水暖工程常用公式与数据速查手册
一、常用计算公式
1. 流量与管径计算
- 流量公式：Q = v × A
其中：Q—流量（m³/s）；v—流速（m/s）；A—管道截面积（m²），A = πd²/4（d为管道内径，m）。
- 管径计算：d = √(4Q/(πv))
- 常用流速推荐：生活给水管1.0~1.5 m/s；消防管≤2.5 m/s；热水管0.8~1.2 m/s；冷却水管1.5~2.5 m/s。
2. 沿程水头损失（达西公式）
- hf = λ × (L/d) × (v²/2g)
其中：hf—沿程水头损失（m）；λ—沿程阻力系数；L—管长（m）；d—内径（m）；v—流速（m/s）；g—重力加速度（9.81 m/s²）。
- 舍维列夫公式（旧铸铁管及钢管）：λ = 0.021/d^0.3 （v≥1.2 m/s）
3. 局部水头损失
- h_j = Σζ × (v²/2g)
其中：ζ—局部阻力系数，查手册；Σζ—各局部阻力系数之和。
4. 水泵扬程计算
- H = Hst + hf + hj + (p2 - p1)/(ρg) + (v2² - v_1²)/(2g)
简化：H ≈ 静扬程 + 管路总水头损失 + 设备所需压头。
5. 采暖热负荷估算
- 民用建筑：Q = q × A
其中：Q—热负荷（W）；q—单位面积热指标（W/m²）；A—建筑面积（m²）。
- 常用热指标：住宅40~60 W/m²；办公楼50~80 W/m²；医院、幼儿园60~100 W/m²。
6. 散热器片数计算
- n = Q / (qs × β1 × β2 × β3)
其中：Q—房间热负荷（W）；qs—单片散热器散热量（W/片）；β1—组装片数修正；β2—连接方式修正；β3—安装形式修正。
7. 热水加热器加热面积
- F = (1.1~1.2) × Q / (K × Δt)
其中：F—加热面积（m²）；Q—换热量（W）；K—传热系数（W/(m²·℃)）；Δt—对数平均温差（℃）。
8. 膨胀水箱容积
- Ve = α × Δt × Vs
其中：Ve—膨胀水量（L）；α—水的体积膨胀系数（0.0006/℃）；Δt—最大水温差（℃）；Vs—系统水容量（L）。
膨胀水箱有效容积一般取V_e的1.2~1.5倍。
- 管道支架间距
- 钢管水平安装支架最大间距：DN15~25：2.0~2.5 m；DN32~50：2.5~3.0 m；DN65~100：3.5~4.0 m；DN125~200：4.5~6.0 m。
- 垂直安装支架间距：1.5~2.0 m，每层至少1个。
- 防水套管尺寸
- 套管直径 = 管道外径 + 20~40 mm（一般取30 mm）。
- 穿墙套管长度 = 墙厚 + 20~30 mm。
二、常用数据速查
- 水的特性
- 密度：1000 kg/m³（4℃）。
- 比热容：4.187 kJ/(kg·℃)。
- 体积膨胀系数：0.0006/℃。
- 钢材线膨胀系数
- 普通钢管：0.012 mm/(m·℃)。
- 管道公称直径与英寸对照
- DN15—1/2"；DN20—3/4"；DN25—1"；DN32—1¼"；DN40—1½"；DN50—2"；DN65—2½"；DN80—3"；DN100—4"；DN125—5"；DN150—6"；DN200—8"。
- 常用管材规格
- 焊接钢管：DN15~DN200。
- PP-R管：De20、De25、De32、De40、De50、De63、De75、De90、De110。
- 铜管：φ12.7、φ15.88、φ19.05、φ22.2、φ28.6、φ34.9、φ42.7、φ54.0。
- 散热器散热量参考（标准工况ΔT=64.5℃）
- 铸铁四柱760：约130 W/片。
- 钢制板式600×1000：约1200 W/组。
6. 水泵功率估算
- P = (ρgQH)/(1000η)
其中：P—轴功率（kW）；ρ—水密度（1000 kg/m³）；Q—流量（m³/s）；H—扬程（m）；η—水泵效率（0.6~0.8）。
- 管道保温厚度推荐
- 介质温度≤100℃：DN≤50，保温厚30 mm；DN65~150，保温厚40 mm；DN≥200，保温厚50 mm。
- 水压试验压力
- 给水管道：试验压力为工作压力的1.5倍且不小于0.6 MPa。
- 采暖管道：试验压力为工作压力的1.5倍且不小于0.3 MPa。
- 坡度设置
- 给水横管：0.002~0.005，坡向泄水装置。
- 排水横管：按管径查表，一般DN50:0.035；DN75:0.025；DN100:0.020；DN150:0.010。
- 水质要求
- 热水供应：总硬度≤300 mg/L（以CaCO₃计）。
- 采暖系统：补水总硬度≤0.6 mmol/L。
三、设计注意事项
- 管道穿墙、楼板处应设套管，卫生间套管高出地面50 mm。
- 热水管道应设补偿器，直线长度超过40 m时考虑。
- 水泵进出口应设柔性接头及阀门，出口设止回阀。
- 膨胀水箱应设在系统最高点，且不承受静水压力。
- 排水立管每隔一层设检查口，水平横管起点设清扫口。
