范文一：办公楼设计说明书

西财大天府学院办公楼设计

摘要：本次毕业设计题目为西财大天府学院办公大楼设计。设计内容包括建筑设计、结构设计。本设计主体为四层；层高均为3.9米，总建筑面积约为3534平方米，室内外高差为0.45米，本工程设定相对标高±0.000，功能上满足人们智能办公的使用要求，能够充分的利用有限的空间使布局更加合理。

本工程采用钢筋混凝土框架结构，建筑抗震设防烈度为7度，基础采用柱下独立基础，楼梯采用板式楼梯。结构计算包括电算图和PKPM计算书。电算部分采用中国建筑科学院编制的PKPM结构设计软件进行整体三维空间分析计算。

通过此次毕业设计，将四年的专业知识进行了综合应用，使我的专业水平得到很大提高，为我以后的工作打下了坚实的基础。

关键词：建筑设计； 荷载统计； 内力组合； 构件设计

Tianfu College of SWUFE office building designs

Abstract: This graduation project topic for Tianfu College of SWUFE office building design. Design content including architectural design, structural design. This design main body is four; The building store height is 3.9 meters, the total floor space approximately is 3534 square meters, outside the indoor the elevation difference is 0.45 meter, this project hypothesis relative level ±0.000, in the function satisfies the people intelligence work the operation requirements, can the full use limited space cause the layout to be more reasonable.

This project uses the reinforced concrete portal frame construction, the construction earthquake resistance fortification intensity is 7 degrees, the foundation uses under the column the isolated foundation, the staircase uses the board style staircase. Structure computation including a nomographic chart and PKPM account book. The electricity calculated that the part uses the PKPM structural design software which the Chinese Construction Academy of science establishes to carry on the whole three-dimensional space analysis computation.

Through this graduation project, has carried on four year specialized knowledge the synthesis application, enables my competence level to have the very big enhancement, has built the solid foundation for I later work.

Key words: Architectural design, Load statistics, Endogenic force combination, Element design

目录

引言 ....................................................................................................................................... 1

第1章 建筑设计说明 ........................................................................................................ 2

1.1 平面设计 ................................................................................................................. 3

1.2 剖面设计 ................................................................................................................. 4

1.3 立面设计 ................................................................................................................. 6

1.4 构造和建筑设计措施 ............................................................................................. 7

1.4.1 墙体 ................................................................................................................... 7

1.4.2 基础 ................................................................................................................... 8

第2章 结构设计说明 ........................................................................................................ 9

2.1 工程概况 ................................................................................................................. 9

2.2 设计资料 ............................................................................................................... 9

2.3初估梁柱截面尺寸 .................................................................................................. 9

2.3.1梁截面尺寸估算 .............................................................................................. 10

2.3.2柱截面尺寸估算 .............................................................................................. 10

2.4荷载计算 ................................................................................................................ 11

2.4.1屋面及楼面的永久荷载标准值 ...................................................................... 11

2.3.2屋面及楼面可变荷载标准值 .......................................................................... 12

2.3.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 .............................................................. 12

2.3.4梁间荷载 .......................................................................................................... 13

2.4 PKPM输出结果 ................................................................................................. 13

2.4.1电算图 .............................................................................................................. 13

2.4.2 建筑结构的总信 ............................................................................................. 37

2.4.3 周期、地震力与振型输出文件、位移输出文件 ....................................... 53

结 论 ................................................................................................................................. 72

致 谢 ................................................................................................................................. 73

参考文献 ............................................................................................................................. 74

引言

毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。

毕业设计的时间较短，我们土木工程专业的学生本次毕业设计仅需完成该工程的建筑设计及结构设计两部分，侧重于结构计算。在毕业设计前期，我温习了《结构力学》、《混凝土结构设计》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。后期，主要进行设计手稿的电脑输入及电算，并得到指导老师王老师的审批和指正及本组同学的帮助，使我圆满地完成了任务，在此表示衷心的感谢。

毕业设计的三个多月里，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。

由于自身水平所限，不可避免地存在疏漏与错误，敬请各位资深专家、教师批评指正。

第1章 建筑设计说明

建筑设计包括两方面的内容。主要是指对建筑空间的研究以及对构成建筑空间的建筑实体的研究。即在现有的自然环境与总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，综合考虑使用功能、结构施工、材料设备、经济艺术等问题，着重解决建筑内部使用功能和使用空间的合理安排，内部和外表的艺术效果，各个细部的构造方式等，创造出既美观又实用的建筑。

建筑空间是供人使用的场所，它们的大小、形态、组合及流通关系与使用功能密切相关，同时往往还反映了一种精神上的需求。对此建筑空间的研究是建筑设计的核心部分。但是所有的空间都是需要围合分隔才能形成的，作为人类栖息活动的场所，建筑物还应满足许多其它方面的物质需求，例如防水、隔热、保温等。建筑设计除了应满足相关的建筑标准、规范等要求之外，原则上还应符合以下要求：1满足建筑功能的要求，2符合所在地规划发展的要求并有良好的视觉效果，3采用合理的技术措施，4提供在投资计划所允许的经济范畴之内运作的可能性。

本方案采用框架结构，框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连成一体，形成承重结构，将荷载传至基础。其特点是承重系统与非承重系统有明确的分工，支承建筑空间的骨架与梁，柱是承重系统，而分割室内外空间的围护结构和轻质隔墙是不承重的，这种结构形式强度高，整体性好，刚度大，抗震性好，开窗自由。整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯（全）框架结构，框架可以是等跨或不等跨的，也可以是层高相同或不完全相同的，有时因工艺和使用要求，也可能在某层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架。本次毕业设计结构的柱网布置为正方形，采用纵横向承重方案，楼面为现浇双向板楼盖，两个方向的框架同时承受竖向荷载和水平荷载。

框架结构是多层、高层建筑的一种主要结构形式。框架结构具有建筑平面布置灵活、能获得较大的空间、建筑立面容易处理、结构自重较轻、抗震性能好、计算理论较成熟等优点，可以适应不同的房屋造型要求。同时，在结构性能方面，框架结构属于柔性结构，自振周期较长，地震反应较小，经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。我国定义10层以下或建筑总高度小于28m的建筑为多层建筑，钢筋混凝土框架结构多用于多层建筑，较少用于高层建筑，因为当房屋的高度超过

一定的范围时，框架结构侧向刚度较小，水平荷载作用下侧移较大，从受力合理和控制造价的角度，现浇钢筋混凝土框架结构一般不超过60m，地震区现浇钢筋混凝土框架，当设防烈度为7度、8度、9度时高度一般不超过55m、45m和25m。

1.1 平面设计

建筑平面图既表示建筑物在水平方向各部分之间的组合关系,又反映各建筑空间与围合它们的垂直构件之间的相关关系。由于建筑平面通常最能表达建筑的功能要求，因此，在进行建筑设计时，总是从平面设计入手。但在平面设计中，应考虑建筑整体空间组合效果，分析剖面、立面的可能性和合理性，全面综合的解决好设计问题。房屋建筑空间处理问题，除了内部空间的处理以外，还应当包括建筑物在群体布局中与其它建筑物之间的外部空间处理。建筑群体之间的空间处理一般包括建筑群的体形组合协调，使建筑物之间的空地、庭院、广场等空间感觉完整、尺寸比例适宜以及空间与空间之间的联系得当等问题。

在建筑总平面设计时，我们综合考虑了以下几个方面问题：

1、建筑群空间处理首先要考虑体形统一协调。

2、建筑群空间组合应与自然环境相配合。

3、建筑群空间组合必须考虑人们活动的“动”、“静”的效果。

4、建筑群空间构图还注意空间的层次与透视效果。

5、建筑群的空间处理，与内部空间处理一样，也应根据建筑功能程序和艺术要求考虑建筑空间的序列。

根据办公楼的性质和规模，结合基地条件和环境特点（包括现有地形、道路、绿化、朝向、原有建筑和设计管网等），按照上述原则来确定该办公楼的位置和布局，规划基地范围内的绿化、道路和出入口，保证与其它建筑物之间的平面距离，综合考虑其通风和采光等，使其满足使用要求和艺术要求。

根据使用功能的要求，结合自然条件、经济条件、技术条件（包括材料 、结构、施工），来确定各个房间的大小和形状，确定房间和房间之间以及室内与室外之间的分隔与联系方式和平面布局，使综合楼的平面组合满足实用、经济、美观和结构合理的要求。

各个功能的房间的布设综合考虑三个方面的要求：

⑴ 使用方面的要求：任何房间的布设不但都应有必须的面积和体积，适宜的形状和尺寸，以适合内部家俱和设备的布置和使用活动的要求，而且还必须与其它

房间和室外有合理的分隔与联系。

⑵ 环境方面的要求：任何房间一般都应有良好的采光，通风和日照等自然环境条件。给水、排水、照明、采暖等。

⑶ 审美方面的要求：不管什么房间都应根据具体情况，考虑室内空间体形、比例、色彩、装饰以及家俱、设备布置等问题，以满足人们精神上和审美上的要求。

在一幢建筑物中，房间不是孤立存在的，它的尺寸和形状应考虑与其它房间进行组合的可能，应满足结构上和经济上的要求。因为结构的跨度有它经济合理的范围，以方便施工。

建筑物的各个使用部分，要通过交通联系部分加以连通。一般来说，其平面尺寸和形状的确定，可以根据以下方面进行考虑：

⑴ 满足使用高峰时段人流、货流通过所需占用的安全尺度；

⑵ 符合紧急情况下规范所规定的疏散要求；

⑶ 方便各使用空间之间的联系；

⑷ 满足采光、通风等方面的需要。

在一般建筑中，使用房间最常见的平面形状是矩形，因为梁板结构的布置以矩形最为经济，而且矩形平面一般也有利于室内家具的布置和满足使用活动的要求，在建筑组合设计中，也便于上下左右灵活组合。本次房间设计全部为矩形，且都能满足上述要求。

本建筑为框架结构，墙体为填充墙，只起维护分隔作用，承重结构与围护结构分工明确。但是在墙体布置时一定要注意连续与均匀，以免造成空间刚度的突变，使得对抗震不利。另外在窗户的布置时尽量合理，避免使临近的柱子形成短柱，造成结构的薄弱点。框架结构本身并不形成空间,只为形成空间提供一个骨架。这就给自由灵活的分隔空间创造了十分有利的条件。框架结构对建筑平面组合限制较少,各部分空间的大小和平面布置可按功能特点作不同的处理。但各空间的形式和平面尺寸应尽量与柱网的排列形式和尺寸协调。考虑无障碍设计，在主入口设置坡道。

1.2 剖面设计

建筑剖面设计是对各房间和交通联系部分进行竖向的组合布局。它的主要内容有确定房间的剖面形状、建筑各部分的高度及建筑物的层数，进行建筑剖面组合，研究建筑空间的利用。此外还要处理建筑剖面中的结构、构造关系等问题。建筑平

面与剖面是从两个不同的方向来表示建筑各部分的组合关系，因此，设计中的一些问题往往需要将平面和立面结合在一起考虑，才能加以解决。

建筑物内某一层楼（地）面到其上部构件或吊顶底面的垂直距离叫净高。决定建筑物某部分净高的因素有以下几种：1家具设备的安置和使用高度，2人活动所需要的使用高度，3满足生理、心理要求的其他标准，4节能要求。净高加上楼板层的结构，即该层的地坪面或楼板面到上层楼板面的距离叫层高。确定房间高度和剖面形状的原则与确定房间的平面尺寸和形状是一样的。(1) 考虑房间的使用性质和活动的特点。(2) 考虑采光、通风、空气容量等卫生要求。房间的高度，也是反映建筑标准和建筑经济的一个方面，因为建筑体积和造价有密切的关系，所以适当降低房间的层高是降低建筑造价的措施之一。综合考虑上述因素认为：使用要求是决定房间尺寸和形状的主要因素，但在满足基本使用的条件下，结构的经济合理，构件的规格等等，又往往成为决定具体尺寸的重要因素。考虑到办公和部分实验室的要求，层高均为3.6m。

设计一个房间，除了确定必要的面积、尺寸和形状外，还要房间各构成要素的设计与布置。房间的构成要素包括：内外联系的门，通风、采光用的窗等等。在建筑设计中，各种门的设计与布置，包括确定门的大小、数量、位置和开启方式等等，对于人流活动、家具布置、内部窨使用以及安全疏散等影响很大。因此，对门必须进行精心设计。对门的设计主要考虑了以下几点：一是根据功能要求确定门的大小，二是根据使用的具体要求确定门的数量。

房间中窗子的大小、形式和位置，对室内采光、通风、日照和使用等功能要求，对建筑物的装门面构图，都有很大关系，在设计时应根据各方面要求综合考虑。采光是窗的主要功能，室内采光的优劣，一方面取决于的平面和剖面的尺寸和形式；另一方面也与窗的方位、位置、大小、形状、窗子的透光程度、窗前的遮挡情况、以及室内墙反光能力等因素有关。房间所需采光面积大小，在一般民用和工业建筑中，常常参考实践经验所得的窗面积和地面面积来进行设计。

窗子的大小、数量，还应考虑经济条件和当地的气候条件，因为窗的造价比墙贵，而且窗子的保温、隔热性能比墙差。在设计窗的位置时，考虑了下列问题：

1、窗的位置应很好地考虑房间内部的使用情况。

2、窗子大都兼有通风的作用，因此房间的窗子位置应与门的位置一起考虑，最好把窗开在门对面的墙上或离门较远的地方，以使房间尽可能得到穿堂风。

3、窗子的位置还考虑了立面的要求，使立面构图整齐谐调，不致杂乱无章，影响立面的效果。

室内光线的强弱和照度是否均匀，不仅与窗在平面中的宽度和位置有关，而且还与窗在剖面中的高低有关。房间内光线的照射深度主要取决于侧窗的高度，侧窗上沿越高，光线的照射深度越远，进深较大的房间，为避免室内远离窗口处的照度过低，应适当提高窗上沿的高度。门的高度根据人体尺寸来确定，窗高要满足通风采光要求。

1.3 立面设计

建筑物在满足使用要求的同时，它的体型、立面以及内外空间的组合，还会给人们在视觉和精神上以某种感受。因此我们在进行建筑设计时，还必须注重起体型和立面的美观。

完整的立面设计，并不只是美观问题，它和平、剖面的设计一样，同样也有使用要求、结构构造等功能和技术方面的问题，但是从房屋的平、立、剖面来看，立面设计中涉及的造型和构图问题，通常较为突出。建筑体型设计主要是针对建筑物各部分的形状、体量及其组合所做的研究，建筑立面设计则偏重于对建筑物的各个立面以及其外表面上所有的构件，例如门窗、雨篷、遮阳、暴露的梁、柱等等的形式、比例关系和表面的装饰效果等进行仔细推敲。

设计时通常根据初步确定的建筑内部空间组合的平、剖面关系，例如房间的大小和层高、构部件的构成关系和断面尺寸、适合开窗的位置等等，先绘制出建筑物各个立面的基本轮廓，作为下一部调整的基础。然后再在进一部推敲各个立面的总体尺度比例的同时，综合考虑立面之间的相互协调，特别是相邻立面之间的连续关系，并对立面上的各个细部，特别是门窗的大小、比例、位置，以及各种突出物的形状等进行必要的调整。最后对特殊部位，例如出入口等做重点处理，并确定立面的色彩和装饰用料。

勒脚是外墙接近室外地面处的表面部分，其作用：一是保护墙身不受外界雨、雪的侵袭而受潮、受冻；二是加固墙身，以防因外界机械性破坏而使墙身受损；三是对建筑物立面处理产生一定效果。根据勒脚的作用，勒脚应选用防水性、耐久性较好，并有一定装饰效果的材料。本次综合楼外墙勒脚采用1：2水泥砂浆粉刷，高度为600 mm。这种勒脚的优点是造价低，施工方便，。缺点是比较脆、容易裂，日久常有起壳剥落现象，严重的会造成墙体的破坏。发生起壳剥落现象的主要原因：

一是施工时墙面清洗湿润不够，以致在抹灰时砂浆中水份被砖墙吸收，使面层抹灰咬不住，从而造成了面层与基层的粘结，造成空鼓；二是当室内外高差较大时，地下的潮气由室内填土进入勒脚墙体并停留在与外墙抹灰交接的孔隙间，由于地下潮气往往含有碱性介质，经过外墙面的风吹日晒，潮气挥发，碱性介质形成结晶，体积膨胀，致勒脚面层成片剥离脱落；三是由于散水坍陷，使抹灰开裂渗水，当水浸入勒脚后，由于冻融循环的影响，导致表面脱壳。

建筑物的外墙做散水，主要是为了迅速排除靠墙体的地面水并堵住地面水沿墙脚向下渗透，以减少墙脚基础受水侵蚀的可能性。散水是将外墙四周地面做成向外倾斜的坡道，以便将水导至远离墙脚处。由于散水附属在外墙底部，当墙身下沉时，在交接处容易产生裂缝而渗水。解决办法可在接缝处嵌以沥青油膏，或将勒脚做至散水面以下。本次设计的散水宽度为600mm，坡度为4%。

女儿墙是屋顶上直接受到风吹雨淋的一个构件，如果没有适当的防水措施，雨水就有可能顺女儿墙渗入室内，女儿墙的外饰面材料也可能因此而破坏。防止女儿墙渗水的办法主要是在女儿墙的墙身中铺设油毡防水层，或把屋面防水层铺过女儿墙。本次综合楼设计中，为了安全和美观的需要，设置了女儿墙，女儿墙高1200mm。并充分考虑了女儿墙的抗震和防水。

1.4 构造和建筑设计措施

建筑不仅要满足人们生产、生活等物质功能的要求，而且要满足人们精神文化方面的要求。为此，不仅要赋予现实用属性，同时，也要赋予它美观的属性。建筑的美观主要是通过内部空间及外部造型的艺术处理体现，同时，涉及到建筑的群体空间布局，而其中建筑物的外观形象经常地，广泛地被人们所接触，对人的精神感受上产生的影响尤为深刻。建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分，要满足使用功能，物质技术条件，环境条件及社会经济条件等要求。

1.4.1 墙体

根据墙体在平面上所处位置不同，有内墙和外墙、纵墙和横墙之分。凡位于房屋内部的墙体统称为内墙，它主要起分隔房间的作用；位于房屋周边的墙体统称为外墙，它主要是抵御风、霜、雨、雪的侵袭和保温、隔热，其围护作用；沿建筑物短轴方向布置的墙体称为横墙，有内横墙和外横墙之分。在一片墙上，窗与窗或窗与门之间的墙体称为窗间墙，窗洞下部的墙称为窗下墙。墙体按结构受力情况分为

承重墙和非承重墙。此结构墙体均为非承重墙。非承重墙虽不承受外来荷载，但承

受自身重量，下部有基础的墙称为自承重墙。仅起分隔房间的作用，自身重量由楼

板或梁来承担的墙称为隔墙。框架结构中，填充在柱子之间的墙又称为填充墙。

墙体应满足以下几个要求：要有足够的强度和稳定性，满足保温、隔热等热工

方面的要求，满足隔声要求，满足防火要求及抗震要求。为满足抗震要求，应设置

贯通的圈梁，使其具有一定的延伸性，减缓墙体的酥碎现象产生。墙脚和勒脚受到

土壤中水分的侵蚀，致使墙身受潮，墙面层脱落，影响卫生环境，应做好防潮工作。墙体材料采用现在运用较为广泛的粉煤灰轻渣空心砌块。门窗过梁用来支承门窗洞

口上墙体的荷重，本工程采用钢筋混凝土过梁。有些部位的窗户则无需过梁，直接

位于框架梁之下。

1.4.2 基础

基础是建筑物的重要组成部分，它承受建筑物的上部荷载，并将这些荷载传给

地基。基础构造形式随建筑物上部结构形式、荷载大小及地基土质情况而定。一般

情况下，上部结构形式直接影响基础形式，但当上部荷载增大，且地基承载力有变

化时，基础形式也随之变化。地基不是建筑物的组成部分，它只是承受建筑物荷载

的土层。地基每平方所能承受最大压力，称为地基允许承载力，也叫地耐力。具有

一定地耐力，直接支承基础的土层称为持力层，持力层以下的土层称为下卧层。地

基承受基础传来的压力是由上部结构至基础顶面的竖向力和基础自重以及基础上

部土层组成。而全部荷载是通过基础的底面传给地基的。因此，当荷载一定时，加

大基础底面积可以减少单位面积地基上所受到的压力。本工程采用柱下独立基础。

第2章 结构设计说明

2.1 工程概况

本工程为西财大天府学院办公楼，建筑面积3534.72m2，按照规划要求，拟建

层数为4层的框架结构。本工程为民用二类项目设计，耐火等级二级，设计烈度设

防为7度，工程设计耐久年限为50年。其建筑构件的耐火极限及燃烧性能均按民

用建筑设计规范（GBJI0I8-7）执行.全部图纸尺寸均以毫米为单位。本工程结构图

中所注标高均为结构标高。

年平均温度16 0C，夏季最高气温为40.7 0C，冬季最低气温为-14 0C；

冬季相对温度73％ ，夏季相对温度81％；

冬季主导风向东北平均风速2.6m/s，夏季主导风向东南平均风速2.6m/s，最

大风速为23.7 m/s；

年平均降水量1034.1mm，月最大降水量179.3mm；

常年地下水位低于-5.5m，水质对混凝土没有侵蚀作用；

地震荷载和雪荷载等常用荷载查相关规范。

2.2 设计资料

建设地点：绵阳市迎宾大道南侧

工程名称：西财大天府学院办公楼

建筑类型：四层框架结构

设计标高：室内设计标高±0.000，室内外高差450mm 地质资料：属于2类场地

6地震烈度：七度

基本风压：0.3KN/㎡

活荷载：上人屋面3.0KN/㎡，楼面2.0 KN/㎡，走廊2.5 KN/㎡，阳台2.5 KN/

㎡，不上人屋面0.5 KN/㎡。、

2.3初估梁柱截面尺寸

根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，

外填充墙采用240mm厚粉煤灰砖，内填充墙采用200mm厚粉煤灰砖，楼盖及屋盖均

采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度除标注外均采用100mm.

2.3.1梁截面尺寸估算

①横向框架：

BE跨，

取L=8.4m。h=（1/8～ 1/12）L=1050～700mm，取700

EF跨，

取L=3.3m。h=（1/8～1/12）L=413～275mm，取500

FH跨，

取L=7m。h=（1/8～1/12）L=875～583mm，取700

b=（1/2～1/3）h=350～233mm，b=250mm.

②纵向框架：

A轴：取最大值L=9000mm，h=（1/8～1/12）L=1125～750mm，，取h=750mm，取b=250mm，所以横向框架梁的截面尺寸为：b*h=250*750

B轴：取最大值L=9000mm，h=（1/8～1/12）L=1125～750mm，，取h=750mm，b=（1/2～1/3）h= 325～250mm ，取b=250mm，所以纵向框架梁的截面尺寸为：b*h=250*750

E轴：取最大值L=9000mm，h=（1/8～1/12）L=1125～750mm，，取h=750mm，b=（1/2～1/3）h= 325～250mm ，取b=250mm，所以纵向框架梁的截面尺寸为：b*h=250*750

H轴：取最大值L=9000mm，h=（1/8～1/12）L=1125～750mm，，取h=750mm，b=（1/2～1/3）h= 325～250mm ，取b=250mm，所以纵向框架梁的截面尺寸为：b*h=250*750

③次梁：取L=4500mm，

h=（1/8～1/12）L=563～375mm，取h=500mm，取b=200mm，

所以次梁的截面尺寸为：b*h=200*500mm

2.3.2柱截面尺寸估算

本工程为现浇钢筋混凝土框架结构，7度设防，高度

fc=14.3N/mm2.

按中柱的负荷面积估算底层柱的轴力：Ac=bc×hc=N/(U×fc)

恒载：N1=14×4×4200×4=940800KN

活载：N2=2×4×4200×4=134400KN

估算柱轴力设计值 N=1.2×N1+1.4×N2=1.2×1176+1.4×168=1317120KN 对于三级框架,柱截面按下式估算：

Ac =bc×hc=N/(U×fc)=1317120/(0.9×14.3)=102340mm2

柱截面估算为b×h=600×600mm2

校核框架柱截面尺寸是否满足构造要求：

1）框架柱的截面宽度和高度在抗震设计时均不宜小于300mm，截面高度与宽度比值不宜大于3.

2) 为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4。

取三层较短柱高，H=3900mm

H/h=3900/350=11.2>4 满足条件。

故：所选框架柱截面尺寸满足构造要求。

2.4荷载计算

2.4.1屋面及楼面的永久荷载标准值

⑴上人屋面恒荷载（板厚为100mm）

15厚水泥砂浆找平层 0.015×20=0.3 KN/m2

40厚C20细石混凝土刚性防水 1.0KN/m2

三毡四油铺小石子柔性防水 0.4KN/m2

15厚水泥砂浆找平层 0.3KN/m2

40厚水泥石灰焦渣砂浆2%找坡 0.04×14=0.56KN/m2 80厚矿渣水泥保温层 0.08×14.5=1.16KN/m2

100厚现浇钢筋混凝土板 0.1×25=2.5KN/m2

板底10mm粉刷抹底 0.01×17=0.17 KN/m2 恒荷载标准值： 合计：6.39 KN/m2 取6.5KN/m2

⑵标准层楼面恒荷载（板厚为100mm）：

板面装修荷载 1.1KN/m2

100mm厚钢筋混凝土楼板 0.1×25=2.5KN/m2

板底10mm厚粉刷抹底 0.01×17=0.17 KN/m2

恒荷载标准值： 合计：3.77 KN/m2 取4.0KN/m2

⑶阳台标准层楼面恒荷载（板厚80mm）：

板面装修荷载 1.1KN/m2

80mm厚钢筋混凝土楼板 0.08×25=2.0KN/m2

板底10mm厚粉刷抹底 0.01×17=0.17 KN/m2

15mm水泥砂浆找平层 0.015×20=0.3KN/m2

防水层 0.3 KN/m2

恒荷载标准值： 合计：3.87 KN/m2 取4.0KN/m2

⑷卫生间恒荷载（板厚80mm）：

板面装修荷载 1.1KN/m2

15mm水泥砂浆找平层 0.015×20=0.3KN/m2

100mm厚钢筋混凝土楼板 0.1×25=2.5KN/m2

防水层 0.3 KN/m2

蹲位折减荷载（考虑局部20厚炉渣填高） 1.5KN/m2

板底10mm厚粉刷抹底 0.01×17=0.17 KN/m2 恒荷载标准值： 合计：5.87KN/m2 取5.5KN/m2

2.3.2屋面及楼面可变荷载标准值

上人屋面活荷载标准值： 3.0KN/m2

一般房间活荷载标准值： 2.0KN/m2

走廊、楼梯活荷载标准值： 2.5KN/m2

卫生间荷载标准值： 2.0KN/ m2

2.3.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算

（1）查规范得以下自重，

外墙面为面砖墙面自重（包括10厚1：2水泥砂浆粘接层，10厚1：3水泥砂浆打底扫毛）：

粉煤灰砖砌体容重取15 kN/m3 ，门窗单位面积重取0.45 kN/m2 ，贴瓷砖墙面0.5 kN（20厚水泥粗砂）,水泥砂浆容重为19 kN/m3

2.3.4梁间荷载

横梁○1：

实墙线荷载计算公式为：

外墙：q=4.5×（L-h) ； 内墙：q=3.5×（L-h) 窗部分墙体转化为梁间线荷载计算公式为：

外墙：q=（4.5×（L-h)*L-（4.5-0.45）*A*B）/L 内墙：q=（3.5×（L-h)*L-（3.5-0.45）*A*B）/L

2.4 PKPM输出结果

2.4.1电算图

装订顺序：

1 总信息图

2 设计信息图

3 活荷载信息图

4.风荷载信息图

5 调整信息图

6 地震信息图

7 楼层组装图

8 二层平面简图

9 三层平面简图

10 四层平面简图

11 屋面层平面简图

12 二层配筋验算图

13 三层配筋验算图

14 四层配筋验算图

15 屋面层配筋验算图

16 二层荷载图

17 三层荷载图

18 四层荷载图

19 屋面层荷载图

20 第2层现浇板裂缝宽度图 21 第3层现浇板裂缝宽度图 22第4层现浇板裂缝宽度图 23屋面层现浇板裂缝宽度图 24 二层楼板厚度图

25 屋面楼板厚度图

26 底层柱墙最大内力组合图

图1 总信息图

图2 设计信息图

图3 活荷载信息图

图4 风荷载信息图

图5 调整信息图

图6 地震信息图

图7 楼层组装图

图8 二层平面简图

图9 三层平面简图

图10 四层平面简图

图11 屋面层平面简图

图12 二层配筋验算图

图13 三层配筋验算图

图14 四层配筋验算图

图15 屋面层配筋验算图

图16 二层荷载图

图17 三层荷载图

图18 四层荷载图

图19 屋面层荷载图

图20 第2层现浇板裂缝宽度图

图21 第3层现浇板裂缝宽度图

图22第4层现浇板裂缝宽度图

图23屋面层现浇板裂缝宽度图

图24 二层楼板厚度图

图25 屋面楼板厚度图

图26 底层柱墙最大内力组合图

2.4.2 建筑结构的总信

////////////////////////////////////////////////////////////////////

建筑结构的总信息 |

SATWE 中文版

文件名: WMASS.OUT | /////////////////////////////////////////////////////////////////////

总信息 ..............................................

结构材料信息: 钢砼结构

混凝土容重 (kN/m3): Gc = 27.00

钢材容重 (kN/m3): Gs = 78.00

水平力的夹角 (Rad): ARF = 0.00

地下室层数: MBASE= 0

竖向荷载计算信息: 按模拟施工加荷1计算方式

风荷载计算信息: 计算X,Y两个方向的风荷载

地震力计算信息: 计算X,Y两个方向的地震力

特殊荷载计算信息: 不计算

结构类别: 框架结构

裙房层数: MANNEX= 0

转换层所在层号： MCHANGE= 0

墙元细分最大控制长度(m) DMAX= 2.00

墙元侧向节点信息: 内部节点

是否对全楼强制采用刚性楼板假定 否

采用的楼层刚度算法 层间剪力比层间位移算法

结构所在地区 全国

风荷载信息 ..........................................

修正后的基本风压 (kN/m2): WO = 0.30

地面粗糙程度: B 类

结构基本周期（秒）: T1 = 1.00

体形变化分段数: MPART= 1

各段最高层号: NSTi = 4

各段体形系数: USi = 1.30

地震信息 ............................................

振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联) CQC 计算振型数: NMODE= 15

地震烈度: NAF = 7.00

场地类别: KD = 2

设计地震分组: 二组 特征周期 TG = 0.40

多遇地震影响系数最大值 Rmax1 = 0.08

罕遇地震影响系数最大值 Rmax2 = 0.50

框架的抗震等级: NF = 2

剪力墙的抗震等级: NW = 3

活荷质量折减系数: RMC = 0.50

周期折减系数: TC = 0.70

结构的阻尼比 (%): DAMP = 5.00

是否考虑偶然偏心: 否 是否考虑双向地震扭转效应: 否 斜交抗侧力构件方向的附加地震数 = 0

活荷载信息 ..........................................

考虑活荷不利布置的层数 从第 1 到4层

柱、墙活荷载是否折减 不折算

传到基础的活荷载是否折减 不折算

调整信息 ........................................

中梁刚度增大系数： BK = 2.00

梁端弯矩调幅系数： BT = 0.85

梁设计弯矩增大系数： BM = 1.00

连梁刚度折减系数： BLZ = 0.70

梁扭矩折减系数： TB = 0.40

全楼地震力放大系数： RSF = 1.00

0.2Qo 调整起始层号： KQ1 = 0

0.2Qo 调整终止层号： KQ2 = 0

顶塔楼内力放大起算层号： NTL = 0

顶塔楼内力放大： RTL = 1.00

九度结构及一级框架梁柱超配筋系数 CPCOEF91 = 1.15

是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525 = 1

是否调整与框支柱相连的梁内力 IREGU_KZZB = 0

剪力墙加强区起算层号 LEV_JLQJQ = 1

强制指定的薄弱层个数 NWEAK = 0

配筋信息 ........................................

梁主筋强度 (N/mm2): IB = 360

柱主筋强度 (N/mm2): IC = 360

墙主筋强度 (N/mm2): IW = 360

梁箍筋强度 (N/mm2): JB = 210

柱箍筋强度 (N/mm2): JC = 210

墙分布筋强度 (N/mm2): JWH = 210

梁箍筋最大间距 (mm): SB = 100.00

柱箍筋最大间距 (mm): SC = 100.00

墙水平分布筋最大间距 (mm): SWH = 200.00

墙竖向筋分布最小配筋率 (%): RWV = 0.30

单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数: NSW = 0

单独指定的墙竖向分布筋配筋率(%): RWV1 = 0.60

设计信息 ........................................

结构重要性系数: RWO = 1.00

柱计算长度计算原则: 有侧移

梁柱重叠部分简化: 不作为刚域

是否考虑 P-Delt 效应： 否

柱配筋计算原则: 按单偏压计算

钢构件截面净毛面积比: RN = 0.50

梁保护层厚度 (mm): BCB = 25.00

柱保护层厚度 (mm): ACA = 30.00

是否按砼规范(7.3.11-3)计算砼柱计算长度系数: 是

荷载组合信息 ........................................

恒载分项系数: CDEAD= 1.20

活载分项系数: CLIVE= 1.40

风荷载分项系数: CWIND= 1.40

水平地震力分项系数: CEA_H= 1.30

竖向地震力分项系数: CEA_V= 0.50

特殊荷载分项系数: CSPY = 0.00

活荷载的组合系数: CD_L = 0.70

风荷载的组合系数: CD_W = 0.60

活荷载的重力荷载代表值系数: CEA_L = 0.50

剪力墙底部加强区信息.................................

剪力墙底部加强区层数 IWF= 3

剪力墙底部加强区高度(m) Z_STRENGTHEN= 8.80

*********************************************************

* 各层的质量、质心坐标信息 *

*********************************************************

层号 塔号 质心 X 质心 Y 质心 Z 恒载质量

活载质量

(m) (m) (t) (t)

4 1 36.483 22.414 12.700 1217.4 147.0

3 1 38.652 22.846 8.800 1146.4 101.4

2 1 37.684 22.025 4.900 1281.3 103.3

1 1 38.770 21.947 1.000 593.2 0.0

活载产生的总质量 (t): 428.248

恒载产生的总质量 (t): 5355.956

结构的总质量 (t): 5784.205

恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载

结构的总质量包括恒载产生的质量和活载产生的质量

活载产生的总质量和结构的总质量是活载折减后的结果 (1t = 1000kg)

*********************************************************

* 各层构件数量、构件材料和层高 *

*********************************************************

层号 塔号 梁数 柱数 墙数 层高 累计高度

(混凝土) (混凝土) (混凝土) (m) (m)

1 1 66(30) 36(30) 0(30) 1.000

1.000

2 1 189(30) 36(30) 0(30) 3.900

4.900

3 1 171(25) 33(30) 0(25) 3.900

8.800

4 1 183(30) 33(30) 0(30) 3.900 12.700

*********************************************************

* 风荷载信息 *

*********************************************************

层号 塔号 风荷载X 剪力X 倾覆弯矩X 风荷载Y 剪力Y

倾覆弯矩Y

4 1 44.39 114.1 771.9 125.51 355.0 2534.0

3 1 39.31 153.4 1370.1 111.15 466.1 4352.0

2 1 46.40 199.8 2149.3 101.34 567.5 6565.2

1 1 0.00 199.8 2349.0 0.00 567.5 7132.7

=================================================================

各楼层等效尺寸(单位:m,m**2)

=================================================================

层号 塔号 面积 形心X 形心Y 等效宽B 等效高H

最大宽BMAX 最小宽BMIN

1 1 1021.75 35.23 21.46 52.29 20.37

52.50 19.82

2 1 959.36 36.94 21.75 49.13 20.78 49.26 20.48

3 1 884.61 38.18 22.75 48.76 17.87 48.76 17.86

4 1 956.55 36.20 22.36 52.75 17.99 52.79 17.87

=================================================================

各楼层的单位面积质量分布(单位:kg/m**2)

=================================================================

层号 塔号 单位面积质量 g[i] 质量比

max(g[i]/g[i-1],g[i]/g[i+1])

1 1 580.58 1.00

2 1 1443.19 2.49

3 1 1410.59 0.99

4 1 1426.32 1.01

=================================================================

计算信息

=================================================================

Project File Name : aa

计算日期 : 2011. 4. 1 开始时间 : 15:46:58

可用内存 : 1833.00MB

第一步: 计算每层刚度中心、自由度等信息

开始时间 : 15:46:58

第二步: 组装刚度矩阵并分解 开始时间 : 15:47: 1

FALE 自由度优化排序 Beginning Time : 15:47: 1.54 End Time : 15:47: 1.73 Total Time (s) : 0.19

FALE总刚阵组装 Beginning Time : 15:47: 1.75 End Time : 15:47: 1.92 Total Time (s) : 0.17

VSS 总刚阵LDLT分解 Beginning Time : 15:47: 1.92 End Time : 15:47: 1.93 Total Time (s) : 0.01

VSS 模态分析 Beginning Time : 15:47: 1.93 End Time : 15:47: 1.95 Total Time (s) : 0.02 形成地震荷载向量 形成风荷载向量 形成垂直荷载向量

VSS LDLT回代求解 Beginning Time : 15:47: 2.87

End Time : 15:47: 2.89 Total Time (s) : 0.02

FALE 自由度优化排序 Beginning Time : 15:47: 3. 9 End Time : 15:47: 3.57 Total Time (s) : 0.48

FALE总刚阵组装 Beginning Time : 15:47: 3.57 End Time : 15:47: 3.76 Total Time (s) : 0.19

VSS 总刚阵LDLT分解 Beginning Time : 15:47: 3.76 End Time : 15:47: 3.78 Total Time (s) : 0.02 End Time : 15:47: 3.78 Total Time (s) : 0.02

FALE 自由度优化排序 Beginning Time : 15:47: 3.81 End Time : 15:47: 3.98 Total Time (s) : 0.17

FALE总刚阵组装 Beginning Time : 15:47: 3.98 End Time : 15:47: 4.17 Total Time (s) : 0.19

VSS 总刚阵LDLT分解 Beginning Time : 15:47: 4.17 End Time : 15:47: 4.18 Total Time (s) : 0.01 End Time : 15:47: 4.20 Total Time (s) : 0.03

FALE 自由度优化排序 Beginning Time : 15:47: 4.21 End Time : 15:47: 4.39 Total Time (s) : 0.18

FALE总刚阵组装 Beginning Time : 15:47: 4.40 End Time : 15:47: 4.54 Total Time (s) : 0.14

VSS 总刚阵LDLT分解 Beginning Time : 15:47: 4.54 End Time : 15:47: 4.56 Total Time (s) : 0.02 End Time : 15:47: 4.56 Total Time (s) : 0.02

FALE 自由度优化排序 Beginning Time : 15:47: 4.59 End Time : 15:47: 4.76 Total Time (s) : 0.17

FALE总刚阵组装

Beginning Time : 15:47: 4.76 End Time : 15:47: 4.87 Total Time (s) : 0.11

VSS 总刚阵LDLT分解 Beginning Time : 15:47: 4.87 End Time : 15:47: 4.89 Total Time (s) : 0.02 End Time : 15:47: 4.89 Total Time (s) : 0.02

FALE 自由度优化排序 Beginning Time : 15:47: 4.92 End Time : 15:47: 5. 9 Total Time (s) : 0.17

FALE总刚阵组装 Beginning Time : 15:47: 5. 9 End Time : 15:47: 5.15 Total Time (s) : 0.06

VSS 总刚阵LDLT分解 Beginning Time : 15:47: 5.17 End Time : 15:47: 5.17 Total Time (s) : 0.00 End Time : 15:47: 5.18 Total Time (s) : 0.01

FALE 自由度优化排序 Beginning Time : 15:47: 5.20

范文二：办公楼装修工程竣工说明书

潍坊高新开发区新城街办办公楼装修工程竣工说明书

一、工程概况

潍坊高新开发区新城街办办公楼位于潍坊市高新开发区总装修面积 XX X ㎡, 办公楼分 南北两栋,南楼属于旧楼翻新(地面、墙面、吊顶等) ,北楼属于在建新楼。

二、承包范围

甲乙双方协商确定的装潢工程概况范围,水、电、暖通安装及装修施工。

三、承包方式

本装修工程将采用包造价(除甲供材料、设备、设施外) 、包质量、包工期、包安全施 工、包文明管理的全面承包方式。

四、工程施工分项及技术说明

南楼:

1) 地面:

一楼走廊地面及楼梯采用天然花岗岩配合比为 1:3硬性水泥砂浆铺装, 150

宽济南青串边 100高同材质踢脚线。办公室内采用 800*800高档全玻化瓷砖配合比为 1:3硬性水泥砂浆铺装, 100高同材质踢脚线。

二楼走廊地面采用 800*800高档全玻化瓷砖配合比为 1:3硬性水泥砂浆铺装, 100高同材质踢脚线。 办公室内原地面砸除水泥自流平后高档复合木地板铺装 PVC 踢脚线。 2) 乳胶漆:整楼墙面及顶部原层面铲除批灰找平三遍腻子三遍乳胶漆处理。 办公室内 墙顶结合部石膏饰线白色乳胶漆处理。

3) 一二楼走廊吊顶采用轻钢龙骨象牙白铝单板处理 600*600格栅灯

4) 卫生间吊顶采用轻钢龙骨象牙白长条铝单板处理。卫生器具全部更换。

5) 门窗:门及门套更换为高档成品烤漆门及门套。窗户为(中空 4+6+4)塑钢窗。

1) 室内供冷热系统管道维修及更换。

2) 室内空调系统维修及风机盘管更换。

3) 室外门厅石材翻新干挂花岗岩圆柱及顶部铝塑板装修

北楼:

1) 地面:所有地面采用 800*800高档全玻化瓷砖配合比为 1:3硬性水泥砂浆铺装, 100高同材质踢脚线。

2) 乳胶漆部分:墙面及顶部批灰找平三遍腻子三遍白色乳胶漆处理。根据甲方要求二 楼走廊墙面有色乳胶漆特殊处理。

3) 大厅:吊顶为三级轻钢龙骨石膏板吊顶三遍腻子三遍乳胶漆处理

4) 服务大厅:吊顶为三级轻钢龙骨石膏板吊顶三遍腻子三遍乳胶漆处理。服务台细木 工板基层台面黑金沙台面前脸闪银灰铝塑板解缝饰面。 柱子细木工板基层铝塑板饰 面中间为黑色烤漆玻璃的造型艺术柱。

5) 大会议室:吊顶为轻钢龙骨石膏板吊顶三遍腻子三遍乳胶漆处理的艺术吊顶。柱子 为细木工板基层枫木面板、 条状枫木吸音板饰面的装饰柱。 主席台地面部分为 30*30方管框架细木工板基层高档复合木地板铺装气高 150mm 的地台, 背景墙为 30*40木 方框架细木工板基层圆孔吸音板拼装饰面。

五、室内供冷热系统管道安装。

六、室内空调系统维修及风机盘管安装。

七、室外门厅石材干挂花岗岩圆柱及顶部铝塑板装修

范文三：宿舍办公楼设计说明书

建筑给水排水工程课程设计

说明

学 院：土 木 建 筑 工 程 学 院 专 业： 给 水 排 水 工 程 班 级： 111 学 号： 1108070082 学生姓名： 阚 泽 指导教师： 王 萍

2014年6月4日

目录

一、11级建水课设计任务书

二、设计过程说明

室内给水系统计算

四、室外排水管网计算

贵州大学本科课程设计任务书

设计过程说明

1.1生活给水工程

根据设计资料,已知市政管网所提供的工作水压为0.4MPa, 要满足三层民用建筑所需水压为0.12+0.04×（3-2）=0.16MPa，经初步估算，满足一层到三层的用水水压要求。故可采用给水管网直接供水的给水方式。

1.2生活排水工程

室内排水管采用合流排放，用一个排水系统接纳生活污水和生活废水，生活污废水经室外化粪池处理后,再与生活废水一起排至城市排水管网。

1.3管道的平面布置及管材

给水排水管道平面布置见各平面图：

材料设备表

给水管道 排水管道

钢管 塑料管

室内给水系统的计算

2.1确定建筑的类型及相关参数；

由建筑图纸可知此建筑属于一栋三层办公建筑类型，可初步确定给水设计秒流量公式：qg?0.2?Ng，取α值为1.5，即qg?0.3Ng，其中qg为给水设计秒流量，L/s;Ng为给水当量总数，有计算管段用水卫生器具给水当量总数确定。

2.2对系统图编号确定计算管段：

对所求办公建筑管路编号如下图所示：

给水系统轴测图

该建筑给水管路系统图如上图所示，其中三层与二层的官网布置形式相同，二层为费计算管段。第三层建筑的4组卫生间布置形式相同。 2.3计算各管段的设计秒流量、水头损失

由轴测图确定最不利配水点0点，计算管段编号如上图，选用上市（1）计算设计秒流量。查《建筑给排水工程》卫生器具给水定额表P29得：洗手盆N=0.5，小便器N=0.5，浴盆N=1.0，大便器N=0.5，坐便器N=0.5，洗脸盆N=0.75。

给水管网水力计算表

局部水头损失计算：

取沿程水头损失的30%作为局部水头损失∑hj：

∑hj=30%∑hi=7.991kPa 所以计算管路水头损失为： H2=∑（hi+hj）=33.796kPa 计算水表的水头损失：

因为该建筑是小型办公建筑，所以不设分表，总表设在进户管41管段上。

q41=2.06L/s=7.416m3/h,查《建筑给水排水工程》附表421选用LXS-32C型螺翼湿式水表。常用流浪为6m2/h，过载流量为12m2/h。

所以总表的水头损失为:2.4初定给水方式

最不利配水点出口所需水压为：h1=50kPa，楼高7.2m，所以H1=72kPa 所以该建筑所需水压为：

H=h1+H1+H2+hd=50+72+33.796+3.82=159.616kPa

室外给水管网能提供的水压为0.4Mpa>159.616kPa，所以可以采用直接给水的方式，不用设水箱、水泵。

hd?q（/Q

2

g2max

/10）?7.416/(12/10)?3.82kPa

22

室外排水管网计算

3.1确定建筑类型及相关参数

该建筑类型为一栋三层办公型建筑，初定排水设计秒流量公式为：qp=0.12α

Ng

+qmax

qp为计算管段的设计秒流量，L/s； Ng为计算管段卫生器具排水当量总数；

qmax为计算管段上排水当量最大的一个卫生器具的排水当量，L/s； α为建筑物用途系数，根据《建筑给水排水工程》P186表5-2取α=2.0。

排水系统轴测图

3.2横支管计算

该建筑的排水设计秒流量按公式（2）计算，该系统是一个污废水合流制系统。计算出各管段的设计秒流量后查《建筑给排水工程》附表5-1，确

定管径和坡度（坡度按通用坡度选取）。

横支管计算表

3.3立管计算

由系统图可知该建筑设有2组排水管，分别为2-33、28-32.从上表横支管排水当量设计表可得各立管的排水总当量如下:

N2-33=10.5，N28-32=10.5

则立管2-33、28-32接纳的排水设计秒流量一样，均为： qp=0.12α√Ng+qmax=2.28L/s

查《建筑给排水工程》P190表5-8采用de110mm立管，因为设计流量小于表中允许排水流量3.2L/s，所以不用设通气管道，直接伸顶通气。

3.4立管地步和排出管计算

由立管排水设计秒流量和横支管排水设计秒流量计算可得排水立管下部及出水管的排水总当量为N=N2-33+N3453=36.6，则设计秒流量由公式计算的qp=2.95L/s，则需选用de110mm排出管。

3.5化粪池体积计算

化粪池摄于该建筑物东面后侧距建筑物的东墙距离为6m，详见平面图。该建筑化粪池按100个服务总人数设计，计算公式如下：

V?

qt

?0.48aT) (m3)100024

?N

α—使用卫生器具的人数占总人数百分比，办公楼取40% N—化粪池服务总人数，取100人

q—每人每日污水量，取用水量的0.85-0.95倍，本设计取0.9，用水量为q=1.5L/s

t—污水在化粪池内停留的时间，取24h a—每人每日污泥量，取0.7L/(人·d) T—清掏污泥周期，取360d 将各参数代入公式计算得：

V?

0.4?1001.5?24

?（?0.48?0.7?360）?4.898m3

100024

范文四：办公楼暖通空调设计说明书

摘要

本设计是为北京市某办公楼暖通空调系统设计。本设计结合北京地区的自然条件和本建筑结构的实际情况，对该建筑进行中央空调设计。本设计综合考虑了建筑各部分的结构特点及其用途，室内环境的舒适性、运行管理上的方便和节能以及设备经济性等各种因素的基础上，对该建筑空调设计采用风机盘管加新风系统，新风通过墙洞引入。这样可以满足不同功能房间使用时间段人员活动情况的不同要求，布置灵活，控制方便。 设计中首先进行冷热负荷计算，然后确定空调系统形式，末端装置设备选型，然后进行平面布置，水力计算后确定水管和风管管径，完成平面图设计。然后进行制冷、制热站设计，首先进行冷、热源选择，技术比较后确定所用机组设备方案。对站房进行平面布置，选择附属设备，作机房系统图。防排烟系统设计，根据建筑物实际，严格按照防火防排烟规范，确定防烟排烟系统形式，进行平面和系统设计。空调系统设计中还要有保温与防腐设计、隔声与防震设计等。

随着社会进步，经济发展，生态环境和能源问题日益突出。人们越来越注意到可持续发展的重要性。中央空调系统是一个庞大复杂的系统，能耗很大，因此节能有很大空间。在进行系统设计过程中，关于系统选择和设备选型，本设计考虑了节能的要求。还有对于暖通空调系统的设计，每个环节都必须要严格按照国家、地区或行业的标准和规范执行，做到精心设计。

关键词：空调系统 风机盘管系统 通风系统 节能

ABSTRACT

This HV&AC design is one design of the office building in Beijing.This central air-

conditioning design combines with the natural conditions of Beijing area and the actual situation of this building structure of the building. This design took into the building each part of structure and purpose, indoor comfortable environment, convenient operation and management and

energy saving and equipment economy, various factors consideration, air conditioning design of the building use fan-coil unit plus fresh air system, and fresh air introduct through the hole in the wall. This can satisfy different requirements that different function rooms have diffferent use time and personnel activity, decorate flexible, convenient control.

At first, I calculate cold and hot load in this design, then sure air conditioning system forms, selecte and layout terminal device equipment.hydraulic calculation after identifying pipe and duct diameters, then complete plan design. Then I design cooling, heating station.At first we select cold, heat source , technology used compared to determine the equipment scheme. Then we design the equipment room, choose equipments, layout equipment room system diagram. Smoke control system design, according to the building, in strict accordance with the actual fire smoke standard, sure smoke exhaust system form, carries on system design. Air conditioning system design have heat preservation and anti-corrosion design, sound insulation and shockproof design, etc. Along with the social progress and economic development, ecological environment and energy problems appear increasingly. People have become increasingly aware of the importance of sustainable development. The central air conditioning system is a vast and complex systems, energy consumption is very big.So energy saving has plenty of room. In system design process, about system selection and equipment selection, this design considered the energy requirements. And for hvac system design, every link must be in strict accordance with the national, regional or industry standards and specifications for implementation, achieves the elaborate design.

Keywords: air conditioning system fan coil system ventilation system energy saving

前 言

随着经济的发展，社会的进步，人们对工作生活的环境要求越来越高，对建筑的舒适性要求越来越高。随着人们生活水平的提高，人们对健康也越来越重视，与我们专业相关的就是建筑的通风和空气洁净问题，尤其“非典”以后，针对室内通风和空气洁净对我们提出了更高的要求。因此对于建筑暖通空调的设计与施工我们应该有新的认识。

本设计说明书具体就北京市某办公楼暖通空调工程的设计，详细阐述了空气调节部分的相关国家标准和规范，空调冷负荷计算，空调设计方案的选择，空气的处理方案，空调末端设备的选型方法，风系统的设计，风口的选择计算，水系统的设计计算，防排烟部分的相关设计规范，机械排烟设计方案与计算，排烟风机的选择，机械防烟的设计方案，机房设计部分的方案选择（考虑运行的经济性和初投资），冷热源设备的选择计算，循环水泵的选择方法，冷却水泵的确定，分水器、集水器的确定方法，制冷机房的控制方案。

目 录

摘要…………………………………………………………………………………………… 1 Abstract……………………………………………………………………… …………………2 前言………………………………………………………………………………………………3

第一章 设计概况…………………………………………………………………………….. 6

1.1设计题目…………………………………………………………………………………..6

1.2 建筑概况…………………………………………………………………………………..6

1.3 设计参数…………………………………………………………………………………. 8

1.3.1室内设计参数………………………………………………………………………… 8

1.3.2室外设计参数………………………………………………………………………… 8

1.4 设计原则………………………………………………………………………………… 9

第二章 负荷的计算 ………………… ……………………………………………………… 9

2.1 冷负荷的计算………………………………………………………………. .. ………. .. 9

2.1.1 围护结构瞬时传热引起的冷负荷 ……………………………………………… 9

2.1.2 室内热源散热引起的冷负荷………………………………………………... ……11

2.1.3渗透空气的显热冷负荷……………………………………………………………...13

2.2 湿负荷的计算……………………………...……………………………………………..14

2.3 新风负荷的计算…………………………...……………………………………………. 14

2.4 热负荷的校核…………………………………………………………………………….16

第三章 空调系统设计………………………………………………………………………….16

3.1系统形式的确定…………………………………………………………………………..16

3.1.1系统形式比较………………………………………………………………………16

3.1.2系统形式的确定………………………………………………………………… 18

3.2确定空气处理方案……………………………………………………………………….18

3.2.1办公室风机盘管加新风系统方案的确定及计算…………………………………. 18

3.3 气流组织形式的选择…………………………………………………………………….20

3.4 设备的选择………………………………………………………………………………22

第四章 水力计算…………………………………………………………………………… ….22

4.1 空调风系统的水力计算………………………………………………………………….22

4.2 空调水系统的水力计算.………………………………………………………………..23

第五章 防排烟设计……………………………………………………………………………25

5.1 设计说明……………………………………………………………………………….. 25

5.2 排烟设计………………………………………………………………………………. 25

5.3 设计所依的理论依据…………………………………………………………………. 26

5.4 防排烟系统设计………………………………………………………………………. 26

5.5 防排烟风机的选型………………………………………………………………….… 26

5.6 排烟系统的自控设计…………………………………………………………………. 27

第六章 通风系统设计……………………………………………………………………….27

6.1 通风系统理论………………………………………………………………………….27

6.2 通风形式的选择……………………………………………………………………….28

第七章 制冷机的选择……………………………………………………………………….28

7.1 制冷机的选择…………………………………………………………………………28

7.2 设计方案介绍及制冷机的选择……………………………………………………….29

7.3 主要设备的选择……………………………………………………………………….30

主要参考文献………………………………………………………………………………...31 外文翻译…………………………………………………………………………………… 40 总结………………………………………………………………………………………… 41

冷负荷计算表

湿负荷计算表

水管水力计算表

风管水力计算表

4.2 空调水系统的水力计算.………………………………………………………………..23

第五章 防排烟设计……………………………………………………………………………25

5.1 设计说明……………………………………………………………………………….. 25

5.2 排烟设计………………………………………………………………………………. 25

5.3 设计所依的理论依据…………………………………………………………………. 26

5.4 防排烟系统设计………………………………………………………………………. 26

5.5 防排烟风机的选型………………………………………………………………….… 26

5.6 排烟系统的自控设计…………………………………………………………………. 27

第六章 通风系统设计……………………………………………………………………….27

6.1 通风系统理论………………………………………………………………………….27

6.2 通风形式的选择……………………………………………………………………….28

第七章 制冷机的选择……………………………………………………………………….28

7.1 制冷机的选择…………………………………………………………………………28

7.2 设计方案介绍及制冷机的选择……………………………………………………….29

7.3 主要设备的选择……………………………………………………………………….30

主要参考文献………………………………………………………………………………...31 外文翻译…………………………………………………………………………………… 40 总结………………………………………………………………………………………… 41

冷负荷计算表

湿负荷计算表

水管水力计算表

风管水力计算表

第1章 设计概况

1. 1设计题目：北京某办公楼暖通空调设计

1. 2建筑概况

本建筑是9层高的办公楼，地处北京市。北京一年四季分明，夏热冬冷，春秋短暂，雨量集中，冬季比较寒冷，平均气温一月4至8℃，七月26至30℃，年平均气温14.2，主导风向夏季为东南风，冬季为西北风。

本建筑一共9层，地下室一层做设备间和车库；地上1—9层做办公用。 设计内容为：

对此建筑作暖通空调系统(水系统、风系统)设计，另地下室作防排烟设计及排风设计，卫生间作排风设计，楼梯间作正压送风设计，制冷机房的设计。

自20世纪80年代以来，我国的高层建筑发展迅猛；而进入90年代以后，则向着建筑更高，设备更加完善的方向前进，并从大城市向中等城市扩展的趋势。同时，由于高层建筑具有与一般建筑不同的特点，所以，高层建筑的采暖空调与一般建筑相比，其负荷、系统形式等均有其特殊性。因此，高层建筑的供暖通风与空调的负荷、系统形式、系统的冷热源、高层建筑的空调设计、通风设计、空调水系统以及高层建筑的防火与防排烟等方面，都有很高的要求。正是由于高层建筑的上述特点，所以高层建筑的设计理论、设计方法和施工技术都提出了更高的要求。

本工程为北京某办公楼的暖通空调设计，此工程地上九层、地下一层，属于高层建筑。总建筑面积为13346平方米，地下建筑面积为1246.5平方米，地上建筑面积为12099.5平方米。在空调的设计方式上，由于一至九层房间面积不是很大，采用风机盘管加新风系统。

1、该建筑的基本情况为：

总 层 数： 9层

层 高： 地下室 3.6m

一层 6.5m

二至八层 4.1m

九层 4.5m

各层功能说明：

地下室：车库及设备机房

1 层：会议室及大厅

2 ~9 层：办公室及会议室

各层空调设计要求：

空调房间要求有良好的空调环境和较高的室内空气品质，以满足室内人员舒适性要求，能提供舒适性的空调环境。各层卫生间要求有排风设计。

2、该建筑物相关资料如下：

（1）屋面

保温材料，聚苯乙烯保温板，厚度为100mm，及水泥焦渣找坡层，厚度30mm，该做法传热系数为0.42瓦每平方米。

（2）外墙

外墙为II型墙，厚度为250mm的蒸汽加压混凝土砌块，外贴70mm厚聚苯乙烯保温板，该做法传热系数为0.48瓦每平方米。

（3）外窗

外窗采用中空玻璃，厚度为24mm，传热设计为2.47瓦每平方米。

（4）人数

人员数的确定是根据各房间的使用功能及使用单位提出的要求确定的，本办公楼人员按标准办公室4人，其它房间按比例估算。

（5）照明、设备

由建筑电气专业提供，照明设备为暗装荧光灯，镇流器设置在顶棚内，荧光灯罩无通风孔，功率为30w/m2。设备负荷为40 w/m2。

（6）空调使用时间

办公楼空调每天使用时间12小时，即8：00～20：00。

（7）动力

动力：工业动力电 380V－50Hz供冷水机组使用;

1.3设计参数

1.3.1室外设计参数

依据《空气调节设计手册》，查得北京的气象参数为：

查得北京的气象条件：

1. 台站位置：北纬39°92′ 东经116°46′

2. 大气压力：夏季998.6kpa 冬季1020.4 kpa

3. 室外计算干球温度：夏季空调为35.6℃ 冬季空调为-12℃

4. 夏季空调室外计算湿球温度为20.9℃

夏季通风室外计算相对湿度为78﹪

冬季空调室外计算相对湿度为60﹪

5. 室外风速：夏季：V=2.8m／s 冬季：V=3.6m／s

室内设计要达到的条件：

夏季： T夏=26℃ Ф夏≦65% V夏=0.25 m／s

冬季： T冬=22℃ Ф冬≧40% V冬=0.15 m／s

6.噪声级≦35db

1.3.2室内设计参数

夏季: 温度26℃ 湿度60% 风速0.25 m/s

冬季：温度22℃ 湿度45% 风速0.15 m/s

1.4设计原则

满足国家及行业有关规范、规定的要求，利用国内外先进的空调设计及设备，创建健康舒适的室内空气品质及环境，具体内容包括空气调节、通风调节、防排烟控制、机房布置等。

第2章 负荷的计算

2.1 冷负荷的计算

2.1.1 围护结构瞬时传热引起的冷负荷

2.1.1.1 外墙和屋面瞬时传热引起的冷负荷

外墙和屋面瞬时传热引起的冷负荷按（2-1）式计算

Qc(t)?AK[(tc(t)?td)k?k??tR] （2—1）

式中 Qc(t) —— 外墙和屋面瞬时传热引起的逐时冷负荷，W；

A —— 外墙和屋面的面积，㎡；

K —— 外墙和屋面的传热系数，W/(m2℃),由《暖通空调》附录2和附录??

2-3查得：外墙K=0.86 W/(m2℃), 屋面K=1.02 W/(m2℃);

td —— 地点修正, 由《暖通空调》附录2-6查得：见表2-1

表2-1

c(t), 由《暖通空调》附录

2-4和附录2-5查得:见表2-2

表2-2

?αk?——吸收系数, 由《暖通空调》表2-11查得kρ=1.01; tR——室内温度，℃, tR=26℃; 。

2.1.1.2 外玻璃窗瞬时传热引起的冷负荷

Qc(t)?CwAwKw(tc(t)?td?tR) （2-3）

式中 Qc(t)—— 外玻璃窗瞬变传热引起的逐时冷负荷，W；

?

?

Cw—— 窗框修正,由《暖通空调》附录2-9查得窗框修正,由《暖通空

调》附录2-9查得Cw =1.20

Aw—— 窗口面积，㎡；

Kw—— 外玻璃窗传热系数，W/（㎡·K），由《暖通空调》附录 2-8

查得:

Kw=3.0 W/(m·℃)；

tR —— 室内计算温度，℃,tR=26 ℃；

2

tc(t)—— 外玻璃窗的冷负荷计算温度的逐时值，℃，由《暖通空调》附

录2-10查得:见表2;

td —— 地点修正, 由《暖通空调》附录2-11查得td =0℃。

2.1.1.4 外玻璃窗日射得热引起的冷负荷

Qc(t)?AwCaCsCiDj,maxCLQ (2-4)

式中 Qc(t) —— 玻璃窗的日射得热引起的逐时冷负荷，W； Aw —— 窗口有效面积，㎡；

?

?

Ca ——有效面积系数, 由《暖通空调》附录2-15查得Ca =0.75;

Cs —— 窗玻璃的遮阳系数，由《暖通空调》附录2-13查得Cs

=0.78；

Ci —— 窗内遮阳设施的遮阳系数，由《暖通空调》附录2-13查得:

Ci =0.60；

Dj,max —— 日射得热因数最大值，由《暖通空调》附录2-12查得:见表2-3；

表2-3

CLQ —— :见表1-4 冷负荷系数 表2-4

2.1.2 室内热源散热引起的冷负荷

2.1.2.1设备散热形成的冷负荷

Qc(t)?1000n1n2n3NCLQ/? (2-5)

式中 Qc(t) —— 灯具散热形成的逐时冷负荷，W； N —— 照明灯具所需功率，Kw；

?

?

n1 —— 利用系数,一般取0.7～0.9,取n1=0.8 n2 —— 电动机的负荷系数,取n2=0.5；

n3 —— 电动设备的安装功率,KW,N=10KW；

CLQ—— 照明散热冷负荷系数，由《暖通空调》附录2-20和附录2-21查得,空调系统不连续运行,可取CLQ=1.0

? —— 电动机的效率, 由《暖通空调》表2-11查得: η=87%

Qc(t)?1000n1n2n3NCLQ/?=1000×0.8×0.5×1×10÷0.87×1=4598W 2.1.2.2 照明散热形成的冷负荷

灯光负荷:一般的大厅平均为20～40W/㎡;休息区、接待处、洗手间等平均为20 W/㎡；现代化的办公室，灯光与设备的电功率合计为20～55 W/㎡。

?

Qc(t)?1000n1n2NCLQ (2-6)

式中 Qc(t) —— 灯具散热形成的逐时冷负荷，W； N —— 照明灯具所需功率，Kw

?

?

n1 —— 镇流器消耗功率系数，当明装荧光灯的镇流器装在空调房间

时，n1=1.2；当暗装荧光灯的镇流器装在顶棚内时，n1=1.0；

n2—— 灯罩隔热系数，当荧光灯上部穿有小孔时（下部为玻璃板）可

利用自然通风散热于顶棚内时n2=0.5～0.6；当荧光灯罩无通风孔者n2=0.6～0.8；；

CLQ —— 照明散热冷负荷系数，由附录2-22查得。

照明散热设备的冷负荷系数，空调设备的运行小时数为12小时开灯时数

2.1.2.3人体散热形成的冷负荷

⑴ 人体显热散热引起的冷负荷

Qc(t)?qsn?CLQ (2-7)

式中 Qc(t) —— 人体显热散热形成的逐时冷负荷，W，见表2-6；

?

?

qs—— 不同室温和劳动性质成年男子显热散热量,W; 由《暖通空调》表

2-13查得：办公室qs=60.5W;；

n —— 室内全部人数;一般认为，大城市商场人员密度约为0.7～1.2人

/㎡；小城市约为0.2～0.7人/㎡；多层商场中一、二层的人员密度通常要大些，地下室约为1.0人/㎡，一层约为1.5人/㎡，标准层为0.5～1.0人/㎡；；

? —— 群集系数，由《暖通空调》表2-23查得φ=0.89；

CLQ—— 人体显热散热冷负荷系数,人在室内的总小时数为12个小时，

由《暖通空调》附录2-23查得：见表2-4。

⑵ 人体潜热散热引起的冷负荷——见表2-6

Qc(t)?qln? (2-8)

式中 Qc(t) —— 人体潜热散热形成的逐时冷负荷，W

ql —— 不同室温和劳动性质成年男子潜热散热量，W，由《暖通空调》表

2-1查得：办公室ql=73.3W;；

?

?

2.1.3 渗透空气的显热冷负荷

依据《使用供热空调设计手册》

⑴ 渗入空气量的计算

① 通过外门开启渗入室内空气量G1

G1?n1v1?? (2-9) 式中： G1 —— 通过外门开启渗入室内空气量

n1 —— 小时人流量；办公室1、2的n1=4人，办公室3的n1=13人；

v1 —— 外门开启一次的渗入空气量，m3/h, 由《使用供热空调设计手册》

11.4-23查得：v1=3.0m3/h;

?? —— 夏季空调室外干球下的室外密度，㎏/m3，ρw=1.2㎏/m3；

② 通过房间门、窗渗入空气量G2

G2?n2v2?? (2-10)

式中 n2——每小时换气次数，由《使用供热空调设计手册》表11.4-24查得：

办公室n2=0.7，商场n2=0.6；

v2——房间容积，m3;

??——夏季空调室外干球下的室外密度，㎏/m3，ρw=1.2㎏/m3；

⑵ 透空气的显冷负荷Q(w)

Q?0.28G(tw?tn) (2-11)

式中 G —— 单位时间内渗入室内总空气量，㎏/h; tw —— 夏季空调室外干球温度，℃，tw=35.6℃；

tn —— 室内计算温度，℃，tn=26℃； 冷负荷的计算结果见附录1

2.2 湿负荷的计算

人体散湿量 mw?0.278n?g?10?6 (2-12)

?

?

式中 mw—— 人体散湿量，㎏/s见表2-6；

g —— 成年男子的小时散湿量，g/h，由《暖通空调》表2-13查得：

mw=184g/h；

n、? 同上式—— 室内全部人数； 结果见附录2

2.3 新风负荷的计算

空调系统的新风量依据以下三个原则确定:

⑴ 卫生要求。为改善室内的空气品质，保证室内人员的健康所新风量，按人来取。 ⑵ 空调房间的正压要求。为防止外界环境空气渗入空调房间，干扰其温湿度和空气品质，保证房间正压所需的新风量，其正压值取5～10Pa。

⑶ 最小新风比（新风量与总风两之比m%）要求。一般规定，空调系统的新风比不小于10%。

夏季空调新风负荷 Qc.o?M(ho?hR) (2-13)

???式中 Qc.o—— 夏季新风冷负荷，见表2-9，Kw；

M —— 新风量，每人新风量办公室30m3/h；

ho —— 室外空气焓值，kJ /㎏, 由湿空气焓湿图查得：ho=86.64（tO=35.6

℃, tR=27.4℃）；

hR —— 室外空气焓值，kJ /㎏, 由湿空气焓湿图查得：hR =58.471（tR=26

℃, φ=60%） ?

冬季,空调新风热负荷按下式计算:

Qh?o = MoCp(to – tR) (2-14)

式中 Qh?o―――空调新风热负荷, kW;

Cp―――空气的定压比热, KJ/(㎏·℃)

to―――冬季空调室外计算温度, ℃

tR―――冬季空调室内计算温度, ℃.

制冷系统的冷负荷,空调制冷系统的冷负荷,新风冷负荷(以上是制冷系统冷负

荷中的主要部分),制冷量输送过程的传热和输送设备(风机和泵)的机械能所转变

的热量,某些空调系统因采用了冷热量抵消的调节手段而得到的热量(如空调系统

中的再加热系统),其它进入空调系统的热量(如采用顶棚回风时,部分灯光热量被

回风带入系统)。由此可见,制冷系统提供的冷量除了满足房间冷负荷和处理新风

冷负荷外,还要考虑各项冷量损失和各种系统对冷量的其他需求.但是必须指出,一

个制冷系统通常为一栋建筑或多栋建筑的许多个房间的空调系统服务,制冷系统

的总装机容量并不是所有空调房间最大冷负荷的叠加.因为各空调房间的朝向及

工作时间不一致,它们出现最大冷负荷的时间也不会一致,简单的将各房间最大冷

负荷叠加势必造成制冷系统装机冷量过大。因此，应对制冷系统所服务的空调房间的冷负荷逐时进行叠加，以其中出现的最大冷负荷作为制冷系统选择设备的依据。

2.4 热负荷的校核

在本次设计中，冬季热负荷采用面积指标法进行校核，本设计是北京某办公楼，面积指标选80瓦每平方米（此数据来自供热工程P10）.

校核举例：校核一层会议室冬季热负荷

一层大会议室面积为214.42平方米

热负荷=面积×面积指标

会议室热负荷为214.42×80=17143.6瓦

会议室内所选风机盘管为FP-85，个数为5个，单个额定供热量为5400瓦，

总额定供热量为27000瓦。满足要求。

对每个房间进行冬季热负荷校核。

本设计冬季空调热源采用半即热式浮动盘管换热器，由外部热力管网通过换热器与空调循环水进行换热。

一般情况我们计算风量和选设备用的都是夏天的冷负荷，冬天的热负荷是用来校核看用夏天选是否满足要求。

第3章 空调系统设计

3.1 系统形式的确定

3.1.1系统形式比较 空气调节系统一般均由空气处理设备和空气输送管道以及空气分配装置所组成，根据需要，它能组成许多不同形式的系统。在工程上应考虑建筑的用途和性质、热湿负荷特点、温湿度调节和控制的要求、空调机房的面积和位置、初投资和运行维修费用等许多方面的因素，选定合理的空调系统。

空调系统可以按空气处理的设置情况分为集中系统、半集中系统、全分散系统；按负担室内负荷所用的介质种类可分为全空气系统、全水系统、空气—水系统、冷剂系统；按集中式空调系统处理的空气来源可分为封闭式系统、直流式系统、混合式系统。

在常用的中央空调设计中，一般大空间建筑物采用集中式空调系统，而小空间建筑物一般采用全水风机盘管，这两种空调系统在设计中采用广泛，适应面广，故在实际空调系统中较多采用。集中式和全水风机盘管方式的比较：

通过以上的两种空调系统的比较，可以对空调系统的有初步的认识。结合实际的空调建筑可以看出在大空间的空调房间一般都采用集中式空调系统，大空间要求的室内空气参数相同，集中式空调可以实现全年多工况节能运行调节，达到经济的效果：在一些写字楼和办公楼的空调房间普遍采用风机盘管加新风的空调方式，风机盘管可独立调节室温，各空调房间互相不影响。而一般家庭住宅建筑则用全水风机盘管系统，新风靠房间门窗缝隙渗透来维持。

3.1.2系统形式的确定

该工程办公楼，宜采用风机盘管加新风系统，因为办公室是间歇性使用，白天使用，晚上关闭，人员分布较平均，同时各房间冷热负荷并不相同需要进行个别的调节，导致热湿比不同，所以全空气系统并不适合。可设置新风机组，和风机盘管一起满足室内的冷热负荷。

风机盘管空调方式，这种方式风管小，可以降低房间层高，但维修工作量大，如果水管漏水或冷水管保温不好而产生凝结水，对线槽内的电线或其它接近楼地面的电器设备是一个威胁，因此要求确保管道安装质量。风机盘管加新风系统占空间少，使用也较灵活，但空调设备产生的振动和噪音问题需要采取切实措施予以解决。对于该系统所存在的缺点，可在设计当中根据具体的问题予以解决和弥补。

3.2 确定空气处理方案及风系统

3.2.1风机盘管加新风系统方案

风机盘管的新风供给方式用单设新风系统，独立供给室内。

风机盘管加新风系统的空气处理方式有:

1）新风处理到室内状态的等焓线，不承担室内冷负荷；

2）新风处理到室内状态的等含湿量线，新风机组承担部分室内冷负荷；

3）新风处理到焓值小于室内状态点焓值,新风机组不仅承担新风冷负荷，还承担部分室内显热冷负荷和全部潜热冷负荷，风机盘管仅承担一部分室内显热冷负荷，可实现等湿冷却，可改善室内卫生和防止水患；

4）新风处理到室内状态的等温线风机盘管承担的负荷很大，特别是湿负荷很大，造成卫生问题和水患；

5）新风处理到室内状态的等焓线，并与室内状态点直接混合进入风机盘管处理。风机盘管处理的风量比其它方式大，不易选型。

本设计选择新风处理到室内状态的等焓线，不承担室内冷负荷方案。

3.2.2 办公室风机盘管加新风系统方案的确定及计算

按办公室的新风量指标30 m3/h.p；本办公楼人员密度按0.07p/平米估算；

则新风量：

Mo=58.47×0.07×30=122.79m3/h

焓湿图如下：

⑴根据夏季室内温度tN=26℃,相对湿度φN=60%，确定室内空气状态点N,查i-d图得到，室内焓值为hR=60.1kJ/kg,含湿量dN=12.7g/kg。取??1.2kg/m3

⑵做热湿比线ε。

根据计算出的室内冷负荷Q=3.464KW和湿负荷M=0.94㎏/h,计算热湿比

??Q/M （3-5）

??Q/M=3.464/0.94*3600=13266.38kJ/㎏，

⑶ 确定送风状态点O

通过N点做热湿比线ε，与φ=95％的线与湿比线交于送风点O。得其焓值

hO=51kj/kg

送风量的计算Ms=Q/(hn-ho)=3.464/(58.47-49)=701.77立方米每小时

⑷ 计算风机盘管的送风量MF

MF=Ms-Mo=701.77-122.79=578.98立方米每小时

⑸ 确定室外状态点M由

(Hm-49)/(49-58.47)=122.79/701.77

hm=47.34 kj/kg

连接L,O两点并延长与?F线相交得M点 且tM=18.3OC

⑹ 风机盘管供冷量的计算

全冷量QT?MF?hN?hM?=0.4718??60.1?49.8??4.86kw

显冷量QS?MFCP?tN?tM?=0.4718?1.01??26?18.3?3.67kw

⑺新风冷量计算

Fco?MO?hw?hN??0.181??99.4?60.1??7.113w

图3-2湿空气的h-d图

3.3 气流组织形式的选择

气流组织也称空气分布。气流组织直接影响室内空调效果，关系着房间工作区的温度基数、精度及区域温差。选定工作区的气流速度，是空气调节设计的一个重要环节。尤其是在室温要求在一定范围内波动，有洁净度要求及高大空间几种情况下，合理的气流组织就更为重要，因为只有合理的气流组织才能发挥送风作用，均匀地消除室内余热余湿，并能更有效地排除有害气体和悬浮在空气中的灰尘。因此，不同性质的空调房间，对气流组织与风量计算有不同的要求。

对气流组织的要求主要针对“工作区”，所谓工作区是指房间内人群的活动区域，一般指地面2m以下。气流组织(舒适性空调)的基本要求：

室内温湿度参数： 冬季 18~22℃

夏季 24~28℃

相对湿度 40%~60%

送风温差：送风高度≤5m时，不宜大于10℃

送风高度＞5m时，不宜大于15℃

每小时换气次数：不宜小于5次，高大房间按其冷负荷通过计算确定

风速：送风出口风速与送风方式、送风口类型、安装高度、室内允许风速、燥声标准等因素有关；燥声要求较高时，采用2~5m/s

工作区出口风速，冬季不应大于0.2 m/s，夏季不应大于0.3 m/s

可能采取的送风方式：⑴ 侧面送风

⑵ 散流器平送

⑶ 孔板下送

⑷ 条缝口下送

⑸ 喷口式旋流风口送风

影响室内气流组织因素较多，气流组织效果不仅与送风装置的形式、数量、大小和位置有关，而且空间的几何尺寸、污染源的位置及分布性质，送风参数（送风温差和风口风速）与回风方式等对气流组织也有影响。

空气幕是利用条状喷口送出一定速度，一定温度和一定厚度的幕状气流，用于隔断另一气流。主要用于公共建筑、工厂中经常开启的外门，以阻挡室外空气侵入；或用于防止建筑火灾时烟气向无烟区侵入。在空调建筑中，大门空气幕可以减少冷量损失。空气幕按系统形式可分为吹吸式和单吹式两种。单吹式空气幕按风口位置可分为：上送式、下送式、单侧送风、双侧送风。

本设计采用上送上回的气流组织形式，送风为散流器下送。

散流器的选择：

（1） 布置散流器。 根据对成布置的方式，初布置，每个散流器承担一个标准办公室的送风区域。

（2）初选散流器。选用方型散流器，按颈部风速2~6选择散流器规格。

风口尺寸300*300 ，颈部风速 V=3.59m/s。

A实?0.3?0.3?0.9?0.081 ??0.9 出口风速 v0?v/??3.59/0.9?3.99m/s

（3）按下列公式求射流末端速度为0.5m/s的射程即： x=1.4?3.99?Kv0A?0.07?3.1m —x0＝0.5Vx1212

vm?0.381rl?L/4?H?2122?0.381?3.1?52/4?41

22??0.25m/s

夏天送冷风，室内平均风速为0.3m/s，

冬天送热风，室内平均风速为0.2m/s，满足要求。

3.4 设备的选择

风机盘管选型

风机盘管的选型的选型。详细见下表3-5 。 表 3-5

第4章 水力计算

空调系统的水力计算

水力计算的目的：确定各管段管径（断面尺寸）和阻力，保证系统内达到要求的风量分配。确定风机型号和动力消耗。

本设计采用的水力计算方法：假定流速法

4.1 空调风系统的水力计算

假定流速法，水力计算时，先按经济技术要求选定风管的流速，再根据风管风量确定风管的断面尺寸和阻力。

⑴ 绘制通风和空调系统轴测图，对管道进行编号，标注长度和风量。

⑵ 确定合理的空气流速；风管道干管流速6~14m/s，支管风速3~8m/s。

⑶ 确定各风管的风量和选择的流速，再根据风管风量确定各管段的断面尺寸，计算摩擦阻力和局部阻力

⑷ 并联管路阻力平衡

⑸ 计算系统总阻力

计算结果详见附录4。

4.2 空调水系统的水力计算

4.2.1风机盘管水系统水力计算

基本公式

本计算方法理论依据张萍编著的《中央空调实训教程》[1]。

1)沿程阻力

△Pe=ξe· v 2·ρ/2 g mH2O （4-1）

沿程阻力系数ξe=0.025·L/d （4-2）

2)局部阻力

水流动时遇弯头、三通及其他配件时，因摩擦及涡流耗能而产生的局部阻力为： △Pm=ξ·ρ·v 2/2 g mH2O （4-3）

3）水管总阻力

△P=△Pe+△Pj mH2O （4-4）

4)确定管径

dn?mm （4-5）

式中：Vj——冷冻水流量,m 3/s ；

vj——流速,m/s 。

在水力计算时，初选管内流速和确定最后的流速时必须满足以下要求：

空调系统的水系统的管材有镀锌钢管和无缝钢管。当管径DN≤100mm时可以采用镀锌钢管，其规格用公称直径DN表示；当管径DN>100mm时采用无缝钢管，一般须作二次镀锌。

详细请见水力计算表，见附录3。

4.2.2空调风机盘管水系统凝水管考虑

风机盘管机组在运行时产生的冷凝水，必须及时排走，排放凝结水的管路的系统设计中，应注意以下几点：

1）风机盘管凝结水盘的进水坡度不应小于0.01。其它水平支干管，沿水流方向，应保持不小于0.002的坡度，且不允许有积水部位；

2）冷凝水管道宜采用聚乙烯塑料管或镀锌钢管，不宜采用焊接钢管。采用聚乙烯塑料管时，一般可以不加防止二次结露的保温层，但采用镀锌钢管时应设置保温层。

3)冷凝水管的公称直径D（mm）,一般情况下可以按照机组的冷负荷Q（KW），可按照下列数据近似选定冷凝水管的公称直径：

Q≤7KW， DN=20mm;

Q=7.1-17.6KW, DN=25mm;

Q=17.7-100KW, DN=32mm;

Q=101-176KW, DN=40mm;

Q=177-598KW, DN=50mm;

Q=599-1055KW, DN=80mm;

Q=1056-1512KW, DN=100mm;

Q=1513-12462KW, DN=125mm;

Q≥12462KW, DN=150mm.

本设计的凝水管采用镀锌钢管，加防止二次结露的保温层；风机盘管的凝水管管径与风机盘管的接管管径一致，均为DN20，经由干管排入卫生间。

4.2.3 风机盘管系统的注意问题

风机盘管系统的水系统与采暖系统相似（双水管时），故可以采用两管制水系统

（如下图）。供回路水管各一根，具有简便、初期投资低等优点。系统设计时应注意把膨胀水管接在回水管上，此外管路要有坡度，并考虑排气和排污装置。

水系统的调节方式有:风机盘管系统一般均采用个别水量调节，当在进入盘处设置二通阀调节盘管水量时，则系统水量改变；当在设有盘管旁通分路及出口三通时，则进入盘管流量虽改变而系统水量不变。在本设计中可以采用前者

图6.4 风机盘管二管制水系统简易图

风机盘管机组在使用过程中应该注意的几个问题

1）定期清洗滤尘网，以保持空气流动畅通；

2）定期清扫换热器上的积灰，以保证它具有良好的传热性能；

3）风机盘管制冷时，冷水进口温度一般采用7-10℃，不能低于5℃，以防止管道及空调器表面结露；

4）当噪声级很高时，可以在机组出口和房间送风口之间的风道内做消声处理

空调水系统的水力计算是在已知水流量和推荐流速下,确定水管管径及水流动阻力。

第五章 防排烟设计

5.1设计说明

本工程为二类高层建筑。楼梯间与电梯合用前室，楼梯间每层设一个加压送风口，独立的消防楼梯可采用自然排烟，所以不用做防排烟，在地下室高出地面部分有专门的排烟口，将烟排出建筑，可以进行地下室排烟。本设计采用的是排风和排烟并用一套系统，平时系统做排风用，排出汽车尾气等有害气体。当发生火灾时，排烟口打开，风机高速运转，系统做排烟用。

5.2排烟设计

下列部位应设置独立的机械加压送风的防烟设施：

不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室。

采用自然排烟措施的防烟楼梯间，其不具备自然排烟条件的前室。

封闭避难层(间)。

5.3设计所依的理论依据

1.排烟风量的标准大于6次/小时

2.由于本建筑为二类建筑，防火分区最大允许建筑面积为1000m2，每个防烟分区的建筑面积不宜超过500m2，且防火分区不应跨越防火分区。

3.选集中排烟方式，将建筑划分为若干个区，在每个区内设置排烟风机，通过排烟风道排烟。

5.4防排烟系统设计

地下室的排烟是分开设计，车库用一套排烟系统，设备间用一套排烟系统。

<高规>>规定：内走道，房间，或防烟分区的排烟风量按地面面积不小于1/60m3/?s?m2?即60m3/?h?m2?，而对于建筑内部的中庭（高度12m）的机械排烟风量为6次/h（中庭体积?1700m3），或4次/小时（中庭体积?1700m3），但不得小于28.3m3/s。

机械排烟系统通常负担多个房间或排烟分区的排烟任务。它的总风量不象其他的风系统那样将所有风量进行叠加起来。这是因为系统虽然负担很多房间的排烟，但实际着火区可能只有一个房间，最多再波及临近的房间，因此系统只要考可能出现的最不利情况——2个房间或防烟分区，目前高规规定机械排烟系统的总风量应安系统中面积最大的房间或防烟分区每m2地面面积1/30m3/?s?m2?确定。这实质上考虑了2个或2个以上房间（防烟分区）的排烟风量。对于系统管路的截面选择，只为一个房间排烟的管路，则按房间的排烟量选择；位2个或2个以上房间排烟的管路，则按其中面积最大的房间每m2地面面积1/30m3/?s?m2?确定的风量选择。

5.5防排烟风机的选型

按有关规定，设置机械排烟设施。

1、排烟系统：地下室东区风机选用一台T4-72-12NO5.6型号的轴流风机,风量为10537 m3/h全压为4328Pa。并在风机入口总管上安装常闭的70℃能自动关闭的防火阀。每层设置为常闭多叶型风口，发生火灾只开启着火层的风口，风口设手动和自动开启装置并与排烟风机的启动装置联锁。

2、加压防烟系统：楼梯间正压保持50Pa，合用前室保持25Pa，每个防烟楼梯间及其前室依据规范取其风量为25000 m3/h，风机选用2台HTF--II--8双速排烟风机,风量为31421/17222 m3/h全压为600/317Pa电功率为13.5/3.8Kw。并在风机入口总管上安装常闭的70℃能自动关闭的防火阀。每层设置为自垂式百叶风口，风口设手动和自动开启装置并与排烟风机的启动装置联锁。

5.6排烟系统的自控设计

1、烟雾报警系统应与防烟分区的划分对应,有火灾信号后连锁关闭所有排风用排烟防火阀，手动开启或消防控制中心电动开启失火防烟分区的排烟防火阀，同时联动开启对应的排烟风机<或屋顶排烟风机高速运转>进行排烟，当排烟口温度70℃时，该排烟防火阀自动关闭，当排烟风机入口处温度达70℃时风机入口的排烟阀关闭，连锁关闭对应的排烟风机。

2、排烟系统工作时,当排烟温度达70℃ 排烟风机入口处排烟防火阀关闭,风机停止工作。

3、所有防排烟系统的风机、送风阀、排烟阀均由消防控制室控制，就地也可控制。所有排烟口，多叶送风口均带手动开启装置距地0.5m。

第六章 通风系统设计

6.1通风系统的理论

形式：自然排风和机械排风

1.自然排风：这种方式比较简单，节能，切投资少，但排风能力有限，易受是内外温湿度的，大气压力，风俗，风向等因素的影响，排风量不稳定，设有防止回流的措施，不能满足防火要求。

2.机械排风

卫生间设排气扇和防火阀，屋顶设引风机，且排气扇和引风机连锁。

卫生间派风口设防火阀，屋顶设引风机，这种方式屋顶风机风量较大，否则不易保证各卫生间的排风效果。

对于本建筑的特点，只需要对卫生间进行通风就可以了，采用单体排风扇。

6.2通风形式的选择

本建筑外窗多，面积大，足以自然通风，形式简单，节约能源，还比较经济，所以本建筑采用自然通风。

第7章 制冷机的选择

7.1 制冷机的选择

冷源可以分为人工冷源和天然冷源。本建筑采用冷却塔，风冷。制冷机的选择，关系着工程的初投资和运行费用，影响建筑物的使用效果。冷源的选择，应按建筑物的用途，各类冷机的特性，结合当地的水源（包括水量、水温及水质）,电源和热源（包括电价、热源性质、品位高低）等情况，综合经济技术比较来确定。

7.1.1机组选择比较

7.1.1.1冷水机组的选型

一、制冷装置选型的一般规定

1. 制冷机的选择应根据制冷工质的种类、装机容量、运行工况、节能效果、环保安全以及负荷变化情况和运转调节要求等因素确定；

2. 风冷冷水机组宜用于干球温度较低或昼夜温差大，缺乏水源地区的中小型空调系统；

3. 确定制冷机组容量时，应考虑不同朝向和不同用途房间的空调峰值负荷同时出现的可能性，以及各建筑的用冷工况的不同，乘以小于1的负荷修正系数。该系数一般采用0.8～0.9左右；

4. 制冷装置和冷水系统的冷损失应根据计算确定，概略计算时按下列数值选用；

氟利昂直接蒸发式系统

间接式系统 5%～10% 10%～15%

5. 选择制冷机时，台数不宜过多，一般为2～4台，不考虑备用。多机头制冷机可以选用单台；

a) 当采用多台相同型号的制冷机时，单台容量调节的下限产冷量大于建筑的最小负荷时，应选用一台小型的制冷机来适应低负荷的需要。

b) 并联的冷水机组至少应选一台节能显著、自动化程度高、调节性能好的冷水机组。

二、制冷机组的选型

根据以上选型的规定，建筑的空调总负荷为347.8kW, 考虑机组本身和介质在泵、风机、管道中升温及泄露的损失，取1.1系数，制冷系统总制冷量取382.58kW。。取冷冻水进出口温度为12℃、7℃时，冷冻水流量为588 m3/h。选用大金牌单螺杆冷水机组，型号CUWD100ASY,制冷量为325KW,制冷剂为R134a。

7.2 冷冻水泵的选择

冷冻水泵选型

1.)计算及选型

取冷冻水供回水温差5℃计算，冷冻水流量约为119.82 m3/h

扬程按下式计算：

Hp=hf+ hd + hm

式中：hf、hd-水系统总的沿程阻力和局部阻力损失，Pa；

hm-设备阻力损失，Pa；

本工程设计中冷冻水泵选用山东博泵科技股份有限公司的IL-100-65-200型立式管道离心泵两台。两台泵并联，一用一备用。

IL-100-65-200型立式离心泵系参考IS之性能参数采用优秀水

力模型设计而成。并按ISO2858国际标准设计制造，性能可靠，

高效节能。

泵结构简单，拆装灵活，易损件维修更换方便简捷。同时可为

用户提供电控装置，实现泵的软启动，用变频器自动调节运行工

况，为用户设计最佳运行效果，最大限度节约运行费用。SFGD型

立式离心 泵进出水口在同一条直线上，可象阀门一样安装于管路

上。

流量范围1.5～1280m3/h，扬程8～125m，介质温度： 80度

2.)水泵配管

(1)为降低水泵的振动和噪音传递，应根据减振要求选用减振器，并在水泵的吸入管和压出管上安装软接头；

(2)水泵吸入管和压出管设置进出阀和出口阀，以便关断用。出口阀采用电动蝶阀主要起调节作用；

(3)水泵压出管上的止回阀选用防水击性能较好的缓闭式止回阀，是为了水泵突然断电时水逆流使水泵叶轮受阻；

(4)为有利于管道清洗和排污，止回阀下游和水泵进水管处设排水阀；

水泵出水管装设压力表和温度计。

7.3水系统的泄水及排气

7.3.1泄水设计

考虑到水系统或设备检修的时候，需要把系统或设备中的水放掉，因此，本设计中在水系统最低点设置排水管和排水阀门。排水管径的选用见下表10-1：

表10-1

7.3.2排气设计

在系统充水时，要同时排放系统中的空气，因此，本设计中在水系统的最高点设置自动排气阀。其连接的排气管管径的选用见下表11-2：

表10-2

主要参考文献

[1]马最良等.民用建筑空调设计.化学工业出版社.2003

[2]杨昌智等.暖通空调工程设计方法与系统分析.中国建筑工业出版社.2001

[3]陆耀庆等.实用供热空调设计手册.中国建筑工业出版社.1993

[4]长沙泛华中央空调研究所.中央空调工程精选图集.中国电力出版社.2004

[5]国家标准.采暖通风与空气调节设计规范（GB50019—2003）

[6]国家标准.高层民用建筑防火设计规范（GB50045—95）

[7]全国民用建筑工程设计技术措施（暖通、动力）

[8]柴慧娟等.高层建筑空调设计.北京.中国建筑工业出版社，19999

[9]钱以明.高层建筑空调与节能.上海.同济大学出版社，1990

[10]单寄平.空调负荷实用计算方法.北京：中国建筑工业出版社，1989

[11]赵荣义.简明空调设计手册. 北京：中国建筑工业出版社，1998

外文翻译

After space heating and cooling,water heating is typically the second largest user of energy in thehome, accounting for approximately 19 percent of total home energy use and costing an average house hold over $300 a year.1 While most homes in the United States have gas water heaters, approximately 38 percent have electric water heaters.2 Heating water with electricity can cost more than twice as much as heating water with natu ral gas. However, besides replacing your water heater, there are many things you can do to cut your water heating costs. Using hot water more efficiently, for example, is one of the quickest and easiest ways to save energy

andwater in the home. Switching to water-efficient shower and faucet fixtures and making a few simple adjustments to your existing heater are great ways to start. This Brief will cover

thefollowing topics:? Start with efficiency;? Storage tank heatersor demand water heaters;? Solar thermal water heating;? Heat pump water heaters;? Drain-water heat recovery; and? Economics of buying a new water heater.This Brief will cover the following topics:? Start with efficiency;? Storage tank heaters or demand water heaters;? Solar thermal water heating;? Heat pump water heaters;? Drain-water heat recovery; and? Economics of buying a new water heater.homes that don’t meet theserequirements. If you have fixturesthat are ten years old or older,consider

replacing them. Typicallythey can be replaced for less than$10 apiece, and the new devicescan achieve water savings of25–60 percent. In older buildings,showerheads that exceed

currentminimum standards at 1.6 gpmmaximum rate of flow are alsocommon. And today’s flow controlsfor sinks, such as aerators andlaminar flow fixtures, can reducefaucet flow to between 0.5 and 1gpm. After ten years on the marketthese efficient water fixtures haveadvanced considerably. So althoughthey use less water, they do notsignificantly compromise

yourshowering or washing experience.Your water pressure should be setat 20–80 psi or else your low-flowfixtures will not work properly.You will likely already be experi-encing problems if your waterpressure is too high or too low,but a low-cost water pressuregauge—available at most hard-ware stores—will allow you tocheck your home’s actual waterpressure. Low pressure could bea sign of leaks in the plumbingsystem, which can waste largeamounts of water.

.AppliancesEfficient appliances—ones thatconsume less hot water than con-ventional

appliances—can gener-ate large savings for homeowners.Efficient dishwashers can saveover 50 percent of the energy usedby older and less efficient modelsbecause they use much less hotwater. In addition, efficient dish-washers are just as or more effec-tive at cleaning than

conventionaldishwashers. A standard clotheswashing machine, even if fairlynew, can use 30–50 percent moreenergy than a modern efficientmachine. About 80 percent of theenergy used in a clothes washer isused to heat the water. Efficientclothes washers also spin-dry yourclothes more effectively, so yourclothes dryer doesn’t have to runas long, thus saving energy duringdrying as

well.Whatever type of washing appli-ance you have, you can save a lotof energy and money by just usingcold water instead of warm orhot water; if you use a cold waterdetergent, cold water cleans aswell as hot water and makesclothes last longer. (For more infor-mation on saving energy andwater with these appliances, seeHome Energy Brief No. 6:

CleaningAppliances).Besides purchasing a new, effi-cient water heater, there are manysimple, inexpensive things a home-owner can do to reduce energybills:?

Turn down the watertemperature. If you have to mixhot and cold water to get thedesired temperature, your waterheater temperature is set toohigh and you’re wasting energyand money. Many heaters areset to 140°F or higher. For mosthouseholds, 115–120°F is suffi-cient. For each 10-degree reduc-tion, you can save up to 5 per-cent on your water heatingcosts.3 If you have an electricwater heater, be sure to first turnoff the electricity to the heater atthe circuit breaker in the mainelectrical panel. Then, open thethermostat access panels (somemodels have one, some two) andturn the indicators to 115–120°For halfway between low andmedium. Check the

temperaturewith a thermometer at the tapsince the dials are often inaccu-rate. After living with the newsetting for a while, re-adjust it, ifnecessary, to a temperature thatsuits your needs. In addition tosaving energy, you’ll increasethe life of the water heater andreduce the risk of scalding. Ifyou have installed efficientshowerheads and faucet con-trols, your hot water will lasteven longer.?

Turn heater off when on vaca-tion. For electric water heaters,simply switch off the

breaker atthe main panel. For gas units, getinstructions from your gas sup-plier about putting out andrelighting the pilot.?

Insulate the tank. Unless yourwater heater tank is alreadyinsulated to at least R-24

(andonly a few are), adding an insu-lating jacket to your waterheater is one of the most cost-

effective do-it-yourself energysaving projects. Choose a jacket an insulating value of atleast R-8, or use two R-5 jacketsif that’s all you can find. Followdirections carefully and leavethermostats uncovered. On gaswater heaters, keep the jacketaway from the drain at the bot-tom and away from the flue atthe top, and make sure the air-flow to the burner is notobstructed. The jacket shouldreduce heat loss through thewalls of the tank by 25–45 per-cent, saving about 4–9 percentof your water heating costs.Jackets cost $10–20 and can payfor themselves via lower energybills in less than one year.?

Insulate hot water pipes.Insulate hot water pipes wherev-er they are accessible, especial-ly within three feet of the waterheater (insulate the cold water(inlet) pipes for the first threefeet, too). On gas water heaters,keep insulation at least six inch-es from the flue. The split foamrubber type is effective and easyto use; be sure to choose theright size so it closes fully aroundthe pipe, put it on crack down-ward and tape the seams withacrylic tape (duct tape won’tlast). Insulating hot water pipesreduces heat losses at the tankand along pipes leading tofaucets. You also won’t have towait as long for the water to gethot when you turn on the faucetagain, which means less

watergoes down the drain. Note thatsmaller diameter pipes hold lesswater and therefore lose lessenergy while the water is notin use.?

Install timer controls. You cansave an additional 5–12 percentof water heating energy by turn-ing water heaters off for certainperiods. For example, during thenight, when no hot water isbeing used, and during a utility’speak demand times are bothgood times to shut off

waterheaters. You can control yourown water heater with a timerthat automatically turns

theheater off for preset periods.The $60-plus investment can pay for itself in lower bills inabout fourteen months. (Note:timers are not useful on gaswater heaters as they requirea pilot light.)?

Install bottom boards. A simplepiece of rigid insulation underthe tank of an electric waterheater prevents heat from leak-ing into the floor, saving 4–9 per-cent of water heating energy.This is best done when installinga new water heater.?

Anti-convection valves andloops. A $10–30 pair of theseheat traps can save $15–30 ayear on your water heating billby preventing convective heatlosses through the inlet and out-let pipes.4 Some new models ofwater heaters have heat trapsbuilt in or available as an

option;existing heaters are easily retro-fitted by your plumber or byyourself (if you can solder apipe joint).?

The whole package. To makeyour hot water system truly ener-gy efficient, consider

doing allthe things described above. You’llsave enough energy and moneyso that the total

investment couldpay for itself in energy savingsin just the first year or two, andyou’ll continue to collect divi-dends for many years to come.

Choosinga new water heaterThere’s a good chance that youdidn’t choose your current waterheater. Most water heaters areselected and paid for by buildingcontractors, plumbers, or land-lords, and since they don’t payyour water heating bills, they haveno incentive to choose the mostefficient models. Your chance toselect a water heater will comewhen your existing one fails (theygenerally last ten to fifteen years).Unfortunately, when that happens,you’ll want it replaced immediatelywith whatever is available. Takethe time to do some research now, so when the time comes you canchoose a model that will saveenergy and money, and you’ll knowwhere to get it. Again, more effi-cient water heaters generally costmore and might be harder to findthan the moderately efficient toinefficient models that are readilyavailable. Remember, however, thatthe energy savings make the high-er initial investment cost irrelevant.For example, a more efficient gaswater heater can initially cost $350more than a standard electricmodel, but it can save you $130 peryear in energy bills. In less thanthree years, this small investmentwill pay for itself. In addition, effi-cient models that are well built canlast longer than the typical low-cost models found in stores. Well-built water heaters can last up totwenty years or more, again offset-ting their higher initial price. Storage tankwater heatersMost houses have gas or electricstorage tanks, and they are usuallysized from 40 to 80 gallons. You canreduce water heating energy con-sumption by choosing one of themore efficient tanks on the market.The efficiency of a water

heater ispresented as its energy factor (EF),generally found in product litera-ture from the

manufacturer. Allthings being equal, the smaller thetank size, the more efficient thewater heater. Smaller storage tankshave less surface area exposed,thus they lose less heat than alarger tank. A revision of the 1990federal standards for storage tankwater heaters took effect January20, 2004, and electric tanks arenow required to achieve an EF ofat least 0.90–0.93, depending onthe size of the tank. The 2004Federal Standards require mini-mum gas tank EFs of 0.56–0.61. Yetthe most efficient new gas tanks available with EFs as high as0.68. Also, gas tanks that offerelectric pilot lights instead of gaspilots save more energy.Demand or tanklesswater heatersDemand or tankless heaters arebecoming more common.The National Renewable EnergyLaboratory (NREL) found that evenin high-water-use homes (e.g.,about 86 gallons per day), demandheaters are at least 8–14 percentmore efficient than storage tanks.5For low-water-use homes (e.g.,about 41 gallons per day and less),demand heaters were 24–34 per-cent more efficient than storagetanks. Further research by NRELshowed that even greater savings(of 27–50 percent) could beachieved using on-demand heatersat each water outlet (e.g., dish-washers, washing machine, show-ers, etc.).Solar water heating systemsThere are many different solarwater-heating systems to

consider.The climate where you live willgenerally determine which systemyou should use. In general, solarwater-heating systems should beconsidered as substitutes for tradi-tional electric storage tank water-heating systems when your elec-tricity rates are high enough to jus-tify the capital cost of a solar sys-tem, and when you live in an areawith adequate solar exposureyear-round. All solar water-heatingsystems consist of a collector, pip-ing, valves, a storage tank, andsometimes, pumps. Flat plate solarpanels are the most common typeof solar collectors and can heatwater up to 160oF. Flat plate solarpanels are weatherproof, highlyinsulated boxes that containabsorber plates under glass orplastic covers. system is less efficient than a liq-uid-to-water system, but it alsorequires less maintenance andfreezing temperatures won’t dam-age it. Direct-circulation activesystems pump water directlythrough the collector to the hotwater storage tank. In cold cli-mates, the water must be drainedout of the collectors when freezingis likely (such as at nights andduring the winter), to protect themfrom damage. Hence, they areoften known as ―drain-down‖systems. The overall efficiency ofthese systems is generally lessthan in other solar water-heatingsystems, so they are typically usedin areas where freezing tempera-tures are infrequent. Indirectactive systems use freeze-protect-ed heat-exchange fluids, such

asantifreeze, in the solar collectors.The fluid is then run through a heatexchanger inside the hot waterstorage tank. This system is pre-ferred in cold climates as there isless chance of freezing damagethan in a drain-down system.When sizing a solar water-heatingsystem for your home, keep inmind that there are differencesbetween it and your conventionalwater heating system. An electric-heating tank is usually sizedaround 40–80 gallons, whereas asolar system will typically need a80–120 gallon tank for the samehome. Unlike the electrical system,which can run at night, the solarsystem has to be capable of stor-ing hot water for an entire day andit cannot heat water until the suncomes out again. Solar systems’storage tanks might have heatingelements for back

up heatingrequirements (conventional elec-tric storage tanks contain twoheating elements, which are itsonly source of heat). In someinstances you can still use a small-er tank for your active solar heateras a preheater for the main elec-tric water tank.

Integratedwater heater/home heatingsystem: heat pumpsThere are two types of

heatpumps: air-source and geothermal.Using a heat-pump water heateralone is 33–50 percent more effi-cient than using an electric waterheater because heat-pump waterheaters use electricity to moveheat from the air or ground to thewater instead of heating waterdirectly. You can

purchase a heat- pump water heater as an inte-grated unit (with the water tankattached) or as an accessory foran existing water tank. If you livein a hot climate, integrating yourspace cooling and water heatingwith a heat pump can save 25—70 percent of the amount of energythat a typical electric water heaterwould use. If you’re building a newhouse or upgrading your

heatingsystem, there are now a number ofadvanced, high-efficiency boilersfor space heating that includewater heaters available. Heat-pump heating and cooling systemsthat have water-heating compo-nents are also available. Someunits are even plumbed for easyintegration with solar systems. Foradditional information about heatpumps, see our Home EnergyBriefs No. 3: Space Cooling andNo. 4: Space Heating.Drain-water heat recoveryTypically, 80–90 percent of theenergy used to heat water in thehome goes down the drain. Heatexchangers capture some of the heat in drain-water, allowing it tobe reused by incoming water. Onetype, called a gravity film exchangedrain-water heat recovery system,has been found to save 25–30 per-cent of total water-heating energyneeded.6 This technology is com-patible with all types of waterheating systems, but it is especial-ly suitable with on-demand waterheaters and solar thermal

systems.Prices range from $300–400 andpaybacks are in the range of 2.5 to7 years, depending on how oftenit is used. For more informationon this technology,visit

.Economics of buying anew water heaterIf your water heater is nearing theend of its life and you’ve alreadyemployed the hot-water savingmethods described in the first sec-tion of this Brief, it may be time tobuy a new water heater. Wheninvestigating a water heater foryour home, consider the entire life-cycle costs of the equipment, notjust the price tag. Table 1 (see next shows how different typesof water heaters compare with astandard electric water heater interms of initial price, annual sav-ings, and payback periods. It alsoshows how combining a newwater heater with a drain-waterheat recovery system can typicallyincrease savings and shorten pay-back periods.If you own a gas water heaterand you’re considering replacingit with one of the water heaterslisted in Table 1, you may find thatthe savings are smaller and

thepayback periods are longer than ifyou were to replace an old electricwater heater. For

example, replac-ing a standard electric tank with ahigh efficiency gas tank saves $167per year but costs around $350more, which results in a simplepayback of slightly more than twoyears. Replacing a standard gaswater heater with a high efficiencygas water heater only saves $25and costs $300 more, which resultsin a payback period of abouttwelve years.

SUMMARYYou can save money immediatelyby changing how you use yourhot water, for example, by loweringthe temperature on your hot watertank, using cold water to washyour clothes, and/or insulatingyour hot water heater and pipes.Installing new and more

efficienttechnologies and devices can alsohelp save money. Such technolo-gies and devices range from effi-cient showerheads and aeratorsto the installation of new efficientwater heaters, heat pumps, solarwater heaters, or drain-water heatrecovery systems. Just remember,before going out and investing ina new water heater, make sure youinvestigate what is right for

yourhome. Some technologies thatmight be right for one home mightnot be right for another. ADDITIONAL RESOURCESDOE’s Energy Efficiency andRenewable Energy Network (EREN)— A comprehensive resource forinformation from solar thermal sys-tems to geothermal systems(www.eren.doe.gov).Geothermal Heat Pump Consortium —Also known as

Geoexchange, providesgeneral information on GHP systemsto more detailed state-to-state infor-mation (www.geoexchange.org).Database of State Incentives forRenewable Energy —

DSIRE containsinformation on what state tax creditsor rebates are available for usingrenewable energy technology(www.dsireusa.org).WaterFilm Energy Inc — Sells theGravity Film Exchange Drain-waterHeat Recovery System. They also offera lot of information on their

websiteabout the technology (www.gfxtech-nology.com). U.S. Department of Energy, Office of

Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE) — Geothermal Heat Pumps; Using the Earth to Heat and Cool Building: An excellent resource for general heat pump information (www.eere.energy.gov/femp/pdfs/26014.pdf). NOTES 1. EPA (Environmental Protection Agency), Using Water Wisely in the Home, (Washington, DC: EPA, June 2002). 2. EIA (Energy Information Administration), A Look at Residential Energy Consumption in 2001, Water-Heating Consumption Tables, (Washington, DC: EIA, 2001), www.eia.doe.gov/emeu/consumption.

3. A. Wilson, J. Thorne & J. Morrill, Consumer Guide to Home Energy, 8th ed. (Washington, DC: ACEEE, 2003), p. 135. 4–5. J.L. Sikora & J. Wiehagen, ―Performance Comparison of Residential Hot Water Systems,‖ (Golden, CO: National Renewable Energy Laboratory, March 2003), NREL/SR-550-32922. 6. J.J. Tomlinson, GFX Evaluation, (Oak Ridge, TN: Oak Ridge National Laboratory, August 2000), www.eere.energy.gov/buildings/ emergingtech/printable/page2d.html.

中文翻译：

家庭能源简介

热水供热

摘要 在供热和制冷中，热水在国内是第二大热源,大约占家庭总能源使用的19%，成本每年平均要超300美元.并且大多数美国家庭有燃气热水器 大约有38%的家庭用电热水器供热水。电热器加热水的成本是天然气加热水的二倍. 然而,你除了提换热水器种类,还有很多方法可以节省你的热水供应成本. 用热水更有效率,例如,在家庭里这是一种最快捷的和最简单的途径用来节约能源和家庭用水：改用节水水龙头和淋浴设备,对你现有的热水器做一些简单的调整都是一个很好的开始。

这个简单涵盖下列议题:

从提高效率出发;

使用热水器或贮水池的需求;

太阳热能热水;

热水泵热水器;

流失的水热回收;

买一个经济新热水器.

关键词 热水器 太阳能 节能 保温

高效用水设备和器具

美国环境保护局(EPA)估计,一个四口家庭用水量减少1/3只需安装高效设备和用品(洗碗机、洗衣机衣服). 虽然高效的设备比传统的设备要贵一些,但是你会收回你的钱通过降低热水费.

装置

1994年颁布的联邦法规规定了低水流量标准装置. 所有1994年1月1号制造的淋浴器水流不能超过每分钟2.5加仑(GPM),每平方英寸80磅的压力, 和220流量gpm. 而自那时以来标准一直没有改变,但仍有可能找到这些不符和标准的装置在一些没有被要求的老式家庭里, 如果你有这些十年甚至超过十年的装置,,应该考虑替换他们. 通常替换它们少于10美元每片,而新装置可以达到节约25%—60%的用水. 在旧建筑物里,淋浴器超

过现行最低标准160GPM的最高流量也十分常见. 今天,流量控制器,如机、层流流量装置,可减少水龙头流量0.5至1GPM. 经过十几年这些高效用水设备有了很大发展. 节约了用水,但不不会影响你的淋浴和洗涮.

你的水压力应该被设定在20—80，否则你的低流量装置就不能正常工作. 如果水压过高或过低，你就应该准备好处理问题。低成本水压力表,可在最齐全的商店里买到，它会检查你家的实际水压. 低气压是管道泄漏信号系统的泄露信号,而这会浪费大量的水.

电器

高效产品—比传统的设备要少消耗热水，这能为业主节省许多。高效的洗碗机相对传统的设备可有效节省50%以上的能源,因为它们使用更少的热水. 此外,高效的洗碗机相对传统的设备更能洗的干净. 一台标准的洗衣机,即使相当新,也要比高效的设备多用30%—50%的能源.洗衣机使用的大约80%的能源用来加热水. 高效设备也更有效地自旋来干燥衣服,所以你的衣服干的更快.因此高效设备在干燥的过程中也会节省能量。不论你用什么类型的洗衣设备 ,您都可以通过用冷水来代替温水或热水来节省大量的精力和金钱,如果你用冷水洗衣粉、冷水和热水的效果是一样的。(我们能够见道这种设备节省能源和金钱的更多资讯).

现有的热水器

除了购买一个新的，高效的热水器,对于业主来说还有许多简单、廉价的减少能源的方法:

降低水温.

如果你要冷热水混合来得到预期的温度，你的热水器温度设置的过高就会浪费能源和金钱. 许多热水器被设定到140摄适度甚至更高. 对大多数家庭来说,115-120摄适度是足够的.每降低10度,你就可以节省高达的热水费。如果你有一个电热水器,一定要首先关掉电热器的主开关. 接着,打开加热开关,并且把指示器扳到115—120℃之间或中低档之间. 在某个环境里检查温度计的温度是经常不准确的. 在新的环境里有一段时间后,就应该重新调整,如果必要,设置一个你需要的温度. 除了节约能源,你还会提高热水器的寿命和减少对它的损害. 如果你安装了高效的设备并且正确的控制它,你将会使用更长时间的热水。

上班的时候关掉热水器。.

对于电热水器来说,要关掉他的总开关. 对于天然气热水器来说，要从你的天然气供应商那里得到关于控制它的说明书.

对水箱的保温.

除非你热水器水箱已达到至少R-24(甚至更少),否则对你的热水器加一个保温层就是自己所能做的最有效的节能的方法之一。 选择一个至少达到R-8热阻值的保温层，如果你可以找到两个R-5热阻值的保温层，也可以用。必须认真遵循说明书并尽力保持恒温. 在燃气热水器上,在下端要让保温层尽量远离下水道，在上端尽量远离烟道。并务必使空气流通不受阻碍. 保温层应减少通过水箱壁热量损失的中25-45%,节省大约4-9%的热水费. 做一个保温层会花费10-20美元，但这可以通过降低能源帐单使自己在不到一年的时间里收回这笔钱。

热水管道绝缘的保温

在任何情况下都要考虑对热水管的保温，特别是三英尺以内的管子。对于煤气热

水器来说，保温层至少要远离烟道6英寸. 塑胶泡沫是一种有效的材料并且使用十分方便。

一定要正确的选择保温层的大小,以使它完全紧紧缠绕在管道周围, 对热水管道的保温,减少了水箱热量的损失,并且延长了管子的寿命。你还不必等相当长的时间来使水要热当打开水龙头时,这就意味着更少的水流入下水道。既然 更小半径的管道保存的水量更少,因此当不用水时能节省更多的水量。.

安装定时控制装置.

你可以额外节省5-12%的能源通过定期关闭热水器. 例如,在夜间没有热水正在被使用的时候,和热水在使用的高峰期,都是很好关掉热水器时候. 你可以用时控器控制自己的热水器以使它在某个时期自动关闭. 初投资的60美元可以在以后14个月的低热水费中来收回. (注:燃气热水器不适宜用时间控制器).

底部板的安装.

安装在电热水器水箱底部的一块简单的绝缘板可以阻止热量向楼板逸失,可以节省每4-9%热水的热量.当安装热水器时这是最好的办法。

整个系统

要让你的热水系统真正的节能高效，要考虑以上所有的方面。你将在一两年之内收回在初投资是多付出的金钱，并且会节省大量的能源。

选择一个新的热水器

有一个很好的机会使你不必更换当前的热水器. 多数热水器被建筑商管道工人和房东选择和使用,他们不会为你支付热水费，所以他们不会多花钱来选择高效的热水器. 你选

择热水器的机会将会来到当你现在使用的坏掉时，(通常是十到十五年). 不幸的是,在此情况下,你希望的是立即更换它不论它还能不能用. 现在花一些时间做研究，到时候你就可以选择一种节省能源和金钱的型号,并且你还知道哪里去买. 再次,高效的热水器一般比较昂贵,可能比较高效的和不节能的热水器更不是那么实用. 记住,节约的能源会使初始的高投资成本显得不太重要. 例如,一个高效的燃气热水器要比一台标准的电热水器贵350美元，但是它能每年多为你节省130美元. 在不到3年的时间内,你就会收回刚买热水器多付的那些钱. 除此之外,高效的热水器要比商店里买到的那种最便宜的热水器容易安装的多. 安装正确的热水器能用20年甚至更长时间,这就又会抵消一些它的较高的初投资.

贮存箱热水器

大部分家庭都有天然气或电的贮存箱,并且它们通常是从40-80加仑. 你可以减少加热水的能源消耗通过在市场上选择一个较有效率的贮存箱. 高效的热水器是用节省能源的多少来衡量的,一般认为,这要归因于生产厂家. 所有在同等条件下,箱子的尺寸越小，热水器就会越节能. 较小的油箱有较少的暴露于外界表面面积,因此要比尺寸大的箱子减少传热损失. 对1990年联邦贮存箱标准的修改于2004年1月20日生效, 2004年，电的贮存箱要求至少达到EF：0.90-0.93 .2004的天然气贮存箱联邦标准为EF：0.56-0.63. 现在,最高效的可用的天然气贮存箱已经达到了EF：0.68另外，天然气贮存箱更节省提供能源.

即用即供或无贮存箱热水器

无水箱热水器变的越来越普遍. 国家可再生能源实验室(实验室)发现即使在用水多的家庭(例如,约86加仑每天),无水箱加热器至少要比有水箱热水器效率要高8-14%，对用水较少的家庭(例如,约41加仑每天甚至更少)，无水箱加热器至少要比有水箱热水器效率要高24-34%. 实验室的研究进一步显示,也会有更大的节省(27-50%)也可以通过使用使用无水箱热水器来实现.

太阳能热水器系统

有很多不同的太阳能热水系统可以考虑. 可以根据你所居住地的气候来确定使用哪一种太阳能系统. 一般的，当你的电费比建一个太阳能热水系统更多时你就应该考虑用太阳能系统来替代你的电加热水系统,并且你居住的地区有足够的全年太阳照射. 所有太阳能热水系统都会包括太阳能收集器、水管、阀门、储存罐,有时候还要用到泵. 太阳能小板是最常见的收集器类型,可以将水加热至160oF. 小板块是全天候的、高保温的小箱

子，它里面有玻璃或塑胶板复盖下的吸收板. 蒸发管太阳能收集器是用成排的里面有吸收管（用来加热水）的玻璃管作成的. 这些吸收管比小板板块有较高的效率，它们加热

的水温可达到170-350oF. 然而,他们一般都比较昂贵,一般用与寒冷地区和作为商业应用.

被动太阳能的应用

太阳能加热系统,又称被动太阳能系统,利用自然对流(热水上升的原理)来使水流动. 这个系统可以容易的建立起来,它可以提供给你所有的热水需求或者作为一个再加热器从而对你水箱的加热量. 这种系统的缺点是一个充满水的储存箱重量要到1000磅以上,这就意味着你需要有一个坚固的屋顶. 另外,这种系统的效率会随着水箱的水温的升高而降低. 这是因为影响对流的主要因素是温度的差异,进入水箱的水和出水箱的水温差越来越小，水流自然会变慢。t

主动太阳能系统

主动太阳能系统不同于被动太阳能系统主要在于使用泵、传感器、、热交换器来控制和移动空气、水，或用水/反冻结的方案. 一种热交换液体通过泵来进入太阳能吸收器来吸收太阳能，然后这些热被传递给家庭用水. 航空系统使用太阳能收集器来加热空气,然后通过一个空气-水热交换器. 这种系统的交换效率比水-水交换器系统的效率要低,但它不怎么需要维护，并且低温下也不会受到损害. 直接循环水系统通过通过太阳能收集器之后直接被泵送入热水箱. 在寒冷气候里,太阳能收集器里的水必须被抽出来当快到冰点的时候,以避免它们免受损害. 因此,他们往往被称为“排干”系统. 这种系统的整体效能一般低于其他太阳能热水系统,所以通常用于一些气温不致于使水结冰的地区. 间接循环水系统采用的是防冻的热交换液体,例如抗冻液用于太阳能收集器中. 这种液体通过内部是热水贮存箱的热交换器. 这一系统多用在寒冷气候的地区因为它不会因为冰冻而被损害. 当为自己的家庭选择一个太阳能加热系统时,一定记住,它和传统热水系统系统之间的不同. 通常电热水系统的储水箱常大小为40-80加仑左右,同一个家庭,太阳能热水系统的储水箱要到80-120加仑. 不象晚上也可以正常运行的电加热系统,,太阳能加热系统已经能够一整天供应热水了,并且只有有太阳的时候它才能加热水. 太阳能加热系统的储水箱可以应付重新加热水的需求. 相对电加热系统的主水箱在太阳能加热系统中有时你可以用小水箱作为再热器.

合成热水器/家庭供暖系统:热泵

有两种热水泵:空气能和地热能. 用一台热泵热水器要比用一台电热水器多节能33-50%,这是因为热泵热水器用电能把空气热能或地热能来转移给热水而不是直接加热水.你

可以购买一台热泵热水器来作为一个整体的单元(与水箱连接),或作为一个现有水箱的配件. 如果你生活在一个气候炎热的地方,用热泵来把你的制冷与供热整和起来就会比一台典型的电加热器多节省25-70%的能量. 如果你正建造新居或打算对供暖系统进行升级,目前有许多先进的、高效率的取暖锅炉当然对现有的热水器是适用的. 热泵供热和制冷系统对热水加热系统同样适用.一些系统甚至把热泵同太阳能系统结合起来.为更多地了解热水泵,我们可以看家庭能源简介的第3章:制冷,第四章:供热.

流失水的热回收

典型的,80-90%的能源用于家庭加热水后被排走. 热交换器能回收部分被排走水的热量,允许这种水被从新使用通过来水. 一种通过重力作用来回收排走水热量的系统,已经被证实能够节省总需求热量的25-35%.这个系统适用于所有的水加热系统,而且特别适合与无水箱系统和太阳能加热系统.这种系统价格从300-400美元不等,投资回收大概在2.5年到7年之间,这就取决与它使用的情况了. 更多信息请访问www.gfxtechnology.com.

结论

你可以很快的节省金钱通过改变你使用热水器的方式,例如降低你水箱热水的温度,用冷水洗衣服,和对你的热水器和管道保温. 安装新的、更有效的设备都可以帮助省钱. 这些技术和设备包括高效热水器、热水泵、太阳能热水器、排水水废热回收系统等. 另外记住,在准备购置和安装新热水器之前,一定要确信它是不是适合你的家庭. 有些技术可能适合这户家庭而不适合另一个家庭.

参考文献:

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of Australia(2002)

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Mifflin.

4. Physiological psychology: C.T.Morgan,Ch.11,McGraw Hill Book Co.

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9. European Health Target:A Helthy and Safe Physical Environment.Publication

EUR/ICP/EHBI 04 02 02 E65523, WHO,1999.

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13. Indoor Air 2002,9th International Conference on indoor Air Quality and

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14. Guidance for Protecting Building Environment from Airborne

Chemical,Biological or Radiological Attacks. Department of Health and Human Services,Centers for Disease Control and Prevention and National Institute forOccupational Safety and Health ,May 2002.

范文五：办公楼毕业设计说明书

湘潭大学兴湘学院 毕业设计说明书

题 目:湖南科技学院行政办公楼设计

专 业:09级土木工程二班 学 号:2009964321

姓 名:黄 海

指导教师:许 福

完成日期:2013 年 5 月 20 日

湘潭大学兴湘学院

毕业设计任务书

设计题目:湖南科技学院行政办公楼设计

学号:2009964321 姓名:黄海 专业:土木工程 指导教师:许福 系主任:陈俊

一、主要内容及基本要求

1、设计题目:湖南科技学院行政办公楼设计

为满足学校发展需要,长沙市湖南科技学院在其新校区拟建一栋行政办公楼,结构 类型为钢筋混凝土现浇框架结构,基础类型采用桩基或柱下独立基础。

2、开题报告

a 、选题的背景、目的及意义:

b 、市场调研与资料收集;

c 、功能设计要点,本设计的难点及拟解决的问题:

d 、拟定的建筑结构技术方案(包括建筑、结构、施工部分)

e 、基本设计思路及本设计的特色:

f 、主要文献及相关资料的收集情况:

g 、设计进度安排:

h 、可预见的设计成果。

3、设计条件

(1) 建筑基地

拟建大楼位于湖南科技学院新校区内,毗邻校园主干道,交通便利,基地总平面图 如图 1所示。

(2) 水文地质资料

根据勘测设计院提供的《岩土工程勘测报告》,场地地质构造条件如下

土层自上而下为:

①杂填土,厚约 0.5 m;极限侧阻力标准值取 20 kPa;

②粘性土,厚约 2.0 m,地基承载力特征值 f ak =150 kN/m2, I L =0.75,极限侧阻力标准 值取 50kPa ;

③中密砾层,地基承载力特征值 f ak =320 kN/m2,极限侧阻力标准值取 160 kPa,极限

端阻力标准值可取 7000~10000 kPa;

按桩基础设计时其他参数请查阅基础工程教材;

地下水位:地下水静止水位为地表下 12m ,对混凝土无腐蚀性。

图 1 总平面图

(3) 场地条件

拟建场地内地形平整, II 类场地, 地面标高在 29.550-30.000之间; 抗震设防烈度为 7度,设计基本地震加速度为 0.1g ,设计地震分组为第一组。

(4) 气象资料

基本雪压为 S 0=0.30kN/m2,基本风压为 W 0=0.35kN/m2,最大日降雨量 192mm ,年降 雨量 1450mm ,常年气温差值约 38℃。

(5) 材料供应情况

墙体材料采用混凝土空心砌块(3

=10~14kN/m

,厚 190或 240)水泥砂浆:M5-M10, 重度 20kN/m3;

钢筋:HPB300, HRB335,HRB400,HRB500;

屋面防水及楼面装饰材料可按设计者要求提供。

(6) 施工条件和能力

模板采用定型组装钢模,脚手架采用扣件钢管脚手架;

材料运输条件:各类材料由公路运到工地;

设备条件:有各类塔吊、井架、混凝土、砂浆搅拌机等供工地选用。

4、建筑规模与要求

(1) 建筑规模

拟建楼为永久性建筑,根据上级规划部门批准的建设规划报告,该楼的总建筑面积 控制在 4000~6000m2左右, 主体建筑层数为五 ~七层, 可根据需要考虑设一 ~二层的附楼, 结构形式均采用钢筋混凝土现浇框架结构,基础形式采用桩基或柱下独立基础。

(2) 建筑功能

本建筑可参考设门厅、门卫室、标准办公室、高级办公室、大、小空间会议室、档 案室、校史展览室以及人流组织要求相对独立的财务处等。在内部空间处理上,大小空 间应相互配合协调,以满足结构与构造的技术要求,并考虑在使用功能、相互联系、交 通流线等方面的要求;处理好各主要用房的高度及采光、通风、朝向、遮阳等问题。各 主次出入口、楼梯、走廊等设计要满足功能需要,安全疏散和防火规范等要求,其中楼 梯开间尺寸 ≥2.4m 。外装饰:新颖、美观,采用材料既能体现整体美观设计要求,又能 长久耐用;窗户全部采用铝合金或塑钢窗户,采用铝合金玻璃门;屋面防水采用Ⅱ级防 水,并应考虑保温、隔热、通气的使用要求。为保证大楼的正常运转,应设置配电室、 储藏室、设备间、厕所等辅助功能用房。按国家有关规范满足消防及其他要求,按规范 设置伸缩缝、沉降缝。

(3) 建议柱网尺寸及标高建议

建议大空间用房层高为 3.9~4.8m ,标准办公室层高为 3.3~3.6m ,办公室净高应根 据使用性质和面积大小决定,一般净高不低于 2.8米。柱网尺寸 3.9~9.0m ,总体要根据 建筑功能和结构布置的需要。

5、设计内容

(1) 建筑部分

共完成机绘及手绘建施图,建筑设计说明书 1份。

注:表中内容都统一采用计算机绘制, A3纸打印装订成册,但必须另外完成手绘 1#图 1张,主要 包括底平面图、剖面图等。

(2) 结构部分

选取具有代表性的单元进行内力分析及截面设计,基础布置及基础设计(至少选一 个基础计算) , 一榀横向框架结构设计, 楼面层和屋面层结构设计, 完整的楼梯设计等。 完成结构设计说明书(手算为主,电算主要结果与手算结果对比分析)作为绘制结构施 工图的依据。要求做抗震设计。

结构形式为现浇框架,屋盖和楼梯也采用现浇。

注:表中内容都统一采用计算机绘制, A3纸打印装订成册。

(3) 施工组织部分

要求完成单位工程施工组织设计及编制工程概算,一个主要的施工过程设计 (图纸 2张 ) 。

(1)单位工程施工组织设计的要求

a. 拟订施工方案;

b. 编制单位工程施工进度计划;

c. 单位工程施工平面图 (图纸 1张 ) ;

d. 编制工程概算书。

(2)施工过程设计

施工过程组织设计要求在基础(含土方)工程施工和主体结构施工中任选一个进行 设计,具体内容及要求:

a. 计算工程量;

b. 选择施工方法,确定施工顺序,选定各种机具设备并计算台数;

c. 进行有关施工过程的平面布置;

d. 整个工程的进度安排,要求绘制横道图 (图纸 1张 ) ;

e. 主体工程要求绘制网络图;

f. 拟订技术、质量、安全措施。

6、设计成果

(1) 设计说明书

1)摘要(中英文工程概况)

2)建筑设计说明

3)结构设计说明

4)结构计算书

5)施工组织设计说明

6)工程量计算及工程概算

(2) 设计图纸

1)建筑施工图

2)结构施工图

3)施工平面图 1张,施工进度计划 1张

(3) 注意事项

1)所有文字部分一律要求打印装订,同时提交电子版本;

2)成果必须按学校规定的统一顺序和格式装订;

3) 成果的图纸部分分计算机绘图和手工绘图两部分, 计算机绘图要求绘制设计任务 书规定的全部内容(整套图纸),用 A3纸打印装订成册;手工绘图要求 1#建施和结施图 各 1张。

二、重点研究的问题

1、建筑设计(结合《房屋建筑学》和相关规范要求,针对所设计建筑物的功能合理 进行建筑功能分区,同时考虑结构设计和施工的可行性);

2、 结构设计 (结合建筑设计部分进行结构类型选择、 基础类型选择、 结构平面布置、 构件截面估算、荷载计算(竖向荷载、水平荷载)、内力计算、内力组合、截面设计、 基础设计、构件设计等,同时进行电算(PKPM ),手算为主,电算检查手算结果并输 出相应的结构施工图);

3、 施工组织设计 (施工总平面设计、 工程量计算、 施工进度图、 单位工程网络图等) ;

4、相关图纸,注意平法施工图的表示方法。

三、进度安排

四、应收集的资料及主要参考文献

[1]. 中华人民共和国国家标准 . 建筑结构荷载规范 (GB 50009-2001)(2006版 )[M]. 北京 : 中国建筑工业出版社 , 2006.

[2]. 中华人民共和国国家标准 . 房屋建筑制图统一标准 (GB/T 50001-2010)[M]. 北京 : 中 国计划出版社 , 2011.

[3]. 中华人民共和国国家标准 . 总图制图标准 (GB/T 50103-2010)[M]. 北京 : 中国计划出 版社 , 2011.

[4]. 中华人民共和国国家标准 . 建筑制图标准 (GB/T 50104-2010)[M]. 北京 : 中国计划出 版社 , 2011.

[5]. 中华人民共和国国家标准 . 建筑结构制图标准 (GB/T 50105-2010)[M]. 北京 : 中国建 筑工业出版社 , 2010.

[6]. 中华人民共和国国家标准 . 混凝土结构设计规范 (GB 50010-2010)[M]. 北京 : 中国 建筑工业出版社 , 2011.

[7]. 中华人民共和国国家标准 . 建筑抗震设计规范 (GB 50011-2010)[M]. 北京 : 中国建 筑工业出版社 , 2011.

[8]. 中华人民共和国国家标准 . 建筑地基基础设计规范 (GB50007-2011)[M]. 北京 : 中国 建筑工业出版社 , 2012.

[9]. 中华人民共和国行业标准 . 高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ 3-2010)[M]. 北京 : 中国建筑工业出版社 , 2011.

[10]. 中国建筑标准设计研究院 . 混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造 详图 (现浇混凝土框架、剪力墙、梁、板 )(11G101-1)[M], 北京 : 中国计划出版社 , 2011. [11]. 中国建筑标准设计研究院 . 混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造 详图 (现浇混凝土板式楼体 )(11G101-2)[M], 北京 : 中国计划出版社 , 2011.

[12]. 中国建筑标准设计研究院 . 混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造 详图 (独立基础、条形基础、筏形基础及桩基承台 )(11G101-3)[M], 北京 : 中国计划出版 社 , 2011.

湘潭大学兴湘学院 毕业设计评阅表 学号 22009964321 姓名 黄 海 专业 土木工程 毕业论文(设计)题目:湖南科技学院行政办公楼设计

湘潭大学兴湘学院 毕业设计鉴定意见 学号:2009964321 姓名:黄 海 专业:土木工程

毕业论文(设计说明书) 122 页 图 表 94 张

目 录

第 1章 建筑设计 . ................................................................................................ 1 1.1建筑设计概况与主要技术经济指标 .............................................................................. 1 1.2建筑内容 .......................................................................................................................... 1 1.3构造处理 .......................................................................................................................... 2 1.4其它补充 .......................................................................................................................... 3

第 2章 结构设计 . ................................................................................................ 4 2.1结构选型和布置 .............................................................................................................. 4 2.2初估梁柱截面尺寸 .......................................................................................................... 5 2.3梁柱线刚度计算 .............................................................................................................. 6 2.4框架结构荷载计算 .......................................................................................................... 7 2.5竖向荷载作用下框架受荷计算 .................................................................................... 10 2.6风荷载计算 .................................................................................................................... 14 2.7水平地震作用计算 ........................................................................................................ 16 2.8框架内力计算 ................................................................................................................ 20 2.9框架内力组合 ................................................................................................................ 55 2.10框架梁柱截面配筋 ...................................................................................................... 71 2.11楼面板设计与配筋 ...................................................................................................... 91 2.12基础设计 ...................................................................................................................... 93

第 3章 施工组织设计 . ...................................................................................... 99 3.1工程概况 ........................................................................................................................ 99 3.2施工布署 ...................................................................................................................... 100 3.3编制进度计划 .............................................................................................................. 100参考文献 ........................................................................................................... 110 致谢 ................................................................................................................... 111

湖南科技学院行政办公楼

摘要 :对湖南科技学院行政办公楼的建筑、结构、施工等进行了设计。结构部分选取 3号轴线框架 进行详细设计。采用迭代法计算竖向荷载作用下的内力 (弯矩、剪力、轴力 ) ,采用 D 值法和底部剪 力法计算水平荷载作用下的内力。内力组合后,选取最不利的内力值进行框架结构的配筋计算,并 绘制了框架平法施工图和传统配筋图。 进行了基础及主体框架工程量计算, 编制了施工进度横道图, 并绘制了施工平面布置图。

关键词 :建筑,框架,结构设计,施工组织

Comprehensive Office Building of the Hunan University Of Science And Engineering

Abstract : Design of architecture, structure and construction for comprehensive office building of the Hunan University Of Science And Engineering was performed in the current work. Framework of the thrid axes was chosen for the detailed structural design. Internal forces such as bending moment, shear and axial force of the framework under vertical loads were calculated by iterative method. Equivalent base shear method was utilized for the calculation of internal force of the framework under the horizontal loads. After combination of the internal forces, the most unfavorable combinative internal force was chosen for the steel bar calculation. Construction general plan drawing and traditional reinforcement drawing of the designed framework were also presented. The amounts of the foundation and the main framework were calculated. The bar graph schedule and the construction layout were also given.

Keywords :Architecture, framework, structural design, construction organization

第 1章 建筑设计

1.1 建筑设计概况与主要技术经济指标

1.1.1 设计详细说明 1. 气象条件

① 温度:最热月平均 40℃,最冷月平均 0℃; ② 相对湿度:最热月平均 60%;

③ 主导风向:全年为西北风,夏季为东南风,基本风压 20.35 kNm ④ 雨雪条件:年降水量 1450mm ,日最大降水强度 192mm ; 基本雪压 20.3 kNm ; 2. 工程地质条件

拟建场地各地层由上往下依次为:

① 杂填土,厚约 0.5 m;极限侧阻力标准值取 20 kPa;

② 粘性土,厚约 2.0 m,地基承载力特征值 2ak f m , L I =0.75;

③ 中密砾层,地基承载力特征值 2ak f =320 m ,极限侧阻力标准值取 160 kPa; 极限端阻力标准值可取 7000 kPa10000 kPa— ;

④ 地下水位:地下水静止水位为地表下 12m ,对混凝土无腐蚀性;

⑤ 拟建场地内地形平整, II 类场地,地面标高在 29.550-30.000之间;抗震设防 烈度为 7度,设计基本地震加速度为 0.1g ,设计地震分组为第一组。 3. 施工技术条件

“ 三通一平 ” 等施工现场准备工作已经做好,各种机具、材料能满足要求。 1.1.2 建筑主要技术经济指标 1. 根据要求及地形状况

本建筑设计为带附楼的矩形行政办公楼, 建筑总面 26180 m左右。 各层高 3.6 m, 主 体五层,附楼一层,总高为 21.65m ,建筑横向总长为 20.4 m,纵向总长为 59.4 m,其 中附楼横向 4.5 m,纵向 9 m,高 3.6 m。 2. 耐火等级:二级;抗震等级:三级。

1.2 建筑内容

1.2.1建筑功能

本建筑可参考设门厅、门卫室、标准办公室、大、小空间会议室等。在内部空间处 理上,大小空间应相互配合协调,以满足结构与构造的技术要求,并考虑在使用功能、 相互联系、交通流线等方面的要求;处理好各主要用房的高度及采光、通风、朝向、遮 阳等问题。

各主次出入口、楼梯、走廊等设计要满足功能需要,安全疏散和防火规范等要求, 其中楼梯开间尺寸 ≥2.4 m。

外装饰:新颖、美观,采用材料既能体现整体美观设计要求,又能长久耐用;窗户 全部采用铝合金或塑钢窗户,采用铝合金玻璃门;屋面防水采用Ⅱ级防水,并应考虑保 温、隔热、通气的使用要求。

为保证大楼的正常运转,应设置配电室、储藏室、设备间、厕所等辅助功能用房。 1.2.2房间布置

根据要求设有休息室,打印室,资料室,储藏室,大小会议室,普通办公室,高级 办公室,报告厅等房间,满足使用要求, 每个房间均设有宽度合适,高度为 2.1 m的推 拉窗,采光和通风良好。群楼设有报告厅,做了沉降缝。东面设有半透明的玻璃幕墙, 满足采光的要求。

1.2.3安全设施

疏散要求方面:最远端的房门距楼梯不超过 25 m;楼梯段至少可以三个人并行通 过,符合要求。

防火要求方面:在楼梯口和正要房间均布置消防栓。

1.3构造处理

1.3.1墙面构造处理

内外纵横墙为 240 mm厚,卫生间的标高比过道低 30 mm,其它房间的标高与过道 标高相同。

1.3.2防潮处理

墙身水平防潮处理, 在 0.000标高以下铺设掺 3%防水剂的细实混凝土厚 20; 墙身 垂直防潮处理,在所有外墙窗台下的墙面采用防水砂浆。

1.3.3门窗选用

门窗选用参照门窗表,并严格按照规范要求进行。

1.3.4楼地面及内外墙做法

内外墙面及楼地面的做法按照建筑施工图的装修表进行。

1.3.5屋顶构造做法

采用材料找坡,柔性防水屋面,具体做法详见节点详图。屋面排水采用女儿墙外排 水,有组织排水,天沟采用材料找坡形成的高差的内天沟。

1.3.6楼梯构造做法

防滑采用 98ZJ401-29-1,起步采用 98ZJ401-28-6,详见结构施工图。

1.4其它补充

本工程各部分施工和验收均应按国家现行规范和规定执行,施工中若需变更设计, 请及时通知设计人员,协商处理,不得单方修改设计。

本说明和施工图中如有疏漏与不明确之处,请与设计人员共同研究决定。

施工图中所注尺寸以毫米为单位,标高以米为单位。

未尽事宜应严格按照国家现行规范规定执行。

第 2章

结构设计

2.1 结构选型和布置

2.1.1 结构体系选型

采用钢筋混凝土现浇框架结构体系(纵横向承重框架)体系。对于六层的办公楼, 可采用钢筋混凝土框架结构、混合结构、底层框架或内框架砖房结构。该建筑要求布置 灵活,同时考虑该建筑处于 7度地震区,故选用框架结构体系。由于结构承受纵横向水 平地震作用,故选用纵横向承重框架体系。 2.1.2 确定框架计算简图

选 3轴上的一榀框架进行计算, 假定框架柱嵌固于基础顶面, 框架梁与框架柱刚接。 由于各层柱的截面尺寸不变,故梁跨等于柱截面行心轴线之间的距离。底层柱高从基础 顶面算至二楼楼面,基础顶面标高根据地质条件、室内外高差等定为 -1.8 m,二层楼面 标高为 3.600 m,故柱高为 5.4 m,其余各层的柱高从楼面算至上一层楼面(即层高) , 故均为 3.6 m。由此可绘出框架的计算简图如下所示:

图 2.1. 1框架轴线尺寸 (mm)

图 2.1. 2 框架计算单元 (mm)

2.2 初估梁柱截面尺寸

多层框架结构为超静定结构,在内力计算之前,先估算梁柱的截面尺寸及结构所采 用强度等级,以求得框架中各杆的线刚度及相对线刚度。

混凝土强度等级:梁、板采用 C30,柱采用 C40。 2.2.1 梁的截面尺寸

按跨度大者计算, l=8700 mm, — — b b h =870 mm483 mm,取

h=600 mm, b b b 23)h =300 mm200 mm— — ,取 b=300 mm。

故框架梁的初选截面尺寸为 300mm 600mm b h ?=?。 2.2.2 柱的截面尺寸

按层高确定,底层 H=3600 mm+450 mm+1350 mm=5400 mm

在计算中,还应注意框架柱的截面尺寸应符合规范对剪压比 (c c c c0V /fb h ) 、剪跨比 (c λ=M/Vh) 、轴压比 (N c c c μ=N/fb h ) 限值的要求,如不满足应随时调整截面尺寸,保证柱 的延性。抗震设计中柱截面尺寸主要受柱轴压比限值的控制,

查 GB50010-2010和 GB50011-2009可知, 柱的轴压比应小于轴压比限值的要求:

0.85c c c c c

N N

b h f A f =≤

C40混凝土:2=19.1 N/mmc f , 2=1.71 N/mmt f , 321.210 N/mmN =? 求得:

322

2

1.21210N/m8.7m 5.4m 5208350mm 0.8519.1N/mm

c A ?????≥=? 上式中的 1.2为荷载分项系数, 5表示底层柱承受其上 5层的荷载, N 按底层中柱 的负荷面积考虑, 近似取为 321210 N/m?。 取柱截面为正方形, 则柱截面边长为 612 mm。 结合实际情况,并考虑其它因素,本设计柱截面尺寸为 600 mm×600 mm。纵向受拉钢 筋抗震锚固长度 41aE l d =, 梁内钢筋伸至边柱内长 0.441d 16.4d=16.425 mm=410 mm≥?=?, 故柱的截面满足此抗震构造要求。框架柱的截面尺寸均为 600 mm600 mm?。

其惯性矩:339

60060010.810 kNm

1212

c b h I ??===?? 据此可估算出,框架柱的截面尺寸为 600mm 600mm b h ?=?。

2.3 梁柱线刚度计算

现浇楼板边框架梁 O I=1.5I, 中框架梁 O I=2.0I 梁的线刚度计算:

3c E m , b =0.3 m, h =0.6 m, BC L =7.2 m, CE L =8.7 m 框架梁线刚度:

B ~C 轴:

3734

3.00100.30.62.04.510 kNm

12127.2

c b E b h i L ??????===??? C ~E 轴:

3734

3.00100.30.62.03.7210 kNm

12128.7

c b E b h i L ??????===??? 框架柱线刚度:

底层:374

43.00100.66.010 kNm 12125.4

c c E b h i L ????===???

标准层: 374

43.00100.69.010 kNm 12123.6

c c E b h i L ????===???

令:标准层 i b =1.0则其余杆件相对线刚度如下图所示:

图 2.3. 1框架梁柱相对线刚度

2.4 框架结构荷载计算

2.4.1 恒载标准值计算 1. 屋面 2. 各层走廊楼面 水磨石地面:10mm 面层

隔热层:

3311.8 kNm 0.18 m1.062 kNm ??= 保护层:40厚配筋 C25细石混凝土 33

m 0.04m m ?=

防水层:SBS(3+3)改性沥青防水卷材 20.4 kN m

找平层:1:3水泥砂浆 20mm 320.02 mm 0.4 kNm ?= 找坡层:1:8水泥陶粒 100mm 320.10 m14 m 1.4m ?=

结构层:120厚现浇钢筋混凝土板 320.12 m25m m ?=

合计

27.31kN m

20mm 水泥砂浆打底

素水泥浆结合层一道

20.65kN m

结构层: 100mm 现浇钢筋混凝土板 320.10m m 2.5m ?=

合计

2m

3. 标准层楼面

磨光花岗岩地面:磨光花岗岩块

30厚 1:3干硬性水泥砂浆,面上撒 2厚素水泥

水泥浆结合层一道

2m

结构层:100厚现浇钢筋混凝土板

320.12 m25 kNm m ?=

合计

4.372 kN/m

4. 梁自重 主梁 300mm 600mm b h ?=?

梁自重

3m 0.3m (0.60.12) m 3.6 kNm ??-=

抹灰层:10厚混合砂浆

[]20.01 m(0.60.12) 20.3m 17m 0.21m

?-?+?=

合计

3.81 kN m

一级次梁 250mm 550mm b h ?=?

梁自重

325kN m 0.25m (0.55

0.12) m 2.69kN m ??-=

合计

2.86 kNm

次梁 250mm 500mm b h ?=?

梁自重

325 m 0.25m

(0.50.12) m 2.38m ??-=

合计 2.55 kN m

5. 柱自重 框架柱 600mm 600mm b h ?=?

柱自重

3m 0.60 m0.60 mm ??=

合计 9.41kN m

构造柱 240mm 240mm b h ?=?

柱自重

325 m 0.24m 0.24m 1.44kN m ??=

合计

1.60 kN m

6. 外纵墙自重 纵墙 311.8 m (3.0 m4.8m 0.24 m-21.8m 2.1m 0.24m) /4.8m 4.4m ??????=

铝合金窗 320.35kN m 1.8m 2.1m/4.8m0.55kN m ???=

瓷 砖 外 墙 面 2(3.0 m4.8m-21.8m 2.1m) m /4.8m=0.71kN m ????

水 泥 粉 刷 内墙面

2(3.0 m4.8m-21.8m 2.1m) m /4.8m=0.51m ????

合 计

6.17 kN/m

7. 内纵墙及横墙自重 纵墙

311.8 m (3.60.6) m 0.24m

8.496kN m ?-?=

合计

9.57 m

8. 女儿墙自重 墙重及压顶 330.9m 0.24m 11.8kN m 0.1m 0.24m 25m 3.15m ??+??=

外贴瓷砖 20.5m 1.0m

0.5kN m ?= 水泥粉刷内 20.36m 1.0m 0.36kN m ?=

2.4.2 活载标准值计算 1. 屋面和楼面活载标准值

楼面:办公室 2.0 2kN/m 走廊:2.5 2kN/m

综合考虑活动隔墙及二次装修,楼面活载标准值均取 2.5 2kN/m。

2. 雪荷载

0k r s u s ==1.0×0.3 2kN/m=0.3 2kN/m

屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,两者中取大值 。

2.5 竖向荷载作用下框架受荷计算

2.5.1 恒载计算 1. 顶层

BC 跨之间屋面板传荷载:

板传纵向框架梁 B 轴:2k 5

g 7.31 kNm 1.35m 6.17kN m 8

=??=

板传纵向框架梁 C 轴:

2223k 5

g 7.31 kNm 1.35m 7.31kN m 1.2m (12(0.22)(0.22)) 14.19kN m 8??=??+??-?+=??

板传次梁: {

}

2232

k g 7.31kN m 1.35m 12(0.19)(0.19)9.23kN m ??=??-?+=??

板传横向框架主梁: {}2

2

3

2k g 7.31kN m 1.8m 12(0.19)

(0.19)9.23

kN m ??=??-?+=??

次梁传给纵向框架梁:

G k = (次梁自重 +板传荷载 )/2[](2.86kN m 9.23m) 7.2m 43.52kN =+?=

CD 跨之间屋面板传荷载:

板传纵向框架梁 D 轴 :2k 5

g 7.31kN m 1.35m 6.17kN m 8

=??=

板传给一级次梁 1/C轴 :

2223k 5

g 7.31 kNm 1.35m 7.31m 1.2m (12(0.22)(0.22)) 14.19kN m 8

??=??+??-?+=??

板传次梁: {

}

223

k g 7.31kN m 1.35m 12(0.21)(0.21)9.09kN m ??=??-?+=?? 板传给横向框架梁: {}2

2

3

k g 7.31kN m 1.35m 12(0.21)

(0.21)9.09kN ??=??-?+=??

次梁传给纵向框架梁:

G k = (次梁自重 +板传荷载 )/2=[(2.86kN m 9.09kN m) 6.3m 37.64kN +?=

B 柱受住集中力 =(纵向框架梁自重 +板传荷载 +次梁传递 +墙重) ?2

()k G 3.81kN m 2.7m 6.17m 2.7m 43.52kN 4.01kN m 2.7m 2

162.61kN

=?+?++??=

C 柱受住集中力 =(纵向框架梁自重 +板传荷载 +次梁传递) ?2

()

k G 3. 81N m 2. 7m 119k N m 2. 7m 43. 52k N 2184. 26k N

=?+?+?= D 柱受住集中力 =(纵向框架梁自重 +板传荷载 +次梁传递 +墙重) ?2

k G (3.81m 2.7m m 2.7m 37.64kN 4.01kN m 2.7m) 2

150.85kN

=?+?++??=

横向框架梁所受集中力 =(一级次梁自重 +板传荷载 +次梁传递) ?2

()k G 2.86m 2.7m 14.19m 2.7m 37.64kN 2164.59=?+?+?=

BC 跨所受均布荷载 = 横向框架梁自重 +板传荷载 ?2

k g 3.81m 9.23m 222.27kN m =+?= C — 1/C跨所受均布荷载 = 横向框架梁自重 k g 3.81m = 1/C— D 跨所受均布荷载 = 横向框架梁自重 +板传荷载 ?2

k g 3.81kN m 9.09m 221.99m =+?=

2. 标准层

BC 跨之间楼面板传荷载:

板传纵向框架梁 B 轴:2k 5

g 4.37kN m 1.35m 3.69kN m 8

=??=

板传纵向框架梁 C 轴:

2223k 5

g 4.37kN m 1.35m 4.37kN m 1.2m [12(0.22)(0.22)]8.48kN m

8

=??+??-?+=

板传次梁: {

}

223

k g 4. 37N m 1. 35m 12(0. 19) (0. 1) 5. 52k ??=??-?+=?? 板传横向框架主梁: {}

2

2

3k g 4.37kN m 1.35m 12(0.19)

(0.19)5.52kN ??=??-?+=??

次梁传给纵向框架梁:

k g =(次梁自重 +板传荷载 )/2[(2.86kN m 5.52m) 7.2m 230.17kN =+?=

CD 跨之间楼面板传荷载:

板传纵向框架梁 D 轴:2k 5

g 4.37kN m 1.35m 3.69kN m 8

=??=

板传给一级次梁 1/C:

2223k 5

g 4.37kN m 1.35m 3.82kN m 1.2m [12(0.22)(0.22)]7.88kN m 8

=??+??-?+=

板传次梁: {

}

223

k g 4. 37N m 1. 35m 12(0. 21) (0. 2) 5. 43

??=??-?+=?? 板传给横向框架梁: {}2

2

3

k g 4.37kN m 1.35m 12(0.21)

(0.21)5.43kN m

??=??-?+=??

次梁传给纵向框架梁:

G k = (次梁自重 +板传荷载 )/2=[(2.86kN m 5.43kN m) 6.3m 26.11kN +?=

B 柱受住集中力 =(纵向框架梁自重 +板传荷载 +次梁传递 +墙重) ?2

()k G 3. 81N m 2. 7m 3. 9k N m 2. 7m 30. 17N 6. 17k N m 2. 7m 2134.20kN =?+?++??=

C 柱受住集中力 =(纵向框架梁自重 +板传荷载 +次梁传递 +墙重)

()k G 3.81kN m 2.7m 8.48kN m 2.7m 30.17kN 9.57kN m 2.7m 2

178.41kN

=?+?++??=

D 柱受住集中力 =(纵向框架梁自重 +板传荷载 +次梁传递 +墙重) ?2

()k G 3.81kN m 2.7m 3.69kN m 2.7m 26.11kN 6.17kN m 2.7m 2

126.00kN

=?+?++??=

横向框架梁所受集中力 =(一级次梁自重 +板传荷载 +次梁传递 +墙重) ?2

()k G 2.86kN m 2.7m 7.85kN m 2.7m 26.11kN 6.17kN m 2.7m 2

143.47kN

=?+?++??=

BC 跨所受均布荷载 = 横向框架梁自重 +墙重 +板传荷载 ?2

k g 3.81m 9.57m 5.52m 224.42m =++?= 1/C— C 跨所受均布荷载 = 横向框架梁自重 k g 3. 81N m = 1/C— D 跨所受均布荷载 = 横向框架梁自重 +墙重 +板传荷载 ?2

k g 3.81m 9.57m 5.43kN m 224.24kN m =++?=

2.5.2 活载计算

BC 跨之间屋面板传荷载:

板传纵向框架梁 B 轴:2k 5

q 2.5kN m 1.35m 2.11kN m 8

=??=

板传纵向框架梁 C 轴:

2223k 5

q 2.5kN m 1.35m 2.5kN m 1.2m [12(0.22)(0.22)]4.85kN m 8

=??+??-?+=

板传次梁: {

}

223

k q 2. 5N m 1. 35m 12(0. 19) (0. 193. 15k ??=??-?+=?? 板传横向框架主梁: {}

2

2

3k g 2.5kN m 1.35m 12(0.19)

(0.19)3.15m ??=??-?+=??

次梁传给纵向框架梁:

k q =板传荷载 m 3.6m 11.34kN =?=

BC 跨受活载 =板传荷载 x 2m 26.30kN m =?=

CD 跨之间屋面板传荷载:

板传纵向框架梁 B 轴:2k 5

q 2.5kN m 1.35m 2.11kN m 8

=??=

板传纵向框架梁 C 轴:

2223k 5

q 2.5kN m 1.35m 2.5kN m 1.2m [12(0.22)(0.22)]4.85kN m 8

=??+??-?+=

板传次梁: {

}

223

k q 2. 5N m 1. 35m 12(0. 21) (0. 23. 11k N ??=??-?+=?? 板传横向框架主梁: {}

22

3k g 2.5kN m 1.35m 12(0.21)

(0.21)3.11kN m ??=??-?+=??

次梁传给纵向框架梁:

k q =板传荷载 m 3.15m 9.80kN =?=

1/C— D 跨受活载 =板传荷载 x 2m 26.22kN m =?=

B 柱受集中力 =(板传荷载 +次梁传递) ?2

()k q 2.11m 2.7m 11.34kN 234.07kN =?+?=

C 柱受集中力 =(板传荷载 +次梁传递) ?2

()k q 4.85m 2.7m 11.34kN 248.87kN =?+?= D 柱受集中力 =(板传荷载 +次梁传递) ?2 ()k q 2. 11N m 2. 7m

9. 80k N 230. 99k N

=?+?

= 横向框架梁所受集中力 =(板传荷载 +次梁传递) ?2

()k q 4.85m 2.7m 9.80kN 245.79kN =?+?=

2.5.3 柱自重:

标准层 :G 9.41m 3.6m 33.87kN =?= 底层: G 9.41kN m 5.4m 50.80kN =?=

图 2.5. 1竖向受荷总图 (括号内为活载 ) 单位:kN (kN/m)

2.6风荷载计算

2.6.1风荷载计算

作用在屋面梁和楼面梁节点处的风荷载标准值:

风荷载标准值公式如下:()

k z s z 0i j

ω=βμμωh +hB/2

《荷载规范》规定,高度小于 30m 或高宽比小于 1.5的房屋结构,允许不考虑风荷 载的动力影响,即取 β=1.0, B=5.4m

2.6.2 风荷载作用下的侧移验算

水平荷载作用下框架的层间侧移按下式计算:

j

j ij

v Vu =

D

(2.6.1)

表 2.6. 1 集中风荷载标准值

第一层的层间侧移值求出以后,就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值, 各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和。 顶点侧移是所有各层层间侧移 之和。

J 层侧移 j

j j j=1u =Vu ∑ (2.6.2)

顶点侧移 n

j j =1

u =V u ∑ (2.6.3)

表 2.6. 2 横向 2-5层 D 值计算

D 56917kN/m=

D 36073kN/m=

j U ΔU 0.0033m ==

侧移验算: 层间侧移最大值:1/4154<1 50="">

2.7 水平地震作用计算

本建筑建筑高度为 18.45m , 且高度和刚度沿高度均匀分布, 可采用底部剪力法计算 地震作用。

2.7.1 各层梁板柱自重标准值:

注:上表中楼梯部分板的 k 按楼面的 1.2倍考虑

表 2.7.3 梁重力荷载代表值标准值

2.7.2 各层墙自重标准值计算

表 2.7.4 各层墙自重标准值

2.7.3 各层自重标准值计算

k1=3201.78kN+1685.25kN+4200.58kN

+(1659.504+1093.764)2kN=10464.24kN

G

k23201.78kN 1685.25kN 4200.58kN 1093.764kN 10181.37kN G =+++=

k3k4k210181.37kN G G G ===

k52kN 603.91kN 1685.25kN 6905.89kN 2kN 11342.82kN G =++++= 电梯、机房及水箱取设备自重重力荷载:

电梯轿箱及设备自重:200 kN,水、水箱及设备自重:400 kN

k 200kN 400kN 38.4kN 663.34kN 1301.74kN G =+++=

2.7.4 重力荷载代表值计算

22210.5(860.22m 84.24m ) 2.5m 10464.24kN 11644.82kN G =?+?+=

2341180.58kN 10181.37kN 11361.95kN G G G ===+=

2250.5944.46m 0.3kN m 11342.82kN 11484.49kN G =??+=

电梯、机房及水箱

22

61301.74kN 0.584.24m 0.45m 1320.69kN G =+??=

重力荷载代表值如下图所示。

图 2.7.1 结构重力荷载代表值

2.7.5等效总重力荷载代表值计算

本设计抗震设防烈度为 7度,设计地震分组为第一组,二类场地,依次查表得:水平地震影响系数最大值,

max

=0.08

α, 0.35

g

T s

=

结构总的重力荷载代表值:

11644.82kN 11361.95kN 311484.49kN 1320.69kN 58535.85kN i

G =+?++=

∑

结构等效重力荷载代表值:

eq

G =0.8549755.47kN

i

G =

∑

地震作用时的 ∑i D 为各层所有各柱侧移刚度之和,

标准层:569170kN m

i

D =

∑

底层:360730kN m

i

D =

∑

2.7.6横向自振周期

结构顶点的假象侧移计算 ∑==n

1

i K Gi G V (2.7.1)

()∑=i i G D /V i ΔU (2.7.2) ()∑==n

1k K T ΔUU (2.7.3)

表 2.7.5 结构顶点的假象侧移计算

2.7.7 水平地震作用下及楼层地震剪力计算

则横向地震影响系数:g

0.91max 1

T α=(

) α0.0423T ?=

10.7131.40.49g T s T s =>=,则 n 1δ0.080.070.127T =+=

10.850.042349755.472104.66kN Ek i F G α=??=?=∑ 60.1272104.66267.29kN Ek F F δ?==?=

()11837.37kN EK n F δ-=

各质点水平地震作用的标准值

7

1

1837.37

i i

i j

j

j G H F G H

==∑

2.7.8 水平地震作用下位移验算

图 2.7.2横向水平地震作用及楼层地震剪力

层间位移 1

i

i n

ij

j V u D

=?=∑ (2.7.4)

1

n

k k i u u ==∑ (2.7.5)

层间弹性位移角 Δi i c u h θ= (2.7.6)

表 2.7.7 框架在地震荷载作用下侧移计算

最大层间弹性位移角发生在第一层:0.000942<1 50="" (满足要求)="">

2.8 框架内力计算

为简化计算,考虑如下几种单独受荷情况:

(1)恒载作用;

(2)重力荷载代表值作用; (3)活荷载作用于满跨;

(4)风荷载作用(以左向右为例) ; (5)横向水平地震作用(以左向右为例) ;

对于(1) 、 (2) 、 (3)种情况,框架在竖向荷载作用下,采用迭代法进行计算,对 于第(4) 、 (5)种情况,框架在水平荷载作用下,采用 D 值法进行计算。 2.8.1 弯矩分配系数计算

节点各杆端的弯矩分配系数可根据下式 (6.1)求得

()

12ik

ik ik

i i i μ=-

(2.8.1)

表 2.8.1 B 边柱弯矩分配系数

表 2.8.2 D 边柱弯矩分配系数

表 2.8.3 C 中柱弯矩分配系数

2.8.2框架在竖向荷载作用下的内力计算

竖向荷载作用下,框架的侧移量很小,按不考虑侧移的迭代法进行结构内力分 析。考虑内力组合的需要,对恒载、活载作用于满跨,并受重力荷载代表值作用下的 框架内力分别进行分析。

从框架的受荷总图可知,梁受荷情况如下图(2.8.1、 2.8.2)所示:

图 2.8.1 B~C跨竖向均布荷载

图 2.8.2 C~D跨竖向荷载

均布荷载作用下 BC 跨固端弯矩:

2--/12BC CB M M ql == CD 跨:均布荷载单独作用时,

2--/12CE CE M M ql == 集中力 P F 作用时:

22

P CE

F ab M l =-

22P EC

F a b M l =

均布荷载和集中荷载偏心引起的固端弯矩构成节点不平衡弯矩:

-M Fe =集中荷载 12M M M =+梁固端

依次算得各种条件下的固端弯矩及节点不平衡弯矩。 将固端弯矩填入杆端,节点不平衡弯矩填入内方框中。 重力荷载代表值作用时的取值: 屋面层:=Ei G 恒载 +0.5雪荷载 一般层:=Ei G 恒载 +0.5楼面活载

将固端弯矩填入杆端,节点不平衡弯矩填入内方框中,进行迭代计算直至杆端弯矩 趋于稳定,最后按式 (2.8.2)求得各杆端弯矩。

() g

ik ik ik

ik ki M M M M M '''=+++ (2.8.2)

剪力按式 (2.8.3)和式 (2.8.4)计算:

0-() /lk olk ijk jik V V M M l =+

(2.8.3) 0-() /rk ork ijk jik V V M M l =+

(2.8.4)

轴力按式 (2.8.5)计算: -l u l

r N N V V =+ (2.8.5)

图 2.8.3恒载作用下的迭代计算(单位 : kN m )

表 2.8.4 恒荷载作用下集中荷载处弯矩

表 2.8.5 恒荷载作用下均布荷载处梁端剪力

25

表 2.8.6 恒荷载作用下集中荷载处梁端剪力

表 2.8.6 恒荷载作用下轴力

26

图 2.8.4 恒载作用下弯矩图 (单位:kN m )

图 2.8.5 恒载作用下剪力图(单位:kN )

图 2.8.6 恒载作用下轴力图 (单位:kN )

29

30

图 2.8.7活荷载满跨布置时迭代计算(单位:kN m )

表 2.8.7 活荷载满跨布置作用下集中荷载处弯矩

表 2.8.8 活荷载满跨布置作用下均布荷载处梁端剪力

31

表 2.8.9 活荷载满跨布置作用下集中力处梁端剪力

表 2.8.10 活荷载满跨布置作用下轴力

32

图 2.8.8 活荷载满跨布置作用下弯矩图 (单位:kN m )

33

图 2.8.9 活荷载满跨布置作用下剪力图 (单位:kN )

34

图 2.8.10 活荷载满跨布置作用下轴力图 (单位:kN )

35

36

图 2.8.11 重力荷载代表值作用下迭代计算(单位:kN m )

表 2.8.11 重力荷载代表值作用下集中荷载处弯矩

表 2.8.12 重力荷载代表值作用下均布荷载处梁端剪力

37

表 2.8.13 重力荷载代表值作用下集中荷载处梁端剪力

表 2.8.14 重力荷载代表值作用下轴力

38

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