地板輻射采暖設(shè)計說明書.doc

目錄第一章概述11.1設(shè)計目的11.2設(shè)計任務(wù)11.3 工程概況1第二章技術(shù)參數(shù)22.1 氣象資料22.2 室內(nèi)設(shè)計參數(shù)22.3 建筑參數(shù)2第三章供暖熱負(fù)荷計算43.1起居室熱負(fù)荷計算43.1.1 圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量計算43.1.2 冷風(fēng)滲透耗熱量計算63.2 其他房間負(fù)荷計算6第四章 供暖系統(tǒng)設(shè)計84.1熱源條件84.2 供暖系統(tǒng)形式選擇84.3 加熱管的選擇及布置84.3.1 塑料管材的選用84.3.2 埋地管的敷設(shè)84.4 低溫?zé)崴匕遢椛涔┡嵩O(shè)備的選擇計算94.4.1 計算方法94.4.2 相關(guān)房間采暖盤管計算104.4.3 地暖盤管管徑及其立管管徑的確定.第五章采暖水系統(tǒng)設(shè)計105.1 系統(tǒng)水力計算方法105.2 戶內(nèi)環(huán)路水力計算105.3 室外管網(wǎng)水力計算10 第六章 管道的保溫116.1保溫管道的確定原則126.2保溫材料的選擇12設(shè)計總結(jié)13致謝14參考文獻15第一章 概述1.1設(shè)計目的供熱工程課程設(shè)計是供熱工程課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)與內(nèi)容，是在學(xué)完該這門專業(yè)課之后進行的一次重要實踐訓(xùn)練，是理論聯(lián)系實際的重要階段，通過這一實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握供熱工程的基本理論和基本設(shè)計程序，同時也使學(xué)生學(xué)會查閱和使用設(shè)計資料，培養(yǎng)和提高學(xué)生運用所學(xué)課程知識分析并解決工程問題的能力。1.2設(shè)計任務(wù)完成該工程的供熱系統(tǒng)設(shè)計，內(nèi)容包括：供暖熱負(fù)荷計算、方案選擇，加熱盤管的敷設(shè).水力計算、施工圖繪制等。1.3 工程概況本工程為地處天津市一棟居民樓建筑供暖系統(tǒng)設(shè)計，根據(jù)業(yè)主要求采用低溫地板輻射采暖形式。建筑面積4261m2，本工程建筑層數(shù)為地上3層，各層層高為3m。建筑高度：9m。第二章 技術(shù)參數(shù)2.1 氣象資料查閱相關(guān)文獻資料查得工程地點天津市的相關(guān)氣象資料如下表所示表2.1 室外氣象參數(shù)表地理位置大氣壓力（m bar）室外平均風(fēng)速（m/s）冬季最多風(fēng)向平均風(fēng)速北緯東經(jīng)3906117101026.62.41.9室外設(shè)計參數(shù)（冬季）如下表：表2.2 室外計算參數(shù)表冬季空調(diào)室外計算溫度干球溫度（）冬季空調(diào)室外計算溫度相對濕度采暖室外計算溫度()-20.669%-72.2 室內(nèi)設(shè)計參數(shù)根據(jù)規(guī)范和本工程的設(shè)計特點，由于采用的是地板輻射采暖，根據(jù)輻射采暖特點及天津市氣象條件，可適當(dāng)降低室內(nèi)設(shè)計溫度，因此室內(nèi)設(shè)計溫度采用20。2.3 建筑參數(shù)圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)：外墻： k=0.43W/m2K外窗： k=2.2W/m2K外大門： k=2.33W/m2K南陽臺外門： k=3.26W/m2K地帶1： k=0.47W/m2K地帶2： k=0.22W/m2K地帶3： k=0.12 W/m2K頂棚： k=0.36 W/m2K圍護結(jié)構(gòu)特征，溫差修正系數(shù)=1朝向修正率采暖通風(fēng)空調(diào)設(shè)計規(guī)范（GB50019-2003）給出了宜采用的修正率值：北.西北.東北 010% ； 東南.西南 -10%-15%東 西 -5% ； 南 -15%-30%要求選用時，要考慮當(dāng)?shù)氐亩救照章?，太陽輻射照度，建筑物的使用和被遮擋等情況。當(dāng)冬季日照率小于35%時，東南，西南和南向的修正率，宜采用-10%0，東，西可不修正。溫差修正系數(shù)表如圖：圍護結(jié)構(gòu)特性a外墻.屋頂.地面.與室外相通的樓板悶頂.與室外空氣相通的非供暖地下室上面的樓板與有外門窗的不供暖樓梯間相鄰的隔墻（16層建筑）與有外門窗的不供暖樓梯間相鄰的隔墻（730層建筑）非供暖地下室上面的樓板.外墻上有窗時非供暖地下室上面的樓板.外墻上無窗且位于室外地坪以上時非供暖地下室上面的樓板.外墻上無窗且位于室外地坪以下時與有外門窗的非供暖房間相鄰的隔墻與無外門窗的非供暖房間相鄰的隔墻伸縮縫墻.沉降縫墻防震縫墻1.00.90.60.50.750.60.40.70.40.30.7第三章 供暖熱負(fù)荷計算3.1 1單元1號樓起居室F1-1熱負(fù)荷計算3.1.1 圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量計算圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量按下式計算：q=KF(tn-tw)a式中q圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量（W）；K圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)W/(m2K)；F圍護結(jié)構(gòu)的傳熱面積（m2）；tn供暖室內(nèi)計算溫度（）；tw供暖室外計算溫度（）；a圍護結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)。 1、外墻，外窗傳熱耗熱量計算北外墻F=3.63.0-1.51.8m2=8.1m2 xch=0，k=0.43W/m2K北外墻的傳熱耗熱量為:q1=aKFtn-tw1+xch =10.438.120+7=94.04W北外窗F=1.51.8m2=2.7m2 xch=0，k=2.2W/m2K北外窗的傳熱耗熱量為q1=aKFtn-tw1+xch=12.28.120+71=160.38W西外墻F=6.63-1.51.8m2=17.1m2 xch=-5%，k=0.43W/m2K西外墻的傳熱耗熱量為q1=aKFtn-tw1+xch=10.4317.120+71-0.05=188.60W西外窗F=（1.51.8）m2=2.7m2 xch=-5%，k=2.2W/m2K西外窗的傳熱耗熱量為q1=aKFtn-tw1+xch =12.22.720+71-0.05=152.36W2、地帶傳熱耗熱量計算地帶1q1=aKFtn-tw1+xchK=0.47 W/m2K地帶1的傳熱耗熱量為 =10.4720.420+71=258.88W地帶2q1=aKFtn-tw1+xchK=0.23W/m2K地帶2的傳熱耗熱量為 =10.231020+71=62.1W地帶3q1=aKFtn-tw1+xchK=0.12W/m2K地帶3的傳熱耗熱量為 =10.12420+71=12.96W3、外門傳熱耗熱量計算東外門F=0.92=1.8m2, K=2.33W/m2K， xch=-5%東外門的傳熱耗熱量為q1=aKFtn-tw1+xch=12.331.820+71-0.05=107.58W 4.頂棚（第三樓起居室）傳熱耗熱量計算頂棚 F=6.62+1.62+10+4=30.43m2K=0.36W/m2K， xch=0%頂棚的傳熱耗熱量為q1=aKFtn-tw1+xch=10.3630.4320+71=295.78W 3.1.2 冷風(fēng)滲透耗熱量計算冷風(fēng)滲透耗熱量計算采用縫隙法進行計算。室內(nèi)滲透冷空氣量計算按下式計算：V=Lln m3/h式中：L每米門，窗縫隙滲入室內(nèi)的空氣量，按當(dāng)?shù)囟臼彝馄骄L(fēng)速，采用表1-6的數(shù)據(jù)，m3/(hm)l門.窗縫隙的計算長度,m；n滲透空氣量的朝向修正系數(shù)。天津市冷風(fēng)朝向修正系數(shù)：北東南西1.00.20.150.4門.窗縫隙的計算長度：當(dāng)房間僅有一面或相鄰兩面外墻時，全部計入其門.窗可開啟部分的縫隙長度；確定門.窗縫隙滲入空氣量V后，冷風(fēng)滲透耗熱量Q2，可按下試計算Q2=0.278wcp（tn-tw） W天津市冬季室外平均風(fēng)速: vpj=2.4 m/s 西外窗：平開鋁窗（尺寸1.51.8），窗型為兩扇一開窗：可開啟，帶上亮，高0.5m：可開啟縫隙總長：1.5+2.6=4.1L=0.18m3/(h.m)V=0.180.44.1=0.3 m3/hQ2=0.2780.31.3427=3.0 W(不計入)東外門：雙層木門（0.92.0）門型：無上亮，單扇門，可開啟縫隙總長：（0.9+2）2=5.8L=1.642=3.28m3/(h.m)V=3.285.80.2=3.8 m3/hQ2=0.2783.81.3427=38.22W北外窗:如西窗，可開啟縫隙總長：4.1mL=0.18m3/(h.m)V=0.184.11=0.738m3/hQ2=0.2780.7381.3427=7.42 W根據(jù)氣象參數(shù)可算得起居室的冷風(fēng)滲透耗熱量為3.0+7.42=10.42kW。根據(jù)以上計算，起居室負(fù)荷計算結(jié)果列表如下： 3.2 其他房間負(fù)荷計算其他房間負(fù)荷計算與起居室熱負(fù)荷計算方法相同，現(xiàn)將其他房間負(fù)荷列表如下：熱負(fù)荷計算匯總?cè)缦卤淼谒恼?供暖系統(tǒng)設(shè)計4.1熱源條件熱源：城市供熱管網(wǎng)。熱水參數(shù)：供水溫度：tg=95；回水溫度：th=70；供水壓差：p=20000Pa。熱力入口位置：如圖所示，位于樓梯間；供水管管徑：DN=20mm。4.2 供暖系統(tǒng)形式選擇根據(jù)設(shè)計要求，本設(shè)計采用低溫地板輻射采暖形式。4.3 加熱管的選擇及布置4.3.1 塑料管材的選用目前建筑供暖埋地管主要有UPVC 管、CPVC 管、PB 管、PAP 管、PE - X 管、PP - R 管、ABS 管、不銹鋼塑料復(fù)合管等。我國常用的主要有PAP 管、PE - X管和PP - R 管。它們除具有塑料管質(zhì)量輕、耐腐蝕、不易結(jié)垢、使用壽命長等優(yōu)點外,還具有以下特點:良好的衛(wèi)生性能,可用于飲用水系統(tǒng)且可避免金屬管材常出現(xiàn)的“銹水”現(xiàn)象;較好的耐熱性能,上述3 種管材的最高工作溫度均可達95 ;安裝方便,連接可靠。本工程根據(jù)設(shè)計條件選用PE-X管。4.3.2 埋地管的敷設(shè)管的敷設(shè)形式有：單蛇形、雙蛇形，中回型、交錯雙蛇形、單回形、雙回形。埋管鋪設(shè)廣泛采用雙回形布置方式，其熱工性能比較好，供熱溫度場溫度梯度小，舒適性好。本設(shè)計管道采用中回型布置方式。為了保證地?zé)岜P管的安全有效運行，施工要注意以下問題：地?zé)峁苁┕で氨仨殞Φ孛孢M行硬化和找平, 當(dāng)房間面積超過或長度超過6m時, 現(xiàn)澆填充層應(yīng)設(shè)置伸縮縫, 伸縮縫間距應(yīng)小于10m。由于每個環(huán)路的阻力不宜超過30kPa , 這樣就決定了每個環(huán)路的盤管長度不能過長, 不宜超過120m。4.4 低溫?zé)崴匕遢椛涔┡嵩O(shè)備的選擇計算4.4.1 計算方法輻射地板選擇計算的主要任務(wù)是在設(shè)計供回水溫度下，確定滿足散熱量要求的管徑和加熱管間距。加熱管的間距，應(yīng)根據(jù)房間熱負(fù)荷、地面散熱量、室內(nèi)計算溫度、平均水溫及地面?zhèn)鳠釤嶙璧却_定。（1）地板輻射符合確定全面輻射供暖的熱負(fù)荷為第三章所示的負(fù)荷計算。本設(shè)計的房間一樓為商場，三樓、四樓為辦公類建筑，應(yīng)使用全面輻射供暖。（2）輻射供暖地面散熱量采用地板輻射供暖時，地面作為散熱面，充當(dāng)供暖系統(tǒng)的散熱設(shè)備。輻射供暖地面與周圍空氣對流換熱和與周圍物體建輻射散熱換熱向房間供給熱量。因此，單位地板面積散熱量q可用下列公式計算q=qf+qdqf=5tbj+2731004-tfj+2731004qd=2.13tbj-tn1.31式中qf單位地板面積以輻射換熱方式供給房間的熱量，W/m2；qd單位地板面積以對流換熱方式供給房間的熱量，W/m2；tbj地板表面平均溫度，；tfj室內(nèi)非加熱表面的加權(quán)平均溫度，；tn供暖室內(nèi)計算溫度，。（3）房間所需的地面散熱量在進行輻射供暖設(shè)計，確定加熱管間距時，以房間所需的地面散熱量為依據(jù)。單位地板面積所需散熱量qx為qx=QF式中F敷設(shè)加熱管的地面面積（m2）；Q房間所需的地面散熱量（W）。按以上計算得出結(jié)果查供熱工程附表B-9可得加熱盤管的合理間距，表中的加熱盤管間距在100300mm之間。選取了加熱盤管的間距，可按照敷設(shè)的面積計算出地?zé)岜P管的敷設(shè)長度。并應(yīng)該校核地表面的平均溫度，確保其不超過它的最高限額。根據(jù)地面輻射采暖技術(shù)規(guī)程中相關(guān)規(guī)定，地表面平均溫度可按下式計算：tpj=tn+9.82qx1000.9694.4.2 相關(guān)房間采暖盤管計算（1）起居室采暖盤管計算起居室面積為30.43m2，房間負(fù)荷1047.32W，則單位地面的散熱量qx=QF=1047.3230.43=34.42W/m2供水溫度：tg=45；回水溫度：th=35,即供回水平均溫度為40。房間內(nèi)設(shè)計溫度為20。當(dāng)房間供暖盤管布滿整個面積時，采用最大間距300mm布管時，地板單位面積散熱量為66.8W/m2,即散熱量將大于房間熱負(fù)荷。所以本設(shè)計采用最大間距300mm為間距，布管面積小于房間面積的布置方法布置地?zé)岜P管。盤管布置面積為：面積=房間熱負(fù)荷/單位地板面積散熱量 =1047.32/66.8=15.68m2。 (2)其他房間采暖盤管計算其他房間的采暖盤管計算與商場的計算方法相同。所有盤管間距都為300mm。4.4.3地暖盤管管徑及其立管管徑的確定一般來說，地暖盤管管徑不需要計算，在大多數(shù)民用建筑中，用De20(DN15)的管徑就可以滿足要求。計算立管管徑時，先計算出該段立管所帶負(fù)荷，以便求出流量，把比摩阻控制在80120Pa/m范圍內(nèi)選擇管徑。第五章 采暖水系統(tǒng)設(shè)計5.1 系統(tǒng)水力計算方法總阻力： P=Py+Pj=RL+Pj （5-1）比摩阻： R=d22 （5-2）雷諾數(shù)： Re=d （5-3）摩擦阻力系數(shù)： =0.3164Re0.25 （5-4）水流量： G=0.86Qtg-th （5-5）式中：計算管段的壓力損失，Pa; Py計算管段的沿程損失，Pa； Pj計算管段的局部損失，Pa； R每米管長的沿程損失，Pa/m； L管段長度，m； 摩擦阻力系數(shù) d管子內(nèi)徑，mm； v熱煤在管中的流速，m/s； 熱煤密度，kg/m； 熱煤的運動粘滯系數(shù)，這里平均溫度為83，取。 5.2 戶內(nèi)環(huán)路水力計算本系統(tǒng)采用下供下回垂直雙管并聯(lián)系統(tǒng)，戶內(nèi)為水平單管閉合式，各組盤管并聯(lián)。根據(jù)地面輻射采暖交聚乙烯管道工程技術(shù)規(guī)程附錄B，由水量查得管段比摩阻，算得沿程阻力。系統(tǒng)管道的總阻力取沿程阻力的120%。計算結(jié)果如下表所示：第六章 管道的保溫為了減少熱媒在輸送過程中的熱損失，節(jié)約燃料；保證操作人員的安全，改造勞動條件；保證熱媒的使用溫度等，需要對供熱管道及其附件采取保溫措施。6.1保溫管道的確定原則保溫管道的確定原則如下：（1）敷設(shè)在地下管溝、屋頂管溝，設(shè)備層內(nèi)、悶頂及豎井內(nèi)的采暖管道。（2）設(shè)在室內(nèi)的供回水干管、主立管及暗裝的采暖支管；（3）管道敷設(shè)在容易被凍結(jié)的地方；（4）管道通過的房間或地點，需要采暖管道采取保溫措施時；6.2保溫材料的選擇水泥膨脹珍珠巖管殼，具有較好的保溫性能，產(chǎn)量大，價格比較便宜，是目前管道保溫常用的材料。巖棉、礦棉及玻璃棉管殼，保溫性能好，無毒、耐久且施工方便。民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)推薦采用以上兩種材料。當(dāng)采暖供熱熱媒與周圍空氣的溫度差小于60度時，安裝在室外、室內(nèi)管溝中的采暖供熱管道的最小保溫厚度水泥珍珠巖管殼工稱直徑為2570mm時最小保溫厚度為40mm（民用建筑采暖設(shè)計與施工安裝手冊表818）。管道保溫并非越厚越好。保溫層越厚，表面積也越大，超過一定的限度時，由于表面積的增大反而使管道損失增加，因此，管道保溫層不能超過下表的極限厚度，以達到經(jīng)濟合理的目的。表6.1 保溫層厚度表公徑3240507080100125150200250極厚4555658095110115120125130設(shè)計總結(jié)通過這次課程設(shè)計，我基本能夠充分利用所學(xué)的現(xiàn)有的知識，完成了該辦公建筑供暖工程的設(shè)計。設(shè)計過程中，主要利用了浩辰暖通軟件進行設(shè)計的繪圖和計算工作。在這個過程中，我認(rèn)真學(xué)習(xí)了該軟件的使用方法，進一步熟悉了該軟件是使用方法。在設(shè)計過程當(dāng)中，碰到很多上課過程中沒有弄懂的問題和一些沒有接觸的實際問題，自己通過對課本的復(fù)習(xí)和通過網(wǎng)絡(luò)的搜索解決了設(shè)計過程中的一些問題。此次設(shè)計基本上實現(xiàn)了我們從理論知識向?qū)嶋H工程設(shè)計的轉(zhuǎn)變，充分的把理論知識應(yīng)用到實際的工程當(dāng)中，并對設(shè)計的方案、內(nèi)容加以有針對性地、有說服力地論證，從而實現(xiàn)設(shè)計工程的可行性。通過本次設(shè)計，自己各方面的能力得到了很大的提高。在這次一段時間的設(shè)計過程中，把所學(xué)的專業(yè)知識融匯到了工程實際設(shè)計中。認(rèn)識到工程的嚴(yán)謹(jǐn)性和所需專業(yè)是否精通是一個好的設(shè)計的必備條件。通過這次課程設(shè)計，鞏固了前面所學(xué)的專業(yè)知識，學(xué)到了很多平常在課堂上很難學(xué)到