地板辐射采暖设计说明书

1、天津城建大学供暖课设目录第一章概述11.1设计目的11.2设计任务11.3 工程概况1第二章技术参数22.1 气象资料22.2 室内设计参数22.3 建筑参数2第三章供暖热负荷计算43.1起居室热负荷计算43.1.1 围护结构传热耗热量计算43.1.2 冷风渗透耗热量计算63.2 其他房间负荷计算6第四章 供暖系统设计84.1热源条件84.2 供暖系统形式选择84.3 加热管的选择及布置84.3.1 塑料管材的选用84.3.2 埋地管的敷设84.4 低温热水地板辐射供暖散热设备的选择计算94.4.1 计算方法94.4.2 相关房间采暖盘管计算104.4.3 地暖盘管管径及其立管管径的确定.第五

2、章采暖水系统设计105.1 系统水力计算方法105.2 户内环路水力计算105.3 室外管网水力计算10 第六章 管道的保温116.1保温管道的确定原则126.2保温材料的选择12设计总结13致谢14参考文献1515第一章 概述1.1设计目的供热工程课程设计是供热工程课程教学的重要环节与内容，是在学完该这门专业课之后进行的一次重要实践训练，是理论联系实际的重要阶段，通过这一实践性教学环节，使学生掌握供热工程的基本理论和基本设计程序，同时也使学生学会查阅和使用设计资料，培养和提高学生运用所学课程知识分析并解决工程问题的能力。1.2设计任务完成该工程的供热系统设计，内容包括：供暖热负荷计算、方案选

3、择，加热盘管的敷设.水力计算、施工图绘制等。1.3 工程概况本工程为地处天津市一栋居民楼建筑供暖系统设计，根据业主要求采用低温地板辐射采暖形式。建筑面积4261m2，本工程建筑层数为地上3层，各层层高为3m。建筑高度：9m。第二章 技术参数2.1 气象资料查阅相关文献资料查得工程地点天津市的相关气象资料如下表所示表2.1 室外气象参数表地理位置大气压力（m bar）室外平均风速（m/s）冬季最多风向平均风速北纬东经3906117101026.62.41.9室外设计参数（冬季）如下表：表2.2 室外计算参数表冬季空调室外计算温度干球温度（）冬季空调室外计算温度相对湿度采暖室外计算温度()-20.

4、669%-72.2 室内设计参数根据规范和本工程的设计特点，由于采用的是地板辐射采暖，根据辐射采暖特点及天津市气象条件，可适当降低室内设计温度，因此室内设计温度采用20。2.3 建筑参数围护结构的传热系数：外墙： k=0.43W/m2K外窗： k=2.2W/m2K外大门： k=2.33W/m2K南阳台外门： k=3.26W/m2K地带1： k=0.47W/m2K地带2： k=0.22W/m2K地带3： k=0.12 W/m2K顶棚： k=0.36 W/m2K围护结构特征，温差修正系数=1朝向修正率采暖通风空调设计规范（GB50019-2003）给出了宜采用的修正率值：北.西北.东北 010%

5、； 东南.西南 -10%-15%东 西 -5% ； 南 -15%-30%要求选用时，要考虑当地的冬季日照率，太阳辐射照度，建筑物的使用和被遮挡等情况。当冬季日照率小于35%时，东南，西南和南向的修正率，宜采用-10%0，东，西可不修正。温差修正系数表如图：围护结构特性a外墙.屋顶.地面.与室外相通的楼板闷顶.与室外空气相通的非供暖地下室上面的楼板与有外门窗的不供暖楼梯间相邻的隔墙（16层建筑）与有外门窗的不供暖楼梯间相邻的隔墙（730层建筑）非供暖地下室上面的楼板.外墙上有窗时非供暖地下室上面的楼板.外墙上无窗且位于室外地坪以上时非供暖地下室上面的楼板.外墙上无窗且位于室外地坪以下时与有外门窗

6、的非供暖房间相邻的隔墙与无外门窗的非供暖房间相邻的隔墙伸缩缝墙.沉降缝墙防震缝墙1.00.90.60.50.750.60.40.70.40.30.7第三章 供暖热负荷计算3.1 1单元1号楼起居室F1-1热负荷计算3.1.1 围护结构传热耗热量计算围护结构传热耗热量按下式计算：q=KF(tn-tw)a式中q围护结构基本耗热量（W）；K围护结构的传热系数W/(m2K)；F围护结构的传热面积（m2）；tn供暖室内计算温度（）；tw供暖室外计算温度（）；a围护结构的温差修正系数。 1、外墙，外窗传热耗热量计算北外墙F=3.63.0-1.51.8m2=8.1m2 xch=0，k=0.43W/m2K北外

7、墙的传热耗热量为:q1=aKFtn-tw1+xch =10.438.120+7=94.04W北外窗F=1.51.8m2=2.7m2 xch=0，k=2.2W/m2K北外窗的传热耗热量为q1=aKFtn-tw1+xch=12.28.120+71=160.38W西外墙F=6.63-1.51.8m2=17.1m2 xch=-5%，k=0.43W/m2K西外墙的传热耗热量为q1=aKFtn-tw1+xch=10.4317.120+71-0.05=188.60W西外窗F=（1.51.8）m2=2.7m2 xch=-5%，k=2.2W/m2K西外窗的传热耗热量为q1=aKFtn-tw1+xch =12.2

8、2.720+71-0.05=152.36W2、地带传热耗热量计算地带1q1=aKFtn-tw1+xchK=0.47 W/m2K地带1的传热耗热量为 =10.4720.420+71=258.88W地带2q1=aKFtn-tw1+xchK=0.23W/m2K地带2的传热耗热量为 =10.231020+71=62.1W地带3q1=aKFtn-tw1+xchK=0.12W/m2K地带3的传热耗热量为 =10.12420+71=12.96W3、外门传热耗热量计算东外门F=0.92=1.8m2, K=2.33W/m2K， xch=-5%东外门的传热耗热量为q1=aKFtn-tw1+xch=12.331.8

9、20+71-0.05=107.58W 4.顶棚（第三楼起居室）传热耗热量计算顶棚 F=6.62+1.62+10+4=30.43m2K=0.36W/m2K， xch=0%顶棚的传热耗热量为q1=aKFtn-tw1+xch=10.3630.4320+71=295.78W 3.1.2 冷风渗透耗热量计算冷风渗透耗热量计算采用缝隙法进行计算。室内渗透冷空气量计算按下式计算：V=Lln m3/h式中：L每米门，窗缝隙渗入室内的空气量，按当地冬季室外平均风速，采用表1-6的数据，m3/(hm)l门.窗缝隙的计算长度,m；n渗透空气量的朝向修正系数。天津市冷风朝向修正系数：北东南西1.00.20.150.4

10、门.窗缝隙的计算长度：当房间仅有一面或相邻两面外墙时，全部计入其门.窗可开启部分的缝隙长度；确定门.窗缝隙渗入空气量V后，冷风渗透耗热量Q2，可按下试计算Q2=0.278wcp（tn-tw） W天津市冬季室外平均风速: vpj=2.4 m/s 西外窗：平开铝窗（尺寸1.51.8），窗型为两扇一开窗：可开启，带上亮，高0.5m：可开启缝隙总长：1.5+2.6=4.1L=0.18m3/(h.m)V=0.180.44.1=0.3 m3/hQ2=0.2780.31.3427=3.0 W(不计入)东外门：双层木门（0.92.0）门型：无上亮，单扇门，可开启缝隙总长：（0.9+2）2=5.8L=1.642

11、=3.28m3/(h.m)V=3.285.80.2=3.8 m3/hQ2=0.2783.81.3427=38.22W北外窗:如西窗，可开启缝隙总长：4.1mL=0.18m3/(h.m)V=0.184.11=0.738m3/hQ2=0.2780.7381.3427=7.42 W根据气象参数可算得起居室的冷风渗透耗热量为3.0+7.42=10.42kW。根据以上计算，起居室负荷计算结果列表如下： 3.2 其他房间负荷计算其他房间负荷计算与起居室热负荷计算方法相同，现将其他房间负荷列表如下：热负荷计算汇总如下表第四章 供暖系统设计4.1热源条件热源：城市供热管网。热水参数：供水温度：tg=95；回水

12、温度：th=70；供水压差：p=20000Pa。热力入口位置：如图所示，位于楼梯间；供水管管径：DN=20mm。4.2 供暖系统形式选择根据设计要求，本设计采用低温地板辐射采暖形式。4.3 加热管的选择及布置4.3.1 塑料管材的选用目前建筑供暖埋地管主要有UPVC 管、CPVC 管、PB 管、PAP 管、PE - X 管、PP - R 管、ABS 管、不锈钢塑料复合管等。我国常用的主要有PAP 管、PE - X管和PP - R 管。它们除具有塑料管质量轻、耐腐蚀、不易结垢、使用寿命长等优点外,还具有以下特点:良好的卫生性能,可用于饮用水系统且可避免金属管材常出现的“锈水”现象;较好的耐热性能

13、,上述3 种管材的最高工作温度均可达95 ;安装方便,连接可靠。本工程根据设计条件选用PE-X管。4.3.2 埋地管的敷设管的敷设形式有：单蛇形、双蛇形，中回型、交错双蛇形、单回形、双回形。埋管铺设广泛采用双回形布置方式，其热工性能比较好，供热温度场温度梯度小，舒适性好。本设计管道采用中回型布置方式。为了保证地热盘管的安全有效运行，施工要注意以下问题：地热管施工前必须对地面进行硬化和找平, 当房间面积超过或长度超过6m时, 现浇填充层应设置伸缩缝, 伸缩缝间距应小于10m。由于每个环路的阻力不宜超过30kPa , 这样就决定了每个环路的盘管长度不能过长, 不宜超过120m。4.4 低温热水地板

14、辐射供暖散热设备的选择计算4.4.1 计算方法辐射地板选择计算的主要任务是在设计供回水温度下，确定满足散热量要求的管径和加热管间距。加热管的间距，应根据房间热负荷、地面散热量、室内计算温度、平均水温及地面传热热阻等确定。（1）地板辐射符合确定全面辐射供暖的热负荷为第三章所示的负荷计算。本设计的房间一楼为商场，三楼、四楼为办公类建筑，应使用全面辐射供暖。（2）辐射供暖地面散热量采用地板辐射供暖时，地面作为散热面，充当供暖系统的散热设备。辐射供暖地面与周围空气对流换热和与周围物体建辐射散热换热向房间供给热量。因此，单位地板面积散热量q可用下列公式计算q=qf+qdqf=5tbj+2731004-t

15、fj+2731004qd=2.13tbj-tn1.31式中qf单位地板面积以辐射换热方式供给房间的热量，W/m2；qd单位地板面积以对流换热方式供给房间的热量，W/m2；tbj地板表面平均温度，；tfj室内非加热表面的加权平均温度，；tn供暖室内计算温度，。（3）房间所需的地面散热量在进行辐射供暖设计，确定加热管间距时，以房间所需的地面散热量为依据。单位地板面积所需散热量qx为qx=QF式中F敷设加热管的地面面积（m2）；Q房间所需的地面散热量（W）。按以上计算得出结果查供热工程附表B-9可得加热盘管的合理间距，表中的加热盘管间距在100300mm之间。选取了加热盘管的间距，可按照敷设的面积计

16、算出地热盘管的敷设长度。并应该校核地表面的平均温度，确保其不超过它的最高限额。根据地面辐射采暖技术规程中相关规定，地表面平均温度可按下式计算：tpj=tn+9.82qx1000.9694.4.2 相关房间采暖盘管计算（1）起居室采暖盘管计算起居室面积为30.43m2，房间负荷1047.32W，则单位地面的散热量qx=QF=1047.3230.43=34.42W/m2供水温度：tg=45；回水温度：th=35,即供回水平均温度为40。房间内设计温度为20。当房间供暖盘管布满整个面积时，采用最大间距300mm布管时，地板单位面积散热量为66.8W/m2,即散热量将大于房间热负荷。所以本设计采用最大

17、间距300mm为间距，布管面积小于房间面积的布置方法布置地热盘管。盘管布置面积为：面积=房间热负荷/单位地板面积散热量 =1047.32/66.8=15.68m2。 (2)其他房间采暖盘管计算其他房间的采暖盘管计算与商场的计算方法相同。所有盘管间距都为300mm。4.4.3地暖盘管管径及其立管管径的确定一般来说，地暖盘管管径不需要计算，在大多数民用建筑中，用De20(DN15)的管径就可以满足要求。计算立管管径时，先计算出该段立管所带负荷，以便求出流量，把比摩阻控制在80120Pa/m范围内选择管径。第五章 采暖水系统设计5.1 系统水力计算方法总阻力： P=Py+Pj=RL+Pj （5-1）

18、比摩阻： R=d22 （5-2）雷诺数： Re=d （5-3）摩擦阻力系数： =0.3164Re0.25 （5-4）水流量： G=0.86Qtg-th （5-5）式中：计算管段的压力损失，Pa; Py计算管段的沿程损失，Pa； Pj计算管段的局部损失，Pa； R每米管长的沿程损失，Pa/m； L管段长度，m； 摩擦阻力系数 d管子内径，mm； v热煤在管中的流速，m/s； 热煤密度，kg/m； 热煤的运动粘滞系数，这里平均温度为83，取。 5.2 户内环路水力计算本系统采用下供下回垂直双管并联系统，户内为水平单管闭合式，各组盘管并联。根据地面辐射采暖交聚乙烯管道工程技术规程附录B，由水量查得管

19、段比摩阻，算得沿程阻力。系统管道的总阻力取沿程阻力的120%。计算结果如下表所示：第六章 管道的保温为了减少热媒在输送过程中的热损失，节约燃料；保证操作人员的安全，改造劳动条件；保证热媒的使用温度等，需要对供热管道及其附件采取保温措施。6.1保温管道的确定原则保温管道的确定原则如下：（1）敷设在地下管沟、屋顶管沟，设备层内、闷顶及竖井内的采暖管道。（2）设在室内的供回水干管、主立管及暗装的采暖支管；（3）管道敷设在容易被冻结的地方；（4）管道通过的房间或地点，需要采暖管道采取保温措施时；6.2保温材料的选择水泥膨胀珍珠岩管壳，具有较好的保温性能，产量大，价格比较便宜，是目前管道保温常用的材料。

20、岩棉、矿棉及玻璃棉管壳，保温性能好，无毒、耐久且施工方便。民用建筑节能设计标准推荐采用以上两种材料。当采暖供热热媒与周围空气的温度差小于60度时，安装在室外、室内管沟中的采暖供热管道的最小保温厚度水泥珍珠岩管壳工称直径为2570mm时最小保温厚度为40mm（民用建筑采暖设计与施工安装手册表818）。管道保温并非越厚越好。保温层越厚，表面积也越大，超过一定的限度时，由于表面积的增大反而使管道损失增加，因此，管道保温层不能超过下表的极限厚度，以达到经济合理的目的。表6.1 保温层厚度表公径3240507080100125150200250极厚4555658095110115120125130设计总

21、结通过这次课程设计，我基本能够充分利用所学的现有的知识，完成了该办公建筑供暖工程的设计。设计过程中，主要利用了浩辰暖通软件进行设计的绘图和计算工作。在这个过程中，我认真学习了该软件的使用方法，进一步熟悉了该软件是使用方法。在设计过程当中，碰到很多上课过程中没有弄懂的问题和一些没有接触的实际问题，自己通过对课本的复习和通过网络的搜索解决了设计过程中的一些问题。此次设计基本上实现了我们从理论知识向实际工程设计的转变，充分的把理论知识应用到实际的工程当中，并对设计的方案、内容加以有针对性地、有说服力地论证，从而实现设计工程的可行性。通过本次设计，自己各方面的能力得到了很大的提高。在这次一段时间的设计过程中，把所学的专业知识融汇到了工程实际设计中。认识到工程的严谨性和所需专业是否精通是一个好的设计的必备条件。通过这次课程设计，巩固了前面所学的专业知识，学到了很多平常在课堂上很难