建筑采暖工程講義（68頁）

1、第三篇 建筑采暖工程1. 任務(wù)采暖的目的是為了滿足人們正常生活和工作要求而維持房間有適宜的環(huán)境溫度。采暖的任務(wù)就是不斷地向采暖房間供給相應(yīng)的熱量，以彌補熱耗的失量，創(chuàng)造適宜的室內(nèi)氣溫，達到生活、工作以及生產(chǎn)工藝對氣溫的要求。2. 方式局部采暖：將熱源和散熱設(shè)備合并成一個整體，分散設(shè)置在各個房間里。如火爐、火坑、空氣電加熱器、煤氣爐等。構(gòu)造簡單，易于實現(xiàn)，但不衛(wèi)生、不安全。集中采暖：由熱源、輸熱管道和散熱設(shè)備組成。區(qū)域供熱新能源供暖：太陽能和地熱能（水源熱泵）。3. 分類按作用范圍的不同：局部采暖、集中采暖及區(qū)域采暖；按熱媒的不同：熱水采暖和蒸汽采暖；熱水采暖供回水溫度95/70；實際溫度低，所

2、以設(shè)計時應(yīng)增加散熱器片數(shù)。低壓蒸汽采暖（570kPa）；高壓蒸汽采暖（高于70kPa）。按散熱器的放熱方式：對流采暖和輻射采暖。普通片式散熱器的對流放熱占總散熱量的75，屬于對流采暖。但兩種放熱方式同時存在。圖 熱水集中供暖系統(tǒng)圖 區(qū)域熱水鍋爐房供熱系統(tǒng)圖 區(qū)域蒸汽鍋爐房供熱系統(tǒng)圖 背壓式熱電廠供熱系統(tǒng)第十四章 采暖設(shè)計熱負荷141 采暖熱負荷1. 采暖房間的熱平衡采暖房間在某一時間內(nèi)，要求室內(nèi)具有一定設(shè)計溫度的情況下，散熱設(shè)備在單位時間內(nèi)需要補充給室內(nèi)的熱量，稱為采暖熱負荷。房間的失熱量房間的得熱量房間失熱量：工藝設(shè)備吸熱量室內(nèi)外溫差引起圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量加熱運入冷物料和運輸工具的耗熱量冷空氣

3、滲入耗熱量室內(nèi)水分蒸發(fā)耗熱量通風換氣耗熱量其他方面散失的熱量房間得熱量工藝設(shè)備散熱量熱物料在車間內(nèi)的散熱量熱管道及其熱表面的散熱量人體散熱量燈具及其他電氣設(shè)施的散熱量通過其他途徑獲得的熱量散熱器的散熱量2. 采暖熱負荷的確定熱負荷計算為決定管道的輸熱能力和熱源的產(chǎn)熱能力提供依據(jù)；采暖熱負荷計算采用穩(wěn)定傳熱，空調(diào)負荷計算采用不穩(wěn)定傳熱；計算采暖設(shè)計熱負荷不考慮房間的得熱量，僅計算以下三項，包括：通過房間圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量；冷風滲透耗熱量；外門冷風侵入耗熱量；142 圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量基本耗熱量和附加耗熱量1. 圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量定義：經(jīng)過墻、窗、門、地面和屋頂?shù)龋捎谑覂?nèi)外的氣溫差而造成從室內(nèi)傳向

4、室外的穩(wěn)定熱量。計算公式：1.1 圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)計算(1) 多層均質(zhì)材料組成的圍護結(jié)構(gòu)例1：圖142為某建筑物的外墻斷面示意圖，墻厚490mm（兩磚），導(dǎo)熱系數(shù)為0.714 W/m.，內(nèi)表面抹灰20mm，導(dǎo)熱系數(shù)為0.598 W/m.。試計算此外墻冬季的傳熱系數(shù)K值。(2) 圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)有空氣層例2：圖143為某建筑物帶有空氣間層的外墻構(gòu)造示意圖。磚砌體厚240mm（一磚），導(dǎo)熱系數(shù)為0.714 W/m.，空氣間層厚度50mm，熱阻為0.172m2./W，多孔磚墻厚100mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.64W/m.,內(nèi)表面抹灰20mm，導(dǎo)熱系數(shù)為0.598 W/m.。試計算此外墻冬季的傳熱系數(shù)K值。(3)

5、 地面的傳熱系數(shù)1.2 圍護結(jié)構(gòu)的傳熱面積外墻高度：從本層的地面算到上一層的地面；外墻長度：取兩端建筑軸線的距離，對于角房間，外墻長度要算到外緣;門窗面積按外墻面上的凈空尺寸；屋頂、地面：按外墻內(nèi)表面和內(nèi)墻中線之間計算。1.3 室內(nèi)空氣計算溫度高2m以下地區(qū)的空氣溫度。1.4 室外空氣計算溫度采用歷年平均每年不保證5天的日平均溫度。1.5 圍護結(jié)構(gòu)空氣溫差修正系數(shù)表1482. 圍護結(jié)構(gòu)最大允許傳熱系數(shù)的確定為了滿足人的生理衛(wèi)生要求，并保證圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面不出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，建筑物的外圍護結(jié)構(gòu)的允許最大傳熱系數(shù)Kmax或允許最小熱阻Rmin應(yīng)按下式確定：例3：已知：室內(nèi)設(shè)計溫度18，室外計算溫度9，允

6、許維持7，外墻內(nèi)表面對流換熱系數(shù)為8.72w/m2.，溫差和傳熱阻修正系數(shù)均為1.0。根據(jù)例1中的房屋圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算結(jié)果，試校核該外墻內(nèi)表面是否產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。143 圍護結(jié)構(gòu)的附加耗熱量1. 朝向修正考慮外門、外窗及外墻受太陽輻射熱的影響；北、東北、西北（0）；東、西（5）；東南、西南（1015）；南（1525）。2. 風力附加率考慮室外風速變化對外表面對流換熱系數(shù)的影響；平均風速大于等于5m/s，附加5；不避風的高地、湖邊和曠野上的建筑物，附加10。3. 外門附加率外門開啟使冷空氣進入室內(nèi)，加熱這部分冷空氣需要消耗的附加熱量。3.1 民用和工業(yè)輔助建筑，當其樓層為n層時，無門斗的雙層外門

7、 100n有門斗的雙層外門 80n無門斗的單層外門 65n有門斗的單層外門 50n對于經(jīng)常開啟的外門，上列數(shù)值應(yīng)乘以1.5。3.2 工業(yè)建筑單層生產(chǎn)廠房的外門 2004. 高度附加率考慮采暖房間高度對圍護結(jié)構(gòu)傳熱量的影響；房間高度大于4m時，每高出1m附加2；高度附加率不適用與樓梯間；總的附加率一般不大于15。144 冷風滲透耗熱量冷風滲透耗熱量與室外平均風速、風向、外門窗的構(gòu)造和朝向，以及室內(nèi)外空氣溫度差等因素有關(guān)1. 民用及工業(yè)輔助建筑冷風滲透耗熱量1.1 縫隙法1.2 換氣次數(shù)法2. 工業(yè)建筑冷風滲透耗熱量對于工業(yè)建筑，常用百分數(shù)法概略計算其冷風滲透耗熱量。因為一般生產(chǎn)廠房較高，室內(nèi)外溫

8、度差所造成的熱壓較大，而影響冷風滲透量的因素也較多，所以生產(chǎn)廠房的冷空氣滲透耗熱量，按占建筑物外圍護結(jié)構(gòu)總耗熱量的百分數(shù)進行概略計算。145 建筑物采暖熱指標建筑物采暖熱指標是指對于各類建筑物，在室內(nèi)外溫度差1時，每立方米建筑物體積的平均采暖熱負荷。建筑物采暖熱指標的大小，取決于建筑物的結(jié)構(gòu)和用途、建筑物的體積和外形、當?shù)氐臍庀髼l件等。第十五章 采暖散熱器、管道及閥門151 散熱器的作用及常用類型1. 散熱器的作用對流輻射2. 對散熱器的要求2.1 熱工性能要求散熱器應(yīng)具有高的散熱能力。散熱器的傳熱系數(shù)K值愈大，熱工性能愈好。散熱器傳熱系數(shù)的大小取決于它的材料、構(gòu)造、裝置方法以及熱媒的種類等。

9、2.2 技術(shù)經(jīng)濟要求要求金屬耗量少，造價低，使用壽命長。通常用散熱器金屬熱強度q值作為評價指標。金屬熱強度是指散熱器內(nèi)熱媒平均溫度與周圍空氣溫度相差1時，每公斤重散熱器在1h內(nèi)所散出的熱量。q值越大，散熱器的熱工和經(jīng)濟效果越好。2.3 衛(wèi)生美觀要求要求表面光滑，不易積灰塵，且易于清除灰塵。2.4 制造安裝要求制造要簡單，便于組裝，具有一定的機械強度，不滲漏，且耐腐蝕。3. 常用金屬散熱器的類型3.1 光排管散熱器（P161，圖151）適用場合：工業(yè)車間有較多粉塵和使用較高壓力的蒸汽作熱媒特點：工藝簡單；散熱面積小、耗費鋼管、不美觀。3.2 鑄鐵散熱器柱型（P161，圖152）翼型（P161，圖

10、153）3.3 鋼制散熱器特點：金屬熱強度高、重量輕、承壓能力高、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝維修簡便；耗材多、造價高。圖15-2 柱形散熱器圖15-3 翼形散熱器152 散熱器的計算散熱器的散熱面積F：散熱器散熱面積（m2）；Q：設(shè)計熱負荷（W）；K：散熱器的傳熱系數(shù)（W/m2.）；tpj：散熱器內(nèi)熱媒的平均溫度（）；tn：采暖室內(nèi)計算溫度（）；1：散熱器片數(shù)或長度修正系數(shù)（P164，表151）；2：散熱器安裝方式修正系數(shù)（P164，表152） ；3：散熱器連接方式修正系數(shù)（P165，表153） 。1. 散熱器內(nèi)熱媒平均溫度的確定1.1 熱水采暖系統(tǒng)流量計算G：散熱器所需的熱水流量（kg/h）;c: 水的

11、比熱，4187J/kg.；tg：散熱器供水溫度（）；th：散熱器回水溫度（）。平均溫度計算雙管式熱水系統(tǒng)（P165，圖159）單管式熱水系統(tǒng)（P165，圖1510）2. 散熱器的傳熱系數(shù)3. 散熱器片數(shù)的計算最后確定n值時，只能取整數(shù)，對由此略有增減的散熱面積有如下要求：柱型散熱器散熱面積的減少不應(yīng)超過0.1m2；翼型散熱器大小搭配后的散熱面積減少不應(yīng)超過計算面積的10。例1：圖1511是三層建筑單管式熱水采暖系統(tǒng)其中一立管示意圖。已知：供水溫度tg95，回水溫度th70；第1層二組散熱器的散熱量Q117452W，第2層二組散熱器的散熱量Q211632W，第3層二組散熱器的散熱量Q315122W，試確定此立管上各層散熱器組內(nèi)熱媒平均溫度。例2：根據(jù)例1，計算該立管上各組散熱器的散熱面積，并確定其片數(shù)。已知：室內(nèi)安裝M132型散熱器，傳熱系數(shù)K8.02W/m2.，每片散熱面積0.24m2，敞開裝置。室內(nèi)計算溫度為18。153 散熱器的組裝與布置1. 散熱器的組裝M132、鋼制柱型不超過20片四柱、五柱型不超過25片方翼型不超過7片圓翼型不超過4m鋼串片、折邊及板式不超過2.4m2. 散熱器與支管的連接同側(cè)、異側(cè)圖 散熱器布置3. 散熱器的布置有外窗時，設(shè)置在外窗下；沒有外窗時，布置在適當?shù)牡胤?；樓梯間，布置在底層雙層門的外室和門斗中不宜設(shè)置散熱器；散熱器應(yīng)