建筑暖通设计培训课件之——供暖工程

建筑暖通设计培训课件之——供暖工程1供暖是指用人工方法向室内供给热量，以创造适宜的生活或工作条件的技术。供暖的主要目的就是不断地向房间供给相应的热量，维持房间必须的温度，以改善工作和生活条件。第一节、供暖系统的组成•热媒制备设施/热源；•热媒输送管道；•热媒利用设施/散热设备。供暖方式•1.局部供暖：将热源和散热设备合并成一个整体，分散设置在各个房间里，叫做局部供暖。如火炉、火墙、火炕、电红外线供暖、等均属于局部供暖。•2.集中供暖：热源和散热设备分别设置，热源通过热媒管道向各个房间或各个建筑物供给热量的供暖系统，称为集中式供暖系统。以热水和蒸汽作为热媒的集中采暖系统可以较好地满足人们生活、工作以及生产对室内温度的要求，并且卫生条件好，减少了对环境的污染。供暖系统的分类（集中供暖）•热媒：热水供暖系统；蒸汽供暖系统；热风供暖系统。•散热方式：对流供暖－散热器供暖系统；辐射供暖－金属板辐射或顶棚、地板辐射。供暖系统的设计热负荷•供暖系统的设计热负荷，是指在设计室外温度tw下，为了达到要求的室内温度tn，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量Q。•供暖系统的设计热负荷一般包括：•围护结构的基本耗热量，•围护结构的附加耗热量，•冷风渗透及侵入耗热量，•有时还需考虑建筑物内部散热以抵消若干耗热量，如人员较多的公共建筑应适当考虑人体的散热量等。一、围护结构的基本耗热量•围护结构基本耗热量指经过墙、窗、门、地面和屋顶等，由于室内外的空气温差而造成的从室内传向室外的热量。)(wnttaKFQα——围护结构的温差修正系数，主要用于计算与大气不直接接触的外围护结构基本耗热量。W民用及工业辅助建筑的冬季室温要求序号房间名称室温（℃）序号房间名称室温（℃）1卧室和起居室186存衣室162厕所、盥洗室167哺乳室203食堂148淋浴室254办公室、休息室189淋浴室的换衣室235技术资料室1610女工卫生室23二、围护结构的修正耗热量1.朝向修正耗热量•朝向修正耗热量是考虑建筑物受太阳照射影响而对围护结构基本耗热量的修正。**2.风力修正耗热量•风力修正耗热量是考虑室外风速变化而对围护结构耗热量的修正。•对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物以及营区内特别突出的建筑物，应考虑垂直外围护结构附加5％～10％。•北、东北、西北0％～－10％•东、西－5％•东南、西南－10％～－15％•南－15％～－25％•选用朝向修正时，应考虑当地冬季日照率，建筑物使用和被遮挡情况。对于冬季日照率小于35％的地区，东南、西南和南向修正率，宜采用-10％～0％，东、西向可不加以修正。3.高度修正耗热量•高度修正耗热量是考虑房间的高度对围护结构耗热量的影响而附加的耗热量。•当房间高度在4m以下时，可以不考虑高度附加。高度超过4m时，每高出1m附加2％，但总的附加率不应大于15％。综合上述，建筑物或房间在室外供暖计算温度下，通过维护结构的总耗热量Q1,可用下式表示•Q1＝Q1.j+Q1.xW三、加热进入室内冷空气所需热量1.冷风渗透耗热量•在风力和热压造成的室内外压差作用下，室外的冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内，被加热后又逸出室外。把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量，称为冷风滲透耗热量。影响冷风渗透耗热量的因素很多，如门窗构造、门窗朝向、室外风向和风速、室内外空气温差、建筑物高低以及建筑物内部通道状况等。2.外门冷风侵入耗热量•冷空气由开启的外门侵入室内，把这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量称为冷风侵入耗热量。•由于流入的冷空气量Vw不易确定，因此对于开启时间不长的外门如果能确定冷风侵入量V，冷风侵入耗热量可以采用外门的基本耗热量乘以下列百分数的简便方法进行计算。•无门斗的双层外门100n％•有门斗的双层外门80n％•无门斗的单层外门65n％•对出入频繁的公共建筑主要出入口，其外门冷风侵入耗热量，可按外门冷风侵入耗热量的5倍考虑。第二节室内热水供暖系统•以热水为热媒的供暖系统，称为热水供暖系统。热水供暖系统是目前广泛使用的一种供暖系统。居住和公共建筑常采用热水供暖系统。分类•1.按系统循环动力不同，可分为重力（自然）循环系统和机械循环系统。靠水的密度差进行循环的系统，称为重力循环系统；靠机械（水泵）力进行循环的系统，称为机械循环系统。•2.按系统供、回水方式不同，可分为单管系统和双管系统。热水经立管或水平供水管顺序流过多组散热器，并顺序地在各散热器中冷却的系统，称为单管系统。热水经供水立管或水平供水管平行地分配给多组散热器，冷却后的回水自每个散热器直接沿回水立管或水平回水管流回热源的系统，称为双管系统。3.按系统的管道敷设方式不同，可分为垂直式系统和水平式系统。4.按热媒温度不同，可分为低温热水供暖系统（热水温度低于100℃）和高温热水供暖系统（热水温度高于100℃）。•室内热水供暖系统大多采用低温水作为热媒。设计供、回水温度多采用95℃/70℃（也有采用85℃/60℃）。高温水供暖系统一般宜在生产厂房中应用。设计供、回水温度大多采用120～130℃/70～80℃。机械循环热水供暖系统•系统中设置了循环水泵，靠水泵的机械能使水在系统中强制循环。（一）主要形式1.机械循环上供下回式热水供暖系统213立管I4IIIIIIVV3机械循环上供下回式热水供暖系统•在机械循环系统中，水流速度往往超过自水中分离出来的空气气泡的浮升速度。为了使气泡不致被带入立管，供水干管应按水流方向设上升坡度，使气泡随水流方向流动汇集到系统的最高点，通过设在最高点的排气装置，将空气排出系统外。供回水干管的坡度宜采用0.3％，不得小于0.2％。回水干管的坡向与自然循环系统相同，应使系统水能顺利排出。2.机械循环下供下回式双管系统•系统的供水和回水干管都敷设在底层散热器下面。在设有地下室的建筑物中或在平屋顶建筑棚下难以布置供水干管的场合，常采用下供下回式系统。•下供下回式系统排除空气的方式主要有两种：通过顶层散热器的冷风阀手动分散排气。或通过专设的空气管手动或自动集中排气。为避免立管中的水通过空气管串流，集气装置的连接位置，应比水平空气管低h米以上，即应大于图中a和b两点在供暖系统运行时的压差值。12a453bh6机械循环下供下回式系统异程式系统与同程式系统•通过各个立管的循环环路的总长度不相等。这种布置形式称为异程式系统。•同程式系统的特点是通过各个立管的循环环路的总长度都相等。142立管IIIIIIIV3同程式系统散热器•散热器的功能是将供暖系统热媒所携带的热量通过散热器壁面传给房间。•对散热器的基本要求主要有以下几点：1.热工性能方面的要求散热器的传热系数K值越高，说明其散热性能越好。可以采用增加外壁散热面积（在外壁上加肋片），提高散热器周围空气流动速度和增加散热器向外辐射散热的比例等措施来提高散热器的传热系数。2.经济方面的要求散热器传给房间的单位热量所需金属耗量越少，成本越低，其经济性越好。3.安装使用和工艺方面的要求散热器应具有一定机械强度和承压能力；散热器的结构形式应便于组合成所需要的散热面积，结构尺寸要小，少占房间面积和空间；散热器的生产工艺应满足大批量生产的要求。4.卫生美观方面的要求散热器外表面光滑，不积灰和易于清扫。在公共建筑中，散热器的形式、色泽、装璜应与房间的内部装饰相协调。5.使用寿命的要求散热器应耐腐蚀，不易损坏和使用年限长。•按其制造材质，主要有铸铁、钢制散热器两大类。按其构造形式，主要分为柱型、翼型、管型、平板型等。（a）（b）L59127541000（750）213.043×85170±1.5115B（d）BH1HH11341604-16均布（c）H1（a）（b）L59127541000（750）213.043×85170±1.5115B（d）BH1HH11341604-16均布（c）H1圆翼型长翼型柱型散热器（a）（b）L59127541000（750）213.043×85170±1.5115B（d）BH1HH11341604-16均布（c）H1（a）（b）L59127541000（750）213.043×85170±1.5115B（d）BH1HH11341604-16均布（c）H1闭式钢串片对流散热器示意图120150300757080752550L50DN2014012024015030100L50DN2550H2LHBH1（a）（b）120150300757080752550L50DN2014012024015030100L50DN2550H2LHBH1（a）（b）钢制板型散热器示意图散热器的布置•1.散热器一般应安装在外墙的窗台下，这样，沿散热器上升的对流热气流能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和玻璃冷辐射的影响，使流经室内的空气比较暖和舒适。•2.为防止散热器冻裂，两道外门之间不允许设置散热器。在楼梯间或其它有冻结危险的场所，其散热器应由单独的立、支管供热，且不得装设调节阀。•3.散热器一般采用明装，内部装修要求较高的营房可采用暗装。托儿所和幼儿园一般采用暗装或加防护罩，以防烫伤儿童。•4.在垂直单管和双管热水供暖系统中，一房间的两组散热器可以串联连接；贮藏室、洗室、厕所和厨房等辅助用室及走廊的散热器可与邻室串联连接。两串联散热器之间的串联管直径应与散热器接口直径相同，以便水流畅通。•5.在楼梯间布置散热器时，考虑楼梯间热气流上升的特点，应尽量布置在底层或按一定比例分布在下部各层。地板辐射采暖•管材的选用•为了在地面热辐射采暖设计做到技术先进，经济合理，安全适用。首先要对地面热辐射管材进行比较和选用。目前随着我国塑料高科技工业的飞速发展，多种塑料管道制品在建筑业广泛使用，其中可用于低温热水地板辐射采暖的管道有PPC（聚丙烯）．PEX（交联聚乙烯）等，现将几种管材加以比较：•1.PPC：重量最轻，抗老化性最好，耐压性好（40kg/m2），价格低廉但其分子结构决定了在一点发生破裂有可能造成纵向断裂。•2.PEX：分子结构成三维交联网状结构，从而具有良好的耐高温耐压性，稳定性和持久性’还要注意PEX管材重要检验指标——交联度，交联度的高低是标志PEX管材耐温耐压，使用寿命的重要指标，交联度越高越好，根据我国国家化学建材检测标准，交联度必须＞＝65，联度达不到此指标的管材，耐温性很差，使用寿命短，有软化变形，塑层脱落，破裂等隐患，以稳妥起见应选用交联度＞80的管材为好。•管件和保温材料的选用•1.管件选用时应保证连接可靠、不渗漏、不腐蚀管件外观应完整、无缺损、无变形、无开裂•2.保温温板宜采用聚苯乙烯泡沫塑料，其物理性性能应符合下列要求：1）应小于20ｋｇ／ｍ32）导热系数不应大于0.05w/m.k3）压缩强度不应小于100kPa4）吸湿率不应大于6%5）氧指数不应小于32%•当采用其它保温材料时，除密度外的其他物理性能均应符合上述要求。采暖热负荷的计算•1.地面辐射采暖热负荷计算应按《采暖通风及空气调节设计规范》GBJ19的规定执行外，在设计中不应计算设有加热管道地面的耗热量，并且采暖热负荷宜取房间常规计算的95%或将室内计算温度降低2OC。•2.采用集中供暖分户独立热源的住宅，确定房间热负荷时，应考虑间歇供暖的修正系数。•3.地面辐射用于房间局部区域采暖，其它区域不采暖时，地面辐射所需散热量按全面辐射采暖所需热量.•4.地面辐射采暖的有效散热量应计算确定，并计算室内设备，家具及地面覆盖物等对有效散热量的折减。•地面热辐射采暖的系统设计1.地面辐射采暖必须采用热水做媒体。供水温度宜采用40——60OC，供回水温差宜采用5——10OC。同一热源输配系统的各房间，应按相同的水温计算。2.面辐射采暖的地表面平均温度宜采用下列数值：（1）经常有人停留的地面24~26OC（2）短期有人停留的地面28~30OC（3）无人停留的地面35~40OC3.地面辐射采暖系统工作压力应小于等于0.8Mpa,当超过上述压力时，应采取相应的措施。地面辐射采暖系统的阻力应计算确定。系统的总阻力取延程阻力的120%。加热管内水的流速必应小于0.25%