 mH2O，設(shè)計流量通過水表時產(chǎn)生的水頭損失1.0 mH2O，最不利配水附件所需的最低工作壓力，30kpa，約3mH2O，根據(jù)式（3-25）計算：。
揚程要有10%的富裕量，，水泵出口流量14.81 m3/h，因此，選擇循環(huán)水泵型號ISWR50-100型單級管道離心泵：流量16.2 m3/h，揚程9.5m，效率62%，轉(zhuǎn)速2900r/min。
3.6.2 熱表的選擇
熱表由熱量計、供回水溫度感溫元件及積算顯示裝置組成。流量計有超聲波式及機械師兩種[6]。戶用熱表可用超聲波式流量計，也可用機械式流量計，本設(shè)計選用超聲波式流量計，設(shè)置在管井內(nèi)供水管上，前設(shè)過濾器，且管徑宜小于或等于入口管徑。選型為:CRL-H戶用型超聲波熱量表。
準(zhǔn)確度：2級
溫度范圍：4-95℃
管徑：DN32
溫度：1-100℃
流量范圍：0.0075-4.0
電池壽命：10年以上
3.7 管道的保溫
為了減少熱媒在輸送過程中的熱損失，節(jié)約燃料；保證操作人員的安全，改造勞動條件；保證熱媒的使用溫度等，需要對供熱管道及其附件采取保溫措施。
3.7.1 保溫管道的確定原則
（1）敷設(shè)在地下管溝、屋頂管溝，設(shè)備層內(nèi)、悶頂及豎井內(nèi)的采暖管道。
（2）設(shè)在室內(nèi)的供回水干管、主立管及暗裝的采暖支管；
（3）管道敷設(shè)在容易被凍結(jié)的地方；
（4）管道通過的房間或地點，需要采暖管道采取保溫措施時；
3.7.2 保溫材料的選擇
水泥膨脹珍珠巖管殼，具有較好的保溫性能，產(chǎn)量大，價格比較便宜，是目前管道保溫常用的材料。巖棉、礦棉及玻璃棉管殼，保溫性能好，無毒、耐久且施工方便?！睹裼媒ㄖ?jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》推薦采用以上兩種材料。當(dāng)采暖供熱熱媒與周圍空氣的溫度差小于60度時，安裝在室外、室內(nèi)管溝中的采暖供熱管道的最小保溫厚度水泥珍珠巖管殼工稱直徑為25～70mm時最小保溫厚度為40mm[7]。
管道保溫并非越厚越好。保溫層越厚，表面積也越大，超過一定的限度時，由于表面積的增大反而使管道若損失增加，因此，管道保溫層不能超過下表的極限厚度，以達到經(jīng)濟合理的目的。
表3-4 管道直徑對應(yīng)保溫層厚度
公徑
≤32
40
50
70
80
100
125
150
200
250
極厚
45
55
65
80
95
110
115
120
125
130
3.8 本章小結(jié)
低溫地盤管供回水溫度：50-40度，供回水溫差：不宜大于10度；供水壓力：0.3-0.5Mpa，最高不應(yīng)大于0.8 Mpa；加熱管內(nèi)熱水流速：宜控制0.25-0.5m/s；地?zé)彷椛洳膳Y(jié)構(gòu)厚度：50-80mm（不包括找平層和地面裝飾層厚度），其中隔熱層30-50 mm，填充層25-30 mm；地?zé)彷椛洳膳瘜咏Y(jié)構(gòu)重量：70-120kg/m2；每環(huán)路加熱管長度宜控制在60-80米，最長不應(yīng)超過120米；地面溫度控制：人員長期停留的地面溫度宜控制在24-26度，人員長短期停留的地面溫度宜控制在28-30度，無人員停留的區(qū)域地面溫度宜控制在35-40度。
第4章 生活給水方案的選擇與設(shè)計
由于高層建筑對給水的安全可靠性能要求嚴(yán)格，故高層建筑應(yīng)獨立設(shè)計生活給水系統(tǒng)。高層建筑，若只采用一個給水系統(tǒng)供水，建筑低層的配水點所受的靜水壓力很大，易產(chǎn)生水錘，損壞管道及附件，流速過大產(chǎn)生水流噪音；低層壓力過大，開啟水龍頭時，水流噴濺嚴(yán)重；使用不便，根據(jù)建筑給排水設(shè)計手冊上衛(wèi)生器具的最大靜水壓力不得超過0.35MPa。因此高層建筑給水系統(tǒng)必須分區(qū)。根據(jù)邯鄲市市政給水管網(wǎng)提供常年的水壓為0.3MPa，根據(jù)給水最小所需壓力估算方法[3]：第一層0.10MPa,第二層0.12MPa，二層以上增加一層壓力需增加0.04MPa。得0.30MPa的壓力能直接供到第六層還多0.02MPa。所以1到6層為一個區(qū)，上面7到17層為一個區(qū)，總共就兩個區(qū)。1到6層用市政管網(wǎng)直接供水，7到17層由市政管網(wǎng)將水注入水池，再由水泵加壓提升供給。
4.1 系統(tǒng)的組成
本建筑的給水系統(tǒng)由引入管、水表節(jié)點、給水管(PP-R管)、給水附件、地下貯水池、水泵等設(shè)備組成。
4.2設(shè)計參數(shù)及水量
4.2.1 用水量計算
生活用水定額[4]：qd=250 m3/（人·d）,
小時變化系數(shù)：Kh=2.8,
每戶人口：m=4人，
高區(qū)最高日用水量： (4-1)
低區(qū)最高日用水量： (4-2)
高區(qū)最大小時生活用水量： (4-3)
4.2.2 設(shè)計秒流量計算
住宅建筑的生活給水管道的設(shè)計秒流量，應(yīng)按下列步驟和方法計算：
2) 根據(jù)住宅配置的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量、使用人數(shù)、用水定額、使用時數(shù)及小時變化系數(shù), 可按式（3.6.4-1）計算出最大用水時衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均出流概率[3]：
(4-4)
式中Uo——生活給水管道的最大用水時衛(wèi)生器具給水當(dāng)量平均出流概率(%)；
qo——最高用水日的用水定額，按[]表3.1.9取用；
m——每戶用水人數(shù)；
Kh——小時變化系數(shù), 按本規(guī)范表3.1.9取用；
Ng——每戶設(shè)置的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量數(shù)；
T——用水時數(shù)，h。
0.2——一個衛(wèi)生器具給水當(dāng)量的額定流量(L/s)。
2) 根據(jù)計算管段上的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)，可按式（3.6.4-2）計算該管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同時出流概率[3]：
(4-5)
式中U ——計算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同時出流概率(%)；
——對應(yīng)于不同uo的系數(shù), 查本規(guī)范附錄C中表C；
表4-1 給水衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同時出流計算系數(shù)
Uo
1
1.5
2.00
2.5
3.00
3.5
4
a
0.00323
0.0697
0.02
0.0
0.03
0.03263
0.03715
2) Ng——計算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)。根據(jù)計算管段上的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同時出流概率，可按式（3.6.4-3）計算該管段的設(shè)計秒流量：
(4-6)
式中——計算管段的設(shè)計秒流量(L/s)。
對于標(biāo)準(zhǔn)層用戶，從水井接管的設(shè)計秒流量計算如下：
最高用水日的用水定額選取250 L/人·d，每戶4口人，小時變化系數(shù)為2.8，標(biāo)準(zhǔn)層每戶給水當(dāng)量為16，根據(jù)式(4-4)計算給水當(dāng)量平均出流概率：
查表（4-1）的=0.0323。.
帶入式（4-5）計算管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同時出流概率：
最后根據(jù)式（4-6）計算該管段的設(shè)計秒流量：
其他管段設(shè)計秒流量同上，見附表。
表4-2 給水管段衛(wèi)生器具給誰當(dāng)量同時出流概率計算系數(shù)
U0/%
×0.01
U0/%
×0.01
1.0
0.323
4.0
2.816
1.5
0.697
4.5
3.263
2.0
1.097
5.0
3.715
2.5
1.512
6.0
4.629
3.0
1.939
7.0
5.555
3.5
2.374
5.0
6.489
4.3 生活給水管段管徑的確定
在求得管段的設(shè)計秒流量后，根據(jù)流量公式即可求得管徑：
(4-7a)
(4-7b)
式中——設(shè)計管段的管徑, mm；
——設(shè)計管段的流速, m/s；
——設(shè)計管段的設(shè)計秒流量, L/s。
當(dāng)計算管段的流量確定后，流速的大小將直接影響管道系統(tǒng)的技術(shù)、經(jīng)濟的合理性，流速過大易產(chǎn)生水錘，引起噪音，損壞管道或附件，并增加管道的水頭損失，使建筑內(nèi)部給水系統(tǒng)的給水壓力增加，而流速過小又造成管材浪費[3，42]。
考慮到以上因素，建筑內(nèi)部給水管道流速因在一個比較經(jīng)濟的范圍內(nèi)才好，一般可按表4-3選取，但最大不能超過2.0m/s。
表4-3 生活給水管道水流速度
公稱直徑（mm）
15～20
25～40
50～70
≥80
水流速度（m/s）
≤1.0
≤1.2
≤1.5
≤1.8
4.4 生活給水管道水頭損失的確定
給水管網(wǎng)的水頭損失包括沿程水頭損失和局部水頭損失兩部分內(nèi)容。
4.4.1 沿程水頭損失
(4-8)
式中hi —— 沿程水頭損失，KPa;
L —— 管道計算長度，m;
i —— 管道單位長度的水頭損失，KPa/m。
在計算中也可直接使用水力計算表查得，根據(jù)由管段的設(shè)計秒流量qg，控制流速在經(jīng)濟流速范圍內(nèi)，查出管徑和單位長度的水頭損失i。
4.4.2 局部水頭損失
局部水頭損失計算公式為：
(4-9)
式中hj —— 管段局部水頭損失之和，KPa;
V —— 沿水流方向局部管件下游的流速，m/s;
g —— 重力加速度，m/s2
§—— 管段局部阻力系數(shù)；
表4-4 閥件局部阻力系數(shù)§
局部阻力名稱
§
局部阻力名稱
在下列管徑mm時的§值
15
20
25
32
40
≥50
直流三通
1.0
截止閥
16.0
10.0
9.0
9.0
8.0
7.0
旁流三通
1.5
彎頭
2.0
2.0
1.5
1.5
1.0
1.0
合流三通
3.0
閘閥
1.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
分流三通
3.0
方形補償器
2.0
分水器
過濾器
2.2
給水管網(wǎng)的水頭損失。水力計算詳表見附錄。
4.5 加壓設(shè)備及構(gòu)筑物
1） 生活給水水泵的選擇：
給水系統(tǒng)所需的壓力按式 計算：
(4-10)
式中 ——引入管段處應(yīng)該保證的最低水壓，mH2O；
——由最不利配水點與引入管起點的高程產(chǎn)生的靜壓差，mH2O；
——設(shè)計流量通過水表時產(chǎn)生的水頭損失，mH2O；
——設(shè)計流量下引入管起點至最不利配水點處總水頭損失，mH2O；
——最不利配水附件所需的最低工作壓力，mH2O。
根據(jù)生活給水管道水頭計算結(jié)果：水泵出口至最不利配水點沿程損失3.64 mH2O，局部損失5.42 mH2O，總水頭損失；
由工程條件已給出計算；
水表水頭損失；
最不利配水點為十七層A-1a戶淋浴器，其最低工作壓力。
最后由4-5-1得出，選擇泵的揚程要有10%的富裕量，因此，，流量25.7m3/h。
選用50SG20-65管道增壓泵2臺，1備1用，轉(zhuǎn)速n=2800r/min,流量Q=25m3/h,?揚程Hb=80m，電機15kw。
2) 地下貯水池
高區(qū)貯水池中生活貯水量按式（4-11）計算：
（4-11a）
式中 Vy——貯水池中生活貯水量，；
Qb—— 水泵出水量，；
Qg——水池進水流量，；
Tb——水泵運行時