1、第三篇 建筑采暖工程1.1.任务任务 采暖的目的是为了满足人们正常生活和工作要采暖的目的是为了满足人们正常生活和工作要求而维持房间有适宜的环境温度。求而维持房间有适宜的环境温度。采暖的任务就是不断地向采暖房间供给相应的采暖的任务就是不断地向采暖房间供给相应的热量，以弥补热耗的失量，创造适宜的室内气热量，以弥补热耗的失量，创造适宜的室内气温，达到生活、工作以及生产工艺对气温的要温，达到生活、工作以及生产工艺对气温的要求。求。2.2.方式方式局部采暖局部采暖：将热源和散热设备合并成一个整体：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。如火炉、火坑、空，分散设置在各个房间里。如火炉、火坑、
2、空气电加热器、煤气炉等。构造简单，易于实现气电加热器、煤气炉等。构造简单，易于实现，但不卫生、不安全。，但不卫生、不安全。集中采暖集中采暖：由热源、输热管道和散热设备组成：由热源、输热管道和散热设备组成。区域供热区域供热新能源供暖新能源供暖：太阳能和地热能（水源热泵）。：太阳能和地热能（水源热泵）。3.3.分类分类按作用范围的不同：局部采暖、集中采暖及区域采暖按作用范围的不同：局部采暖、集中采暖及区域采暖；按热媒的不同：热水采暖和蒸汽采暖；按热媒的不同：热水采暖和蒸汽采暖；热水采暖供回水温度热水采暖供回水温度95/7095/70；实际温度低，所以；实际温度低，所以设计时应增加散热器片数。设计时
3、应增加散热器片数。低压蒸汽采暖（低压蒸汽采暖（5 570kPa70kPa）；高压蒸汽采暖（高于）；高压蒸汽采暖（高于70kPa70kPa）。）。按散热器的放热方式：对流采暖和辐射采暖。按散热器的放热方式：对流采暖和辐射采暖。普通片式散热器的对流放热占总散热量的普通片式散热器的对流放热占总散热量的7575，属于，属于对流采暖。但两种放热方式同时存在。对流采暖。但两种放热方式同时存在。图图 热水集中供暖系统热水集中供暖系统图图 区域热水锅炉房供热系统区域热水锅炉房供热系统图图 区域蒸汽锅炉房供热系统区域蒸汽锅炉房供热系统图图 背压式热电厂供热系统背压式热电厂供热系统第十四章 采暖设计热负荷1414
4、1 1 采暖热负荷采暖热负荷1.1.采暖房间的热平衡采暖房间的热平衡 采暖房间在某一时间内，要求室内具有一采暖房间在某一时间内，要求室内具有一定设计温度的情况下，散热设备在单位时定设计温度的情况下，散热设备在单位时间内需要补充给室内的热量，称为采暖热间内需要补充给室内的热量，称为采暖热负荷。负荷。房间的失热量房间的得热量房间的失热量房间的得热量房间失热量房间失热量：工艺设备吸热量工艺设备吸热量室内外温差引起围护结构的耗热量室内外温差引起围护结构的耗热量加热运入冷物料和运输工具的耗热量加热运入冷物料和运输工具的耗热量冷空气渗入耗热量冷空气渗入耗热量室内水分蒸发耗热量室内水分蒸发耗热量通风换气耗热
5、量通风换气耗热量其他方面散失的热量其他方面散失的热量房间得热量房间得热量 工艺设备散热量工艺设备散热量 热物料在车间内的散热量热物料在车间内的散热量 热管道及其热表面的散热量热管道及其热表面的散热量 人体散热量人体散热量 灯具及其他电气设施的散热量灯具及其他电气设施的散热量 通过其他途径获得的热量通过其他途径获得的热量 散热器的散热量散热器的散热量2.2.采暖热负荷的确定采暖热负荷的确定 热负荷计算为决定管道的输热能力和热源热负荷计算为决定管道的输热能力和热源的产热能力提供依据；的产热能力提供依据；采暖热负荷计算采用采暖热负荷计算采用稳定传热稳定传热，空调负荷，空调负荷计算采用计算采用不稳定传
6、热不稳定传热；计算采暖设计热负荷不考虑房间的得计算采暖设计热负荷不考虑房间的得热量，仅计算以下三项热量，仅计算以下三项，包括：包括：通过房间围护结构的耗热量；通过房间围护结构的耗热量；冷风渗透耗热量；冷风渗透耗热量；外门冷风侵入耗热量；外门冷风侵入耗热量；142 围护结构的耗热量围护结构的耗热量 基本耗热量和附加耗热量基本耗热量和附加耗热量1.1.围护结构的基本耗热量围护结构的基本耗热量 定义：经过墙、窗、门、地面和屋顶等，由于室内外的气温差而造成定义：经过墙、窗、门、地面和屋顶等，由于室内外的气温差而造成从室内传向室外的稳定热量。从室内传向室外的稳定热量。计算公式：计算公式：)(wnttFK
7、Q1.1 1.1 围护结构的传热系数计算围护结构的传热系数计算(1)(1)多层均质材料组成的围护结构多层均质材料组成的围护结构wiinRK1111例例1 1：图：图14142 2为某建筑物的外墙断为某建筑物的外墙断面示意图，墙厚面示意图，墙厚490mm490mm（两砖），导（两砖），导热系数为热系数为0.714 W/m.0.714 W/m.，内表面抹，内表面抹灰灰20mm20mm，导热系数为，导热系数为0.598 W/m.0.598 W/m.。试计算此外墙冬季的传热系数试计算此外墙冬季的传热系数K K值。值。(2)(2)围护结构内有空气层围护结构内有空气层wkiinRRK1111例例2 2：图
8、：图14143 3为某建筑物带有空气为某建筑物带有空气间层的外墙构造示意图。砖砌体厚间层的外墙构造示意图。砖砌体厚240mm240mm（一砖），导热系数为（一砖），导热系数为0.714 0.714 W/m.W/m.，空气间层厚度，空气间层厚度50mm50mm，热阻，热阻为为0.172m2./W0.172m2./W，多孔砖墙厚，多孔砖墙厚100mm100mm，导热系数导热系数0.64W/m.,0.64W/m.,内表面抹灰内表面抹灰20mm20mm，导热系数为，导热系数为0.598 W/m.0.598 W/m.。试计算此外墙冬季的传热系数试计算此外墙冬季的传热系数K K值。值。(3)(3)地面的传
9、热系数地面的传热系数1.2 1.2 围护结构的传热面积围护结构的传热面积外墙高度：从本层的地面算到上一层的地面；外墙高度：从本层的地面算到上一层的地面；外墙长度：取两端建筑轴线的距离，对于角房间，外墙长度外墙长度：取两端建筑轴线的距离，对于角房间，外墙长度要算到要算到外缘外缘;门窗面积按外墙面上的门窗面积按外墙面上的净空尺寸净空尺寸；屋顶、地面：按屋顶、地面：按外墙内表面外墙内表面和和内墙中线内墙中线之间计算。之间计算。1.3 1.3 室内空气计算温度室内空气计算温度高高2m2m以下地区的空气温度。以下地区的空气温度。1.4 1.4 室外空气计算温度室外空气计算温度采用历年平均每年不保证采用历
10、年平均每年不保证5 5天的日平均温度。天的日平均温度。1.5 1.5 围护结构空气温差修正系数围护结构空气温差修正系数表表14148 82.2.围护结构最大允许传热系数的确定围护结构最大允许传热系数的确定为了满足人的生理卫生要求，并保证围护结构内表面不出现结露为了满足人的生理卫生要求，并保证围护结构内表面不出现结露现象，建筑物的外围护结构的允许最大传热系数现象，建筑物的外围护结构的允许最大传热系数KmaxKmax或允许最小或允许最小热阻热阻RminRmin应按下式确定：应按下式确定：abtttRKwnnyminmax1nywntabttRmin例例3 3：已知：室内设计温度：已知：室内设计温度
11、1818，室外计算温度，室外计算温度99，允许，允许维持维持77，外墙内表面对流换热系数为，外墙内表面对流换热系数为8.72w/m2.8.72w/m2.，温差和，温差和传热阻修正系数均为传热阻修正系数均为1.01.0。根据例。根据例1 1中的房屋围护结构设计的中的房屋围护结构设计的计算结果，试校核该外墙内表面是否产生结露现象。计算结果，试校核该外墙内表面是否产生结露现象。14143 3 围护结构的附加耗热量围护结构的附加耗热量1.1.朝向修正朝向修正考虑外门、外窗及外墙受太阳辐射热的影响；考虑外门、外窗及外墙受太阳辐射热的影响；北、东北、西北（北、东北、西北（0 0）；）；东、西（东、西（5
12、5）；）；东南、西南（东南、西南（10101515）；）；南（南（15152525）。）。2.2.风力附加率风力附加率考虑室外风速变化对外表面对流换热系数的影响；考虑室外风速变化对外表面对流换热系数的影响；平均风速大于等于平均风速大于等于5m/s5m/s，附加，附加5 5；不避风的高地、湖边和旷野上的建筑物，附加不避风的高地、湖边和旷野上的建筑物，附加1010。3.3.外门附加率外门附加率外门开启使冷空气进入室内，加热这部分冷空气需要消耗的外门开启使冷空气进入室内，加热这部分冷空气需要消耗的附加热量。附加热量。3.1 3.1 民用和工业辅助建筑，当其楼层为民用和工业辅助建筑，当其楼层为n n层
13、时，层时，无门斗的双层外门无门斗的双层外门 100n100n有门斗的双层外门有门斗的双层外门 80n80n无门斗的单层外门无门斗的单层外门 65n65n有门斗的单层外门有门斗的单层外门 50n50n对于经常开启的外门，上列数值应乘以对于经常开启的外门，上列数值应乘以1.51.5。3.2 3.2 工业建筑工业建筑单层生产厂房的外门单层生产厂房的外门 2002004.4.高度附加率高度附加率考虑采暖房间高度对围护结构传热量的影响；考虑采暖房间高度对围护结构传热量的影响；房间高度大于房间高度大于4m4m时，每高出时，每高出1m1m附加附加2 2；高度附加率不适用与楼梯间；高度附加率不适用与楼梯间；总
14、的附加率一般不大于总的附加率一般不大于1515。14144 4 冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量冷风渗透耗热量与室外平均风速、风向、外门窗的构造和朝冷风渗透耗热量与室外平均风速、风向、外门窗的构造和朝向，以及室内外空气温度差等因素有关向，以及室内外空气温度差等因素有关1.1.民用及工业辅助建筑冷风渗透耗热量民用及工业辅助建筑冷风渗透耗热量1.1 1.1 缝隙法缝隙法1.2 1.2 换气次数法换气次数法2.2.工业建筑冷风渗透耗热量工业建筑冷风渗透耗热量对于工业建筑，常用百分数法概略计算其冷风渗透耗热量。对于工业建筑，常用百分数法概略计算其冷风渗透耗热量。因为一般生产厂房较高，室内外温度差所造成的热
15、压较大，因为一般生产厂房较高，室内外温度差所造成的热压较大，而影响冷风渗透量的因素也较多，所以生产厂房的冷空气渗而影响冷风渗透量的因素也较多，所以生产厂房的冷空气渗透耗热量，按占建筑物外围护结构总耗热量的百分数进行概透耗热量，按占建筑物外围护结构总耗热量的百分数进行概略计算。略计算。14145 5 建筑物采暖热指标建筑物采暖热指标建筑物采暖热指标是指对于各类建筑物，在室内外温度差建筑物采暖热指标是指对于各类建筑物，在室内外温度差11时，每立方米建筑物体积的平均采暖热负荷。时，每立方米建筑物体积的平均采暖热负荷。建筑物采暖热指标的大小，取决于建筑物的结构和用途、建建筑物采暖热指标的大小，取决于建
16、筑物的结构和用途、建筑物的体积和外形、当地的气象条件等。筑物的体积和外形、当地的气象条件等。第十五章 采暖散热器、管道及阀门15151 1 散热器的作用及常用类型散热器的作用及常用类型1.1.散热器的作用散热器的作用对流辐射对流辐射2.2.对散热器的要求对散热器的要求2.1 2.1 热工性能要求热工性能要求散热器应具有高的散热能力。散热器的传热系数散热器应具有高的散热能力。散热器的传热系数K K值愈大，热工性值愈大，热工性能愈好。散热器传热系数的大小取决于它的材料、构造、装置方能愈好。散热器传热系数的大小取决于它的材料、构造、装置方法以及热媒的种类等。法以及热媒的种类等。2.2 2.2 技术经
17、济要求技术经济要求要求金属耗量少，造价低，使用寿命长。要求金属耗量少，造价低，使用寿命长。通常用散热器金属热强度通常用散热器金属热强度q q值作为评价指标。金属热强度是指散热值作为评价指标。金属热强度是指散热器内热媒平均温度与周围空气温度相差器内热媒平均温度与周围空气温度相差11时，每公斤重散热器在时，每公斤重散热器在1h1h内所散出的热量。内所散出的热量。q q值越大，散热器的热工和经济效果越好。值越大，散热器的热工和经济效果越好。2.3 2.3 卫生美观要求卫生美观要求要求表面光滑，不易积灰尘，且易于清除灰尘。要求表面光滑，不易积灰尘，且易于清除灰尘。2.4 2.4 制造安装要求制造安装要
18、求制造要简单，便于组装，具有一定的机械强度，不渗漏，且制造要简单，便于组装，具有一定的机械强度，不渗漏，且耐腐蚀。耐腐蚀。3.3.常用金属散热器的类型常用金属散热器的类型3.1 3.1 光排管散热器（光排管散热器（P161P161，图，图15151 1）适用场合：工业车间有较多粉尘和使用较高压力的蒸汽作热适用场合：工业车间有较多粉尘和使用较高压力的蒸汽作热媒媒特点：工艺简单；散热面积小、耗费钢管、不美观。特点：工艺简单；散热面积小、耗费钢管、不美观。3.2 3.2 铸铁散热器铸铁散热器柱型（柱型（P161P161，图，图15152 2）翼型（翼型（P161P161，图，图15153 3）3.3
19、 3.3 钢制散热器钢制散热器特点：金属热强度高、重量轻、承压能力高、结构紧凑、安特点：金属热强度高、重量轻、承压能力高、结构紧凑、安装维修简便；耗材多、造价高。装维修简便；耗材多、造价高。图图15-2 柱形散热器柱形散热器图图15-3 翼形散热器翼形散热器15152 2 散热器的计算散热器的计算散热器的散热面积散热器的散热面积321npjttKQFF：散热器散热面积（：散热器散热面积（m2）；）；Q：设计热负荷（：设计热负荷（W）；）；K：散热器的传热系数（：散热器的传热系数（W/m2.）；）；tpj：散热器内热媒的平均温度（：散热器内热媒的平均温度（）；）；tn：采暖室内计算温度（：采暖室
20、内计算温度（）；）；1：散热器片数或长度修正系数（：散热器片数或长度修正系数（P164，表，表151）；）；2：散热器安装方式修正系数（：散热器安装方式修正系数（P164，表，表152）；3：散热器连接方式修正系数（：散热器连接方式修正系数（P165，表，表153）。1.1.散热器内热媒平均温度的确定散热器内热媒平均温度的确定1.1 1.1 热水采暖系统热水采暖系统流量计算流量计算hgttcQG3600G G：散热器所需的热水流量（：散热器所需的热水流量（kg/hkg/h）;c:c:水的比热，水的比热，4187J/kg.4187J/kg.；tgtg：散热器供水温度（：散热器供水温度（）；）；t
21、hth：散热器回水温度（：散热器回水温度（）。）。平均温度计算平均温度计算 双管式热水系统（双管式热水系统（P165P165，图，图15159 9）单管式热水系统（单管式热水系统（P165P165，图，图15151010）2.2.散热器的传热系数散热器的传热系数BnpjttAK)(3.3.散热器片数的计算散热器片数的计算fFn/最后确定最后确定n值时，只能取整数，对由此略有增减的散热面积有如值时，只能取整数，对由此略有增减的散热面积有如下要求：柱型散热器散热面积的减少不应超过下要求：柱型散热器散热面积的减少不应超过0.1m2；翼型散热；翼型散热器大小搭配后的散热面积减少不应超过计算面积的器大小
22、搭配后的散热面积减少不应超过计算面积的10。例例1：图：图1511是三层是三层建筑单管式热水采暖建筑单管式热水采暖系统其中一立管示意系统其中一立管示意图。已知：供水温度图。已知：供水温度tg95，回水温度，回水温度th70；第；第1层二组散热层二组散热器的散热量器的散热量Q117452W，第，第2层二层二组散热器的散热量组散热器的散热量Q211632W，第，第3层层二组散热器的散热量二组散热器的散热量Q315122W，试，试确定此立管上各层散确定此立管上各层散热器组内热媒平均温热器组内热媒平均温度。度。例例2：根据例：根据例1，计算该立管上各组散热器，计算该立管上各组散热器的散热面积，并确定其
23、片数。已知：室内的散热面积，并确定其片数。已知：室内安装安装M132型散热器，传热系数型散热器，传热系数K8.02W/m2.，每片散热面积，每片散热面积0.24m2，敞开，敞开装置。室内计算温度为装置。室内计算温度为18。15153 3 散热器的组装与布置散热器的组装与布置1.1.散热器的组装散热器的组装M M132132、钢制柱型、钢制柱型不超过不超过2020片片四柱、五柱型四柱、五柱型不超过不超过2525片片方翼型方翼型不超过不超过7 7片片圆翼型圆翼型不超过不超过4m4m钢串片、折边及板式钢串片、折边及板式不超过不超过2.4m2.4m2.2.散热器与支管的连接散热器与支管的连接同侧、异侧
24、同侧、异侧图 散热器布置3.3.散热器的布置散热器的布置有外窗时，设置在外窗下；有外窗时，设置在外窗下；没有外窗时，布置在适当的地方；没有外窗时，布置在适当的地方；楼梯间，布置在底层楼梯间，布置在底层双层门的外室和门斗中不宜设置散热器；双层门的外室和门斗中不宜设置散热器；散热器应明装。散热器应明装。15154 4 管道及阀门管道及阀门1.1.管道与管件管道与管件1.1 1.1 管道管道室内管网：焊接钢管；室内管网：焊接钢管；室外管网：无缝钢管和螺旋缝电焊钢管。室外管网：无缝钢管和螺旋缝电焊钢管。1.2 1.2 管件管件管接头、三通、四通、弯头、活接头、外管接头、三通、四通、弯头、活接头、外丝接头；丝接头；螺纹、焊接和法兰盘连接。螺纹、焊接和法兰盘连接。2.2.阀门阀门闸阀：全开或全关状态下工作，系统的泄水或排污。闸阀：全开或全关状态下工作，系统的泄水或排污。截止阀：截断汽、水通路的作用，或调节流量。截止阀：截断汽、水通路的作用，或调节流量。直角汽阀：控制进入散热器的蒸汽量或热水量。直角汽阀：控制进入散热器的蒸汽量或热水量。直通汽阀：散热器专用的阀门，适用于水和蒸汽管路。直通汽阀：散热器专用的阀门，适用于水和蒸汽管路。
