供热工程土木

1、 供热工程：建筑环境与设备工程一门主要专业课。 热能工程：将自然界的能源直接或间接地转化成热能，满足人们需要的科学技术。 动力应用 直接应用到生产生活（温度低于350） 热能工程中，生产、输配和应用中、低品位热能的工程技术称为供热工程。 热媒：水、蒸汽； 中低品位热能的应用：主要是保证建筑物卫生和舒适条件的用热系统（供暖、通风、空调、热水供 应），以及生产工艺用热系统。 第一节第一节 供暖工程概述供暖工程概述 集中供热是以集中热源所产生的热水或蒸汽作为 热媒，通过热网向一个城镇或较大区域的生产、 采暖和生活热用户供热的方式。 集中供热系统组成：热源、热力管网和热用户。 仅有采暖热用户的集中供热

2、系统，又称为集中供 暖系统 是指直接使用或消耗热能的室内采暖、通 风空调、热水供应和生产工艺用热系统等。 1季节性热负荷 气候条件 2常年性热负荷 生产状况、生活习惯 供热系统的热源，是指提供热能的装置或天然能 源。目前应用最广泛的热源是区域锅炉房和热电 厂。 作用： 主要是生产和制备一定参数(温度、压力)热媒。 区域热水锅炉房供热系统示意图 1-热水锅炉；2-循环水泵；3-除污器；4-压力调节阀；5-补给水泵； 6-补充水处理装置；7-采暖散热器；8-生活热水加热器；9-水龙头 热力输配管网：是指输送热媒的供热管路系统， 主要解决从热源到热用户之间热能的输配问题。 供热管道把热源与用户连接起

3、来，将热媒输送到各个用户。 集中供热系统的热力输配管网也称为热网。 管道系统的布置型式取决于热媒（热水或蒸汽）、 热源（热电厂或区域锅炉房等）与热用户的相互 位置和热用户的种类、热负荷大小和性质等。 根据供热管道的不同，可分为单管制管网系统、 双管制管网系统和多管制管网系统。 （一）热网的布置形式 枝状管网 1. 1. 枝状管网 2. 2. 环状管网 枝状管网： 1、供热管网的管道直径随 着与热源距离的增加而减 小，且建设投资小，运行 管理比较简便。 2、枝状管网没有备用功能， 供热的可靠性差，当管网 某处发生故障时，在故障 点以后的热用户都将停止 供热。 环状管网 1 2 3 4 5 6 环

4、状管网 1、供热管道主干线首尾相接构 成环路，管道直径普遍较大。 多热源的环状管网在设计和运 行管理上比较复杂。 2、环状管网具有良好的备用功 能，当管路局部发生故障时， 可经其他连接管路继续向用户 供热管网的可靠性好。 3、环状管网通常设两个或两个 以上的热源。 （二）热网的敷设方式（地上敷设、地下敷设） 1、地上敷设 低支架敷设 中支架敷设 高支架敷设 低支架敷设 低支架敷设通常沿着厂区低支架敷设通常沿着厂区 的围墙或平行于公路或铁的围墙或平行于公路或铁 路架设管道。路架设管道。 在人行频繁的非机动车通在人行频繁的非机动车通 行地段，需要采用中支架行地段，需要采用中支架 敷设。敷设。 在管

5、道跨越公路或铁路的在管道跨越公路或铁路的 路段，应采用高支架敷设，路段，应采用高支架敷设， 管道外保温层距离地面的管道外保温层距离地面的 净高度在净高度在4m以上。以上。 中支架敷设 2、地下敷设 地沟敷设：通行地沟、半通行地沟、不通行地沟 通行地沟 半通行地沟 不通行地沟 直埋敷设 直埋敷设是将管道直接埋设在土壤里，管道保温结构外表面与土壤直接接触的敷设方 式。在供热管网中，直埋敷设最多采用的方式是供热管道、保温层和保护外壳三者紧密 粘结在一起，形成整体式的预制保温管结构型式。 预制保温管直埋敷设 1钢管 2聚氨酯硬质泡沫塑料保温层 3高密度聚乙烯保护外壳 区域锅炉房供热系统 热电厂供热系统

6、 热泵供暖系统 其他： 工业余热 核能供热系统等 第二节第二节 供暖系统的分类与组成供暖系统的分类与组成 供暖系统：北方建筑必备建筑设备系统。 所谓，就是使室内获得热量并保持一定的室内温度，以达到适宜的生活 条件或工作条件的技术。所有采暖系统都由热媒制备（热源）、热媒输送和 热媒利用（散热设备）三个主要部分组成。 一、供暖系统分类 按照供暖范围划分： （1）局部供暖系统 （2）集中供暖系统 按照热媒不同划分： （2）蒸汽供暖系统 （3）热风供暖系统 （4）燃气辐射供暖系统 （1）热水供暖系统 第二节第二节 供暖系统的分类与组成供暖系统的分类与组成 二、热水供暖系统 供热热媒参数的选择:以区域热

7、水锅炉房为热 源，当供热规模较小时，通常采用的供、回 水温度为75/50的水温。 散热器： 地板辐射： 75/50（95/70） 不应超过85 45/35（65/50） 不应超过60 二、热水供暖系统二、热水供暖系统 热水供暖系统分类 1按照水循环动力 自然循环系统和机械循环系统。 2按照系统管道设置方式 垂直式系统和水平式系统。 3按照每组散热器立管根数 单管系统和双管系统。 4按照通过各立管的循环管路的长度是否相等 同程式系统和异程式系统。 二、热水供暖系统二、热水供暖系统 二、热水供暖系统二、热水供暖系统 比较机械循环系统与自然循环系统的主要区别： （1）循环动力不同。机械循环系统靠水泵

8、提供动力，强制水 在系统中循环流动。循环水泵一般设在锅炉入口前的回水干管 上，该处水温最低，可避免水泵出现气蚀现象。 （2）膨胀水箱的连接点和作用不同。机械循环系统膨胀水箱 设置在系统的最高处，水箱下部接出的膨胀管连接在循环水泵 入口前的回水干管上。其作用除了容纳水受热膨胀而增加的体 积外，还能恒定水泵入口压力，保证采暖系统压力稳定。 （3）排气方式不同。机械循环系统中水流速度较大，一般都 超过水中分离出的空气泡的浮升速度，易将空气泡带入立管引 起气塞。所以机械循环上供下回式系统水平敷设的供水干管应 沿水流方向设上升坡度，坡度宜采用0.003，不得小于0.002。 在供水干管末端最高点处设置集

9、气罐，以便空气能顺利地和水 流同方向流动，集中到集气罐处排除。 二、热水供暖系统二、热水供暖系统 按照系统管道设置方式 垂直式采暖系统是指不同楼层的各散热器用垂直立管连接的系统；水平式采 暖系统是指同一楼层的散热器用水平管线连接的系统。 垂直式与水平式采暖系统 (a)垂直式；(b)水平式 1-供水干管；2-回水干管；3-水平式系统供水立管；4-水平式系统回水立管； 5-供水立管；6-回水立管；7-水平支路管道；8-散热器 二、热水供暖系统二、热水供暖系统 水平式系统可用于公用建筑楼堂馆所等建筑物。 用于住宅时便于设计成分户热计量的系统。该系统大直径的干管少，穿楼板 的管道少，有利加快施工进度。

10、室内无立管比较美观。设有膨胀水箱时，水 箱的标高可以降低。便于分层控制和调节。 用于公用建筑如水平管线过长时容易因胀缩引起漏水。为此要在散热器两侧 设乙字弯，每隔几组散热器加乙字弯管补偿器或方形补偿器，水平顺流式系 统中串联散热器组数不宜太多。可在散热器上设放气阀或多组散热器用串联 空气管来排气。 二、热水供暖系统二、热水供暖系统 按连接散热器的管道数量分类 按连接相关散热器的管道数量将热水采暖系统分为单管系统与双管系统。 单管系统是用一根管道将多组散热器依次串联起来的系统 双管系统是用两根管道将多组散热器相互并联起来的系统 单管系统与双管系统的基本组合体 (a)垂直单管；(b)垂直双管；(c

11、)水平单管；(d)水平双管 对比： 单管系统节省管材，造价低，施工进度快，单管系统的水力稳定性比双管系 统好。如采用上供下回式单管系统，往往底层散热器较大，有时造成散热器 布置困难。 双管系统可单个调节散热器的散热量，管材耗量大、施工麻烦、造价高，易 产生垂直失调。 二、热水供暖系统二、热水供暖系统 按照通过各立管的循环管路的长度是否相等 各环路管路总长度基本相等的系统称同程式系统 各循环管路总长度不同的系统为异程式系统 同程式系统 二、热水供暖系统二、热水供暖系统 （一）机械循环垂直式热水供暖系统 机械循环热水供暖系统依靠水泵的机械能，使热水在系统中强制循环。（增大供 暖范围，但增加运行和维

12、修费用)。 按照供、回水干管布置的方式： 1上供下回式热水供暖系统 5下供下回式热水供暖系统 3中供式热水供暖系统 4下供上回式热水供暖系统 2上供上回式热水供暖系统 1）上供下回式系统的供回水干管分别设置于系统最上面和最下面，布置管道方便， 排气顺畅。是用得最多的系统型式。 2）上供上回式系统的供回水干管均位于系统最上面。采暖干管不与地面设备及其 他管道发生占地矛盾。但立管消耗管材量增加，立管下面均要设放水阀。主要用于 设备和工艺管道较多的、沿地面布置干管发生困难的工厂车间。 3）下供下回式系统的供回水干管均位于系统最下面。与上供下回式相比，供水干 管无效热损失小、可减轻上供下回式双管系统的

13、垂直失调(沿垂直方向各房间的室内 温度偏离设计工况称为垂直失调) 。因为上层散热器环路重力作用压头大，但管路 亦长，阻力损失大，有利于水力平衡。顶棚下无干管比较美观，可以分层施工，分 期投入使用。底层需要设管沟或有地下室以便于布置两根干管，要在顶层散热器设 放气阀或设空气管排除空气。 4）下供上回式系统的供水干管在系统最下面，回水干管在系统 最上面。如供水干管在一层地面明设时其热量可加以利用，因 而无效热损失小，与上供下回式相比，底层散热器平均温度升 高，从而减少底层散热器面积，有利于解决某些建筑物中一层 散热器面积过大，难于布置的问题。立管中水流方向与空气浮 升方向一致，在四种系统型式中最有

14、利于排气。当热媒为高温 水时，底层散热器供水温度高，回水静压力也大，有利于防止 水的汽化。 5）中供式系统。它是供水干管位于中间某楼层的系统型式。 供水干管将系统垂直方向分为两部分。上半部分系统可为下供 下回式系统或上供下回式系统，而下半部分系统均为上供下回 式系统。中供式系统可减轻垂直失调，但计算和调节都比较麻 烦。 避免楼层过多造成垂直失调 顶层梁底标高过低 加建楼层 “品”字形建筑 1 2 3 4 6 7 5 8 9 上供下回式热水供暖系统 顺流单管系统不能调节单个散热器 的散热量，跨越管式单管系统采取 多用管材(跨越管)、设置散热器支 管阀门和增大散热器的代价换取散 热量在一定程度上的

15、可调性 双管 单管 顺流 跨越 （二）机械循环水平式热水供暖系统 1 2 1 2 顺流式 跨越式 排气阀 空气管 2 1 3 4 5 6 7 （三）低温热水地板辐射供暖系统 散热器主要是靠对流方式向室内散热，对流散热量占总散热量的50以上。 而辐射采暖是利用建筑物内部顶棚、墙面、地面或其它表面进行供暖的系统。 辐射采暖系统主要靠辐射散热方式向房间供应热量，其辐射散热量占总散热 量的50以上。 低温辐射采暖的主要型式有金属顶棚式；顶棚、地面或墙面埋管式；空气加热地 面型式；电热顶棚式和电热墙式等，其中低温热水地板辐射采暖近几年得到了广 泛的应用。它比较适合于民用建筑与公共建筑中考虑安装散热器会影

16、响建筑物协 调和美观的场合。 低温热水地板辐射供暖系统低温热水地板辐射供暖系统 低温热水地板辐射供暖系统低温热水地板辐射供暖系统 1 3 2 5 4 6 7 8 分分 水水 器器 集集 水水 器器 低温热水地板辐射供暖系统图 散热盘管散热盘管 1-分水器分水器 2-集水器集水器 3-散热盘管散热盘管 4-水泵水泵 5-三通调节阀三通调节阀 6-过滤器过滤器 7-温度计温度计 8-压力表压力表 低温热水地板辐射供暖系统低温热水地板辐射供暖系统 对地板表面温度的要求： 地面辐射板 (经常有人停留) tRj= 2426 地面辐射板 (短期有人停留) tRj2830 地面辐射板 (无人停留) tRj

17、= 3540 低温水供热低温水供热 40-60 低温热水地板辐射供暖系统低温热水地板辐射供暖系统 加热管采取不同布置形式时，导致的地面温度分 布是不同的。布管时，应本着保证地面温度均匀 的原则进行，宜将高温管段优先布置于外窗、外 墙侧，使室内温度分布尽可能均匀。 直列形 回转形往复形 低温热水地板辐射供暖系统低温热水地板辐射供暖系统 地热管道布置 低温热水地板辐射供暖系统低温热水地板辐射供暖系统 一种目前普遍采用的地面构造形式 楼层地面构造示意图 回填豆石混凝土 低温热水地板辐射供暖系统低温热水地板辐射供暖系统 辐射采暖是一种卫生条件和舒适标准都比较高的供暖形式，和对流采暖相比，它 具有以下特

18、点： （1）对流采暖系统中，人体的冷热感觉主要取决于室内空气 温度的高低。而辐射采暖时，人或物体受到辐射照度和环境温 度的综合作用，人体感受的实感温度可比室内实际环境温度高 23左右，即在具有相同舒适感的前提下，辐射采暖的室 内空气温度可比对流采暖时低23。 （2）从人体的舒适感方面看，在保持人体散热总量不变的情 况下，适当地减少人体的辐射散热量，增加一些对流散热量， 人会感到更舒适。辐射采暖时人体和物体直接接受辐射热，减 少了人体向外界的辐射散热量。而辐射采暖的室内空气温度又 比对流采暖时低，正好可以增加人体的对流散热量。因此辐射 采暖对人体具有最佳的舒适感。 低温热水地板辐射供暖系统低温热

19、水地板辐射供暖系统 （3）辐射采暖时沿房间高度方向上温度分布均匀，温度梯度小，房间的无 效损失减小了。而且室温降低的结果可以减少能源消耗。 （4）辐射采暖不需要在室内布置散热器，少占室内的有效空间，也便于布 置家具。 （5）减少了对流散热量，室内空气的流动速度也降低了，避免室内尘土的 飞扬，有利于改善卫生条件。 （6）增加绝热层，减少楼层噪音。 （7）辐射采暖比对流采暖的初投资高。建筑层高增加土建费用增加，可维 修性差等。 低温地板辐射采暖优点：低温地板辐射采暖优点： 舒适卫生、高效节能、减少楼层噪音、不占使用面积舒适卫生、高效节能、减少楼层噪音、不占使用面积 高层建筑高层建筑 10层及10层

20、以上的居住建筑和高度超过24米的公 共建筑。 高层建筑室内供暖系统与外网的连接， 一直是供热设计中的难点之一 1) 水压 2）垂直失调 分区式高层建筑热水采暖系统： 将系统沿垂直方向分成两个或两个以上独立系统的型式，即将系统分为高、低区或高、中、低区； 其分界线取决于集中热网的压力工况、建筑物总层数和所选散热器的承压能力等条件； 低区可与集中热网直接或间接连接。高区部分可根据外网的压力选择不同型式。 高层建筑的热水供暖系统形式高层建筑的热水供暖系统形式 1隔绝式分层供暖系统 u 高区采暖系统与热网间接连 接的分区式采暖系统，向高 区供热的换热站可设在该建 筑物的底层、地下室及中间 技术层内，还

21、可设在室外的 集中热力站内。室外热网在 用户处提供的资用压力较大、 供水温度较高时可采用高区 间接连接的系统。 n常用的形式 n上层独立水力系统，与外 网间接连接 高层建筑的热水供暖系统形式高层建筑的热水供暖系统形式 隔绝式分层供暖系统 优点：可以很好解决高 区水静压力对低区散热 器造成超压的问题，同 时也可以解决上下不同 楼层的垂直失调 高层建筑的热水供暖系统形式高层建筑的热水供暖系统形式 2双水箱分层供暖系统 1 2 3 4 5 5 6 高层建筑的热水供暖系统形式高层建筑的热水供暖系统形式 高区采用双水箱的系统：在高区设两个水箱，用泵将供水注入供水箱，依靠供水 箱与回水箱之间的水位高差，作

22、为高区采暖的循环动力。 系统停止运行时，利用水泵出口止回阀使高区与外网供水管断开，高区高静水压 力传递不到底层散热器及外网的其他用户。 该系统简单，省去了设置换热站的费用。但建筑物高区要有放置水箱的地方，建 筑结构要承受其载荷。水箱为开式，系统容易进空气，增大了氧化腐蚀的可能。 双水箱分层供暖系统 高层建筑的热水供暖系统形式高层建筑的热水供暖系统形式 3无水箱直连供暖系统 4 6 5 2 1 3 7 采用减压方式采用减压方式 上下形成水力分区上下形成水力分区 保证分区系统隔绝保证分区系统隔绝 运行可靠运行可靠 降低造价降低造价 断流器噪声问题断流器噪声问题 1加压水泵加压水泵 2止回阀止回阀

23、3供水管供水管 4断流器断流器 5连通管连通管 6阻旋器阻旋器 7回水管回水管 高层建筑的热水供暖系统形式高层建筑的热水供暖系统形式 系统中将散热器沿垂向分成组， 每组为双管系统，组与组之间采 用单管连接。 利用了双管系统散热器可局部调 节，单管系统可提高系统水力稳 定性的优点，减轻了双管系统层 数多时，重力作用压头引起的垂 直失调严重的倾向。但不能解决 系统下部散热器超压的问题。 4单、双管混合式供暖系统 三、蒸汽供暖系统三、蒸汽供暖系统 以水蒸汽作为热媒的采暖系统称为蒸汽采暖系统。 蒸汽采暖系统的原理：水在锅炉中被加热成具有一定压力和温度的蒸汽，蒸汽靠 自身压力作用通过管道流入散热器内，在

24、散热器内放热后，蒸汽变成凝结水，凝 结水经过疏水器后沿凝结水管道返回凝结水箱内，再由凝结水泵送入锅炉重新被 加热变成蒸汽。 三、蒸汽供暖系统三、蒸汽供暖系统 与热水相比，蒸汽作为热媒有如下特点： （1）用蒸汽作为热媒，可同时满足对压力和温度有不同要求 的多种用户的用热要求。 （2）蒸汽在散热设备内定压放出汽化潜热，热媒平均温度为 相应压力下的饱和温度。 （3）蒸汽和凝结水在管路内流动时，状态参数(密度和流量) 变化大，甚至伴随相变。 （4）蒸汽密度比水小，适用作高层建筑高区的(特别是高度大 于160m的特高层建筑)采暖热媒，不会使建筑物底部的散热 器超压。 （5）蒸汽热惰性小，供汽时热得快，停

25、汽时冷得也快。 （6）蒸汽流动的动力来自于自身压力。 （7）用蒸汽作热媒时，散热器和管道的表面温度高于100。 以水为热媒时，大部分时间散热器表面平均温度低于80。 （8）蒸汽管道系统间歇工作。 主要缺点： （1）蒸汽和凝结水在输送过程中，由于散热、节流等得影响，热媒在 管内产生局部相变，导致热媒参数有较大变化，使系统出现“跑、冒、 滴、漏”问题，管理难度大、经济性下降。 （2）水蒸气不适于远距离输送，供热半径受到限制。 （3）该系统中散热器表面温度比较高，容易使落在表面的有机灰尘产 生异味，卫生条件差。此外，高温散热器还会使室内产生较强的空气热 对流，引起扬尘。 一般对于生产热用户为主的集中

26、供热系统，宜采用水蒸气作为热媒，对于民 用集中供暖系统，通常采用热水作为热媒。 三、蒸汽供暖系统三、蒸汽供暖系统 （1）根据蒸汽压力大小不同可分：高压蒸汽采暖系统(表压0.07MPa)、低压 蒸汽采暖系统（表压0.07MPa）和低真空蒸汽采暖系统(绝对压力0.1Mpa)。 根据供汽汽源的压力、对散热器表面最高温度的限度和用热设备的承压能力来选 择高压或低压蒸汽采暖系统。工业建筑及其辅助建筑可用高压蒸汽采暖系统。低 真空采暖系统因需要抽真空设备，同时运行管理复杂，国内外用得都很少。 （2） 根据立管的数量可分：单管蒸汽采暖系统和双管蒸汽采暖系统。单管系统 易产生水击和汽水冲击噪声，所以多采用垂直

27、双管系统。 三、蒸汽供暖系统三、蒸汽供暖系统 （3）根据蒸汽干管的位置可分：上供下回式、中供式和下供下回式。其蒸 汽干管分别位于各层散热器上部、中部和下部。为了保证蒸汽、凝结水同向 流动，防止水击和噪声，上供下回式系统用得较多。 （4）根据凝结水回收动力可分：重力回水和机械回水。 （5） 根据凝结水系统是否通大气可分：开式系统(通大气)和闭式系统(不通 大气)。 （6）根据凝结水充满管道断面的程度分为：干式回水（非满管）和湿式回 水（满管）。 三、蒸汽供暖系统三、蒸汽供暖系统 （一）重力回水低压蒸汽供暖系统 型式简单型式简单 运行不消耗电能运行不消耗电能 小型系统小型系统 三、蒸汽供暖系统三、

28、蒸汽供暖系统 在供热半径比较大的蒸汽供暖系统中采用。凝结水依靠水泵 的动力送回热源重新加热。 （二）机械回水低压蒸汽供暖系统 扩大供暖范围扩大供暖范围 应用最为普遍应用最为普遍 三、蒸汽供暖系统三、蒸汽供暖系统 凝水 i0.003 i0.005 1 蒸汽 3 2 4 （二）机械回水低压蒸汽供暖系统 三、蒸汽供暖系统三、蒸汽供暖系统 高压蒸汽采暖系统的技术经济特性 凡压力大于70kPa的蒸汽称为高压蒸汽。高压蒸汽与低压蒸汽相比，有下列特点： （1）供汽压力高，流速大，系统作用半径大，但沿程管道热损 失也大。对于同样的热负荷，所需管径小；但如果沿程凝结水排 除不畅时，会产生严重水击； （2）散热器

29、内蒸汽压力高，表面温度也高，对于同样的热负荷， 所需散热面积少；但易烫伤人和烧焦落在散热器上的有机尘，卫 生和安全条件差； （3）凝水温度高。容易产生二次蒸汽。 三、蒸汽供暖系统三、蒸汽供暖系统 四、异程式系统与同程式系统 异程式系统 指连接立管的供水干管水流方向与回水干管水流方向不一致， 其特点是通过各个立管的循环环路的总长度不相等。 同程式系统 指连接每个立管的供水干管水流方向与回水干管水流方向一致， 其特点是通过各个立管的循环环路的总长度相等 。 异程式系统异程式系统 2 1 3 4 5 6 同程式系统同程式系统 2 1 3 4 5 6 7 人们为了保证正常的生产和生活，要求室内保持一定

30、的温度。一个建筑物或房间可有各种得热和散失热 量的途径。当建筑物或房间的失热量大于得热量时，为了保持室内在要求温度下的热平衡，需要由采暖通 风系统补给热量，以保证室内要求的温度。采暖系统通常利用散热器向房间散热，通风系统送入高于室内 要求温度的空气，这样,一方面向房间不断地补充新鲜空气，另一方面也为房间提供热量。 供暖系统的热负荷 是指在某一室外温度下，为了达到要求的室内温度,供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。 供暖系统的设计热负荷是供暖设计中最基本的数据 采暖系统的设计热负荷是指在设计室外温度下 ，为了达到要求的室内温 度 ，采暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。它是设计采暖系统的最

31、基 本依据。 室内计算温度是指距地面2m以内人们活动地区的平均空气温度。 根据国内有关卫生部门的研究结果认为：当人体衣着适宜，保暖量 充分且处于安静状况时，室内温度20比较舒适，18无冷感， 15是产生明显冷感的温度界限。 民用建筑的主要房间，宜采用1624； 当工艺或使用条件有特殊要求时，各类建筑物的室内温度可按照国 家现行有关专业标准、规范执行。 冬季采暖通风系统的热负荷，应根据建筑物或房间的得、失热量确定。 对于没有由于生产工艺所带来得失热量而需设置通风系统的建筑物或 房间(如一般的民用住宅建筑、办公楼等)，失热量只考虑三项耗热量。 得热量只考虑太阳辐射进入室内的热量。 wn t n t

32、 一、供暖系统的设计热负荷 供暖系统的设计热负荷 Q 321 QQQQ -为建筑围护结构耗热量，W； 1 Q -为加热由门、窗缝隙渗入的冷空气所消耗的热量， 称为冷风渗透耗热量，W 2 Q -为加热由外门开启侵入的冷空气所消耗的热量， 称为冷风侵入耗热量，W。 3 Q 二、围护结构耗热量 的计算 1 Q 二、围护结构耗热量 的计算 u围护结构耗热量是指室内热空气通过围护结构向外 界传递的热量 u工程上计算围护结构的基本耗热量，然后对基本耗 热量进行修正，得到实际耗热量。 u房间的围护结构包括外墙、门窗、楼板、屋面以及 地面等。 （一）围护结构的基本耗热量 整个建筑的基本耗热量，等于建筑各个外围

33、护结构基本 耗热量之和。 民用：室内：16-2016-20；小于15 15 有冷感 室外：地理位置不同。哈尔滨：-26 -26 attKFq wn )( 我国地域辽阔，不同地区的室外温度有很大差别我国地域辽阔，不同地区的室外温度有很大差别 1朝向修正耗热量 规定按下列数值，选用朝向修正率xch： 北、东北、西北：xch=010%； 东南、西南：xch= -10%-15%； 东、西: xch= -5%； 南：xch= -15%-30%。 2风力附加耗热量 如处于不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇内特别突出的建筑物, 需要考虑风力修 正。风力附加耗热量，应根据室外风速大小，对垂直的

34、外围结构附加5%10%耗热量 3高度附加耗热量 当房间高度大于4米时，每高出1米应附加2%， 但总的附加率不大于15%。 围护结构的总耗热量 )1 ( )()1 ( 1fchwng xxttaFKxQ 在风力和热压造成的室内、外压差作用下，室外的冷空气通过门窗等缝隙渗入 室内，加热这部分冷空气所消耗的热量称为冷风渗透耗热量 1缝隙法计算多层建筑的冷风渗透耗热量 2换气次数法计算冷风渗透耗热量 3百分数法计算冷风渗透耗热量 三、冷风渗透耗热量 的计算 2 Q 12 QMQ M冷风渗透耗热量占围护结构总耗热量的百分数，%， 与建筑高度和玻璃窗层数有关； 冬季在热压和风压作用下，冷空气由开启的外门

35、侵入室内，把这部分冷空气加热到室内温度所需 要的热量称为冷风侵入耗热量 四、冷风侵入耗热量 的计算 3 Q mj QNQ , 13 五、供暖系统设计热负荷的概算 用来估算采暖系统的设计热负荷 用作供热系统能耗控制和节能评价的一项重要指标。 体积热指标法体积热指标法 面积热指标法面积热指标法 1体积热指标法 建筑物的供暖设计热负荷，按下式概算： )( wnwv ttVqQ w V 建筑物的外围体积，建筑物的外围体积，m3 v q 建筑物的供暖体积热指标，建筑物的供暖体积热指标，W/ /m3 表示各类建筑物，在室内外温差表示各类建筑物，在室内外温差1 时，每时，每1m3建筑物外围体积的供暖热负荷建

36、筑物外围体积的供暖热负荷 体积热指标 （设计手册） 维护结构及外形 维护结构传热、采光、建筑长宽比等 维护结构传热系数越大、采光率越大、外部建筑体积越小或建筑物 的长宽比越大，单位体积的热损失越大，即：体积热指标越大。 v q 2面积热指标法 F建筑物的建筑面积，m2； qf 供暖面积热指标，W/m2。 FqQ f 表示每表示每1 m2建筑面积的供暖设计热负荷建筑面积的供暖设计热负荷 比体积热指标法更易于概算，但精度不够。比体积热指标法更易于概算，但精度不够。 体积热指标：工矿、企业等。（有足够的精度） 面积热指标：适用于民用建筑、城市规划，不适用于工业建筑。（精度不够） 3、城市规划指标法（

37、了解）：对一个城市新区供热规划设计，各类型的建筑面积尚未具体落实时，可用城 市规划指标来估算整个新区的供暖设计热负荷。 居住人数 人均建筑面积 住宅与公共建筑的建筑比例指标 供暖系统设计热负荷 设计热负荷：重要依据 供暖系统设计热负荷的计算： 1、维护结构、冷风、相关修正 2、体积热指标 3、面积热指标 概算概算 第四节第四节 供暖系统的管路布置供暖系统的管路布置 供暖系统的管路布置，影响到建筑供暖的效果以及系统造价等。 应该根据建筑物的具体条件、与外网的连接方式等因素选择合适的布管方案。 布置管道时，应力求系统管道走向合理，节省管材，不影响房间美观，便于调节和排除空气，且应保证各 并联环路的

38、阻力损失近似相等。 第四节第四节 供暖系统的管路布置供暖系统的管路布置 一、引入口的位置 引入口：连接热用户室内采暖系统与外网的用户热力点。 位置：宜设置在建筑物热负荷对称分配的位置。一般在建筑物中部。通常设置在用户的地沟入口或地下室 内或专用房间内。系统总立管在房间内的布置不应影响人们的生活和工作。 第四节第四节 供暖系统的管路布置供暖系统的管路布置 二、环路划分 12 3 4 12 3 4 顶层 底层 顶层 底层 (a) (b) 供暖系统环路划分供暖系统环路划分 （a）无分支环路的同程式系统；（）无分支环路的同程式系统；（b）两个分支环路的同程式系统）两个分支环路的同程式系统 1-供水总立

39、管；2-供水干管；3-回水干管；4-立管 第四节第四节 供暖系统的管路布置供暖系统的管路布置 无分支环路的同程式系统：适用于小型系统或引入口的位置不易平分成对称热负 荷的系统中。 两个分支环路的同程式系统：分环路的阻力容易平衡，故多被采用 第四节第四节 供暖系统的管路布置供暖系统的管路布置 三、室内供热管线的布置 室内采暖管道有明装和暗装两种方式。一般民用建筑与工业 区规划厂房宜明装，在装饰要求较高的建筑中用暗装。 1总立管的位置 总立管管径大，一般应设置在辅助房间内，不影响人们的生产和生活。 2、供水干管的布置 上供下回式系统的顶层梁下和窗顶之间的距离应满足供水干管的坡度和集 气罐的设置要求

40、。（条件限制可将干管布置在顶棚内） 下供式热水供暖系统，供水干管一般设置在地下室或地沟内。 第四节第四节 供暖系统的管路布置供暖系统的管路布置 3回水干管的布置 回水干管如果敷设在地面上，底层散热器下部和地面之间的距离也应满足回水干管敷设坡度的要求。 如果地面上不允许敷设或净空高度不够时，应设在半通行地沟或不通行地沟内。 回水干管过门时，如果下部设过门地沟或上部设空气管，应设置泄水和排空装置。 第四节第四节 供暖系统的管路布置供暖系统的管路布置 回水干管下部过门 回水干管上部过门 第四节第四节 供暖系统的管路布置供暖系统的管路布置 4供、回水立管的布置 立管应尽量设置在外墙角处，以补偿该处过多

41、的热损失，防止该处结露。 楼梯间或其他有冻结危险的场所，应单独设置立管，该立管上各组散热器的 支管均不得安装阀门。 室内采暖系统的供水、回水管上应设阀门；划分环路后，各并联环路的起、 末端应各设一个阀门，立管的上、下端应各设一个阀门，以便于检修、关闭。 第四节第四节 供暖系统的管路布置供暖系统的管路布置 穿过建筑物基础、变形缝的采暖管道，以及埋设在建筑结构里的立管， 应采取防止由于建筑物下沉而损坏管道的措施。当采暖管道必须穿过防 火墙时，在管道穿过处应采取防火封堵措施，并在管道穿过处采取固定 措施，使管道可向墙的两侧伸缩。采暖管道穿过隔墙和楼板时，宜装设 套管。 第四节第四节 供暖系统的管路布

42、置供暖系统的管路布置 5 散热器支管的布置 散热器的供、回水支管应考虑避免散热器上部积存空气或下部放水时 放不净，应沿水流方向设下降的坡度。坡度不得小于0.01。 散热器支管的坡向 第四节第四节 供暖系统的管路布置供暖系统的管路布置 四、散热器的布置 1.散热器与立管的连接方式 出水 散热器 出水 进水 散热器 进水 (a)(b) （a）同侧上进下出连接 （b）异侧下进上出连接 采用上进下出采用上进下出 连接方式时，连接方式时， 散热器传热效散热器传热效 果较好。果较好。 第四节第四节 供暖系统的管路布置供暖系统的管路布置 2.散热器的布置要求 散热器的布置原则是：使渗入室内的冷空气回执迅速，

43、人们停留 的区域暖和舒适，少占房间有效的使用面积和空间。 1）为防止散热器冻裂，两道外门之间以及紧靠开启频繁的外门处， 不宜设置散热器； 2）在楼梯间或其他有冻结危险的场所，散热器应有独立的立管供 热，且不得装设调节阀； 3）同一房间的两组散热器可以串联连接；辅助用室的散热器可与 邻室散热器串联连接； 4）在楼梯间布置散热器时，考虑到热空气上升的特点，散热器应 该尽量布置在底层，或者按照“下多上少”的比例布置楼梯间散 热器； 5）从节能的角度出发，散热器一般应明装。隐蔽安装时散热器的 散热量约减少20%-30%。当房间装修要求较高时可以采用暗装。 托儿所等特殊场合应暗装或加防护罩，防止烫伤；

44、第四节第四节 供暖系统的管路布置供暖系统的管路布置 6）.为保证散热器的散热效果，安装时散热器底部距离地面高度通常采用 1 5 0 m m ， 不 得 小 于 6 0 m m ； 散 热 器 顶 部 距 离 窗 台 板 距 离 不 得 小 于 50mm；后侧与墙面净距离不得小于25mm。 7).铸铁散热器的组装片数，不宜超过下列数值。 粗柱型（包括柱翼型）20片；细柱型25片； 长翼型7片。 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 散热器是采暖系统重要的、基本的组成部件。热媒通过散热器向室内供热达到采暖的目的。散热器的正确 选用涉及到系统的经济指标和运行效果。 散热器的传热过程分为

45、三个阶段： 热媒-散热器内壁面-外表面-采暖房间 对散热器的基本要求，主要有以下几点： （1）热工性能方面的要求 散热器的传热系数值越高，散热性能越好。提高散热器的散热量，增大散热器 传热系数的方法，可以采用增加外壁散热面积(在外壁上加肋片)，提高散热器周 围空气流动速度和增加散热器向外辐射强度等途径。 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 （2）经济方面的要求 散热器传给房间的单位热量所需金属耗量越少，成本越低， 其经济性越好。散热器的金属热强度是衡量散热器经济性 的一个标志。金属热强度是指散热器内热媒平均温度与室 内空气温度差为l时，每公斤质量散热器单位时间所散出 的热量。

46、（3）安装使用和工艺方面的要求 散热器应具有一定机械强度和承压能力；散热器的结构形 式应便于组合成所需要的散热面积，结构尺寸要小，少占 房间面积和空间；散热器的生产工艺应满足批量生产的要 求。 （4）卫生和美观方面的要求 散热器外表光滑，不易积灰和易于清扫，外形美观，易与 室内装饰相协调。 （5）使用寿命的要求 散热器应不易于被腐蚀和破损，使用年限长。 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 材质： 结构： 钢制散热器钢制散热器 铸铁散热器铸铁散热器 非金属散热器非金属散热器 管型管型 板型板型 翼型翼型 柱形柱形 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 （一）铸铁散热

47、器 1圆翼型散热器 （ a ） （ b ） L 5 9 1 2 75 4 1 0 0 0 （ 7 5 0 ） 2 13 . 04 3 85 1701.5 115 B （ d ） B H1 H H1 134 160 4 - 1 6 均 布 （ c ） H1 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 2长翼型散热器 2 8 0 (2 0 0 ) 翼型散热器铸造工艺简 单，价格较低，但易积 灰，单片散热面积较大， 不易组对成所需散热面 积，承压能力低。圆翼 型多用于不产尘车间。 有时也用在要求散热器 高度小的地方。 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 3铸铁柱型散热器 柱型

48、散热器是呈单片的柱状连通体，每片有几个中空的立柱相 互连接，立柱上下端互相连通，外表面光滑。根据所需要的散热 量，利用对丝将一定数量的单片散热器组合起来。 (a) (b) 柱型散热器外 形美观，传热 系数较大，容 易组对成所需 散热面积，积 灰较易清除。 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 铸铁柱型散热器 铸铁散热器的优点是结构简单、耐腐蚀、使用寿命长、水容量大。但它铸铁散热器的优点是结构简单、耐腐蚀、使用寿命长、水容量大。但它 的金属耗量大、笨重、金属热强度比钢制散热器低。的金属耗量大、笨重、金属热强度比钢制散热器低。 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 （二

49、）钢制散热器 1.闭式钢串片对流散热器 它由钢管、钢片、联箱及管接头组成，钢管上的串片采用 薄钢片，串片两端折边90形成封闭形。形成许多封闭垂直 空气通道，增强了对流放热 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 2钢制柱型散热器 结构型式与铸铁柱型散热器相似。这种散热器是采用1.25 1.5mm厚冷轧钢板冲压延伸形成片状半柱型。将两片片状半柱 型经压力滚焊复合成单片，单片之间经焊接联接成散热器。 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 3.钢制板型散热器 由面板、背板、进出水口接头、放水门、固定套及上下支架组成。面板、背板 多用1.21.5mm厚的冷轧钢板冲压成型，在面

50、板直接压出呈圆弧形或梯形的 散热器水道。水平联箱压制在背板上，经复合滚焊形成整体。为增大散热面积， 在背板后面可焊上0.5mm厚的冷轧钢板对流片。 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 4.钢制扁管型散热器 这种散热器由数根 52111.5mm(宽高厚)的水 通路扁管叠加焊接在一起，两端加 上断面3540mm的联箱制成，扁 管散热器的板型有单板、双板，单 板带对流片和双板带对流片四种结 构形式。单双板扁管散热器两面均 为光板，板面温度较高，有较多的 辐射热。带对流片的单、双板扁管 散热器，每片散热量比同规格的不 带对流片的大，热量主要是以对流 方式传递。 铜铝复合散热器 第五节第

51、五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 （三）铸铁散热器与钢制散热器的对比 1、金属耗量少。在相同传热条件下传递相同的热量，钢制 散热器钢材耗量比铸铁少。 2、耐压强度高。钢制散热器更适合于高层建筑采暖系统。 3、钢制散热器外表光滑，外形美观。板型散热器还可以喷 刷图案，起到装饰作用。 通常钢制散热器的水容量少，蓄热能力低，热稳定性 差。 5、钢制散热器的最主要缺点是容易被腐蚀，使用寿命短。 6钢制散热器制造工艺比较复杂，价格比铸铁散热器高。 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 二、地板采暖加热盘管 地板采暖管材种类： 1交联铝塑复合管（XPAP） 2聚丁烯管（PB） 3耐

52、热聚乙烯管（PE-RT） 4交联聚乙烯管（PE-X） 5无规共聚聚丙烯管（PP-R ) 不同材质的管材在耐高温性、抗冲击性、可焊性、柔韧性等方面的性能有所差别。 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 铝塑复合管XPAP以铝管为中间层，内外均为交联聚乙烯塑料。其抗外压强度高，但在地暖施工中弯曲时容 易焊缝脱开。 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 交联聚乙烯PE-X管是目前地板辐射采暖系统中应用最多的品种。 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 无规共聚聚丙烯PP-R管由于柔韧性较差，在地板辐射采暖系统中应用较少。 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖

53、系统的散热设备 耐热聚乙烯管PE-RT拥有良好的质量稳定性和抗冲击性，管材废料可以回收，并且可以热熔连接，在地板 辐射采暖系统中具有一定的竞争力。 第五节第五节 供暖系统的散热设备供暖系统的散热设备 聚丁烯管PB管在塑料中性能相对是最好的，但是价格比较贵 施工图： 建筑施工图 结构施工图 设备施工图 建筑采暖施工图建筑采暖施工图 施工图的组成： 1、设计和施工说明 （1）采暖热媒 （2）采暖管材、种类 （3）防腐保温做法 （4）散热器的种类、型式以及安装要求 （5）阀门的种类 （6）系统形式 （7）水压试验要求 （8）有关标准图号 （9）其他说明的情况 采暖系统的施工图包括平面图、系统（轴测）

54、图、详图、设计施工说明、目录、图例和设备、材料明细表 等。 （1）平面图：是利用正投影原理，采用水平全剖的方法，表示出建筑物各层采暖管道与设备的平面布置。 内容包括： 1）标准层平面图：应表明立管位置及立管编号，散热器的安装位置、类型、片数及安装方式。 2）顶层平面图：除了有与标准层平面图相同的内容外，还应表明总立管、水平干管的位置、走向、立 管编号及干管上阀门、固定支架的安装位置及型号；膨胀水箱、集气罐等设备的安装位置、型号及其 与管道的连接情况。 3）底层平面图：除了有标准层平面图相同的内容外，还应表明与引入口的位置、供、回管的走向、位 置及采用的标准图号（或详图号），回水干管的位置，室内

55、管沟（包括过门地沟）的位置及主要尺寸， 活动盖板和管道支架的设置位置。 平面图常用的比例有150，1100，1200等。 （2）轴测图，又称系统图：是表示采暖系统的空间布置情况、散热器与管道空间连接形式，设备、管道附 件等空间关系的立体图。标有立管编号、管道标高、各管段管径、水平干管的坡度、散热器的片数（长度） 及集气罐、膨胀水箱、阀件的位置、型号规格等。可了解采暖系统的全貌。比例与平面图相同。 （3）详图：表示采暖系统节点与设备的详细构造及安装尺寸要求。平面图和系统图中表示不清，又无法用 文字说明的地方，如引入口装置、膨胀水箱的构造与管道、管沟断面、保温结构等可用详图表示。 如果选用的是国家

56、标准图集，可给出标准图号，不出详图。 常用的比例是110，150。 （4）设计、施工说明：说明设计图纸无法表示的问题，如热源情况、采暖设计热负荷、设计意图及系统型 式、进出口压力差，散热器的种类、型式及安装要求，管道的敷设方式、防腐保温、水压试验要求，施工 中需要参照的有关专业施工图号或采用的标准图号等。 （1）室内采暖图样的画法 1）平面图样画法 a.采暖平面图上的建筑物轮廓应与建筑专业图一致。 b.管线系统用单线绘制。 c.平面图上散热器用图例表示，画法如下图所示。 平面图上散热器画法 柱式散热器只标注片数，圆翼型散热器应注明根数、排数，串片式散热器应注明长度、排数（图）。 圆翼型、串片式

57、散热器标注法 d.散热器的供回水管道画法如下图所示。 散热器的供回水管道画法 2）系统图的图样画法。采暖管道系统图通常45正斜面轴测投影法绘制，布图方法应与平面图一致，并采 用与之对应的平面图相同的比例绘制。 a.系统图上图样画法及数量、规格的标注如图所示。 系统图上散热器的画法及标注 b.系统中的重叠、密集处可断开引入绘制。相应的新断开处宜用相同的小写拉丁字母注明。 c.柱形、圆翼形等散热器的数量应标注在散热器内，串片、光面管等散热器的数量、规格应标注在散热 器上方。 3）标高与坡度。采暖管道在需要限定高度时，应标注相对标高。管道的相对标高以建筑物底层室内地坪 （0.00）为界，低于地坪的为

58、负值，高于地坪的为正值。 a.管道标高一般为管中心标高，标注在管段的始端或末端。 b.散热器宜标注底标高，同一层、同标高的散热器只标注右端的一组。 c.管道的坡度用单面箭头表示，坡度符号用“i”表示。箭头指向低处，箭尾指向高处。 4）管径与尺寸的标注。 a.焊接钢管用公称直径DN表示管径规格。如：DN15、DN40。 b.无缝钢管用外径和壁厚表示，如：D2197。 c.管径标注位置如图所示，应标注在变径处。水平管道应标注在管道上方，斜管道应标注在管道斜上方，竖 管道应标注在管道左侧。当管道规格无法按上述位置标注时，可另找适当位置标注，但应用引出线示意。 同一种管径的管道较多时，可不在图上标注，但需用文字说明。 管径标注法 d.管道施工图中注有详细的尺寸，以此作为安装制作的主要依据。尺寸符号由尺寸界线、尺寸线、箭 头和尺寸数字组成。一般以“mm”为单位，当取其它单位时必须加以注明。 如果有些尺寸线在施工图中注明的不完整，施工、预算时可根据比例