建筑采暖工程讲义

第三篇建筑采暖工程1.任务采暖的目的是为了满足人们正常生活和工作要求而维持房间有适宜的环境温度。采暖的任务就是不断地向采暖房间供给相应的热量，以弥补热耗的失量，创造适宜的室内气温，达到生活、工作以及生产工艺对气温的要求。2.方式局部采暖：将热源和散热设备合并成一个整体，分散设置在各个房间里。如火炉、火坑、空气电加热器、煤气炉等。构造简单，易于实现，但不卫生、不安全。集中采暖：由热源、输热管道和散热设备组成。区域供热新能源供暖：太阳能和地热能（水源热泵）。3.分类按作用范围的不同：局部采暖、集中采暖及区域采暖；按热媒的不同：热水采暖和蒸汽采暖；热水采暖供回水温度95℃/70℃；实际温度低，所以设计时应增加散热器片数。低压蒸汽采暖（5－70kPa）；高压蒸汽采暖（高于70kPa）。按散热器的放热方式：对流采暖和辐射采暖。普通片式散热器的对流放热占总散热量的75％，属于对流采暖。但两种放热方式同时存在。图热水集中供暖系统图区域热水锅炉房供热系统图区域蒸汽锅炉房供热系统图背压式热电厂供热系统第十四章采暖设计热负荷14－1采暖热负荷1.采暖房间的热平衡采暖房间在某一时间内，要求室内具有一定设计温度的情况下，散热设备在单位时间内需要补充给室内的热量，称为采暖热负荷。房间的失热量＝房间的得热量房间失热量：工艺设备吸热量室内外温差引起围护结构的耗热量加热运入冷物料和运输工具的耗热量冷空气渗入耗热量室内水分蒸发耗热量通风换气耗热量其他方面散失的热量房间得热量工艺设备散热量热物料在车间内的散热量热管道及其热表面的散热量人体散热量灯具及其他电气设施的散热量通过其他途径获得的热量散热器的散热量2.采暖热负荷荷的确定热负荷计算算为决定管管道的输热热能力和热热源的产热热能力提供供依据；采暖热负荷荷计算采用用稳定传热，空调负荷荷计算采用用不稳定传热热；计算采暖设设计热负荷荷不考虑房房间的得热热量，仅计计算以下三三项，包括：通过房间围围护结构的的耗热量；；冷风渗透耗耗热量；外门冷风侵侵入耗热量量；14－2围护结构的的耗热量基本耗热量量和附加耗耗热量1.围护结构的的基本耗热热量定义：经经过墙、、窗、门门、地面面和屋顶顶等，由由于室内内外的气气温差而而造成从从室内传传向室外外的稳定定热量。。计算公式式：1.1围护结构构的传热热系数计计算(1)多层均质质材料组组成的围围护结构构例1：图14－2为某建筑筑物的外外墙断面面示意图图，墙厚厚490mm（两砖）），导热热系数为为0.714W/m.℃，内表面面抹灰20mm，导热系系数为0.598W/m.℃。试计算算此外墙墙冬季的的传热系系数K值。(2)围护结构构内有空空气层例2：图14－3为某建筑筑物带有有空气间间层的外外墙构造造示意图图。砖砌砌体厚240mm（一砖）），导热热系数为为0.714W/m.℃，空气间间层厚度度50mm，热阻为为0.172m2.℃/W，多孔砖砖墙厚100mm，导热系系数0.64W/m.℃,内表面抹抹灰20mm，导热系系数为0.598W/m.℃。试计算算此外墙墙冬季的的传热系系数K值。(3)地面的传传热系数数1.2围护结构构的传热热面积外墙高度度：从本本层的地地面算到到上一层层的地面面；外墙长度度：取两两端建筑筑轴线的的距离，，对于角角房间，，外墙长长度要算算到外缘;门窗面积积按外墙墙面上的的净空尺寸寸；屋顶、地地面：按按外墙内表表面和内墙中线线之间计算算。1.3室内空气气计算温温度高2m以下地区区的空气气温度。。1.4室外空气气计算温温度采用历年年平均每每年不保保证5天的日平平均温度度。1.5围护结构构空气温温差修正正系数表14－82.围护结构构最大允允许传热热系数的的确定为了满足足人的生生理卫生生要求，，并保证证围护结结构内表表面不出出现结露露现象，，建筑物物的外围围护结构构的允许许最大传传热系数数Kmax或允许最最小热阻阻Rmin应按下式式确定：：例3：已知：：室内设设计温度度18℃，室外计计算温度度－9℃，允许维维持7℃，外墙内内表面对对流换热热系数为为8.72w/m2.℃℃，温差和和传热阻阻修正系系数均为为1.0。根据例例1中的房屋屋围护结结构设计计的计算算结果，，试校核核该外墙墙内表面面是否产产生结露露现象。。14－3围护结构构的附加加耗热量量1.朝向修正正考虑外门门、外窗窗及外墙墙受太阳阳辐射热热的影响响；北、东北北、西北北（0％）；东、西（（－5％）；东南、西西南（－－10％～－15％）；南（－15％～－25％）。2.风力附加率考虑室外风速变变化对外表面对对流换热系数的的影响；平均风速大于等等于5m/s，附加5％；不避风的高地、、湖边和旷野上上的建筑物，附附加10％。3.外门附加率外门开启使冷空空气进入室内，，加热这部分冷冷空气需要消耗耗的附加热量。。3.1民用和工业辅助助建筑，当其楼楼层为n层时，无门斗的双层外外门100n％有门斗的双层外外门80n％无门斗的单层外外门65n％有门斗的单层外外门50n％对于经常开启的的外门，上列数数值应乘以1.5。3.2工业建筑单层生产厂房的的外门200％4.高度附加率考虑采暖房间高高度对围护结构构传热量的影响响；房间高度大于4m时，每高出1m附加2％；高度附加率不适适用与楼梯间；；总的附加率一般般不大于15％。14－4冷风渗透耗热量量冷风渗透耗热量量与室外平均风风速、风向、外外门窗的构造和和朝向，以及室室内外空气温度度差等因素有关关1.民用及工业辅助助建筑冷风渗透透耗热量1.1缝隙法1.2换气次数法2.工业建筑冷风渗渗透耗热量对于工业建筑，，常用百分数法法概略计算其冷冷风渗透耗热量量。因为一般生生产厂房较高，，室内外温度差差所造成的热压压较大，而影响响冷风渗透量的的因素也较多，，所以生产厂房房的冷空气渗透透耗热量，按占占建筑物外围护护结构总耗热量量的百分数进行行概略计算。14－5建筑物采暖热指指标建筑物采暖热指指标是指对于各各类建筑物，在在室内外温度差差1℃时，每立方米建建筑物体积的平平均采暖热负荷荷。建筑物采暖热指指标的大小，取取决于建筑物的的结构和用途、、建筑物的体积积和外形、当地地的气象条件等等。第十五章采暖暖散热器、管道道及阀门15－1散热器的作用及及常用类型1.散热器的作用对流＋辐射2.对散热器的要求求2.1热工性能要求散热器应具有高高的散热能力。。散热器的传热热系数K值愈大，热工性性能愈好。散热热器传热系数的的大小取决于它它的材料、构造造、装置方法以以及热媒的种类类等。2.2技术经济要求要求金属耗量少少，造价低，使使用寿命长。通常用散热器金金属热强度q值作为评价指标标。金属热强度度是指散热器内内热媒平均温度度与周围空气温温度相差1℃时，每公斤重散散热器在1h内所散出的热量量。q值越大，散热器器的热工和经济济效果越好。2.3卫生美观要求要求表面光滑，，不易积灰尘，，且易于清除灰灰尘。2.4制造安装要求制造要简单，便便于组装，具有有一定的机械强强度，不渗漏，，且耐腐蚀。3.常用金属散热器器的类型3.1光排管散热器（（P161，图15－1）适用场合：工业业车间有较多粉粉尘和使用较高高压力的蒸汽作作热媒特点：工艺简单单；散热面积小小、耗费钢管、、不美观。3.2铸铁散热器柱型（P161，图15－2）翼型（P161，图15－3）3.3钢制散热器特点：金属热强强度高、重量轻轻、承压能力高高、结构紧凑、、安装维修简便便；耗材多、造造价高。图15-2柱形散热器图15-3翼形散热器15－2散热器的计算散热器的散热面面积F：散热器散热面面积（m2）；Q：设计热负荷（（W）；K：散热器的传热热系数（W/m2.℃）；tpj：散热器内热媒媒的平均温度（（℃）；tn：采暖室内计算算温度（℃）；；β1：散热器片数或或长度修正系数数（P164，表15－1）；β2：散热器安装方方式修正系数（（P164，表15－2）；β3：散热器连接方方式修正系数（（P165，表15－3）。1.散热器内热媒平平均温度的确定定1.1热水采暖系统流量计算G：散热器所需的的热水流量（kg/h）;c:水的比热，4187J/kg.℃；tg：散热器供水温温度（℃）；th：散热器回水温温度（℃）。平均温度计算双管式热水系统统（P165，图15－9）单管式热水系统统（P165，图15－10）2.散热器的传热系系数3.散热器片数的计计算最后确定n值时，只能取整整数，对由此略略有增减的散热热面积有如下要要求：柱型散热热器散热面积的的减少不应超过过0.1m2；翼型散热器大大小搭配后的散散热面积减少不不应超过计算面面积的10％。例1：图15－11是三层建筑单管管式热水采暖系系统其中一立管管示意图。已知知：供水温度tg＝95℃，回水温度th＝70℃；第1层二组散热器的的散热量Q1＝1745×2W，第2层二组散热器的的散热量Q2＝1163×2W，第3层二组散热器的的散热量Q3＝1512×2W，试确定此立管管上各层散热器器组内热媒平均均温度。例2：根据例1，计算该立管上上各组散热器的的散热面积，并并确定其片数。。已知：室内安安装M－132型散热器，传热热系数K＝8.02W/m2.℃，每片散热面积积0.24m2，敞开装置。室室内计算温度为为18℃。15－3散热器的组装与与布置1.散热器的组装M－132、钢制柱型不不超过20片四柱、五柱型不不超过25片方翼型不不超过7片圆翼型不不超过4m钢串片、折边及及板式 不超过过2.4m2.散热器与支管的的连接同侧、异侧图散热器器布置3.散热器的布置有外窗时，设置置在外窗下；没有外外窗时时，布布置在在适当当的地地方；；楼梯间间，布布置在在底层层双层门门的外外室和和门斗斗中不不宜设设置散散热器器；散热器器应明明装。。15－4管道及及阀门门1.管道与与管件件1.1管道室内管管网：：焊接接钢管管；室外管管网：：无缝缝钢管管和螺螺旋缝缝电焊焊钢管管。1.2管件管接头头、三三通、、四通通、弯弯头