【正文】 土木建筑學(xué)院 課程設(shè)計（論文）說明書 課程名稱： 供 熱 工 程 設(shè)計題目： 北京市某住宅樓冬季供暖系統(tǒng)設(shè)計 專 業(yè)： 建筑環(huán)境與設(shè)備工程 班級： 設(shè) 計 人： 指導(dǎo)教師： 2020 年 7 月 12 日 摘要 本設(shè)計主要是對北京市某住宅樓進行低溫熱水地 板輻射采暖的系統(tǒng)設(shè)計。首先對各種供暖系統(tǒng)進行了比較，對低溫熱水地板輻射采暖國內(nèi)外現(xiàn)狀、優(yōu)缺點、傳熱特點和鋪設(shè)方式進行了分析，得出了這是一種舒適節(jié)能的采暖方式。再對住宅樓進行采暖熱負荷計算，由于地板輻射采暖室內(nèi)實感溫度高于設(shè)計溫度，所以計算時將所得的結(jié)果取 95%，以滿足節(jié)能要求。在管道鋪設(shè)方面，選擇了交聚乙烯管道雙回形鋪設(shè)的方式。這種鋪設(shè)方式地板表面的均勻，滿足了舒適性要求。最后，在各戶安裝溫控閥和熱計量表，對各戶房間進行溫度控制和熱計量。 關(guān)鍵詞 ：供暖工程； 低溫熱水地板輻射供暖；熱負荷； 分戶計量。 目錄 1 供暖方式的比較和選擇 ????????????????????????? 1 幾種采暖方式的簡單比較 ????????????????????? 1 地板輻射采暖的綜合介紹?????????????????????? 3 建筑內(nèi)供暖立管的形式選擇 ???????????????????? 4 2 設(shè)計依據(jù)和原始資料 ????????????????????????? 5 設(shè)計依據(jù) ??????? ????????????????????? 5 設(shè)計原始資料 ?????????????????????????? 5 設(shè)計原則 ???????????????????????????? 6 3 采暖負荷計算 ???????????????????????????? 7 維護結(jié)構(gòu)的耗熱量 ???????????????????????? 7 冷風(fēng)滲透耗熱量 ????????????????????????? 8 冷風(fēng)侵入耗熱量 ????????????????? ???????? 8 熱負荷計算舉例 ????????????????????????? 8 熱負荷計算表 ?????????????????????????? 9 4 地板輻射采暖設(shè)計 ?????????????????????????? 10 采暖盤管選擇與布置 ?????????????????????? 10 采暖盤管設(shè)計計算 ??????????????????????? 11 5 水力計算 ?????????????????????????????? 13 設(shè)計計算公式 ????????????????????????? 13 戶內(nèi)環(huán)路水力計算 ??????????????????????? 13 系統(tǒng)水力計算 ????????????????????????? 16 小結(jié) ????????????????????????????? 19 6 熱表及溫控閥選型 ?????????????????????????? 20 溫控閥的選擇 ????????????????????????? 20 熱表的選擇 ?????????????????????????? 20 7 管道的保溫 ???????????????????????????? 21 保溫管道的確定原則 ?????????????????????? 21 保溫材料的選擇 ???????????????????????? 21 小 結(jié) ?????????????????????????????? 22 附錄 1 ?????????????????????????????? 24 附錄 2 ???????????????????? ?????????? 29 附錄 3 ?????????????????????????????? 35 附錄 4 ?????????????????????????????? 39 附錄 5 ?????????????????????????????? 41 1 供暖方式的比較和選擇 幾種采暖方式的簡單比較 集中式供暖 原理 以城市熱網(wǎng)、區(qū)域熱網(wǎng)或較大規(guī)模的集中供暖為熱源的方式，在目前以至今后一段時期內(nèi)將仍是城市住宅供暖方式的主要方式。 優(yōu)點 （ 1）技術(shù)比較成熟， 安全、可靠，使用方便，價格便宜； （ 2）每天 24 小時供暖。 缺點 （ 1）供暖的時間和溫度不能自己控制，立式的散熱片不美觀、占空間，影響裝修效果； （ 2）供暖期前后無熱源； （ 3）散熱片取暖，一般出水溫度在 70 攝氏度以上，但溫度達到 80 度時就會產(chǎn)生灰塵團，使暖氣上方的墻面布滿灰塵。 費用 以 100 平方米居室為例，按北京市規(guī)定煤氣供暖的運行和支付費用為 24 元 /平方米。一個采暖季需支付 2400 元。 地板輻射式采暖 原理 低溫輻射地板采暖是通過埋設(shè)于地板下的加熱管 —— 鋁塑復(fù)合 管或?qū)щ姽?，把地板加熱到表面溫?18 至 32 攝氏度，均勻地向室內(nèi)輻射熱量而達到采暖效果。同時它可以由分戶式燃氣采暖爐、市政熱力管網(wǎng)、小區(qū)鍋爐房等各種不同方式提供熱源。 優(yōu)點 （ 1）地面溫度均勻，室溫自下而上逐漸遞減，舒適度高； （ 2）空氣對流減弱，有較好的空氣潔凈度； （ 3）與其他采暖方式相比，較為節(jié)能，節(jié)能幅度約為 10％至 20％； （ 4）有利于屋內(nèi)裝修，增加 2％至 3％的室內(nèi)使用面積； （ 5）有利于隔聲和降低樓板撞擊聲。 缺點： （ 1）對層高有 8 厘米左右的占用； （ 2）地面二次裝修時，易 損壞地下管線； （ 3）鋪設(shè)木地板則有干裂的麻煩，最好選用地磚或復(fù)合地板； （ 4）設(shè)定溫度不能太高，否則會大大降低輸送管道的使用壽命； （ 5）由于防水需要，衛(wèi)生間不便鋪設(shè)，還要借助于電暖氣。 運行費用： 一個采暖季節(jié)每平方米大約需要 14 元（ 18℃情況下）。 家用電鍋爐 原理 采用電能供暖。 優(yōu)點 （ 1）占地面積小，安裝簡單，操作便利； （ 2）采暖的同時也能提供生活熱水； （ 3）舒適性高，適合面積較大的低密度住宅和別墅； （ 4）最先進之處在于具有多種時段、不同 溫控預(yù)設(shè)功能。 缺點 前期投入較大，運行費用較高，該產(chǎn)品不太適合利用低谷電蓄熱供暖，以達到最為節(jié)能之功效。 費用 以 100 平方米居室為例，一個取暖季的基本運行費用在 3000 元－ 5000 元。 電熱膜采暖 原理 以電力為能源，是將特制的導(dǎo)電油墨印刷在兩層聚酯薄膜之間制成的純電阻式發(fā)熱體，配以獨立的溫控裝置，以低溫輻射電熱膜為發(fā)熱體，大多數(shù)為天花板式，也有少部分鋪設(shè)在墻壁中甚至地板下。具有恒溫可調(diào)、經(jīng)濟舒適、綠色環(huán)保、壽命長、免維護等特點。 優(yōu)點 （ 1）戶內(nèi)無暖氣片，房間使用面積 可增加 2％到 3％，便于裝修和擺放家具； （ 2）一般不需要維修； （ 3）屬清潔能源，無污染； （ 4）可用溫控器調(diào)節(jié)室溫； （ 5）沒有傳統(tǒng)采暖的燥熱感，溫度均勻。 缺點 （ 1）電熱膜升溫較慢，一般需要 1 到 1． 5 小時才能達到 18 攝氏度左右； （ 2）系統(tǒng)安裝要與裝修同步，且不能在頂棚上釘釘子、鉆孔等； （ 3）電能供應(yīng)不暢、不穩(wěn)或電費標準太高的小區(qū)不宜采用。 4 費用 計算，一個供暖季的費用為 1920 元到 2400 元之間。 家用中央空調(diào)系統(tǒng) 原理 采用市政電或天然氣，通 過出風(fēng)口提供熱源供暖。 優(yōu)點 （ 1）檔次高、外形好、舒適度高； （ 1）帶新風(fēng)系統(tǒng)的“風(fēng)冷式”更為舒適； （ 1）溫度與時間可預(yù)調(diào)。 （ 1）舒適性高，適合面積較大的低密度住宅和別墅。 缺點 （ 1）前期投入較大，運行費用較高； （ 1）無法享受國家低谷用電優(yōu)惠政策。 費用 采暖季 24 元／平方米。 地板輻射采暖的綜合介紹 地板采暖的歷史 地面采暖可追溯到明朝末年，為皇宮王室才能擁有的取暖方式如現(xiàn)存我國的故宮，冬天全部以青磚地面下砌好煙道，通過煙道傳煙并合理配置出煙窗以達 到把青磚溫熱而后傳到室內(nèi)，使室內(nèi)產(chǎn)生溫暖的效果。以后我國北方農(nóng)村出現(xiàn)火墻、火炕的取暖方式。韓國、日本出現(xiàn)地炕，隨著新型材料而將熱向地面上的空間散發(fā)，維持該空間具有較穩(wěn)定的合適溫度的供暖技術(shù)，該技術(shù)早在本世紀30 年代就在發(fā)達國家開始應(yīng)用，我國在 50 年代初就已將該技術(shù)應(yīng)用于人民大會堂，華僑飯店等工程中。 地板采暖的優(yōu)點 （ 1）節(jié)能。根據(jù)各種采暖方式室內(nèi)溫度測試結(jié)果，地板輻射采暖方式是最理想的采暖方式。在建立同樣舒適條件的前提下，地板采暖房間的室內(nèi)溫度比一般散熱器采暖溫度低 23℃，節(jié)省了能源，降低了 供暖系統(tǒng)的運行費用； （ 2）舒適。地板低溫輻射采暖以地板為散熱器，在向人體和周圍空氣對流換熱同時還向四周的家具及外圍結(jié)構(gòu)表面進行輻射換熱，使壁面溫度升高，減少了四周表面對人體的冷輻射。由于有輻射強度和溫度的雙重作用，使室溫比較穩(wěn)定且溫度梯度小，形成了真正的符合人體散熱要求的熱環(huán)境，給人以腳暖頭涼的舒適感，可使腦力勞動者的工作效率提高； （ 3）美觀。由于室內(nèi)取消了暖氣片及其管道，相當于增加了 23%的使用面積。更便于裝修和室內(nèi)布置； （ 4）地板采暖適合分戶計量及節(jié)能設(shè)計。管道的布置，系統(tǒng)阻力值的確定，均可根據(jù)不同情況，不同要求由設(shè)計人自己決定； （ 5）安全可靠，使用壽命長，清潔衛(wèi)生。管材的使用壽命無論國外還是國內(nèi)的生產(chǎn)廠家均承諾為 50 年； （ 6）熱源選擇靈活。低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)供水溫度為 4060 ℃，可充分利用廢熱水和地熱水資源。 地板采暖的缺點 (1) 地板采暖要求建筑層高增加 68 厘米，管道安裝需與土建施工同步進行。 (2) 造價較散熱器采暖高。但據(jù)生產(chǎn)廠家透漏，近一年來全國有幾個生產(chǎn)廠家發(fā)展到一百多個，隨著生產(chǎn)量的增多，價格必隨之降低，因此地板采暖有很大的發(fā)展?jié)摿Α? 低溫熱水地板輻射采暖的結(jié)構(gòu)和布置形式 低溫熱水地板輻射采暖結(jié)構(gòu)層由上到下依次為覆蓋層、找平層、埋管層、隔濕層、保溫層。其詳細結(jié)構(gòu)見圖 。其中保溫層的作用是為了減少熱量向下傳遞，多用聚苯乙烯泡沫板材做成；埋管結(jié)構(gòu)層有木質(zhì)地板結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)兩種，多采用埋管設(shè)于混凝土的做法；隔濕層用來防止水進入保濕層。地面上可根據(jù)用戶裝飾的要求，鋪設(shè)地板或地毯形成覆蓋層。當設(shè)有覆蓋層時，因其熱阻較大，會使傳熱效率降低。埋管常見的布置形式有單蛇型、雙蛇型、雙回型、單回型幾種。 地板采暖的主要技術(shù)參數(shù) 結(jié)構(gòu)層厚 度：公共建筑 90mm，住宅 70mm； 熱煤溫度： ≤ 65℃ （最高 ≤80℃ ）； 供回水溫度： 815℃ ； 工作壓力： ≤ ； 結(jié)構(gòu)層受荷載 ≤ 2020kg/m3 ,若 ＞ 2020 kg/m3時，應(yīng)采取相應(yīng)措施； 供水干管上設(shè)置過濾網(wǎng)，防止異物進入系統(tǒng)內(nèi)； 供暖散熱量與地面材質(zhì)、供回水溫度、管間距、室內(nèi)設(shè)計溫度有關(guān)。 地板采暖的適用范圍 各式住宅、別墅樓； 辦公商務(wù)樓、會展館、大型會議展廳； 停車場機場跑道，候機樓、飛機庫； 工業(yè)廠房、水產(chǎn)養(yǎng)殖、種植大棚、娛樂場所、體育場館； 商場 、購物中心。 建筑內(nèi)供暖立管的形式選擇 由于該建筑物共七層，高度較高，故在設(shè)計時選擇機械循環(huán)系統(tǒng)。考慮到熱用戶用熱均勻的要求，設(shè)計中決定采用雙管系統(tǒng)。由于該建筑物沒有頂棚，供水干管無法布置在頂層，故在設(shè)計時采用下供下回式雙管系統(tǒng)。 2 設(shè)計依據(jù)和原始資料 設(shè)計依據(jù) 設(shè)計任務(wù)書 由指導(dǎo)教師王明紅編寫的《供熱工程》課程設(shè)計任務(wù)書。 設(shè)計規(guī)范及標準 （ 1）采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范 (GBJ50019－ 2020 版 )； （ 2）房屋建筑制圖統(tǒng)一標準（ GB/T50001－ 2020） ； （ 3）采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)制圖標準（ GBJ11488） ； （ 4）公共建筑節(jié)能設(shè)計標準（ GB50182020）； （ 5）供 暖交聚乙烯管道工程技術(shù)規(guī)程 .北京 .2020； （ 6） 低溫熱水地板輻射供暖應(yīng)用技術(shù)規(guī)程（北京市標準， DBT/T 01492020）。 空調(diào)設(shè)計室內(nèi)外空氣計算參數(shù) ： 東經(jīng) ； 北緯 ————————