《室内采暖》第二讲

1、室内采暖室内采暖v 第二讲第二讲 第一章第一章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷l供热系统的设计应包括以下内容供热系统的设计应包括以下内容:l、确定供热系统的设计热负荷、确定供热系统的设计热负荷l 、散热设备的选择计算、散热设备的选择计算l 、管道水力计算、管道水力计算l 、系统主要设备的选择计算、系统主要设备的选择计算第一章第一章 供热系统的设计热负荷供热系统的设计热负荷l供热系统的供热系统的设计热负荷设计热负荷的重要性：的重要性：l、是设计计算的基础和依据、是设计计算的基础和依据l 、关系到散热设备、管材、阀件数量的多少，、关系到散热设备、管材、阀件数量的多少，l锅炉容量的大小锅炉

2、容量的大小l 、最终影响采暖系统的工程造价、运行管理费、最终影响采暖系统的工程造价、运行管理费l以及采暖的运行效果以及采暖的运行效果第一节供热系统的设计热负荷第一节供热系统的设计热负荷l一、目的：一、目的：l为保证生产和生活的正常进行，要求室内达到一定的为保证生产和生活的正常进行，要求室内达到一定的温度温度l二、热平衡的进行：二、热平衡的进行：l一个建筑物或房间可有各种得到热量和散失热量的途一个建筑物或房间可有各种得到热量和散失热量的途径，当建筑物或房间的径，当建筑物或房间的失热量失热量大于大于得热量得热量时，为了保持室时，为了保持室内在要求温度下的内在要求温度下的热平衡热平衡，需要有供热通风

3、系统补进热量，需要有供热通风系统补进热量，以保证室内要求的温度以保证室内要求的温度第一节供热系统的设计热负荷第一节供热系统的设计热负荷l三、热负荷的定义：三、热负荷的定义：l指在某一室外温度指在某一室外温度tw下，为了达到要求的室内温度下，为了达到要求的室内温度tn，l供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量l它的数值：随着建筑物它的数值：随着建筑物得、得、失失热量热量 的变化而变化的变化而变化第一节供热系统的设计热负荷第一节供热系统的设计热负荷l四、房间内四、房间内散失散失热量热量 一般包括：一般包括：l 、通过围护结构两边的温差传出的热量、通过围护结构两

4、边的温差传出的热量；l 、由门窗缝隙渗入的室外空气吸热量、由门窗缝隙渗入的室外空气吸热量；l 、由外门、外墙的孔洞等侵入的室外空气吸热量、由外门、外墙的孔洞等侵入的室外空气吸热量；l 、由外部运入的冷物料和运输工具等的吸热量、由外部运入的冷物料和运输工具等的吸热量 (工业建筑中）工业建筑中）；l 、机械排风的排热量、机械排风的排热量；l 、水分蒸发的吸热量、水分蒸发的吸热量；l 、通过其他途径散失的热量、通过其他途径散失的热量；第一节供热系统的设计热负荷第一节供热系统的设计热负荷l五、房间内获五、房间内获得热量得热量 的来源一般包括：的来源一般包括：l 、最小负荷班的工艺设备散热量、最小负荷班

5、的工艺设备散热量；l 、热物料在车间内的散热量、热物料在车间内的散热量；l 、热管道及其他热表面的散热量、热管道及其他热表面的散热量；（管道保温）（管道保温）l 、通过围护结构进入的太阳辐射热量、通过围护结构进入的太阳辐射热量；（）l 、人体散热量、人体散热量；（通过室内温度降低进行折减）（通过室内温度降低进行折减）l 、照明灯光散热量、照明灯光散热量；l 、通过其他途径获得的热量、通过其他途径获得的热量；第一节供热系统的设计热负荷第一节供热系统的设计热负荷l六、供暖系统设计热负荷计算式：六、供暖系统设计热负荷计算式：l sh d l 1 10 lsh -失热量失热量 围护结构的传热耗热量围护

6、结构的传热耗热量 门窗缝隙渗入的室外空气吸热量门窗缝隙渗入的室外空气吸热量 外门外门、外、外围护结构孔洞和其他生产跨间围护结构孔洞和其他生产跨间流入的流入的室外空气吸热量室外空气吸热量 d -得热量：得热量：只考虑太阳辐射得热量只考虑太阳辐射得热量第一节供热系统的设计热负荷第一节供热系统的设计热负荷七、围护结构的传热耗热量：七、围护结构的传热耗热量：l 、定义：、定义：l指当室内温度高于室外温度时，通过围护结构向外传递的热量指当室内温度高于室外温度时，通过围护结构向外传递的热量l 、分类：、分类：基本耗热量基本耗热量 和和 附加（修正）耗热量附加（修正）耗热量l基本耗热量：基本耗热量：l指在设

7、计条件下，通过房间各部分围护结构（指在设计条件下，通过房间各部分围护结构（门、窗、墙、地板、屋顶门、窗、墙、地板、屋顶）l从室内传到室外的稳定传热量的总和从室内传到室外的稳定传热量的总和l附加（修正）耗热量：附加（修正）耗热量：l指围护结构的传热状况发生变化而对基本耗热量进行修正的耗热量；指围护结构的传热状况发生变化而对基本耗热量进行修正的耗热量；l包括：包括：风力附加风力附加、 高度附加高度附加 和和 朝向附加（朝向附加（太阳辐射得热太阳辐射得热为负值为负值 ）等）等第一节供热系统的设计热负荷第一节供热系统的设计热负荷l七、在工程设计中，设计热负荷可按下列公式进行计算：七、在工程设计中，设计

8、热负荷可按下列公式进行计算：l 1J 1x 2 3 l 1J-围护结构的基本耗热量；围护结构的基本耗热量；l 1x -围护结构的附加（修正）耗热量围护结构的附加（修正）耗热量l 2 -通过门窗缝隙冷风渗透耗热量通过门窗缝隙冷风渗透耗热量l 3 -通过外门、墙壁上孔洞的冷风侵入耗热量通过外门、墙壁上孔洞的冷风侵入耗热量ll注：注：前两项表示通过围护结构的计算耗热量前两项表示通过围护结构的计算耗热量l后两项表示室内通风换气所消耗的热量后两项表示室内通风换气所消耗的热量l供热设计热负荷计算：以供热设计热负荷计算：以独立房间独立房间 为单位，逐个房间进行计算为单位，逐个房间进行计算第二节围护结构的基本

9、耗热量第二节围护结构的基本耗热量l一、性质和计算公式一、性质和计算公式:l1、围护结构的传热过程包括、围护结构的传热过程包括:l A、表面吸热、表面吸热 B、结构导热、结构导热 C、表面放热、表面放热 l2 、围护结构的传热特性、围护结构的传热特性: -复杂的不稳定性复杂的不稳定性l3 、围护结构传热的影响因素、围护结构传热的影响因素:l 随季节和昼夜的室外温度变化而变化随季节和昼夜的室外温度变化而变化l4 、工程中将传热过程、工程中将传热过程 简化为稳定传热简化为稳定传热 的依据的依据:l 由于房间有足够的由于房间有足够的热惰性热惰性(即蓄热作用即蓄热作用)，故室外温度的，故室外温度的l 变

10、化所引起的误差变化所引起的误差不会不会造成造成室温室温过大的过大的波动波动.第二节围护结构的基本耗热量第二节围护结构的基本耗热量l一、性质和计算公式一、性质和计算公式:l 5、计算公式、计算公式: q = K A（）l 传热系数传热系数 W m2 . l A 传热面积传热面积 m2 l 室内计算温度室内计算温度 l 室外计算温度室外计算温度 l 温差修正系数温差修正系数l 第二节围护结构的基本耗热量第二节围护结构的基本耗热量l一、性质和计算公式一、性质和计算公式:l 6、房间基本耗热量、房间基本耗热量: 应包括各围护结构的传热量总和应包括各围护结构的传热量总和.l 、房间围护结构指、房间围护结

11、构指: l 墙体、窗、门、楼板、屋顶、地面墙体、窗、门、楼板、屋顶、地面.l 、计算公式、计算公式: l Q q l K A（） 第二节围护结构的基本耗热量第二节围护结构的基本耗热量二、计算公式中各种参数的确定二、计算公式中各种参数的确定:l 1、室内计算温度、室内计算温度:l 定义定义:指距地面指距地面2m之内，人们活动地区的平均空气温度之内，人们活动地区的平均空气温度l 设定原则：设定原则：l应满足人们的生活、学习、工作要求和生产的工艺要求应满足人们的生活、学习、工作要求和生产的工艺要求 l民用及公共建筑室内计算温度：见表民用及公共建筑室内计算温度：见表l工业企业中的生产车间，其工作地点的

12、温度：见表工业企业中的生产车间，其工作地点的温度：见表l（由于房间的种类繁多，表中未列出的可查阅有关设计手册）（由于房间的种类繁多，表中未列出的可查阅有关设计手册）民用及公共建筑室内计算温度：表房间类别房间类别温度温度（）房间类别房间类别温度温度（）卧室卧室客厅客厅厨房厨房卫生间卫生间浴室浴室更衣室更衣室托儿所、幼儿园、托儿所、幼儿园、医务室医务室办公室办公室餐厅操作间餐厅操作间餐厅就餐区餐厅就餐区盥洗室盥洗室厕所厕所工业企业中的生产车间工作地点的温度工业企业中的生产车间工作地点的温度表表车间性质车间性质作业分类作业分类工作地点温度工作地点温度（）仪表、机械加工、印刷、针织等仪表、机械加工、印

13、刷、针织等（能量消耗在以下的工种）（能量消耗在以下的工种）轻作业轻作业木工、钣金工、焊接等木工、钣金工、焊接等（能量消耗在以下的工种）（能量消耗在以下的工种）中作业中作业大型包装、人力运输等大型包装、人力运输等（能量消耗在以下的工种）（能量消耗在以下的工种）重作业重作业第二节围护结构的基本耗热量第二节围护结构的基本耗热量二、计算公式中各种参数的确定二、计算公式中各种参数的确定:l 1、室内计算温度、室内计算温度:l 层高较大的房间：层高较大的房间：l、空气的流动特性：、空气的流动特性：l由于对流作用使热空气上升，房间上部的空气温度高于由于对流作用使热空气上升，房间上部的空气温度高于l下部的空气

14、温度，这样就使上部围护结构的耗热量加大下部的空气温度，这样就使上部围护结构的耗热量加大l、按照建筑的使用功能采取不同的方法：、按照建筑的使用功能采取不同的方法：l公共建筑；公共建筑；l采取对基本耗热量进行高度附加的方法处理采取对基本耗热量进行高度附加的方法处理第二节围护结构的基本耗热量第二节围护结构的基本耗热量对于生产厂房的冬季室内计算温度，按以下规定采用：对于生产厂房的冬季室内计算温度，按以下规定采用：l 第一、计算地面的耗热量时，用工作地点的空气温度第一、计算地面的耗热量时，用工作地点的空气温度 tg ；l 第二、计算屋顶和天窗的耗热量时，采用屋顶下的温度第二、计算屋顶和天窗的耗热量时，采

15、用屋顶下的温度 td ；l 若车间影响因素较多，确定较复杂时，最好是对已有类似车间进行实测；若车间影响因素较多，确定较复杂时，最好是对已有类似车间进行实测；l若在一些散热比较均匀的车间，可用温度梯度法确定，即：若在一些散热比较均匀的车间，可用温度梯度法确定，即：l td tg + t（ ）l 屋顶距地面的高度，屋顶距地面的高度，m；lt 温度梯度，温度梯度， m (可从计算手册中查找）可从计算手册中查找）l 第三第三 、计算墙、门和窗的耗热量时，用室内平均温度、计算墙、门和窗的耗热量时，用室内平均温度 tnp；l tnp（ td + tg ）第二节围护结构的基本耗热量第二节围护结构的基本耗热量

16、二、计算公式中各种参数的确定二、计算公式中各种参数的确定:l 2、供暖设计室外计算温度、供暖设计室外计算温度W :l 设定条件：设定条件：l假定传热过程是在稳定状态下进行的，即围护结构的各种传热参数不假定传热过程是在稳定状态下进行的，即围护结构的各种传热参数不随时间而变化，其中室外计算温度也是采用某一个随时间而变化，其中室外计算温度也是采用某一个固定值固定值l设定原则：设定原则：l第一：按年中最冷的个冬季里最冷的连续天的日平均气温的第一：按年中最冷的个冬季里最冷的连续天的日平均气温的平均值来选定（俄罗斯等国家采用）平均值来选定（俄罗斯等国家采用）l第二：采用历年（年）平均每年不保证天的日平均温

17、度第二：采用历年（年）平均每年不保证天的日平均温度l（我国目前采用）（我国目前采用）部分供暖设计室外计算温度部分供暖设计室外计算温度W表表-3地区地区 采暖室外计算温度采暖室外计算温度地区地区采暖室外计算温度采暖室外计算温度北京市北京市太原太原延庆延庆大同大同天津市天津市呼和浩特呼和浩特塘沽塘沽海拉尔海拉尔石家庄石家庄（-4.8）沈阳沈阳保定保定（-5.7）锦州锦州2007年年5月月1日河北省颁布了日河北省颁布了居住建筑节能设计标准居住建筑节能设计标准，该标准修订了河北省各城市的采暖室外计算温度，例如：该标准修订了河北省各城市的采暖室外计算温度，例如：石家庄由石家庄由8上升为上升为4.8 ，保

18、定由，保定由9 上升为上升为5.7。第二节围护结构的基本耗热量第二节围护结构的基本耗热量二、计算公式中各种参数的确定二、计算公式中各种参数的确定:l 3、温差修正系数、温差修正系数值值 :l当供暖房间的围护结构，其外侧不直接与室外相接触，当供暖房间的围护结构，其外侧不直接与室外相接触，而是中间隔着不供暖的房间或空间时，传热量计算公式中的而是中间隔着不供暖的房间或空间时，传热量计算公式中的W应替换为非供暖房间（或空间）的温度应替换为非供暖房间（或空间）的温度l为计算方便工程中可用（为计算方便工程中可用（W） （）l而而值根据各种不同情况通过试验得到相应的值，见下表：值根据各种不同情况通过试验得到

19、相应的值，见下表：温差修正系数温差修正系数值值 表表4序号序号围护结构及其所处情况围护结构及其所处情况 1 外墙、平屋顶、地面及直接接触室外空气的楼板等外墙、平屋顶、地面及直接接触室外空气的楼板等 1.00 2 与通风间层的平屋顶与通风间层的平屋顶,坡屋顶闷顶及坡屋顶闷顶及 与室外相通的不供暖地下室上面的楼板等与室外相通的不供暖地下室上面的楼板等 0.903 与有外墙的不供暖楼梯间相邻的隔墙与有外墙的不供暖楼梯间相邻的隔墙: 多层建筑的底层部分多层建筑的底层部分 多层建筑的顶层部分多层建筑的顶层部分 高层建筑的底层部分高层建筑的底层部分 高层建筑的顶层部分高层建筑的顶层部分 0.80 0.40

20、 0.70 0.304 不供暖地下室上面的楼板不供暖地下室上面的楼板: 当外墙上有窗户时当外墙上有窗户时 当外墙上无窗户且位于室外地坪以上时当外墙上无窗户且位于室外地坪以上时 当外墙上无窗户且位于室外地坪以下时当外墙上无窗户且位于室外地坪以下时 0.75 0.60 0.40温差修正系数温差修正系数值值 表表4序号序号围护结构及其所处情况围护结构及其所处情况 5 与不供暖房间相邻的隔墙与不供暖房间相邻的隔墙: 不供暖房间有门窗与室外相通不供暖房间有门窗与室外相通 不供暖房间无门窗与室外相通不供暖房间无门窗与室外相通 0.70 0.40 6 伸缩缝、沉降缝墙伸缩缝、沉降缝墙 抗震缝墙抗震缝墙 0.

21、30 0.70第二节围护结构的基本耗热量第二节围护结构的基本耗热量二、计算公式中各种参数的确定二、计算公式中各种参数的确定:l 4、围护结构的传热系数、围护结构的传热系数K值值 :l定义定义:l指在单位时间内，单位面积的围护结构，两侧温差为指在单位时间内，单位面积的围护结构，两侧温差为时，由一侧传至另一侧的热量时，由一侧传至另一侧的热量l计算方法：分类进行计算方法：分类进行l多层匀质材料组成的平壁：多层匀质材料组成的平壁：i、多层匀质材料组成的平壁的多层匀质材料组成的平壁的传热系数传热系数K值计算公式值计算公式: K -传热系数传热系数 w / m2 R0-围护结构的总传热热阻围护结构的总传热

22、热阻 m2/ w -围护结构内表面换热系数围护结构内表面换热系数 w / m2 -围护结构外表面换热系数围护结构外表面换热系数 w / m2 -围护结构各层材料的厚度围护结构各层材料的厚度 m -围护结构各层材料的导热系数围护结构各层材料的导热系数 w / m winiwiinRK101111n围护结构内表面传热系数围护结构内表面传热系数n 与换热阻与换热阻Rn 表表-5序号 表表 面面 特特 征征 nw / m2 Rnm2/ w 1墙、地面及表面平整的顶棚、屋盖或楼板以及带肋墙、地面及表面平整的顶棚、屋盖或楼板以及带肋的顶棚，的顶棚，有肋状突出物的顶棚、屋盖及楼板有肋状突出物的顶棚、屋盖及楼

23、板自下向上传热的楼板自下向上传热的楼板 注：表中注：表中肋高肋高,m；肋间净距肋间净距 , m围护结构外表面传热系数围护结构外表面传热系数w 与换热阻与换热阻Rw 表表-6序号 表表 面面 特特 征征 ww / m2 Rwm2/ w 1外墙和屋顶外表面外墙和屋顶外表面与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板闷顶和外墙上有窗的非采暖地下室上面的楼板闷顶和外墙上有窗的非采暖地下室上面的楼板外墙上无窗的非采暖地下室上面的楼板外墙上无窗的非采暖地下室上面的楼板 部分建筑材料的导热系数部分建筑材料的导热系数 表表-序号 材料名称材料名称 w m1混凝土：混凝土：钢筋混

24、凝土钢筋混凝土外墙保温板外墙保温板75mm加气泡沫混凝土加气泡沫混凝土砂浆和砌体：砂浆和砌体：水泥砂浆水泥砂浆石灰，水泥，砂，砂浆石灰，水泥，砂，砂浆石灰，砂，砂浆石灰，砂，砂浆白灰粉刷白灰粉刷.沥青油毡，油毡纸沥青油毡，油毡纸膨胀珍珠岩膨胀珍珠岩 常用围护结构的传热系数常用围护结构的传热系数 表表-1类型类型 w m类型类型w m门门实体木制外门单层实体木制外门单层双层双层带玻璃木制外门单层带玻璃木制外门单层双层双层. .外墙外墙内表面抹灰墙砖墙内表面抹灰墙砖墙砖墙砖墙砖墙砖墙.外窗及天窗外窗及天窗木框单层木框单层双层双层金属框单层金属框单层双层双层单框双层玻璃窗单框双层玻璃窗.暖通技术措施

25、暖通技术措施门、窗传热系数门、窗传热系数 表表-2窗框材料窗框材料窗户类型窗户类型空气层厚度空气层厚度（mm）玻璃厚度玻璃厚度（mm）传热系数传热系数（w m）钢、铝钢、铝单框单玻单框单玻66.40单框中空单框中空664.30964.101263.901663.70双层窗双层窗10014063.50单框中空断热桥单框中空断热桥663.301263.00暖通技术措施暖通技术措施门、窗传热系数门、窗传热系数 表表-2窗框材料窗框材料窗户类型窗户类型空气层厚度空气层厚度（mm）玻璃厚度玻璃厚度（mm）传热系数传热系数（w m）塑料、木塑料、木单框木窗或玻璃木门单框木窗或玻璃木门4.70单框（塑料）单玻单框（塑料）单玻65.80单框中空单框中空663.40963.2