建筑供暖工程

第三篇暖通空調(diào)本篇包括四章，分別是第7章供暖第8章通風(fēng)第9章空調(diào)第10章燃?xì)獾?章建筑供暖工程

（采暖或供熱工程）

在寒冷的冬季，由于室外氣溫低、室內(nèi)熱量就會(huì)通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)不斷傳向室外，使室內(nèi)溫度下降。為使室內(nèi)溫度滿足人們正常生活、工作的需要，必須向室內(nèi)供給相應(yīng)的熱量，這就是供暖。

7.1供暖系統(tǒng)一、供暖系統(tǒng)組成及分類1．供暖系統(tǒng)主要由熱源、供熱管道、散熱設(shè)備三部分組成。

熱源（熱媒制備）：提供熱量，如區(qū)域鍋爐、熱電廠的余熱。輸熱管道（熱網(wǎng)）：由熱源向熱用戶輸送和分配供熱介質(zhì)的管線系統(tǒng)。散熱設(shè)備（熱用戶）：裝在用戶室內(nèi)的散熱器。熱媒（帶熱體，蒸汽或熱水）在管網(wǎng)中流動(dòng)，將熱能從熱源輸送到熱用戶。熱用戶熱源熱網(wǎng)熱媒2、供暖的分類按供熱范圍可分為局部供暖、集中供暖、區(qū)域供暖。（1）局部供暖熱源和散熱設(shè)備都在同一個(gè)房間內(nèi)，如煙氣供暖（火爐、火墻和火炕等）；電熱供暖；燃?xì)夤┡Ｃ簹鉅t電暖器（2）集中供暖：

熱源遠(yuǎn)離供暖房間，利用一個(gè)熱源通過管道供給多個(gè)建筑或建筑群所需熱量。（3）區(qū)域供暖熱源（熱電廠、集中供熱鍋爐房）供熱能力更大，范圍更廣（城市區(qū)域）。由于是以單一介質(zhì)向區(qū)域范圍的不同用戶提供熱能，一般在用戶接口處設(shè)置熱交換站。相對(duì)城市供熱系統(tǒng)而言，熱交換站是用戶；對(duì)一個(gè)建筑或建筑群而言，熱交換站又是熱源。從本質(zhì)上看，上上述集中供暖和和區(qū)域供暖沒有有大的差別，故故有時(shí)對(duì)二者沒沒有細(xì)分——統(tǒng)一叫集中供暖暖。按熱媒不同分為為：熱水供暖系統(tǒng)蒸汽供暖系統(tǒng)熱風(fēng)供暖系統(tǒng)1、熱水供暖系統(tǒng)統(tǒng)可按下述方法法分類：按熱媒參數(shù)分類類:低溫水系統(tǒng)：水溫≤100℃的熱水系統(tǒng)；設(shè)設(shè)計(jì)供水溫度多多采用95℃、回水溫度70℃，適用于住宅、、辦公樓、醫(yī)院院及托幼建筑。。高溫水系統(tǒng)：水溫>100℃的熱水系統(tǒng)；設(shè)設(shè)計(jì)供水溫度多多采用130℃、回水溫度80℃，適用于其他民民用及工業(yè)建筑筑。二、熱水供暖系系統(tǒng)按供回水方式的的不同：?jiǎn)喂芟到y(tǒng)：熱水經(jīng)供水管順順序流過多組散散熱器，并順序序地在各散熱器器中冷卻的系統(tǒng)統(tǒng)；雙管系統(tǒng)：熱水經(jīng)供水管平平行地分配給多多組散熱彬，冷冷卻后的回水自自每個(gè)散熱器直直接沿回水管流流回?zé)嵩吹南到y(tǒng)統(tǒng)。2、自然循環(huán)熱水供供暖系統(tǒng)自然（重力）循循環(huán)熱水供暖系系統(tǒng)是最早采用用的一種熱水供供暖方式，已有有約200年的歷史，至今今仍在應(yīng)用。主要依靠鍋爐加加熱和散熱器散散熱冷卻造成供供、回水溫度差差而形成水的密密度差，維持系系統(tǒng)中的水循環(huán)環(huán)，這種水的循循環(huán)作用壓力稱稱為自然壓頭。。組成：鍋爐，管道，散散熱器，高位水水箱。在重力循環(huán)熱水水供暖系統(tǒng)中膨膨脹水箱的作用用有三個(gè)：1）容納水受熱膨膨脹增加的水量量。2）排出系統(tǒng)中的的空氣。3）為系統(tǒng)定壓。。膨脹水水箱重力循環(huán)熱水供供暖系統(tǒng)的工作作原理重力循環(huán)熱水供供暖系統(tǒng)的主要要型式分雙管和單管兩兩種型式。1）雙管上供下下回式系統(tǒng)。該系統(tǒng)各層散熱熱器支管上安裝裝閥門，房間溫溫度可以任意調(diào)調(diào)節(jié)。2）單管上供下回回式系統(tǒng)。分單管順流式和和單管跨越式兩兩種型式。特點(diǎn)：裝置簡(jiǎn)單，運(yùn)行行時(shí)無噪聲和不不消耗電能。但但由于作用壓力力小、管徑大，，作用范圍受到到限制。重力循環(huán)熱水供供暖系統(tǒng)通常只只能在單幢建筑筑物中應(yīng)用，其其作用半徑不宜宜超過50米。3、機(jī)械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)機(jī)械循環(huán)熱水供供暖系統(tǒng)與重力力循環(huán)系統(tǒng)的主主要區(qū)別是在系系統(tǒng)中設(shè)置了循循環(huán)水泵，依靠水泵循環(huán)的的水體,靠水泵的機(jī)械能能使水在系統(tǒng)中中強(qiáng)制循環(huán)。因因?yàn)樵O(shè)置了水泵泵，增加了系統(tǒng)統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用和和維修工作量；；但由于水泵所所產(chǎn)生的作用壓壓力很大，供暖暖范圍可以擴(kuò)大大。機(jī)械循環(huán)熱水供供暖系統(tǒng)成為應(yīng)應(yīng)用最廣泛的一一種供暖系統(tǒng)。。與自然循環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)相比，機(jī)械循循環(huán)熱水供暖系系統(tǒng)多了水泵和和排氣設(shè)備。另另外，膨脹水箱箱的連接位置不不同。水泵為系統(tǒng)循環(huán)環(huán)的動(dòng)力設(shè)備。。由于膨脹水箱不不能完全排除系系統(tǒng)中的空氣。。為了順利的排排除系統(tǒng)中的空空氣，供水干管管應(yīng)順?biāo)鞣较蛳蚍笤O(shè)向上的坡坡度，并在管段段最高點(diǎn)處設(shè)置置排氣設(shè)備，排排出系統(tǒng)中空氣氣。排氣設(shè)備主要有有集氣罐、自動(dòng)動(dòng)排氣閥、冷風(fēng)風(fēng)閥（或稱手動(dòng)動(dòng)跑風(fēng)、放氣旋旋塞）等。（2）供回水方式上供上回式垂直式上上供下回式（（最常用）下供上回式（倒倒流式）下供下回式水平式水平式與垂直式（單管管和雙管）系統(tǒng)統(tǒng)相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）系統(tǒng)的總造造價(jià)一般要比垂垂直式系統(tǒng)低。。（2）管路簡(jiǎn)單，，便于快速施工工。除了供、回回水總立管外，，無穿過各層樓樓管的立管，因因此無需在樓板板上打洞。（3）沿路沒有立立管，不影響室室內(nèi)美觀。另有同程式和異異程式之分同程式：各立管環(huán)路的的總長(zhǎng)度都是相相等的，各條環(huán)環(huán)路的總長(zhǎng)度相相等，壓力損失失容易平衡，熱熱媒流量分配均均勻；異程式中各環(huán)路的總長(zhǎng)長(zhǎng)度不等，系統(tǒng)統(tǒng)中各立管環(huán)路路的壓力損失難難平衡，需用不不同的立管管徑徑消除或減小各各立管環(huán)路的壓壓力損失差。同同層房間出現(xiàn)近近熱遠(yuǎn)冷的冷熱熱不均現(xiàn)象，也也稱為系統(tǒng)的水平失調(diào)。（3）熱水供暖系統(tǒng)中中應(yīng)注意問題①?gòu)南到y(tǒng)中排除空空氣存在空氣的原因：：水中空氣加熱后后析出，系統(tǒng)充水水前的空氣未排完完?？諝獯嬖诘奈：Γ海河绊懮嵝Ч?、、腐蝕管道解決的方法：系統(tǒng)統(tǒng)最高點(diǎn)設(shè)集氣罐罐、自動(dòng)排氣閥等等②系統(tǒng)中水熱膨脹脹，供熱水溫度t=90~95℃℃，回水t=70℃膨脹水箱接受水膨膨脹的體積③管道熱脹冷縮自然補(bǔ)償管道、補(bǔ)補(bǔ)償器按照供汽壓力的大大小，將蒸汽供暖暖分為三類：高壓蒸汽供暖系統(tǒng)統(tǒng)：供汽表壓力高高于70kpa；適用于工業(yè)建筑筑；低壓蒸汽供暖系統(tǒng)統(tǒng)：供汽表壓力等等于或低于70kpa；適用于要求較低低的民用建筑及工工業(yè)建筑；真空蒸汽供暖系統(tǒng)統(tǒng)：系統(tǒng)中的壓力力低于大氣壓。真真空蒸汽供暖因需需要使用真空泵裝裝置，系統(tǒng)復(fù)雜，，在我國(guó)很少使用用。2、蒸汽供暖系統(tǒng)分分類3、蒸汽供暖系統(tǒng)的的特點(diǎn)與熱水機(jī)械系統(tǒng)相相比多了——凝結(jié)水箱①蒸汽溫度高同同樣供熱量時(shí)，，散熱面積可減少少30%②多為間歇供暖管管道內(nèi)時(shí)而蒸汽汽，時(shí)而空氣，易易腐蝕③蒸汽溫度很難調(diào)調(diào)節(jié)，不利于系統(tǒng)統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行④熱惰性小，加熱熱過程快⑤干燥、灰塵多、、衛(wèi)生條件差⑥散熱器表面溫度度高，易燙傷人，，燒烤表面積灰產(chǎn)產(chǎn)生異味結(jié)論：蒸汽供暖不不適用于民用建筑筑——住宅、醫(yī)院、辦公公樓等，可于工廠廠企業(yè)有蒸汽源同同時(shí)為生產(chǎn)工藝用用。7.2供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷一、熱負(fù)荷定義維持室內(nèi)溫度一定定，向建筑物供給給的熱量。它等于于建筑物的耗熱量量-得熱量，建筑物的的耗熱量其包括兩兩部分：通過建筑物圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)（墻、窗、門門等）由室內(nèi)傳到到室外的熱量加熱進(jìn)入室內(nèi)的室室外空氣所需熱量量二、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗耗熱量由于室內(nèi)外溫差，，在穩(wěn)定傳熱條件件下，其傳熱量Q為Q=Kf(tn–tw)ɑK——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系系數(shù)W/m2·℃F——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱面面積m2tn——室內(nèi)計(jì)算溫度℃℃tw——室外供暖計(jì)算溫度度℃ɑ——溫差修正系數(shù)1．室外計(jì)算溫度tw與室外氣候條件有有關(guān)，隨時(shí)間（晝晝夜）及地域而變變化。采用歷年平均每年年不保證五天的日日平均溫度，即每每年可能有五天以以下的天數(shù)的室內(nèi)內(nèi)溫度低于設(shè)計(jì)值值，例如，不同地地區(qū)tw不同。哈爾濱-26℃北京-9℃武漢-2℃（極限溫度冬季-19℃）2．室內(nèi)計(jì)算溫度tn指室內(nèi)離地面2m以內(nèi)的平均空氣溫溫度。它與建筑物用途有有關(guān)。民用建筑常常用tn=18~22℃,但哺乳室，淋浴室室tn=20~25℃3．傳熱系數(shù)K與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料料、厚度有關(guān)，如如墻體的K<<玻璃KK小所需熱負(fù)荷小，，節(jié)能。4.風(fēng)力附加耗熱量一般可不考慮。但但對(duì)建筑在不避風(fēng)風(fēng)的高地，河邊，，海岸，曠野上的的建筑物及城鎮(zhèn)或或廠區(qū)內(nèi)特別高出出的建筑物，規(guī)范范規(guī)定：這類建筑筑物垂直圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)的基本耗熱量應(yīng)應(yīng)附加5％～10％，以考慮風(fēng)力增增大的影響。5.規(guī)范規(guī)定的朝向修修正率為：北、東北、西北0％～10％東、西-5％東南、西南-10％～-15％南-15％～-30％6.房高附加耗熱量民用建筑和工業(yè)企企業(yè)輔助建筑物，，當(dāng)房屋高度在4m以下時(shí)，可以不考考慮沿房屋高度室室內(nèi)溫度上升對(duì)耗耗熱量的影響。高高度超過4m時(shí)，每增高1m，應(yīng)附加的耗熱量量為房屋圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)總耗熱量（包括括圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱基基本耗熱量和其他他修正耗熱量）的的2%。但總的附加值不不大于15%。高度附加耗熱不適適于樓梯間，因?yàn)闉闃翘蓍g的散熱器器布置一般在底層層，已經(jīng)考慮了垂垂直方向熱氣流的的上升。三、加熱進(jìn)入室內(nèi)內(nèi)冷空氣所需熱量量室外冷空氣經(jīng)過門門窗的縫隙或開啟啟外門進(jìn)入室內(nèi)，，供暖系統(tǒng)加熱這這部分冷空氣所需需熱量L——進(jìn)入室內(nèi)冷空氣的的量m3/sC——空氣的比熱1.01kJ/kg℃——室外空氣在tw下的密度kg/m3四、建筑熱負(fù)荷的的估算方法（在方方案設(shè)計(jì)階段使用用）1．按單位面積熱指指標(biāo)估算——單位面積的供熱指指標(biāo)kW/m2F——建筑總面積m2。與建筑物的用途，，所處地域有關(guān)。。見表7-62．按單位體積熱指指標(biāo)估算——單位體積供熱指標(biāo)標(biāo)kW/m3℃V——建筑物按外形尺寸寸計(jì)算的體積m3——與建筑物用途，所所處地域有關(guān)。7.3散熱設(shè)備一、散熱設(shè)備概述述1.散熱設(shè)備包括散熱熱器、暖風(fēng)機(jī)、鋼鋼制輻射板等。應(yīng)應(yīng)用最廣泛的是散散熱器。2.散熱器的作用：安安裝在供暖房間內(nèi)內(nèi)，將熱煤（熱水水、蒸汽）的部分分熱量傳給室內(nèi)空空氣，補(bǔ)償建筑物物的熱損失。3.對(duì)散熱器的要求（（選用）高效、節(jié)能、美觀觀、耐用。二、散熱器典型結(jié)結(jié)構(gòu)1．鑄鐵散熱器。結(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，防腐性性好，壽命長(zhǎng)。缺缺點(diǎn)：金屬耗量大大，強(qiáng)度低，常用用結(jié)構(gòu)有①柱型散熱器，四四柱、五柱、二柱柱②翼型散熱器，四四柱、五柱、二柱柱柱型散熱器柱型散熱器外表面面光滑，每片各有有幾個(gè)中空的立柱柱相互連通。根據(jù)據(jù)需要的散熱面積積可將若干單片組組裝成一組散熱器器組。目前常用的的柱型散熱器主要要有二柱、四柱兩兩種類型。柱型散熱器的傳熱熱系數(shù)高、外形美美觀、易清除積灰灰、容易組成所需需的散熱面積，因因而得到較廣泛的的應(yīng)用。冀型散熱器翼型散熱器制造工工藝簡(jiǎn)單，但傳熱熱系數(shù)較低、外形形不美觀、灰塵不不易清掃。特別是是它的單片散熱量量大，設(shè)計(jì)選用時(shí)時(shí)不易恰好組成所所需的面積。圓冀型散熱器：一根內(nèi)徑50/75mm的管子，外面帶有有許多圓形肋片的的鑄件。管子兩端端配置法蘭，可將將數(shù)根組成平行/疊置的散熱器組。。長(zhǎng)翼型散熱器：外表面有許多豎向向肋片，外殼內(nèi)部部為一扁盒狀空間間。鋼串片對(duì)流散熱器器鋼管與鋼片等組成成，承壓高，體積積小，重量輕，加加工方便，適用于于熱水供暖系統(tǒng)，，高層建筑。2．鋼質(zhì)散熱器板型散熱器由面板、背板、進(jìn)進(jìn)出水口接頭、放放水門固定套及上上下支架組成。背背板有帶對(duì)流片和和不帶對(duì)流片兩種種類型。鋼制柱型散熱器其構(gòu)造與鑄鐵柱型型散熱器相似，每每片也有幾個(gè)小空空立柱。這種散熱熱器是采用1.25—1.5mm厚冷軋鋼板沖壓延延伸形成片狀半柱柱型，將兩片片狀狀半柱型經(jīng)壓力滾滾捍復(fù)合成單片，，單片之間經(jīng)氣體體弧焊聯(lián)接成散熱熱器。3、其它類型散熱器器鋁制散熱器重量輕，外表美觀觀；鋁的輻射系數(shù)數(shù)比鑄鐵和鋼的小小，為補(bǔ)償其輻射射放熱的減小，外外型上應(yīng)采用措施施以提高氣對(duì)流散散熱量。其它類型散熱器陶瓷散熱器三、散熱器的熱工工計(jì)算散熱器的熱工計(jì)算算是為了確定散熱熱面積和片數(shù)散熱器向室內(nèi)放出出熱量應(yīng)等于室內(nèi)內(nèi)熱負(fù)荷，其放熱熱量K——散熱器的傳熱系數(shù)數(shù)kW/m2·℃F——散熱器的傳熱面積積m2——散熱器內(nèi)熱媒平均均溫度（熱水系統(tǒng)統(tǒng)取供回水溫度算算術(shù)平均值）——室內(nèi)供暖的計(jì)算溫溫度若已知Q、K，、可可求面面積F，，是是修正系系數(shù)——散熱器片數(shù)修正系系數(shù)=0.95~1.0——暗裝管內(nèi)水冷卻系系數(shù)，明裝時(shí)=1.0——安裝方式修正系數(shù)數(shù)。四、散熱器的布置置散熱器設(shè)置在外墻墻窗口下最為合理理。寒冷地帶的兩道外外門之間不設(shè)置散散熱器，以防凍裂裂。明裝比暗裝散熱效效果好，為美觀可可用飾面板外遮一一下散熱器。樓梯間的散熱器盡盡量安在底層，空空氣加熱后會(huì)自行行上升。1、引入口的布置置宜設(shè)置在建筑物熱熱負(fù)荷對(duì)稱分配的的位置，宜在建筑筑物的中部。2、管路的布置可采用明裝或暗裝裝。一般的民用建筑、、公共建筑、廠房房采用明裝；裝飾要求高的建筑筑采用明裝。7.4供暖管網(wǎng)布置與敷敷設(shè)干管：應(yīng)有合理坡坡度、坡向。位置置取決供回水方式式。對(duì)最常見的上上供下回系統(tǒng)，供供水干管一般布布置在頂層頂棚下下；回水干管布置置在地面、地溝、、或地下室。立管：宜布置在窗窗間墻處，盡可能能裝在房間角落。。支管：應(yīng)有一定的的坡度，與散熱器器最好雙面連接。。3、集氣罐設(shè)在系統(tǒng)最高處。。注意兩個(gè)不同環(huán)環(huán)路不能合用一個(gè)個(gè)集氣罐。7.5熱源一、供暖熱源可可分為三大類1．鍋爐：用燃料——煤、油，天然氣等等燃燒的熱量加熱熱熱媒——熱水或蒸汽，使用用靈活。2．熱力管網(wǎng)：將區(qū)區(qū)域供熱作為熱源源，它本身的熱源源是大型鍋爐如熱熱電廠供熱，這種種集中供熱優(yōu)點(diǎn)是是三高二少；自動(dòng)動(dòng)控制及管理水平平高、燃料能量利利用率高、運(yùn)行經(jīng)經(jīng)費(fèi)少、對(duì)環(huán)境污污染少3．太陽(yáng)能集熱器，，利用太陽(yáng)能加熱熱水作為熱源，它它的利用受自然條條件的限制。二、鍋爐及鍋爐房房1．鍋爐的分類及適適用范圍按燃燒所用燃料①燃煤鍋爐：地處處效區(qū)，污染嚴(yán)重重②燃油或天然氣鍋鍋爐③電鍋爐爐：無污污染，用用于中心心域區(qū)按產(chǎn)生熱熱煤的種種類熱水鍋爐爐高高壓鍋鍋爐：熱熱水t>115℃低壓鍋爐爐：熱水水t<115℃蒸汽鍋爐爐：高壓壓鍋爐：：蒸汽表表壓力>0.7MPa低壓鍋爐爐：蒸汽汽表壓力力<0.7MPa常用低壓壓蒸汽鍋鍋爐、低低壓熱水水鍋爐t=95℃2.鍋爐的基基本特性性參數(shù)產(chǎn)熱量：鍋爐每每小時(shí)生生產(chǎn)的熱熱量Q（kW），蒸汽汽鍋爐用用蒸汽產(chǎn)產(chǎn)量t/h。熱媒參數(shù)數(shù)：壓力（（Pa），溫度度（℃））發(fā)熱率：每單位位面積(m2)單位時(shí)間間產(chǎn)生的的熱量kw/m2h效率：熱媒吸吸收的熱熱量與燃燃料在爐爐內(nèi)放出出全部熱熱量之比比3．鍋爐房房位置及及對(duì)建筑筑設(shè)計(jì)的的要求①區(qū)域供供熱或工工廠供熱熱用鍋爐爐要設(shè)獨(dú)獨(dú)立鍋爐爐房②為生活活或供暖暖用附屬屬鍋爐房房可設(shè)在在建筑物物內(nèi)或外外部，它它的位置置尺寸確確定有如如下