室内水电暖系统课程设计任务书1212.docx
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室内水电暖系统课程设计任务书1212.docx
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室内水电暖系统课程设计任务书1212
室内水电暖系统课程设计任务书
1设计题目
某公司办公楼水电暖系统设计
2本课程设计的目的
本课程设计是培养学生运用《室内给排水》、《建筑电气》和《暖通空调》的理论和技术知识解决实际问题,进一步提高运算、制图和使用资料的能力的重要教学环节。
通过设计了解室内给排水、建筑电气、供暖系统的设计内容、程序和基本原则,巩固所学理论知识,并运用这些知识解决实际问题,逐步树立正确的设计观点。
3原始资料
⑴建设地区
保定、北京、长春
⑵土建资料
建筑物的平、立面图
⑶其他资料
热源:
独立锅炉房
资用压头:
10000Pa
用户热煤参数:
95/70℃
建筑物周围环境:
市内、无遮挡
4设计内容和要求
4.1室内给排水设计
4.2室内建筑电气设计
⑴计算供电设计负荷
用电总负荷的计算方法包括分类综合用电指标估算法和户型估算法两种方法。
选择其中一种方法对设计住宅的供电负荷进行计算。
⑵照明电气设计
①确定供配电系统的基本型式
根据建筑物的用途、建筑结构的特点、及电气系统的要求,确定供配电系统的型式,确定进线、配电箱位置等。
②照明、插座布置设计
根据建筑物的用途、特点和对照度的要求,对其进行照明、插座电气设计。
照明设计包括光源的选择、照度计算、灯具造型、灯具布置、眩光限制、调光控制和照明配电线路的敷设等。
照明设计与建筑装饰有这非常密切的关系,应该相互配合,在使用功能及艺术意境方面要求统一;并尽可能的选用高校电光源来节省电能的消耗。
插座在住宅中起着非常重要的作用,通常插座的布置是参照建筑专业提高的家具布置图,但是将来的住户并不一定按照建筑师给他的安排的方案来布置家具,因此在设计时不要单以建筑专业提供的图纸来安排插座,应尽可能的多安排一些插座。
③电缆导线选型设计
电气系统中的导线包括相线、中线和保护线等,导线的选择主要是确定导线的型号和规格,其原则是既能保证配电的质量与安全又能节省材料,做到既经济又合理。
导线型号应按使用工作电压及敷设环境来选择。
导线的规格应满足确保导线安全运行、保证电压质量和导线机械强度等要求。
根据所要设计的电气系统进行相应导线的选型计算和选择。
④线路保护设计
线路保护应与低压电器相互配合,主要包括短路保护、过负荷保护和接地故障保护。
根据所设计的电气系统,选择相应的设备对低压用电设备进行保护。
⑶防雷、接地保护设计
按照建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,确定防雷等级及防雷系统的设计。
按照建筑物的使用性质和特点等,对接地保护进行设计。
一般来讲住宅楼的低压配电系统应采用TN-C-S系统,由小区变电所以TN-C系统采用三相四线制向住宅楼的总开关箱供电,在电源入户处重复接地。
⑷说明计算书编制及图纸绘制
①编写设计说明书及计算书
设计说明书和计算书分开,设计说明书按设计内容依次编写,逐页编号,应包括供电电源、线路敷设、照明电气设计、防雷及线路保护等内容;计算书应包括供电负荷计算、电缆导线选型计算、系统短路保护计算和照明电气计算等。
②绘制图纸
用AotuCAD绘图,要求图面清洁,符合制图规范,应附有主要设备材料表、图例,图中未表达的设计要求应附文字说明。
1)照明电气平面图
照明电气平面图是表示建筑物内供电线路、照明、插座等的平面布置。
电气设计图纸的图形比例均应遵循国家标准绘制。
普通照明平面图、电力平面图采用1:
100的比例,特殊情况下,可使用1:
50或1:
200。
照明电气平面图一般有以下内容:
建筑门窗、墙体、轴线、主要尺寸、标注房间名称、绘制配电电箱、灯具、开关、插座、线路等平面布置;表明配电箱编号、干线、分支线回路编号、相别、型号、规格、敷设方式等;凡需二次装修部位,其照明平面图随二次装修设计,但配电或照明电气平面图上应相应标注预留的照明配电箱,并标注预留容量。
照明电气平面图的张数以能反映电气系统的全貌为准,一般画供电进线层、标准层的照明电气平面图。
另外在某些电气系统设计中,对于照明电气平面图也可把照明和插座平面布置图单独分开绘制,在这里由于是对住宅电气设计,故推荐照明和插座布置在同一图纸上。
2)电气供配电系统图
电气供配电系统图应包括配电及照明干线、电度表、保护开关、配电箱的配出回路及回路编号等。
防雷、接地系统图一般不出图样,特殊工程只出规划平面图、接地平面图。
4.3室内供暖设计
⑴计算供暖设计热负荷
①查设计相关的气象资料
供暖室外计算温度
,冬季室外平均风速
,冬季主导风向及频率,冬季日照率。
②计算房间的供暖热负荷
将房间编号,根据房间用途确定室内供暖计算温度,计算或查出有关围护结构的传热系,并算出其面积,确定温差修正系数,算出各部分围护结构的基本耗热量。
校核围护结构热阻是否大于最小热阻,计算围护结构的附加耗热量,计算结果填入表1。
表1房间围护结构耗热量计算表
房间编号
房间名称
围护结构
传热系数k
室内计算温度tn
室外计算温度tw
室内外温差Δt
温差修正系数α
基本耗热量Q
基本耗热量修正
围护结构耗热量Q3
冷
风
渗
透
耗
热
量Qlf
房
间
耗
热
量
Q3
W
结构名称
面积尺寸
面积F
朝向a1
风力a2
修正后耗热量Q1,2
高度附加a3
m
m2
W/m2℃
℃
℃
℃
W
%
%
W
%
W
W
W
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
⑹
⑺
⑻
⑼
⑽
⑾
⑿
⒀
⒁
⒂
⒃
⒄
⒅
③计算整个建筑物供暖热负荷及热指标
建筑物供暖热负荷等于各房间供暖热负荷之和。
计算建筑物的体积供暖热指标和面积供暖指标。
⑵管道布置、散热设备选择与计算
①确定供暖管道系统的基本型式
根据建筑物的用途、建筑结构的特点、对供暖系统的要求,确定供回水干管的位置、立管的型式。
②布置管道和散热器
根据管道的布置原则,运用AutoCAD在计算机上布置干管和立管。
③计算散热器数量
双管系统:
根据设计的供回水温度直接算出散热器的传热系数,然后计算散热器数量。
单督系统:
根据立管负荷及其分配,分别确定各层散热器的传热系数,然后计算散热器数量。
不需组对的散热器直接选出规格,需组对的散热器需算出片数,计算结果填入表2。
表2散热器计算表
所在立管号
房间号
负担的热负荷
Q
供水温度
tg
回水温度
th
平均温度
tp
传热温差
△t
传热系数
K
散热器面积
F
计
算
片
数
n=
F/f
修正系数
修正后取整片数
备
注
不保温暗装管道
安装方式
接管与流量
片数
W
℃
℃
℃
℃
W/
m2℃
m2
片
β3
β2
β1
n1
片
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
⑹
⑺
⑻
⑼
⑽
⑾
⑿
⒀
⒁
⒂
⒃
注:
f是每片散热器面积,m2。
⑶管道水力计算及附属设备选择
①画水力计算简图(按比例画轴侧图)
图中应注明各计算管段的编号、热负荷及管长。
②确定和计算最不利环路
经分析与比较确定出最不利环路,根据作用压头或平均比压降计算最不利环路。
③计算其他并联支路,并校核其不平衡率。
④选择附属设备和器具
选择计算膨胀水箱、集气罐、引入口设备等。
水力计算结果填入表3.1(等温降法用);表3.2(不等温降法用)和表4。
表3.1管路水力计算表
管
道
编
号
热
负
荷
Q
热
媒
流
量
G
管
段
长
度
L
管
径
d
流
速
v
动
压
v2ρ/2
比摩阻
R
局
部
阻
力
系
数
∑ζ
沿
程
阻
力
RL
局
部
阻
力
Z
总
阻
力
RL+Z
备
注
W
kg/h
m
mm
m/s
Pa
Pa/m
pa
Pa
Pa
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
⑹
⑺
⑻
⑼
⑽
⑾
⑿
⒀
表3.2管路水力计算表
管
段
号
热
负
荷
Q
管
径
d
管
长
L
局部阻力系数
∑ζ
折算
长度
LZ
计算压力损失
ΔP
计算流量
G
计算温降
Δt
调整流量
Gt
调整温降
Δtt
备
注
W
mm
m
m
Pa
kg/h
℃
kg/h
℃
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
⑹
⑺
⑻
⑼
⑽
⑾
⑿
表4局部阻力系数表
管
段
号
管
径
d
局部阻力管件名称
个数
阻力系数ζ
ζ×个数
管段上的总阻力系数∑ζ
⑷说明书编制及图纸绘制
①编写设计说明书
设计说明书按设计内容依次编写,逐页编号。
应包括方案确定、设计计算、设计技术要求等内容(计算部分应用表格形式)。
②绘制图纸
用AotuCAD绘图,要求图面清洁,符合制图规范,应附有主要材料及设备表、图例,图中未表达的设计要求应附文字说明。
1)采暖平面图
采暖系统平面图是表示建筑物内采暖管道及设备的平面布置。
根据建筑平面图来选择图幅大小;图纸比例为1:
100或1:
200,规格应符合标准图号要求。
采暖平面图一般有以下内容:
建筑的平面布置(各房间分布,门窗及楼梯间位置等)。
在图中应注明轴线编号、外墙总长尺寸、地面及楼板面标高等与采暖系统施工安装有关的尺寸。
指北针一般画在平面图的右上方。
热源位置(或用户入口)、室内地沟、干管、立管、散热器、阀门、固定支架、箱罐水平布置位置。
注明管径、坡度、立管编号等。
散热器的安装位置、方式(明装或半暗装)及片数或规格。
采暖平面图的张数以能反映采暖系统的全貌为准,一般画底层、标准层和顶层三张采暖平面图。
如二层以上建筑平面图与顶层相同,也可只画底层和顶层采暖平面图,将各标准层的散热器用量标在顶层采暖平面图上。
2)采暖系统图
图幅大小参考平面图确定;图纸比例为1:
100或1:
200,应能从立体的角度反映采暖系统的全貌。
如采暖系统大时,可分环画出。
系统图重迭部分可断开表示。
室内水电暖系统课程设计指导书
根据设计任务书提出的设计内容和要求,指出了设计中应考虑的设计原则和应注意的问题,并对其中的某些问题作了必要的说明。
对一般设计原则、设计方法及数据来源指出了参考资料。
1室内给排水设计
2室内建筑电气设计
2.1供电负荷计算
民用建筑负荷计算宜采用需要系数法,住宅楼的需要系数可根据同一相电源上的户数选定:
1)25户以下取0.45~0.50;
2)25~100户取0.40~0.45;
3)超过100户取0.30~0.35。
用电总负荷的计算方法常采用分类综合用电指标估算法和户型估算法。
(1)分类综合用电指标法
这种方法是属于负荷密度估算的范畴,按分类用地的单位建筑面积来估算用电负荷:
P=dS
式中d——综合用电指标(W/m2);
S——建筑物的建筑面积(m2)。
目前,沿海发达地区住宅综合用电指标大体如表2-1所示。
表2-1建筑物综合用电指标
住宅类型
单位用电指标(W/m2)
配电容量(VA/m2)
普通住宅
30~60
60~120
中级住宅
50~100
100~120
高级住宅
60~100
120~200
(2)户型估算法
根据统计调查,一般住宅用电负荷的高峰期时夏天晚饭后的时间,这时用电负荷有:
电视、电冰箱、电热开水器、消毒碗柜、电脑、空调,占住宅用电负荷的40%,需要系数按实际情况设计时取0.4即可。
1)普通住宅
普通住宅面积在60m2以下,负荷按4~5kW/户估算,具体用电负荷分配如表2-2所示。
2)中级住宅
中级住宅面积在60m2~100m2,负荷按5~6kW/户估算,中级住宅在普通小型住宅的用电负荷基础上乘以系数1.3,得到11.7kW。
3)高级住宅
高级住宅面积在100m2以上,负荷按8~12kW/户估算,高级住宅在普通小型住宅的用电负荷基础上乘以系数2.6,得到23.4kW。
根据需要系数的要求,普通住宅计算负荷取4kW,中级住宅计算负荷取5~6kW,高级住宅和别墅计算负荷取10kW即可。
如果别墅的面积比较大,每户的计算负荷可以再增大1~2级。
表2-2普通住宅用电负荷的用电量
负荷种类
用电设备
用电负荷(kW)
娱乐用电
电视机
0.95
音响
电脑
厨房用电
电饭煲
3.5
电热开水器
微波炉
卫生间用电
洗衣机
1.8
排气扇
电热水器
空调用电
空调机
2.25
照明用电
灯具
0.5
合计
6.0
2.2供电线路设计
供电线路主要采用放射式、树干式和混合式,每个配电箱和线路上的负荷分配应尽量平衡。
1)由低压配电屏供电的照明回路的计算电流不宜大于100A,单相供电线路的电流不宜超过30A,每一回路上连接的照明配电箱一般不超过4个,对于高层住宅的配电一般以6层为一个供电区段。
2)室内分支线路的每一单相回路不宜超过15A,其长度220V/380V三相四线制线路不宜超过100m,单相220V线路不宜超过35m.
3)在照明分支回路中应避免采用三相低压断路器对三个单相分支回路进行控制和保护。
4)照明系统中的每一单相回路不宜超过16A。
灯具为单独回路时,数量不宜超过25个,大型建筑组合灯具每一单相回路不宜超过25A,光源数量不宜超过60个。
建筑物轮廓灯每一单相回路不宜超过100个。
5)当照明回路采用遥控方式时,应同时具有接触遥控的可能性。
6)重要场所和高压气体放电灯的照明线路,其中性线截面应与相线规格相同。
7)为改善气体放电光源的频闪效应,可将其同一或不同灯具的相邻灯管分接在不同相的线路上。
8)不应将线路敷设在高温灯具的上部。
接入高温灯具的线路应采用耐热导线配线或采取其他隔热措施。
2.3照明设计
(1)民用住宅的照度标准
民用住宅的照度标准如表2-3所示。
表2-3住宅照明的照度标准
类别
参考平面及其高度
照度标准(lx)
低
中
高
起居室
卧室
一般活动区域
0.75m水平面
20
30
50
书写、阅读
150
200
300
床头阅读
75
100
150
精细作业
200
300
500
餐厅或方厅、厨房
20
30
50
卫生间
10
15
20
楼梯间
地面
5
10
15
(2)照明设计要求
1)光源宜采用以白炽灯、稀土节能荧光灯为主的照明光源。
2)灯具可根据厅、室使用条件选用升降式灯具。
3)起居室的照明宜考虑多功能使用要求,如设置一般照明、装饰台灯、落地灯等。
高级公寓的起居室厅照明宜采用可调光方式。
4)可分隔式住宅(公寓)单元的布灯和电源插座的设置,宜适应轻墙任意分隔时的变化。
可在顶棚上设置悬挂式插座,采用装饰性多功能线槽或照明灯具以及电气装置件与家具、墙体相结合。
5)厨房的灯具宜选用清洁的类型,如玻璃或搪瓷制品灯罩配以防潮灯口,并宜与餐厅(或方厅)用的照明光源显色性相一致或近似。
6)卫生间的灯具位置应避免安装在便器或浴缸上面及其背后。
开关如为跷板式时宜设于卫生间门外,否则应采用防潮防水型面板或使用绝缘绳操作的拉线开关。
7)高级住宅(公寓)中的方厅、通道和卫生间灯,宜采用带有指示灯的跷板式开关。
8)为防范而设有监视器时,其功能宜与单元那通道照明灯和警铃联动。
9)公寓的楼梯灯应与楼层层数显示结合,公用照明灯可在管理室集中控制。
高层住宅楼梯灯如选用定时开关时,应有限流功能并在事故情况下强制转换至点亮状态。
10)有关住宅(公寓)室内插座的布置,应符合规范的规定。
11)每户内的一般照明与插座宜分开配线,并且在每户的分支回路上除应装有过载、短路保护外,并应在插座回路中装设漏电保护和有过、欠电压保护功能的保护装置。
12)单身宿舍照明光源宜选用荧光灯,并宜垂直于外窗布灯,每室内插座不应少于2组,条件允许时可采用限电器控制每室用电负荷或采取其他限电措施。
在公共活动室宜应设有插座。
(3)房间的照明设计步骤
1)确定设计照度。
根据各个房间对视觉工作的要求和室内环境的清洁状况,按有关照明标准规定的照度标准确定各房间的照度(工业为最低照度,民用为平均照度)和照度补偿系数K。
2)选择照明方式。
根据建筑和工艺对电气的要求、房间的照度规定,选择合理的照明方式。
3)光源和照明器的选择。
依据房间装修色彩、配光、光色的要求和环境条件等因素来选择光源和照明器。
4)合理布置照明器。
从照明光线的投射方向、工作面的照度、照度的均匀性和眩光的限制,以及建筑投资运行费用、维护检修方便和安全等因素综合考虑。
5)照度的计算。
根据房间的照度标准,通过计算决定各个房间的照明器数量或光源的容量,或者以初拟的照明器数量来验算房间的照度值。
3.4插座
(1)插座设计要求
1)每一单相回路上的灯头和插座的总数不宜超过25个(花灯除外),插座应采用单独回路供电。
2)当灯具和插座混为一回路时,其中插座数量不宜超过5个(组)。
3)当插座为单独回路时,数量不宜超过10个(组)。
但住宅可不受上述规定限制。
4)插座应单独的回路配电,并且一个房间内的插座宜由同一回路配电。
5)在潮湿房间(住宅中的厨房除外)内,不允许装设一般插座,但设置有安全隔离变压器的插座可例外。
6)备用照明、疏散照明的回路上不应设置插座。
(2)插座数量
民用住宅中的电源插座数量如表2-4所示。
表2-4电源插座数量设置
用房
设置数量和内容
卧室
一个单相三线和一个单相二线的组合插座两组
预留家用空调器处专用单相三线插座一个
起居室(厅)
一个单相三线和一个单相二线的组合插座两组
预留家用空调器处专用单相三线插座一个
卫生间
一个单相三线和一个单相二线防溅水型的组合插座一组
厨房
布置洗衣机、冰箱、排油烟机、排风机专用单相三线插座各一个
(3)插座选型及布置
插座的规格很多,有两孔、三孔的,有圆插头、扁插头和方插头的,有10A、16A的,有中、美和英国标准的,有带开关的,带熔丝的,带安全门的,带指示灯的,有防潮的,有尺寸为86mm×86mm,也有80mm×123mm的等等。
目前设计中规定按国家要求标准选型,但对具体用户来说,为了避免加接转换接线板,要选择与家用电器电流、插头及接线盒规格相匹配的插座面板。
插座安装高度低于1.8m时应采用带安全门的插座。
在有可能使用移动式家用电器的场所,必须采用带有保护线触头(三孔)的插座。
潮湿场所应采用密闭型或保护型带有保护线触头(三孔)的插座。
对于插接电源时有触电危险的家用电器(如洗衣机等),应采用带有开关能断开电源的插座面板。
2.5导线和电缆的选择
(1)选择原则
1)根据敷设方式选择电缆防护序号(是否带铠装)。
2)根据使用条件、地区和经济性选择铜芯或铝芯。
3)根据伏在大小选择规格和芯数;照明负载选4等芯,写字楼和重要建筑选4+1芯,小于25mm2时选5等芯。
4)电压登记要同线路匹配。
5)根据经验1KV及以下电缆的电流通常情况下是其功率的2倍,纯电阻性负载其电流是其功率的1.5倍。
6)当电缆长度大于400m时,选择电缆时要考虑电压降。
7)选择电缆规格主要考虑电流大小、敷设方式。
8)选择电缆时还要考虑最大负载的起动电流、项目的未来发展、截面余量等。
(2)导线的选择
导线的选择主要是确定导线的型号和规格,其原则是既能保证配电的质量与安全又能节省材料,做到既经济又合理。
导线型号应按使用工作电压及敷设环境来选择。
导线的规格可按下列要求来选择:
1)有足够的机械强度
为防止出现断线事故,导线必须有足够的机械强度,一般照明回路计算电流较小时(<10A)其导线都应按机械强度选择。
2)确保导线安全运行
选择导线时应保证其安全电流大于长期最大负载电流,同时应注意以下几点:
①在选择进户线及干线截面时应留有适当余量。
②单相制中的中性线应与相线截面相同。
③三相四线制中的中性线载流量不应小于线路中的最大不平衡负荷电流。
用于接中性线保护的中性线,其电导不应小于该线路相线电导的50%,气体放电灯的照明线路因受三次谐波电流的影响,其中性线截面应按最大一相电流选用。
3)确保电压质量
对于住宅建筑来说,电源引入端至负荷末端的线路电压损失不应大于2.5%,如线路电压损失大于规定电压损失允许值,应加大导线截面以保证线路的电压质量。
总之,在选择导线时要考虑实际使用及未来发展需要,适当留有余量,减少电压损失,保证导线使用的安全可靠和经济有效。
常用的导线型号是BV型。
(3)中性线、保护线、保护中性线截面的选择
1)中性线(N线)截面的选择
①在三相四线制配电系统中,中性线(N线)的允许载流量不应小于线路中最大不平衡负荷电流。
②对于气体放电光源供电的三相电路,由于各相的三次谐波电流均要流过中性线,中性线上的电流会接近相电流,因此中性线的截面应与相线的截面相同。
③对于照明分支回路和由三相电路分出的两相电路来说,中性线的截面应与相线截面相同。
照明干线回路中中性线的截面一般不应小于相线截面的一半。
2)保护线(PE线)和保护中性线截面的选择
按规定,保护线的截面图拔步不应小于相线截面的一半,同时应满足单相接地故障保护时热稳定最小截面的要求。
表2-5给出了PE线或PEN线的热稳定要求的最小截面。
表2-5PE线或PEN线的热稳定要求的最小截面(单位:
mm2)
相线面积
PE线或PEN线的热稳定要求的最小截面
S≤16
S
16
16
S>35
≥S/2
2.6线路保护与低压电器的配合
(1)短路保护
配电线路短路保护电器应在短路电流使导体及其连接件产生的热效应及力效应造成危害之前切断短路电流,短路保护电器的分断能力应能切断安装处的最大预期短路电流。
1)一般照明配电线路的中干线或分干线的保护电器应装设在每回配电线路的电源侧、线路分支处和线路载流量减小处(包括导线截面减小或导体类型、敷设方式和环境条件改变等导致的载流量减小)。
采用低压断路器作为保护电器时,短路电流应不小于低压断路器或短时脱扣器整定电路的1.3倍。
2)照明线路中一般用相线上的保护电器保护N线。
当N线的截面与相线相同,或虽小于相线但能被相线上的保护电器所保护时,不需为N线设置保护;当N线不能被相线保护电器所保护时,则应为N线设置保护。
一般情况下不需将N线断开,若需要断开N线时,则应装设能同时切断相线和N线的保护电器。
装设剩余电流动作的保护电器时,应将所保护回路的所有带电导线断开。
在TN系统中N线能够保持为地电位,则N线不断开。
3)在TN系统中,严禁断开PEN线,不得装设断开PEN线得任何电器。
当需要为PEN线设置保护时,只能断开有关得相线回路。
(2)过负荷保护
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- 室内 水电 系统 课程设计 任务书 1212