地板辐射采暖设计说明书

目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章概述 1\o"CurrentDocument"1.1设计目的 1\o"CurrentDocument"1.2设计任务 1\o"CurrentDocument"1.3工程概况 1\o"CurrentDocument"第二章技术参数 2\o"CurrentDocument"2.1气象资料 2\o"CurrentDocument"2.2室内设计参数 2\o"CurrentDocument"2.3建筑参数 2\o"CurrentDocument"第三章供暖热负荷计算 43.1自选商场热负荷计算 43.1.1围护结构传热耗热量计算 4\o"CurrentDocument"3.1.2冷风渗透耗热量计算 6\o"CurrentDocument"3.2其他房间负荷计算 6\o"CurrentDocument"第四章供暖系统设计 8\o"CurrentDocument"4.1热源条件 8\o"CurrentDocument"4.2供暖系统形式选择 8\o"CurrentDocument"4.3加热管的选择及布置 8\o"CurrentDocument"4.3.1塑料管材的选用 8\o"CurrentDocument"4.3.2埋地管的敷设 8\o"CurrentDocument"4.4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 10\o"CurrentDocument"第五章采暖水系统设计 12\o"CurrentDocument"5.1系统水力计算方法 12\o"CurrentDocument"5.2户内环路水力计算 125.3室外管网水力计算 14\o"CurrentDocument"第六章热表及温控阀选型 12第七章管道的保温 17\o"CurrentDocument"7.1保温管道的确定原则 177.2保温材料的选择 17设计总结 18致谢 19参考文献 20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、散热设备计算与选择、方案选择、水力计算、施工图绘制等。1.3工程概况本工程为地处所沈阳市一办公综合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4层，一层为商场，二层为商场仓库，三层、四层为办公室和休息室。首层层高为4.5m，2层层高为3.3m，3、4层层高为3m。本工程占地面积为623.88m2,建筑面积：2501平方米；建筑高度：15.450m。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沈阳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（kpa）室外平均风速（m/s）冬季最多风向平均风速北纬东经41.46123.26102.3332.01.9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（C）冬季空调室外计算温度相对湿度采暖室外计算温度（C）-20.669%-16.82.2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，可适当降低室内设计温度，因此室内设计温度采用18°C。2.3建筑参数围护结构的传热系数：外墙：k=0.45W/m2•K外窗：k=2.91W/m2•K外大门：k=2.33W/m2•K内墙：k=2.01W/m2•K内门：k=2.91W/m2•K吊顶：k=1.39W/m2•K有望板和水泥卷材的屋面，温差修正系数a=0.75楼板： k=0.66W/m2•K（地下室与一楼之间）楼梯： k=3.26W/m2•K第三章供暖热负荷计算3.1自选商场热负荷计算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'=腭（七-七加式中q'——围护结构基本耗热量（W）；K——围护结构的传热系数［W/（"•K）］；F——围护结构的传热面积（m2）；tn——供暖室内计算温度（°C）；匕一一供暖室外计算温度（C）；a——围护结构的温差修正系数。1、外墙传热耗热量计算南外墙F=（46.64X4.5一2.4X2.7X6-3.45X3.9X6）m2=90.27m2xch=-15%,k=0.45W/m2•K南外墙的传热耗热量为：%=q时（《一匕）（1+七九）=1X0.45X90.27X（18+16.8）X（1-0.15）=1201.58W北外墙F=（46.64X4.5-1.5X2.7X8-1.5X2.1X2-2.4X2.7X4）m2=90.27m2xch=8%,k=0.45W/m2•K北外墙的传热耗热量为%=Q"（《一匕）（1+七九）=1X0.45X90.27X（18+16.8）X（1+0.08）=1526.71W西外墙F=12.04X4.5m2=54.18m2%ch=8%,k=0.45W/m2•K西外墙的传热耗热量为qfi=aKF(tn-t^(l+xch)=1X0.45X54.18X(18+16.8)X(1+0.08)=925.72W东外墙F=(12.04x4.5-0.9x2.7)m2=51.75m2xch=-15%，k=0.45W/m2-K东外墙的传热耗热量为q1=QKF(《一y)(1+%h)=1X0.45X51.75X(18+16.8)X(1-0.15)=688.84W2、 外窗传热耗热量计算南外窗F=2.4X2.7X6=38.88m2,K=2.91W/"•K，膈=-15%南外窗的传热耗热量为41=°时上一匕)(1+电)=1X2.91X38.88X(18+16.8)X(1-0.15)=4469.28W北外窗F=1.5X2.7x8-1.5X2.1X2—2.4X2.7X4=64.62m2K=2.91W/m2•K，%ch=8%北外窗的传热好热量为41=°时上一匕)(1+电)=1X2.91X64.62X(18+16.8)X(1+0.08)=7067.44W东外窗F=0.9X2.7=2.43m2K=2.91W/m2•K，吼九=-15%东外窗的传热好热量为q1=Q"(《一y)(1+Xch)=1X2.91X2.43X(18+16.8)X(1-0.15)=209.17W3、 外门传热耗热量计算南外门F=3.45X3.9X6=80.73m2,K=2.33W/"•K，膈=-15%南外门传热耗热量计算41=成直《一匕)(1+七九)=1X2.33X80.73X(18+16.8)X(1-0.15)=5507.23W3.1.2冷风渗透耗热量计算冷风渗透耗热量计算采用换气次数法进行计算。室内渗透冷空气量计算按下式计算：L=kV式中：V——房间体积(m2)；k——换气次数(次/h)，对于一楼自选商场三面有外窗的房间换气次数按1次/h计算，其他房间都按0.5次/h计算。所以，自选商场换气次数为L=561m2X4.5mX1次/h=2524.5m3/h根据气象参数可算得自选商场的冷风渗透耗热量为12.507kW。根据以上计算，自选商场负荷计算结果列表如下：表3.1商场负荷计算汇总表负荷项南外墙南外窗南外门西外墙北外墙负荷W1201446955079261526负荷项北外窗东外墙东外窗冷风渗透负荷W7067689209125073.2其他房间负荷计算其他房间负荷计算与自选商场热负荷计算方法相同，现将其他房间负荷列表如下：表3.2负荷计算汇总参数面积(们冬季采暖围护结构基本耗热量(W)冬季采暖围护结构附加耗热量(W)冬季采暖空气渗透耗热量(W)冬季总热负荷(W)冬季总热负荷指标(W/们1001［自选商场］5612159419480125073198757.03001［休息室1］21.21039956374133062.73002［办公室1,4］23.9714638421105944.33003［休21.2686597445104249.1

息室2,4］3004［会议室］50.414231286888217543.23005[休息室6]21.21069984374135864.03006[办公室5]19.711011128348124374.93007[办公室6,2]15.310091032267129984.93009[办公室7,2]15.310171052269132186.33010[办公室8]10.262663817968867.43011[办公室9]10.253154617972571.13012[办公室12]19.711481162346150876.64001[休息室1]21.2209119983722370107.74002[办公室1,4]23.918121738427216590.54003[休息室2,4]21.2189117184082126100.24004［会议室］50.434783339824416382.64005[休息室6]21.2193218753762251106.24006[办公室5]19.7194819043842288116.14007[办公室6,2]15.3157216042921896123.94009[办公室7,2]15.3157216042921896123.94010[办公室8]10.2105310862081294121.84011[办公室9]10.2105310862081294121.84012[办公室12]19.7181919083752100115.6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：％=95°C；回水温度：％=70°C；供水压差：Ap=20000Pa。热力入口位置：如图所示，位于建筑西侧；供水管管径：DN=70mm。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，上述3种管材的最高工作温度均可达95C;安装方便，连接可靠。本工程根据设计条件选用4级聚丁烯（？8）管。4.3.2埋地管的敷设管的敷设形式有：单蛇形、双蛇形、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。本设计管道采用旋转型布置方式。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40m2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=^f+^d_［《.+2734t+2734qf=S '100—- 100q疽2-13tLn13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，°C；字——室内非加热表面的加权平均温度，C；《一一供暖室内计算温度，C。（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职为尤

_Q

qx~J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100〜300mm之间。选取了加热盘管的间距，可按照敷设的面积计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，对于办公室等人员长期停留区域，适宜温度范围为24〜26°C，商场等人员短期停留的区域适宜温度范围为28〜30°C.地表面平均温度可按下式计算：t.=t+9.82X（黑）0.969pj孔 1100）4.4.2相关房间采暖盘管计算（1）商场采暖盘管计算商场面积为561m2，房间负荷31987W，则单位地面的散热量Q_Q_31987F=561=57.0W/m2供水温度：％=55C；回水温度：《=45C,即供回水平均温度为50C。房间内设计温度为18C。当商场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97.3W/m2,即散热量将大于房间热负荷。所以本设计采用最大间距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：面积二房间热负荷/单位地板面积散热量二31987/97.3=328.7m2。考虑到房间热负荷的分散性和盘管的长度限制，将房间平均分成12个区域，各区域盘管布置在该区域的中心。通过鸿业软件计算得每个区域盘管的长度为94.625m。校核温度t.=t+9.82X（黑）0.969=18+9.82X（寰）0®9=27.56Cpj孔 1100） 1100）满足要求。⑵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。现将计算结果列表如下：表4.1各房间供热盘管汇总参数面积(们冬季总热负荷(W)1001［自选商场］561319873001［休息室1］21.213303002[办公室1,4]23.910593003[休息室2,4]21.210423004［会议室］50.421753005［休息室6］21.213583006［办公室5］19.712433007[办公室6,2]15.312993009[办公室7,2]15.313213010［办公室8］10.26883011［办公室9］10.27253012[办公室12]19.715084001［休息室1］21.223704002[办公室1,4]23.921654003[休息室2,4]21.221264004［会议室］50.441634005［休息室6］21.222514006［办公室5］19.722884007[办公室6,2]15.318964009[办公室7,2]15.318964010［办公室8］10.212944011［办公室9］10.212944012[办公室12]19.72100第四章采暖水系统设计5.1系统水力计算方法总阻力：△P=△Py+△P.=RL+△P.(5-1)比摩阻：R=Apv2(5-2)d2雷诺数：r=vde(5-3)摩擦阻力系数：入=0.3164(5-4)R0.25e水流量：G=0.86Q(5-5)h式中：AP——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；人——摩擦阻力系数d 管子内径，mm；v——热煤在管中的流速，m/s；p——热煤密度，kg/m3；Y——热煤的运动粘滞系数，这里平均温度为83°C，取0.342x10-6m2/s。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：表5.1户内环路水力计算表序号负荷(kW)流量(kg/h)公称外内径(m管长(m)v(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)动压(Pa)总阻力(Pa)径m)

自选商场2.597223.3201694.60.31115.6109384810938.4休息室3011.11595.87201647.40.132712808.81279.8办公室3010.88175.75201638.40.1118.2698.75.5698.7休息室3020.87174.89201645.70.117.8814.35.4814.3休息室3030.87174.89201645.70.117.8814.35.4814.3办公室3020.88175.75201638.40.1118.2698.75.5698.7会议室1.794154.3201675.70.2160.8460622.94606.2办公室3030.88175.75201638.40.1118.2698.75.5698.7休息室3040.87174.89201645.70.117.8814.35.4814.3休息室3050.87174.89201645.70.117.8814.35.4814.3办公室3040.88175.75201638.40.1118.2698.75.5698.7休息室3061.198103201649.80.1430.5151910.21519办公室3051.311112.7201654.80.1635.5194612.21946.2办公室3061.905163.8201645.30.2367.5305925.83059.1办公室3071.905163.8201642.70.2367.5288425.82883.5办公室3080.69860.02201630.90.087.6233.73.5233.7办公室3090.69860.02201629.50.087.6223.33.5223.3办公室3091.09594.153201641.20.1326.21078.28.51078.2办公室3111.09594.15201641.20.1326.210788.51078.2办公室3121.311112.7201655.50.1635.5197312.21972.8休息室4012.029174.5201660.70.2475.2456629.34565.6办公室4011.911164.3201668.60.2367.84653264652.9休息室4021.902163.52016650.2367.3437425.74374.3休息室4031.902163.5201666.50.2367.3447625.74476.2办公室4021.911164.3201674.10.2367.85027265026.5会议室1.96168.5201677.10.2370.9546227.35462.3会议室1.96168.5201677.40.2370.9548327.35483.2办公室4031.911164.3201666.30.2367.84501264500.9休息室4041.902163.5201666.40.2367.3446725.74467.4休息室4051.902163.5201662.90.2367.3423525.74234.5办公室4041.911164.3201674.90.2367.85084265084休息室4062.111181.5201659.30.2580.6477631.74776办公室4052.16185.7201662.10.2683.9520433.25204.3办公室4061.754150.8201648.50.2158.5283821.92838.2办公室4071.754150.8201648.90.2158.5286121.92860.9办公室4081.13897.85201631.80.14288889.2888办公室4091.13897.85201631.80.14288889.2888办公室4101.754150.8201648.90.2158.5286321.92862.8办公室4111.754150.8201647.60.2158.5278621.92785.7办公室412 2.16 185.7 20 16 62.5 0.26 83.9 5245 33.2 5244.6

总计59.559512121051E+05719.71164695.3室外管网水力计算把每个分集水器都当做一个散热设备来看，室外管网作为干管，则系统图简化为下。图5.1干管水力计算图水力计算结果如下:表5.2干管水力计算表10111213141516负荷(kW)9.8389.83818.50327.16639.92239.92239.9226.1666.16610.52115.8621.13321.13361.05561.05510.316流量(kg/h)845.916845.9161590.9722335.8563432.6743432.6743432.674530.181530.181904.6431363.7151817.1111817.1115249.7855249.785887.016公称直径20202532404040151520253232505020内径(mm)21212835414141161621283535535321管长(m)0.945.3795.5896.3912.2810.9350.946.2416.4625.7892.8540.9352.7667.81.114v(m/s)0.680.680.720.680.730.730.730.740.740.730.620.530.530.670.670.72R(Pa/m)441.2441.2335.8221.9206.1206.1206.1737.9737.9502.5249.1136.6136.6124.4124.4483.7△Py(Pa)414.72373.31876.71418.1470.2192.7618.4693.646053247.41442389.8127.7344.1970.4538.8动压(Pa)231.9231.9259.6229.2262.8262.8262.8270.4270.4265.2190.7138.7138.7220.2220.2255总阻力(Pa)414.72373.31876.71418.1470.2192.7618.4693.646053247.41442389.8127.7344.1970.410111213141516负荷(kW)9.8389.83818.50327.16639.92239.92239.9226.1666.16610.52115.8621.13321.13361.05561.05510.316流量(kg/h)845.916845.9161590.9722335.8563432.6743432.6743432.674530.181530.181904.6431363.7151817.1111817.1115249.7855249.785887.016公称直径20202532404040151520253232505020内径(mm)21212835414141161621283535535321管长(m)0.945.3795.5896.3912.2810.9350.946.2416.4625.7892.8540.9352.7667.81.114v(m/s)0.680.680.720.680.730.730.730.740.740.730.620.530.530.670.670.72R(Pa/m)441.2441.2335.8221.9206.1206.1206.1737.9737.9502.5249.1136.6136.6124.4124.4483.7△Py(Pa)414.72373.31876.71418.1470.2192.7618.4693.646053247.41442389.8127.7344.1970.4538.8动压(Pa)231.9231.9259.6229.2262.8262.8262.8270.4270.4265.2190.7138.7138.7220.2220.2255总阻力(Pa)414.72373.31876.71418.1470.2192.7618.4693.646053247.41442389.8127.7344.1970.4538.81710.316887.01620217.7140.72483.73731.32553731.31820.6321774.03332357.6860.52130.41002.2132.21002.21930.9522661.39332353.9110.77285.91118.1297.51118.12030.9522661.39332350.9350.77285.9267.3297.5267.32130.9522661.39332352.9640.77285.9847.3297.5847.32292.0077911.178656810.6176.176.1184.576.1总计614.32752822.61483.62626765.25174.826765.2第六章热表及温控阀选型地板辐射采暖温控阀集中设置在集分水器处。温控阀带有温度调节和预设定装置，用户可以通过调节旋钮自己随时调整供热量，降低了不必要的能源消耗。为节约能源创造了条件。接温控阀处的管径为DN20，选择甘普尔公司温控阀。规格为：公称直径：DN15最高水温：120°C最大压力：1MPa6.2热表的选择热表由热量计、供回水温度感温元件及积算显示装置组成。流量计有超声波式及机械师两种。户用热表可用超声波式流量计也可用机械式流量计，本设计选用超声波式流量计，设置在管井内供水管上，前设过滤器，且管径宜小于或等于入口管径。选型为:CRL-H户用型超声波热量表。准确度：2级温度范围：4-95C管径：DN25温度：1-100C流量范围：0.0075-4.0电池寿命：10年以上第七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。7・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；7.2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。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