建筑設(shè)備第9章

1、第9章 建筑供熱采暖系統(tǒng)9.1建筑設(shè)計熱負(fù)荷9.2采暖系統(tǒng)的形式9.3供熱采暖系統(tǒng)的安裝9.4散熱設(shè)備9.5低溫地板輻射采暖9.6高層建筑供暖系統(tǒng)9.7供熱熱源概述9.1建筑設(shè)計熱負(fù)荷9.1.1房間熱平衡9.1.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量9.1.3圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加耗熱量9.1.4冷風(fēng)滲透和冷風(fēng)侵入耗熱量9.1.5建筑耗熱指標(biāo)9.1.1房間熱平衡1)通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)傳出的熱量Q1。2)由門窗縫隙滲入的室外空氣吸熱量Q2。3)由外門、外墻的孔洞等侵入的室外空氣吸熱量Q3。4)通過其他途徑散失的熱量。9.1.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量1.圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)2.圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量計算3.采暖設(shè)計室內(nèi)計算溫度4

2、.采暖設(shè)計室外計算溫度5.溫差修正系數(shù)6.地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算表9-1常用圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)K值1.圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)2.圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量計算圖9-1建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱途徑及表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)表9-2居住及公共建筑室內(nèi)計算溫度3.采暖設(shè)計室內(nèi)計算溫度4.采暖設(shè)計室外計算溫度在計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量時，假定傳熱過程是在穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行的，即圍護(hù)結(jié)構(gòu)的各種傳熱參數(shù)都不隨時間而改變，其中室外計算溫度也是采用某一個固定值。根據(jù)(GB 500192003)采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，采暖室外計算溫度應(yīng)采用當(dāng)?shù)貧v年平均每年不保證5d的日平均溫度，各地區(qū)供暖設(shè)計室外計算溫度可參見有關(guān)設(shè)計手冊。表9-3溫差

3、修正系數(shù)a值5.溫差修正系數(shù)6.地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算圖9-2地面?zhèn)鳠岬貛У膭澐直?-4不保溫地面的總傳熱阻及傳熱系數(shù)9.1.3圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加耗熱量1.朝向修正耗熱量2.風(fēng)力修正耗熱量3.高度修正耗熱量表9-5朝向修正率1.朝向修正耗熱量2.風(fēng)力修正耗熱量風(fēng)力修正耗熱量是考慮室外風(fēng)速變化而對外圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基本耗熱量的修正。我國冬季各地平均風(fēng)速不大，一般為23m/s，為簡化計算可不考慮修正。只對建造在不避風(fēng)的高地、湖(河)邊、海岸、曠野上的建筑物或城鎮(zhèn)、小區(qū)內(nèi)特別高出的建筑物，在垂直的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量的基礎(chǔ)上再附加5 10。3.高度修正耗熱量對于民用和工廠的輔助建筑，房間高度在4m以下時，不進(jìn)

4、行高度附加；房間高度大于4m時，每增高1m，應(yīng)附加的耗熱量為房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)總耗熱量(包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量和其他修正耗熱量)的2，但總的附加值不超過15。樓梯間不考慮高度修正，因為樓梯間的散熱器盡量布置在底層，已考慮了垂直方向熱空氣的上升。因此，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量為基本耗熱量與附加耗熱量之和，即Q = Q+Q (9-4)9.1.4冷風(fēng)滲透和冷風(fēng)侵入耗熱量1.冷風(fēng)滲透耗熱量2.冷風(fēng)侵入耗熱量1.冷風(fēng)滲透耗熱量表9-6門窗縫隙滲入的空氣量L單位：/(hm)2.冷風(fēng)侵入耗熱量在冬季，外門開啟時，由于風(fēng)壓和熱壓的作用，會有大量的冷空氣侵入室內(nèi)。把這部分空氣加熱到室內(nèi)溫度所消耗的熱量稱為冷風(fēng)侵入耗熱量。

5、9.1.5建筑耗熱指標(biāo)1.面積熱指標(biāo)法2.體積熱指標(biāo)法1.面積熱指標(biāo)法利用面積熱指標(biāo)法計算建筑物的供暖設(shè)計熱負(fù)荷，可按下式進(jìn)行概算Qn=Fqf10-3( 9-8 )式中Qn建筑物的供暖設(shè)計熱負(fù)荷(kW)；F建筑物的建筑面積(m2)；qf建筑物的供暖面積熱指標(biāo)(W/m2)，它表示每1m2建筑面積的供暖設(shè)計熱負(fù)荷，見表9-7。表9-7供暖面積熱指標(biāo)推薦值2.體積熱指標(biāo)法表9-8北京地區(qū)民用建筑比熱特性熱指標(biāo)2.體積熱指標(biāo)法9.2采暖系統(tǒng)的形式9.2.1供熱采暖系統(tǒng)的分類9.2.2供熱系統(tǒng)的形式9.2.3機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的壓力分布9.2.1供熱采暖系統(tǒng)的分類1)按采暖系統(tǒng)使用熱媒可分為熱水采暖系

6、統(tǒng)和蒸汽采暖系統(tǒng)。2)按采暖系統(tǒng)中使用的散熱設(shè)備可分為散熱器采暖系統(tǒng)和熱風(fēng)采暖系統(tǒng)。3)按采暖系統(tǒng)中散熱方式的不同分為對流采暖系統(tǒng)和輻射采暖系統(tǒng)。9.2.2供熱系統(tǒng)的形式1.自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)2.機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的主要形式3.分戶計量采暖系統(tǒng)的形式1.自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)圖9-3重力循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的工作原理圖1散熱器2熱水鍋爐3供水管路4回水管路5膨脹水箱1.自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)圖9-4重力循環(huán)供暖系統(tǒng)a)雙管上供下回式系統(tǒng)b)單管順流式系統(tǒng)1總立管2供水干管3供水立管4散熱器供水支管5散熱器回水支管6回水立管7回水干管8膨脹水箱連接管9充水管(接上水管)10泄水管(接下水道)11止回

7、閥1.自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)圖9-5單管上供下回式系統(tǒng)1散熱器2鍋爐3供水管4回水管5膨脹水箱6上水管及閥門7排水管1.自然循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)圖9-6單戶式系統(tǒng)1散熱器2膨脹水箱3小型鍋爐2.機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的主要形式(1)雙管熱水供暖系統(tǒng)雙管熱水供暖系統(tǒng)按供水干管的位置不同，可分為上分、中分、下分(或上供、中供、下供)三種形式。(2)單管式熱水供暖系統(tǒng)單管式熱水供暖系統(tǒng)構(gòu)造簡單，節(jié)省管材，造價低。(3)水平串聯(lián)熱水供暖系統(tǒng)水平串聯(lián)的散熱器不宜過多，過多時除后面的水溫過低而使散熱器片數(shù)過多外，管道的脹縮問題處理不好易漏水。(4)同程式和異程式系統(tǒng)上述各種系統(tǒng)，因為各立管距總立管的水平距離不相等

8、，各立管水循環(huán)環(huán)路總是不相等的，這種系統(tǒng)稱為異程式系統(tǒng)。9M7.tif9M8.tif圖9-9機(jī)械循環(huán)雙管下分式系統(tǒng)9M10.tif圖9-11機(jī)械循環(huán)雙管上供上回式采暖系統(tǒng)圖9-12機(jī)械循環(huán)單管垂直順序式熱水供暖系統(tǒng)圖9-13帶閉合管段的單管垂直式熱水供暖系統(tǒng)1立管2支管3閉合管9M14.tif9M15.tif圖9-16同程式熱水供暖系統(tǒng)圖9-17集中采暖、分戶計量的采暖系統(tǒng)形式3.分戶計量采暖系統(tǒng)的形式(1)雙管系統(tǒng)從安裝形式上分，雙管系統(tǒng)分為兩種形式，一種是各組散熱器直接從戶內(nèi)干管上引出的傳統(tǒng)雙管系統(tǒng)形式；另一種是用戶設(shè)有分水器，每組散熱器均從分水器上并聯(lián)引出的發(fā)散形式。(2)單管跨越系統(tǒng)單

9、管跨越系統(tǒng)的形式見圖9-25，埋地管和與散熱器的連接方式見圖9-26。(1)雙管系統(tǒng)圖9-18熱表在上層的雙管上供上回式系統(tǒng)(1)雙管系統(tǒng)圖9-19熱表在本層的雙管上供上回系統(tǒng)(1)雙管系統(tǒng)圖9-20雙管下供下回式系統(tǒng)形式(走地面上)(1)雙管系統(tǒng)圖9-21雙管下供下回式系統(tǒng)形式(走填充層)(1)雙管系統(tǒng)圖9-22雙管發(fā)散(放射)式系統(tǒng)形式(1)雙管系統(tǒng)圖9-23雙管發(fā)散(放射)式采暖平面(1)雙管系統(tǒng)圖9-24雙管放散式系統(tǒng)的管道與散熱器的連接方式(走填充層)(2)單管跨越系統(tǒng)圖9-25單管跨越系統(tǒng)形式圖9-26埋地管和散熱器連接方式(2)單管跨越系統(tǒng)圖9-27室內(nèi)暗埋管道與管槽9.2.3機(jī)

10、械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的壓力分布圖9-28膨脹管連接在水泵吸入口的采暖系統(tǒng)水壓圖1膨脹水箱2循環(huán)水泵3鍋爐9.2.3機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的壓力分布圖9-29膨脹管連接在回水干管上的水壓圖9.2.3機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)的壓力分布9M30.tif9.3供熱采暖系統(tǒng)的安裝9.3.1室內(nèi)采暖系統(tǒng)的安裝9.3.2室外供熱管道的安裝9.3.1室內(nèi)采暖系統(tǒng)的安裝1.采暖入口與入戶2.采暖管道的安裝3.采暖系統(tǒng)附件的安裝9.3.1室內(nèi)采暖系統(tǒng)的安裝圖9-31帶熱計量表的熱力入口做法1.采暖入口與入戶圖9-32分戶計量入戶系統(tǒng)安裝示意圖2.采暖管道的安裝圖9-33采暖立管安裝位置表9-9暗裝管道的管槽尺寸3.采暖系

11、統(tǒng)附件的安裝(1)補(bǔ)償器的安裝(2)支架與托架根據(jù)管道支架的作用、特點，將支架分為活動支架(承受管道重量)和固定支架(限制管道位移)。(3)膨脹水箱高位膨脹水箱起接納系統(tǒng)膨脹水和為系統(tǒng)定壓的作用，通常放置在最高建筑物屋頂上，寒冷地區(qū)水箱應(yīng)設(shè)在專用房間內(nèi)。(4)除污器為防止系統(tǒng)堵塞以及損壞熱表等器件，系統(tǒng)在入口處和熱表前安裝除污器。3.采暖系統(tǒng)附件的安裝(5)集氣、排氣裝置集氣、排氣裝置一般指集氣罐和排氣閥，常被設(shè)置在熱水系統(tǒng)管道的最高處，上供式系統(tǒng)也可將其放在供水干管末端或連在倒數(shù)第一、第二根立管接干管處，下供式系統(tǒng)集氣罐和排氣閥往往與空氣管相接，雙管系統(tǒng)的每根立管上宜設(shè)置集氣、排氣裝置。(1

12、)補(bǔ)償器的安裝圖9-35自然補(bǔ)償示意圖(1)補(bǔ)償器的安裝圖9-36分支的自然補(bǔ)償作用(2)支架與托架圖9-37室內(nèi)供暖系統(tǒng)的幾種托、吊架(2)支架與托架圖9-38膨脹水箱與系統(tǒng)的連接(4)除污器圖9-39Y形除污器圖9-40立式除污器(體積較大)(5)集氣、排氣裝置圖9-41集氣罐圖9-42自動排氣閥9.3.2室外供熱管道的安裝1.管道與管材2.管道敷設(shè)3.管道補(bǔ)償器4.支座5.閥門表9-10供熱管道管材選用表1.管道與管材表9-11常用管材尺寸及其質(zhì)量1.管道與管材2.管道敷設(shè)(1)地溝敷設(shè)地溝敷設(shè)分為通行地溝、半通行地溝和不通行地溝敷設(shè)，如圖9-44所示。(2)直埋敷設(shè)直埋敷設(shè)又稱無溝敷設(shè)

13、，是當(dāng)前較為流行的一種熱力管道敷設(shè)方法，應(yīng)用非常廣泛。2.管道敷設(shè)圖9-43管道低支架敷設(shè)和中、高支架敷設(shè)(1)地溝敷設(shè)圖9-44供熱管道地溝敷設(shè)(2)直埋敷設(shè)圖9-45整體預(yù)制保溫管結(jié)構(gòu)3.管道補(bǔ)償器圖9-46保溫管直埋3.管道補(bǔ)償器圖9-47方形補(bǔ)償器的構(gòu)造a)型B2ab)型B=ac)型B0.5ad)型B0(為開口距離)3.管道補(bǔ)償器圖9-48波紋管補(bǔ)償器的四種形式3.管道補(bǔ)償器圖9-49球形補(bǔ)償器3.管道補(bǔ)償器圖9-50單向套筒補(bǔ)償器4.支座圖9-51雙向套筒補(bǔ)償器4.支座圖9-52曲面槽滑動支座1弧形板2肋板3曲面槽4.支座圖9-53丁字托滑動支座1頂板2底板3側(cè)板4支撐板4.支座圖9

14、-54弧形板滑動支座1弧形板2支撐板4.支座圖9-55輥軸式滾動支座圖9-56滾柱式滾動支座1輥軸2導(dǎo)向板3支撐板1槽板2滾柱3槽鋼支撐座4管箍4.支座圖9-57擋板式固定支座a)雙面擋板式固定支座 b)四面擋板式固定支座1擋板2肋板4.支座圖9-58直埋敷設(shè)管道固定墩表9-12不保溫管道最大跨距表表9-13各種保溫管道最大允許跨距表表9-13各種保溫管道最大允許跨距表表9-13各種保溫管道最大允許跨距表5.閥門(1)閥門的設(shè)置在滿足使用和維修的條件下，應(yīng)盡量減少閥門的設(shè)置。(2)閥門的選擇在供熱采暖管道上常用的閥門形式有閘閥、截止閥、蝶閥、止回閥(單向閥)、溫控閥、調(diào)節(jié)閥、平衡閥等。9.4散

15、熱設(shè)備9.4.1散熱器的種類9.4.2散熱器的計算9.4.1散熱器的種類圖9-59幾種新樣式散熱器9.4.2散熱器的計算表9-14柱形散熱器片數(shù)修正系數(shù)1表9-15柱形、柱翼形散熱器連接方式修正系數(shù)2表9-16散熱器安裝形式修正系數(shù)3表9-17樓梯間散熱器分配比例表9-14柱形散熱器片數(shù)修正系數(shù)1表9-14柱形散熱器片數(shù)修正系數(shù)表9-15柱形、柱翼形散熱器連接方式修正系數(shù)2表9-15柱形、柱翼形散熱器連接方式修正系數(shù)表9-16散熱器安裝形式修正系數(shù)3表9-16散熱器安裝形式修正系數(shù)表9-17樓梯間散熱器分配比例表9-17樓梯間散熱器分配比例9.5低溫地板輻射采暖9.5.1發(fā)熱電纜地板輻射采暖9

16、.5.2低溫?zé)崴匕遢椛洳膳?.5.1發(fā)熱電纜地板輻射采暖將專用的發(fā)熱電纜埋設(shè)在地面填充層內(nèi)，直接供熱時，一般使用18W/m的加熱電纜，為了使用夜間低谷電，有時采用帶存儲熱能供熱系統(tǒng)，這時可使用18175W/m的加熱電纜。發(fā)熱電纜的安裝要點是每一個采暖單元必須使用一整根發(fā)熱電纜，埋地部分絕對不能有接頭，其發(fā)熱量大小應(yīng)等于房間的熱負(fù)荷，且每個房間必須安裝溫度控制器。用戶可根據(jù)房間熱負(fù)荷，向廠家定購發(fā)熱電纜，也可由專業(yè)廠家進(jìn)行安裝。這種采暖方式還被用在管道的電伴熱和道路除雪化冰等方面。9.5.2低溫?zé)崴匕遢椛洳膳瘓D9-60低溫?zé)崴匕遢椛洳膳瘶?gòu)造圖9.5.2低溫?zé)崴匕遢椛洳膳瘓D9-61地埋管穿

17、越伸縮縫時應(yīng)加裝套管9.5.2低溫?zé)崴匕遢椛洳膳瘓D9-62地板采暖平面圖9.6高層建筑供暖系統(tǒng)9.6.1高層建筑采暖負(fù)荷的計算9.6.2分區(qū)式供暖系統(tǒng)9.6.3不分區(qū)式供暖系統(tǒng)9.6.1高層建筑采暖負(fù)荷的計算高層建筑由于體積大，高度高，內(nèi)部各種豎井造成煙囪效應(yīng)，受熱壓和風(fēng)壓的影響，建筑室內(nèi)外會產(chǎn)生一定的壓差，使冷風(fēng)滲透量發(fā)生變化。對于熱壓帶來的影響是造成建筑下半部分冷風(fēng)滲透量增加，上半部分冷風(fēng)滲透量減少；對于風(fēng)壓帶來的影響是造成迎風(fēng)面冷風(fēng)滲透量增加，背風(fēng)面冷風(fēng)滲透量減少。9.6.2分區(qū)式供暖系統(tǒng)圖9-63分層式熱水供暖系統(tǒng)9.6.2分區(qū)式供暖系統(tǒng)9M64.tif9.6.3不分區(qū)式供暖系統(tǒng)(1

18、)垂直單管帶閉合管段的系統(tǒng)如圖9-65a所示，這種系統(tǒng)與多層建筑單管系統(tǒng)無本質(zhì)區(qū)別，可用于912層的建筑。(2)垂直單管中分式系統(tǒng)如圖9-65b所示，在建筑中間設(shè)回水干管或供水干管，頂層和底層各設(shè)一供水干管或回水干管。(3)奇偶層分設(shè)立管系統(tǒng)如圖9-65c所示，中間不設(shè)干管，不影響房間的使用和美觀，同時減小了采暖立管的管徑。(4)單、雙管混合式系統(tǒng)其立管做法如圖9-66b所示。(5)閥前壓力調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)對于供熱室外管網(wǎng)壓力較低的情況，可以采用圖9-67所示的閥前壓力調(diào)節(jié)閥的系統(tǒng)形式。(6)高層直連采暖系統(tǒng)圖9-68所示為設(shè)斷流器和阻旋器的直連采暖系統(tǒng)，又稱為高層無水箱直連供暖系統(tǒng)。圖9-65高層

19、建筑不分區(qū)熱水供暖單管系統(tǒng)立管圖a)垂直單管帶閉合管段b)垂直單管中分式c)奇偶層分設(shè)立管圖9-66高層建筑不分區(qū)熱水供暖系統(tǒng)a)散熱器分區(qū)單管系統(tǒng)b)散熱器分區(qū)單、雙管系統(tǒng)圖9-67閥前壓力調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)形式1加壓水泵2止回閥3閥前壓力調(diào)節(jié)器圖9-68設(shè)斷流器和阻旋器的直連采暖系統(tǒng)1加壓裝置2斷流器3阻旋器9.7供熱熱源概述9.7.1鍋爐房9.7.2熱力站9.7.1鍋爐房1.鍋爐本體2.鍋爐房設(shè)備3.鍋爐房設(shè)計要求1.鍋爐本體(1)鍋爐的分類鍋爐按生產(chǎn)的熱媒不同，可分為蒸汽鍋爐和熱水鍋爐；按鍋爐容量的大小，可分為小型、中型和大型鍋爐；按壓力的高低，可分為低壓、中壓和高壓鍋爐。(2)鍋爐的工作原理

20、鍋爐是由“爐”和“鍋”組成的，如圖9-69所示。(3)鍋爐的附件為了保證鍋爐安全可靠地運行，鍋爐上必須裝設(shè)安全附件。2.鍋爐房設(shè)備(1)鍋爐本體鍋爐本體是鍋爐房的主要設(shè)備，它包括汽鍋、爐子、蒸汽過熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器等。(2)鍋爐房的輔助設(shè)備鍋爐房的輔助設(shè)備由以下幾個系統(tǒng)組成：送、引風(fēng)系統(tǒng)；運煤、除灰系統(tǒng)；水、汽系統(tǒng)(包括排污、降溫系統(tǒng))；儀表控制系統(tǒng)，如圖9-70所示。(1)鍋爐本體9M69.tif(1)鍋爐本體圖9-70鍋爐房設(shè)備示意圖(2)鍋爐房的輔助設(shè)備鍋爐房的輔助設(shè)備由以下幾個系統(tǒng)組成：送、引風(fēng)系統(tǒng)；運煤、除灰系統(tǒng)；水、汽系統(tǒng)(包括排污、降溫系統(tǒng))；儀表控制系統(tǒng)，如圖9-70所示。3.鍋爐房設(shè)