建筑供暖系统

1、第7章 建筑供暖系统工程概述：供暖就是用人工方法向室内供给热量，保持一定的室内温度，以创作适宜的生活条件或工作条件的技术。常见供暖系统主要以热水和蒸汽为热媒的建筑物供暖系统和集中供热系统。本章主要介绍的内容有采暖系统分类；热水采暖系统自然循环的原理、组成、形式，热水采暖系统机械循环的原理、组成、形式，高低压蒸汽采暖系统，散热器与附件；管网布置与安装；辐射采暖；热计量；热风采暖与热风幕；采暖热负荷计算概述；室外供热与热源。 学习目标：掌握建筑室内热水采暖系统的分类与组成，了解散热器及管网附件、材料与设备的性质特点，了解蒸汽采暖的原理和回水特点；了解辐射采暖的分类，掌握低温热水地板辐射采暖系统组成

2、、形式及典型的加热管布置方式；了解热风采暖与热风幕，理解住宅集中热水采暖系统与热计量；了解传热学知识与采暖热负荷计算知识；了解室外供暖管道敷设与锅炉及锅炉房工艺基本知识。学习要求知识要点能力要点室内供暖系统熟悉常见供热系统的分类、工作原理、形式、组成构造、适用条件和优缺点。供暖热负荷 掌握供暖的基本概念及其要素；熟悉计算过程和步骤；供暖系统管材、管件、阀门及散热设备掌握供暖系统管材、管件、阀门及散热设备的构造、用途、安装方法及技术要求供暖系统的管路布置、加工与连接能进行常见供暖管路的合理布置，能进行各种采暖管路的加工连接。供暖系统的主要设备与安装掌握供暖系统的主要设备的作用及类型，能进行规范安

3、装高层建筑供暖系统的特点了解高层建筑供暖系统的组成、系统形式和；了解高层建筑供暖系统降低耗热量的基本措施和方法。管道防腐与保温掌握供暖管路的防腐保温方法，熟悉采暖工程防腐保温工作的规范要求。71 室内供暖系统冬季室外气温较低，室内的热量会通过围护结构和冷风渗透不断地传到室外。为了保持室内所要求的供暖温度就需要用人工方法向室内供给热量，保持一定的室内温度，以保证室内适宜的生活条件或工作条件。供暖系统主要热源、供暖管路 、散热设备三部分组成。 7.1.1 采暖系统的分类1.按供暖的作用范围分类 （1）局部供暖系统 当热源、管道与散热器连成整体而不能分离时，称为局部供暖系统。如火炉供暖、电热供暖、煤

4、气红外线辐射器等。 （2）单户供暖系统 它是仅为单户或几户小住宅而设置的一种供暖方式。（3）集中供暖系统 采用锅炉或水加热器对水集中加热，通过管道同时向多个房间供暖的系统，称为集中供暖系统。其特点是供热量和范围大，距离长，热效率高、节省燃料、减少污染，机械化程度高。（4）区域供暖系统 以集中供热的热网作为热源，用以满足一个建筑群或一个区域供暖用热需要的系统，称为区域供暖系统。它的供热规模比集中供暖要大得多，实质上它是集中供暖的一种形式。目前，集中供暖已成为现代化城镇的重要基础设施之一，是城镇公共事业的主要组成部分，已在全国许多城市实施。 2.按热媒的不同分类在供暖系统中，把热量从热源输送到散热

5、设备的物质称为热媒。在供暖系统中，可把热水、蒸汽、热空气、烟气等作为热媒。 （1）热水供暖系统 它是以热水作为供暖系统的热媒。一般认为，凡是温度低于100 的水称为低温水，高于100 的水称为高温水。低温水供暖系统供回水的设计温度通常为7095，由于低温水供暖系统卫生条件较好，目前被广泛用于民用建筑中。（2）蒸汽供暖系统 它是以饱和蒸汽作为供暖系统的热媒，按蒸汽的压力不同，可分为低压蒸汽供暖系统（蒸汽压力小于或等于70kPa）、高压蒸汽供暖系统（蒸汽压力大于70 kPa）和真空蒸汽供暖系统（蒸汽压力低于大气压力）。（3）热风供暖系统 它是以热空气作为供暖系统的热媒，即把空气加热到适当的温度（一

6、般为3550）直接送入房间，用以满足供暖要求。 图7-1 自然循环热水采暖系统示意图（4）烟气供暖系统 它是直接利用燃料在燃烧时所产生的高温烟气在流动过程中向房间散出热量，以满足供暖要求。 7.1.2 热水采暖系统1.自然循环热水供暖系统 （1）自然循环热水采暖工作原理图7-1 是自然循环热水供暖系统的工作原理图。系统有散热器和一个加热锅炉，用供水管和回水管把锅炉与散热器相连接，在系统的最高处连接一个膨胀水箱，用它容纳水在受热后膨胀而增加的体积。运行前整个系统要注入冷水至最高处，系统工作时水在锅炉内加热，水受热体积膨胀，密度减小，热水沿供水管进入散热器，在散热器内的水放热冷却，密度增大，密度较

7、大的回水再返回锅炉重新加热，这种密度的差别形成了推动整个系统中的水沿管道流动的动力。在热水供暖系统中，这种动力又称为作用压头，简称压头。图7-1是一个最简单的只有一个散热器的自然循环热水供暖系统。假设热水在管道里损失的热量可以忽略不计，那么，图中AA 以上左右两边管道的水温都是供水温度tg，在BB位置以下左右两边管道的水温都是回水温度th，因此它们在系统中产生的压力相互抵消。起作用的只有散热器中心（AA）和锅炉中心（BB）之间的这一段高度h，它产生的压力差（压头）为：P=gh（hg ) (61) 式中 P压头，Pa； g重力加速度， g=9.81m/s2 ; h散热器与锅炉中心高差，m ; h

8、回水密度，kg / m3; g供水密度，kg / m3。当tg=95，th70， h= 1m时，P = 155.98 Pa。即在供水温度为95、回水温度为70的热水供暖系统中，每米高差所产生的作用压头为： P= gh（hg ) = 9.81×1×（977.81961.92 ) = 155.98 ( Pa )热水供暖系统中，由于水被加热而水温升高，溶解在水中的空气会析出，逐渐聚集在管路某个部位形成气塞，影响水正常流动。散热器内存有空气，会减小散热面积，而且空气中的氧对管道有腐蚀作用。在系统的最高处连接一开式膨胀水箱，可以起到排除空气的作用。为了便于排气，供水干管一般应有0.0

9、05的坡度，坡向膨胀水箱。水被加热时其体积会膨胀，膨胀水箱还可以容纳系统中水受热膨胀而增加的体积。 实际工程中，设备的安装位置和供、回水的温度均有一定限度，自然循环的作用压力是很小的，这种供暖方式只适用于作用半径不大的小型低层建筑。2. 机械循环热水供暖系统 （1）机械循环热水供暖系统的工作原理 机械循环热水供暖系统主要由热水锅炉、供暖管道、散热设备、膨胀水箱、放气装置和循环水泵等组成，如图7-2所示。它与自然循环热水供暖系统的主要区别是在管路上安装了循环水泵，系统中水的流动依靠水泵来提供动力。在系统运行前，同样先充满水（同时排气），启动循环水泵，水在锅炉中被加热，沿供水管流人散热器，散热后的

10、回水沿回水管重新回到锅炉，并不断循环。图7-2 机械循环热水供暖系统工作原图1-锅炉；2-散热器；3-膨胀水箱；4-供水管；5-回水管；6-排气装置；7-循环水水泵水泵一般设置在靠近锅炉进口前的回水干管上，可以使水泵处于水温较低的状态下工作，同时也便于锅炉房设备的集中管理。在机械循环热水供暖系统中，膨胀水箱通常连接在循环水泵吸水口的回水干管上，不论系统是否运行，连接点的压力总是处于静水压力作用之下保持不变，该点称为恒压点，控制系统（恒压点）的压力恒定。供水水平干管一般应有0.003的沿水流方向上升的坡度，使气、水同向流动，在末端最高点设放气装置，以便集中排除系统中的空气。与自然循环热水供暖系统

11、相比，机械循环热水供暖系统的主要优点是作用半径大，管径较小，锅炉的安装位置不受限制，系统布置灵活。但因设置循环水泵增加了投资，耗电量大，而且运行管理复杂。 （2）机械循环热水供暖系统的主要形式 双管上供下回式 双管上供下回式机械循环热水采暖系统的组成如图7-3所示。该系统的特点是各层散热器并联在立管上，可用支管上的阀门对散热器进行单独调节。但自然循环作用压力的影响仍存在，上层散热器环路作用压力大，底层环路作用压力小，上、下层环路的阻力往往难以平衡，以致上热下冷的热力失调现象较严重。 双管下供下回式 机械循环双管下供下回式系统如图6-4所示。图7-4 机械循环双管下供下回系统图7-3 双管上供下

12、回式机械循环热水采暖系统该系统一般将供、回水干管敷设在底层地沟内，或都敷设在底层散热器下面，系统内空气的排除较为困难。排气方法主要有两种：一种是通过顶层散热器的冷风阀，手动分散排气；另一种是通过专设的空气管，手动或集中自动排气。单管上供下回式 图7-5所示为单管上供下回式机械循环热水供暖系统，由于单管式系统节省管材，安装方便，造价较低，在多层建筑热水供暖中应用较普遍。 图7-5 单管上供下回式热水供暖系统 图7-6 双管下供上回式热水供暖系统双管下供上回式如图7-6所示，双管下供上回式系统的供水干管设在下部，回水干管设在上部，水自下而上流动，因此也称倒流式。左侧为双管系统，右侧为单管系统。单管

13、水平式 单管水平式包括水平顺流式和水平跨越式两种。水平顺流式系统是由一条水平管道将同一层的几种散热器串联在一起的敷设方式，也称水平串联式，可分为上串联式和下串联式，如图7-7所示。水平顺流式系统与其他几种形式相比，最节省管材，造价低，弯道穿越楼板少，便于施工和维护。水平跨越式系统是在同一层的几组散热器下部敷设一条水平管道，用支管分别与每组散热器连接，也称水平并联式，如图7-8所示。水平跨越式系统的每组散热器可以通过进水支管上的阀门来调节热媒流量。图7-8 单管水平跨越式热水供暖系统图7-7 单管水平顺流式热水供暖系统7.1.3 蒸汽采暖系统1.蒸汽供暖原理根据蒸汽压力不同，分为低压蒸汽采暖系统

14、和高压蒸汽采暖系统。压力大于70kPa的蒸汽为高压蒸汽，小于等于70kPa为低压蒸汽。图7-12所示为简单的蒸汽供暖系统原理图。水在蒸汽锅炉里被加热而形成具有一定压力和温度的蒸汽，蒸汽靠自身压力通过管道流人散热器，在散热器内放出热量，并经过散热器壁面传给房间；蒸汽则由于放出热量而凝结成水，经疏水器（起隔水阻汽作用）然后沿凝结水管道返回热源的凝结水箱内，经凝结水泵注人锅炉再次被加热变为蒸汽，如此连续不断地工作。 图7-9 机械回水低压蒸汽供暖系统示意图1-宁水箱；2-凝水泵；3-止回阀；4-空气管；5-疏水器；6-锅炉2.低压蒸汽供暖系统低压蒸汽供暖系统根据回水方式不同，分为重力回水系统和机械回

15、水系统两类。 机械回水系统。图7-9为机械回水低压蒸汽供暖系统示意图。机械回水锅炉可不安装在底层散热器以下，只需将凝结水箱安装在低于底层散热器和凝结水管的位置，系统中的空气通过凝结水箱顶部的空气管排出。注意凝结水管内汽、水呈逆向流动，尤其是在初期运行时凝结水很多，容易产生水击，噪声也大。为了减轻水击现象，需要减小流速，增大立管管径，但又浪费了管材。 7.1.4 热风采暖系统以空气作为热媒的供暖称为热风供暖。1.暖风机暖风机是热风供暖的主要设备，它是由风机、电动机、空气加热器、吸风口和送风口等组成的通风供暖联合机组。按风机的种类不同，可分为轴流式暖风机和离心式暖风机，如图 7-10和图7-11

16、所示。图7-10 轴流式暖风机1-风机；2-电机；3-换热器；4-百叶窗；5-支架图7-11 离心式暖风机1-离心风机；2-电机；3-加热器；4-导流叶片；5-外壳2.热风采暖与热风幕热风采暖与热风幕的热媒系统一般应独立设置。如果必须与采暖系统合用时，应有可靠的水力平衡措施。（1）热风采暖 热风采暖的热媒宜用高于或等于90的热水或0.10.3 MPa 的蒸汽。采用蒸汽时，每台机组应独立设置阀门和疏水器。（2）热风幕 民用建筑的热风幕可采用电加热或温度低于或等于90的热水。下列场所宜用热风幕：建筑物出人频繁的无门斗的出人口内侧；两侧温度、湿度或洁净度相差较大，且有人员频繁出人的通道。热风幕送风参

17、数应符合下列要求：送风温度：一般外门不宜高于50，高大外门不得高于 70 。 送风速度：公共建筑外门不宜大于6m /s，工业建筑外门不宜大于8m / s，高大外门不得大于 25m / s。7.1.5 辐射采暖系统辐射采暖是一种利用建筑内部的顶面、墙面、地面进行采暖的系统，是一种卫生条件好、舒适、标准较高的采暖方式。与散热器采暖相比，其优点有： 舒适感最佳，人和物体直接受到热辐射，室内地面、墙面和物体表面温度高，减少了人对外界的热辐射，所以会感觉舒适；无散热器，不占用建筑面积，便于家具布置；温度分布均匀，温度梯度小，无效热损失少；在同等舒适条件下，辐射采暖房间的设计温度可比散热器采暖降低 23

18、0C，高温辐射时可以降低 510，故节约采暖能耗。 1辐射采暖的分类按板面温度分为低温辐射、中温辐射和高温辐射三种。低温辐射板面温度低于80；中温辐射板面温度为 80120；高温辐射板面温度为300500。按辐射板构造分为埋管式和组合式两种。埋管式是以直径 1532 mm的塑料管或发热电缆埋置于建筑地面构成辐射表面；组合式是利用金属板焊接以金属管组成辐射板。按辐射板位置不同分为顶面式和地面式。顶面式是以顶棚作为辐射采暖面，辐射热可达 70左右；地面式是以地面作为辐射采暖面，辐射热约占 55%。2辐射采暖的形式辐射采暖的形式主要有五种，其应用范围和特点如表7-1所示。表7-1 辐射采暖的形式序号

19、形式应用范围与特点1低温热水地板辐射采暖技术成熟，适用于民用、公共建筑，如住宅应用较多2发热电缆地面辐射采暖应用不多3顶棚电热膜辐射采暖可用于民用、公共建筑中4热水吊顶辐射采暖适用于工业建筑5燃气红外线采暖对高大空间的厂房和室外局部供暖是一种较好的的采暖方式图7-12 地热采暖平面布置示意图3低温热水地面辐射采暖（1） 系统组成7-13 地热采暖加热盘管布置示意图在住宅建筑中，地板辐射采暖的加热管一般应按户划分独立的系统，并设置集配装置，如分水器和集水器，再按房间配置加热盘管，一般不同房间或住宅各主要房间宜分别设置加热盘管与集配装置相连。图7-12 为采暖平面布置示意图。对于其他建筑，可根据具

20、体情况划分系统。一般每组加热盘管的总长度不宜大于120m，盘管阻力不宜超过30kPa，住宅加热盘管间距不宜大于300mm。加热盘管在布置时应保证地板表面温度均匀。一般宜将加热盘管设在外窗或外墙侧，使室内温度分布尽可能均匀，其布置形式有多种，常见的形式如图7-13 所示。图7-14 地热采暖平面布置示意图加热盘管安装如图7-14所示，图中基础层为地板，保温层控制传热方向，豆石混凝土层为结构层，用于固定加热盘管和均衡表面温度。图7-15集水器、分水器安装示意图各加热盘管供、回水管应分别与集水器和分水器连接，每套集（分）水器连接的加热盘管不宜超过8 组，且连接在同一集（分）水器上的长度、管径等应基本

21、相等。集（分）水器的安装如图7-15 所示。分水器的总进水管上应安装球阀、过滤器等；在集水器总出水管上应设有平衡阀、球阀等；各组盘管与集（分）水器连接处应设球阀，分水器顶部应设手动或自动排气阀。 （2）管材加热盘管有钢管、铜管和塑料管。常用的塑料管有耐热聚乙烯（PE-RT）管、交联聚乙烯（PE-X）管、聚丁烯（PB）管、交联铝塑复合（XPAP）管和无规共聚聚丙烯（PP-R）管，其共同的优点是耐老化、耐腐蚀、不结垢、承压高、无环境污染和沿程阻力小等。（3）有关技术措施和施工安装要求 加热盘管及其覆盖层与外墙、楼板结构层间应设绝热层。 覆盖层厚度不宜小于50mm，并应设伸缩缝，肋管穿过伸缩缝时宜设

22、长度不小于100mm的柔性套管。 绝热层设在土壤上时应先做防潮层，在潮湿房间内加热管覆盖层上应做防水层。 热水温度不应高于60，民用建筑供水温度宜为3550。系统工作压力不应大于0.8MPa，否则应采取相应的措施。当建筑物高度超过50m时，宜竖向分区。 加热盘管宜在环境温度高于5 条件下施工。加热盘管伸出地面时，穿过地面构造层部分和裸露部分应设硬质套管；在混凝土填充层内的加热管上不得设可拆卸接头；盘管固定点间距：直管段小于或等于 lm 时宜为 500700mrn，弯曲管段小于0.35m 时宜为200300 mm。 细石混凝土填充层强度不宜低于C15，应掺人防龟裂添加剂；应有膨胀补偿措施：面积大

23、于或等于30m2，每隔56m应设 510mm宽的伸缩缝；与墙、柱等交接处应设 510mm宽的伸缩缝；缝内应填充弹性膨胀材料。浇捣棍凝土时，盘管应保持大于或等于0.4 MPa 的静压，养护48h后再卸压。 图7-16 高层建筑分区式采暖系统1-换热器；2-循环水泵；3-膨胀水箱调试与试运行：初始加热时，热水温度应平缓。供水温度应控制在比环境温度高 10左右，但不应高于32，并应连续运行48h，随后每隔 24h 水温升高 3，直到设计水温，并对与分水器、集水器相连的盘管进行调节，直到符合设计要求。7.1.6 高层建筑供暖高层建筑楼层多，采暖系统底层散热器承受的压力加大，采暖系统的高度增加，更容易产

24、生垂直失调。 分区式高层建筑热水采暖系统是将系统沿垂直方向分成两个或两个以上独立系统的形式，可同时解决系统下部散热器超压和系统易产生垂直失调的间题。 高区采暖系统与热网间接连接的分区式采暖系统，如图7-16所示，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。此外，还有不在高区设水箱，在供水总管上设加压泵，回水总管上安装减压阀的分区式系统和高区采用下供上回式系统，回水总管上设“排气断流装置”代替水箱的分区式系统。 7.2 供暖热负荷7.2.1 热负荷的基本知识冬季，由于室外温度

25、的降低，房间的热量会通过各种途径不断地散失掉。这部分散失掉的热量称作房屋耗热量。为了维持房间所要求的温度，必须在房间安装散热设备来补偿房间的耗热量，供暖系统所担负补偿供给室内的这部分热量就是供暖系统热负荷。 房屋耗热的途径 （l）通过围护结构传向室外的热量 Q1：图7-17 传热过程建筑围护结构是指门、窗、墙、地板、屋面这些建筑围挡物。有温差就有传热，冬季由于室内外温度不同，室内的热量通过对流、辐射、导热的方式，经围护结构传向室外。这部分传热量用 Q1来表示，其传热过程如图7-17所示。（2）冷空气渗入耗热量 Q2： 冬季，在室外风力的作用下，冷空气会通过门窗缝隙渗入室内。将这部分渗入室内的冷

26、空气加热到室内温度所消耗的热量叫作冷空气渗入耗热量，用Q2来表示。 （3）外门冷风侵入耗热量 Q3：计算外门的传热量时是按照关闭状态进行的，而实际建筑外门是经常开启的。当外门开启时，在风力和热压的作用下，会有大量的冷空气拥入室内，将这部分冷空气加热到室内温度所消耗的热量称为冷风侵入耗热量，用Q3来表示。由以上分析得知，供暖系统热负荷就等于房间的总耗热量。即： Q=Ql+Q2+Q37.2.2 围护结构的耗热量计算建筑围护结构耗热量Q1可分为基本耗热量和附加耗热量两部分。 1基本耗热量建筑围护结构的传热计算是建立在稳定传热基础上的，其传热量为： Q = K·F·（tntw）&#

27、183;a ( 72)式中 Q建筑物各部分围护结构的基本耗热量（W）； K建筑物各部分围护结构的传热系数（W / m2·0C）； tn冬季室内供暖计算温度（0C）；tw冬季室外供暖计算温度（0C）; F围护结构传热面积（m2）; A围护结构的温差修正系数。为了正确地计算围护结构的传热量，下面将公式中各项逐一介绍。（1）室内供暖计算温度 tn： tn是供暖必须保证的室内温度，它是指房间距地面 1.52m 之内，人活动区的空气平均温度，在计算中如何确定，主要取决于建筑物的性质与用途。常用的民用及公共建筑以及工业辅助建筑的室内供暖计算温度见暖通设计规范（2）室外供暖计算温度tw： 由公式Q

28、 = K·F·（tntw）·a可以看出，通过围护结构的传热量是与室内外温度差成正比的，而室外温度又是时刻变化着的，计算供暖热负荷时，必须要取一个有代表性的温度，这一温度就称作室外供暖计算温度。目前，我国采暖通风与空气调节设计规范（GBJ87）规定采用历年平均每年不保证五天的日平均温度作为冬季室外供暖计算温度。（3）温差修正系数a: 在计算某一围护结构的耗热量时，如果它的外侧不是室外，而是一些不供暖的房间或空间，由于冷房间的温度难以确定，仍用tw来代替，这时对温差t要乘以一个根据经验而决定的修正系数a ( a 1）。供暖房间与相邻房间的温差大于5 时，应计算相邻结构

29、的传热量。 （4）围护结构的传热系数 K 值外墙、屋面以及门窗都属于多层或单层平壁，其传热在整个传热面上是均匀的，其传热系数的确定可利用传热系数公式计算或查有关的传热系数表地板的传热与以上结构不同，靠近室外的地面由于热流经过的路程短，热阻小，而距外墙较远的地面，其热阻大，传热系数就小，所以地板的传热系数与其距外墙的距离有关。一般可将地面沿外墙平行向里划分地带，每两米宽为一地带，共划分四个地带。各地带传热系数为：第一地带 Kl=0.47w/m2·0C；第二地带K2=0.23w/m2·0C；第三地带K3=0.12w/m2·0C；第四地带K4=0.07w/m2·

30、;0C。上述为非保温地板的传热系数值。地板分保温地板与非保温地板两种。当地板各层材料的总导热系数1.16 w/m2·0C时，即为保温地板，由于加了保温材料，保温地板的传热系数比非保温地板的要小。 （5）围护结构的传热面积F 围护结构的传热面积要根据建筑图纸所给尺寸进行计算，原则就是要计算完整。一般门窗以最小洞口尺寸计算，外墙、地板、屋面是以轴线或内外表面尺寸计算。 2.附加耗热量附加耗热量又叫修正耗热量，是对基本耗热量的修正。一般按基本耗热量乘以一个百分率进行计算。其中包括朝向附加、风力附加和高度附加。 （1）朝向附加：围护结构朝向不同，所获得太阳辐射热不同，获得热量的结构由于外表面

31、比较干燥，传热减小。实测知南向比北向结构多得太阳辐射热占总耗热量的1530。实际上朝向修正是对围护结构传热的修正，不同朝向的修正率规范中作如下规定：北、东北、西北 010 % 东、西 5 % 东南、西南 1015 % 南 1530 %朝向附加，要在垂直围护结构的基本耗热量上进行修正。 （2）风力附加：考虑到冬季室外风速的变化对围护结构外表面放热系数 aw 的影响，而导致传热系数 K 和传热量的变化。规范规定：建造在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区特别高的建筑物，予以风力附加，其附加方法是在垂直外围护结构基本耗热量上附加510 %。 （3）高度附加：当房间高度较大时，由于

32、对流作用使热空气上升而工作地点温度不能保证，所以高度附加实际是对tn的修正。规范规定：当房间高度大于4m时，每增高1m 附加2 % , 但总的附加率不大于15。楼梯间不进行高度附加。高度附加应附加在外围护结构的基本耗热量和其他附加耗热量之上。 7.2.3 加热进入室内冷空气所需要的热量1 冷风渗入耗热量Q2供暖房间的门、窗缝隙不采取封闭措施时，冷空气会通过门窗缝隙渗人室内。由于门窗缝隙的宽度、门窗的朝向以及室外风速、风向的不同，由门窗缝隙进人室内的冷空气量很难准确计算。规范规定：对于多层和高层民用建筑及生产辅助建筑物，加热由门窗缝隙渗人室内的冷空气耗热量可按下式计算： Q=a·CP&

33、#183;L·l·（tntw）·w·m ( 73)式中Q由门窗缝隙进人室内的冷空气耗热量（W ); CP空气的定压比热容 ( 1kJ/ kg·0C ) ;A单位换算系数，a=0.28 （法定计量单位）;L通过每米门窗缝隙进入室内的冷空气量（m3/m·h ) ; L可开启门窗缝隙的长度（m）; tn供暖室内计算温度（0C ) ; tw供暖室外计算温度（0C ) ; w供暖室外计算温度下空气的密度（kg / m3 ) ; m风压和热压作用下，不同朝向、高度的综合修正系数。对于工业建筑，其冷空气渗人耗热量 Q2可采用估算的方法进行。2外门开

34、启冷空气侵人耗热量Q3外门开启冷空气侵人耗热量的计算，也是采用附加的方法，按照不同外门的附加率，以门的基本耗热量为基数乘以一个百分率，规定如下：当建筑物的楼层数为n时：一道门 65n%两道门（有门斗） 80n % 三道门（有两个门斗） 60n % 公共建筑和生产厂房的主要出口 500 % 外门开启率只适用于短时间开启的，无热风幕的外门。阳台门不计算冷风侵人耗热量。 7.2.4 建筑热负荷估算法供暖热负荷的计算是根据建筑施工图进行的，但在进行初步设计时往往还没有建筑施工图纸，为了估算出建筑物的供暖负荷，以便进行设备选型和订货，通常是用建筑热指标来进行估算。 1.单位面积热指标法通过对已经运行的同

35、一类型建筑物的调查、研究和实测，可得到单位面积的耗热量，我们将其用 qF来表示，称为建筑面积热指标。 qF =（W / m2） ( 74) 式中qF面积热指标（W / m2 ) ; Q所调查建筑的实际耗热量（W）; F建筑物的建筑面积（m2）。此时即可根据建筑面积热指标估算出同一类型新建建筑的供暖热负荷： QqF·F（W） ( 75)式中qF面积热指标（W / m2 ) ; Q新建建筑的供暖热负荷（W）; F新建建筑的建筑面积（m2）。 按建筑面积计算，常用面积热指标可参考表6-2中的数值。表7-2 不同类型建筑物的面积热指标推荐值建筑物类型面积热指标（W / m2 )建筑物类型面积

36、热指标（W / m2 )无节能措施有节能措施无节能措施有节能措施住宅45644045商店65805570居住区综合60704555食堂、餐厅115140100130办公楼、学校60805070影剧院9511580105医院、幼儿园65805570礼堂、体育馆115165100150旅馆60705060当总建筑面积大，外围护结构热工性能好，外窗面积小，冬季室外供暖计算温度较高时，采用较小的指标；反之，则采用较大的指标。 7.3 供暖系统管材、管件、阀门及散热设备7.3.1供暖系统管材、管件与阀门1.供暖系统常用管材管件供暖系统常用管材有：焊接钢管、无缝钢管、PP-R管、PE-X管、铝塑管等，要求

37、具有良好的承压能力和耐热性。（1)焊接钢管及管件供暖系统常用焊接钢管为主要管材，俗称黑铁管，其直径用公称直径DN表示，例如DN50。用于管材制造的主要是普通碳素钢Q215、Q235、Q255 ，该管材可以采用螺纹连接、法兰连接和焊接，常见采暖用焊接钢管规格及型号见表7-3。表7-3 低压流体水煤气输送焊接钢管规格（GB3092-82） 公称直径外径（mm）普通管加厚管壁厚（mm）不计管接头的理论质量（kgm）壁厚（mm）不计管接头的理论质量（kgm）1521.252.751.253.251.442026.752.751.633.502.012533.503.252.424.002.913242

38、.253.253.134.003.774048.003.503.844.254.585060.003.504.884.50666575.503.756.644.507.888088.504.008.344.759.81100114.004.0010.855.0013.44125140.004.5015.045.5018.24150165.004.5017.815.5021.63焊接钢管常用管件有：钢制冲压管件 钢制管件是管路连接部分的成型零件，钢管管件是用优质碳素钢或不锈耐酸钢经特制模具压制成型，采暖工程常用的有压制弯头、异径管等。可锻铸铁管件图2-6 压制异径管 采暖工程常用可锻铸铁管件规格

39、表示方法：一般同径的管件用DN表示，异径的管件用D×d表示，D为大口直径，d为小口直径。（2）PP-R管及管件 PP-R热水管具有极佳的节能保温效果，一般输水温度950C，最高可达1200C，导热系数仅为钢管的二百分之一，寿命长，PP-R管比钢管送水噪音小，施工工艺简便，管材及管件均采用同一材料进行热熔焊接，施工速度快，永久密封无渗漏。但是PP-R管较金属管硬度低、刚性差、线膨胀系数较大，长期受紫外线照射易老化分解。规格表示为：公称外径（De）*壁厚（）。PN2.0管材，主要用于地热采暖输送热水，冷热水管应该分别放置，以防施工中冷热水管混用。（3）铝塑管用于采暖工程的铝塑管是一种新型

40、管材，其内外层为特种高密度聚乙烯，中间层为铝合金对接氩弧焊焊接而成，各层经特种胶粘合而成的复合管，它集金属管和塑料管优点为一身，被称为跨世纪的绿色管材。（4）PE-X管PE-X管的耐热性非常好，单根长度较长，适用于低温水地板辐射工程等室内埋地管道施工。2阀门（1）闸阀闸阀的闸板按结构特征分为平行闸板和楔式闸板。图3-1 明杆平行式双闸板闸阀 1-阀体；2-阀盖；3-阀杆；4-阀杆螺母；5-闸板；6-手轮；7-填料压盖；8-填料；9-顶楔；10-垫片；11-密封圈闸阀密封性好，流体阻力小，操作方便，开启缓慢， 在采暖工程中主要用来切断介质的流通和来调节流量，被广泛使用 。图3-3 截止阀（2）止

41、回阀止回阀又称逆止阀或单向阀。利用阀体本身结构和阀前阀后介质的压力差来自动启闭的阀门。作用是使介质只作一个定方向的流动，而阻止其逆向流动。根据止回阀的结构不同，可分为升降式（跳心式）和旋启式（摇板式）两种。（3）.减压阀图7-18 减压阀组减压阀的作用是降低设备和管道内的介质压力，满足生产需要压力值，并能依靠介质本身压力值，使出口压力自动保持稳定。常用的减压阀有活塞式、薄膜式和波纹管式。减压阀组由减压阀、前后控制阀、压力表、安全阀、冲洗管及冲洗阀、旁通管、旁通阀等组成。组装形式有平装和立装两种形式，如图7-18所示。图6-32 减压阀的组成形式图7-19 弹簧微启式安全阀1-反冲盘；2-阀瓣式

42、阀盘；3-阀座；4-铅封；（4）安全阀安全阀用于防止因介质超过规定压力而引起设备和管路破坏的阀门，当设备或管路中的工作压力超过规定数值时，安全阀便自动打开，自动排除超过的压力，防止事故的发生。当压力复原后又自动关闭。安全阀按其结构形式可分为杠杆式、弹簧式和脉冲式三类。弹簧式安全阀按开启高度的不同，弹簧式安全阀可分为微启式和全启式两种。微启式主要用于液体介质的场合，全启式主要用蒸汽介质的场合。广泛使用的是弹簧式安全阀。弹簧微启式安全阀的结构如图7-19所示，它是利用弹簧的压力来平衡内压的，根据工作压力的大小来调节弹簧的压力（5）疏水器疏水阀能自动地、间歇地排除蒸汽管道、加热器、散热器等设备系统中

43、的凝结水，防止蒸汽泄出，同时防止管道中水锤现象发生，故又称阻汽排水器或回水盒。根据疏水阀的动作原理，疏水阀主要有热力型、热膨胀型（恒温型）和机械型三种。 7.3.2 常用散热器类型散热器的功能是将供暖系统的热媒所携带的热量通过散热器壁面以对流、辐射方式传递给室内，补偿房间的热损失，达到供暖的目的。对散热器的要求是：传热能力强，单位体积内散热面积大，耗用金属量小，成本低，具有一定的机械强度和承压能力，不漏水，不漏气，外表光滑，不积灰，易于清扫，体积小，外形美观，耐腐蚀，使用寿命长。散热器的种类繁多，根据材质的不同可分为铸铁、铝合金、不锈钢等材质的散热器。 图7-20 铸铁柱形散热器1.铸铁散热器

44、 （1）柱型散热器：柱型散热器是呈单片的柱状连通体。每片各有几个中空的立柱，有二柱、四柱和五柱，如图7-20 所示。有些散热器带柱脚，可以与不带柱脚的组对成一组落地安装，也可以全部选用不带柱脚的在墙上挂式安装。柱型散热器传热性能较好，比较美观，耐腐蚀，表面光滑，易清除灰尘，每片散热面积小，易组合成所需要的散热面积。但它的相对接口多，安装较费力，承压能力不高。 （2）翼型散热器：翼型散热器可分为圆翼型和长翼型两种。长翼型散热器是外壳上带有许多竖向肋片的长方体，内部为偏盒空间，如图7-21所示。其高度为 60cm，每片长度为 280 mm 的叫大60，长度为 200 mm 的叫小60。可把几片组合

45、在一起形成一组。翼型散热器制造工艺简单，抗腐蚀性强，价格低。与柱型相比，每片（根）散热面积大，接口少，组对快，但肋片间距小，易积灰难清扫，外形也不太美观。此外，单个散热器面积较大，不易组合成需要的散热面积。 2.钢制散热器 图7-21 长翼形散热器 图7-22 钢制柱形散热器（1）钢制柱型散热器的构造和铸铁柱型散热器相似，每片也有几个中空立柱，如图7-22所示。这种散热器是利用1.52.0mm 厚普通冷轧钢板经过冲压形成半片柱状，再经压力滚焊复合成单片，单片之间通过气体弧焊连成所需要的散热器段。每段片数根据需要设计而定，一般每组不宜超过20片。高度有600 mm、 640 mm 等。钢制柱型散

46、热器传热性能好，质量轻，但制造工艺复杂。 （2）板型散热器也是由冷轧钢板冲压、焊制而成。主要由面板、背板、进出口接头等组成，对流片多采用0.5mm 的冷轧钢板冲压成型，点焊在背板后面。（3）扁管型散热器是由数根规格为 52 mm×11mm×1.5mm（宽×高×厚）的矩形扁管叠加焊制成排管，两端连接断面为 35 mm×40 mm的联箱，形成水流通路。（4）闭式钢串片散热器由钢管、带折边的钢片和联箱等组成。闭式钢串片型散热器体积小，质量轻，承压能力强，但串片间易积尘，水容量小。3.铝制散热器铝制散热器是由铝合金翼型管材加工成排管状，如图7-23所示

47、。铝合金散热器的主要优点是外形美观，质量轻，耐腐蚀，承压高，传热性能好。其缺点是材质软，运输、施工易碰损，价格昂贵。 图7-23 翼管型铝合金散热器 4.不锈钢面板散热器不锈钢面板散热器能以最小能耗高效供热，耗水量亦降至最低，这样，当设备与温控阀配套使用时，可以大大节省供暖费用。入水口和出水口都设计在底部，以便于落地或安装。7.3.3 散热器的布置与安装1.散热器布置散热器布置应符合下列规定： （1）散热器宜布置在房间内靠外墙一侧，有外窗时应安装在窗台下。如遇玻璃幕墙、落地窗等，造成安装有困难时，也可安装在内墙上，不影响散热。 （2）由于热空气上升的原因，楼梯间的散热器应尽量布置在底层。（3）

48、门斗和双层外门之间不应布置散热器，以防冻裂。 （4）公共建筑楼梯间或有回马廊的大厅，散热器应尽量布置在底层；若散热器数量过多，底层无法布置时，可按比例布置在其他层。住宅楼梯间一般不设置散热器。 2.散热器安装 （1）散热器安装前应按图纸要求的数量进行组对，并按规定做水压试验，试验压力应符合设计要求；若设计无要求时，应为工作压力的1.5倍，但不小于0.6MPa。试压合格后再做防腐处理，一般铸铁散热器刷防锈漆、银粉各一遍。 （2）散热器与管道的连接必须安装可拆装的连接件，如活接头、法兰等。(3) 散热器支托架安装位置应正确，埋设平整、牢固。若安装带足散热器，在每组上部装设一个托架或钢卡件，所需带足

49、片数： 14片以下为2片，1524 片为3片。轻质墙结构，散热器底部可用特制金属托架支撑。 (4) 散热器挂式安装，底部距地面通常为 150 mm，顶部距窗台为100 mm。房间同一侧墙上的散热器必须在同一条直线上，散热器中心与墙表面距离应符合表6-4的规定。表7-4 散热器中心与墙表面距离散热器型号60型M132型M150型圆柱型圆翼型扁管式板式串片式平放竖放与墙表面距离（mm）115115130115309560(5) 散热器一般采用明装；对房间装修和卫生要求较高时才加挡板或网罩等暗装，暗装时装饰罩应有合理的气流通道、足够的通道面积，以提高散热器散热效果，并方便维修。 (6) 幼儿园的散热

50、器必须暗装或加防护罩。 7.3.4 供暖系统辅助设备1.膨胀水箱膨胀水箱是热水供暖系统的重要附属设备之一，用于收贮受热后的膨胀水量，并解决系统定压和补水问题。在多个采暖建筑的同一供热系统中只能设一个膨胀水箱。膨胀水箱分为开式和闭式。开式膨胀水箱构造简单，管理方便，多用于低温水供暖系统。 （1） 开式高位膨胀水箱开式高位膨胀水箱一般用钢板焊制而成，有方形和圆形两种。图7-24为圆形膨胀水箱。图7-24圆形膨胀水箱1-溢流管；2-泄水管；3-循环管；4-膨胀管；5-信号管；6-箱体；7-内人梯；8-水位计；9-外人梯 开式膨胀水箱设置在系统的最高位置，通过水箱底部的膨胀管与系统连接，膨胀管上不得设

51、阀门。上部设置的溢流管是为了控制水箱内的最高水位，溢流管上也不得设阀门，就近引至排水系统。泄水管设在水箱底部，清洗和检修排空时使用，上面装设阀门，通常与溢流管连接在一起。当水箱放在不供暖房间时，为了防止水箱冻结，须设置循环管，循环管也与系统相连，与膨胀管的连接点保持1.53m的距离，以维持水箱中的水能缓缓流动。膨胀水箱的安装高度应至少高出系统最高点0.5m。开式膨胀水箱一般设置在建筑物最高处的水箱间内，水箱间应保证良好的通风和采光。为了方便安装和维修管理，水箱与墙面应有一定的距离。水箱可用型钢或钢筋混凝土等材料支承。有可能冻结时，水箱与配管应保温。 （2）闭式低位膨胀水箱用气压罐代替高位膨胀水

52、箱时，气压罐的选用应以系统补水量为主要参数选择，一般系统的补水量可按总容水量的4计算，与锅炉的容量配套选用。其工作原理与建筑给水系统的自动给水装置类似。 3.排气装置自然循环热水供暖系统主要利用开式膨胀水箱排气，机械循环系统还需要在局部最高点设置排气装置。常用的排气装置有手动集气罐、自动排气罐、手动放气阀等。 （1）手动集气罐手动集气罐可用直径为100250 mm的钢管焊制而成。根据安装形式分为立式和卧式两种。一般应设在系统的末端最高处。图7-25自动排气罐1-排气孔；2-上盖；3-浮漂；4-外壳集气罐安装在干管的最高点，水中的气泡随水流一同进人罐内。由于集气罐的直径比连接的管道直径大得多，流

53、人罐内的热水流速降低，水中的气泡便可浮出水面，集聚在上部空间，定期打开阀门放气。采用集气罐排气应注意及时定期排出空气；否则，当罐体内空气过多时会随水流被带走。 （2）自动排气罐自动排气罐是依靠水对物体的浮力，自动打开和关闭罐体的排气出口，达到排气和阻水的目的，如图7-25 所示。当罐体内无空气时，系统中的水流人，将浮漂浮起，关闭出口，阻止水流出。当罐内空气量增多，并汇集在上部，使水位下降，浮漂下落，排气口打开排气。气体排出后，浮漂随水位上升，重新关闭排气口。 （3）手动放气阀手动放气阀又称手动跑风，在热水供暖系统中安装在散热器的上端，定期打开手轮，排除散热器内的空气。4.除污器图7-26立式直

54、通除污器1-外壳；2-进水管；3-出水管；4-排污管；5-放气管；6-截止阀除污器的作用是截留过滤，并定期清除系统中的杂质和污物，以保证水质清洁，减少阻力，防止管路系统和设备堵塞。有立式直通、卧式直通和角通除污器，按国标制作，根据现场情况选用。图7-26所示为立式直通除污器。下列部位应安装除污器： （1）一般安装在采暖系统人口的供水管上； （2）循环水泵的吸水口处；（3）各种换热设备之前； （4）各种小口径调压装置，以及避免造成可能堵塞的某些装置前。除污器后应装阀门，并设置旁通管，在排污或检修时临时使用。5.散热器温控阀散热器温控阀是一种自动控制散热器散热量的设备，可根据室温与给定温度之差自动

55、调节热媒流量的大小，安装在散热器人口管上。它主要应用于双管系统，在单管跨越式系统中也可应用。这种设备具有恒定室温、节约热能的特点，在欧洲国家中使用广泛，我国也已有定型产品。如图7-27 所示。 图7-27散热器温控阀6.补偿器各种热媒在管道中流动时，管道受热而膨胀，故在热力管网中应考虑对其进行补偿。采暖管道必须通过热膨胀计算确定管道的增长量。补偿器有方形补偿器、套管补偿器和波纹管补偿器等。当地方狭小，方形补偿器无法安装时，可采用套管式补偿器或波纹管补偿器。但套管补偿器易漏水漏汽，宜安装在地沟内，不宜安装在建筑物上部；波纹管补偿器材质为不锈钢，补偿能力大，耐腐蚀，但造价高。7.平衡阀平衡阀可有效地保证管网静