地板輻射采暖設計說明書

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章概述 1\o"CurrentDocument"1.1設計目的 1\o"CurrentDocument"1.2設計任務 1\o"CurrentDocument"1.3工程概況 1\o"CurrentDocument"第二章技術參數 2\o"CurrentDocument"2.1氣象資料 2\o"CurrentDocument"2.2室內設計參數 2\o"CurrentDocument"2.3建筑參數 2\o"CurrentDocument"第三章供暖熱負荷計算 43.1自選商場熱負荷計算 43.1.1圍護結構傳熱耗熱量計算 4\o"CurrentDocument"3.1.2冷風滲透耗熱量計算 6\o"CurrentDocument"3.2其他房間負荷計算 6\o"CurrentDocument"第四章供暖系統(tǒng)設計 8\o"CurrentDocument"4.1熱源條件 8\o"CurrentDocument"4.2供暖系統(tǒng)形式選擇 8\o"CurrentDocument"4.3加熱管的選擇及布置 8\o"CurrentDocument"4.3.1塑料管材的選用 8\o"CurrentDocument"4.3.2埋地管的敷設 8\o"CurrentDocument"4.4低溫熱水地板輻射供暖散熱設備的選擇計算 94.4.1計算方法 94.4.2相關房間采暖盤管計算 10\o"CurrentDocument"第五章采暖水系統(tǒng)設計 12\o"CurrentDocument"5.1系統(tǒng)水力計算方法 12\o"CurrentDocument"5.2戶內環(huán)路水力計算 125.3室外管網水力計算 14\o"CurrentDocument"第六章熱表及溫控閥選型 12第七章管道的保溫 17\o"CurrentDocument"7.1保溫管道的確定原則 177.2保溫材料的選擇 17設計總結 18致謝 19參考文獻 20第一章概述1.1設計目的供熱工程課程設計是《供熱工程》課程教學的重要環(huán)節(jié)與內容，是在學完該這門專業(yè)課之后進行的一次重要實踐訓練，是理論聯(lián)系實際的重要階段，通過這一實踐性教學環(huán)節(jié)，使學生掌握供熱工程的基本理論和基本設計程序，同時也使學生學會查閱和使用設計資料，培養(yǎng)和提高學生運用所學課程知識分析并解決工程問題的能力。1.2設計任務完成該工程的供熱系統(tǒng)設計，內容包括：供暖熱負荷計算、散熱設備計算與選擇、方案選擇、水力計算、施工圖繪制等。1.3工程概況本工程為地處所沈陽市一辦公綜合樓建筑供暖系統(tǒng)設計，根據業(yè)主要求采用低溫地板輻射采暖形式。建筑面積4261m2，本工程建筑層數為地上4層，一層為商場，二層為商場倉庫，三層、四層為辦公室和休息室。首層層高為4.5m，2層層高為3.3m，3、4層層高為3m。本工程占地面積為623.88m2,建筑面積：2501平方米；建筑高度：15.450m。第二章技術參數2.1氣象資料查閱相關文獻資料查得工程地點沈陽市的相關氣象資料如下表所示表2.1室外氣象參數表地理位置大氣壓力（kpa）室外平均風速（m/s）冬季最多風向平均風速北緯東經41.46123.26102.3332.01.9室外設計參數（冬季）如下表:表2.2室外計算參數表冬季空調室外計算溫度干球溫度（C）冬季空調室外計算溫度相對濕度采暖室外計算溫度（C）-20.669%-16.82.2室內設計參數根據規(guī)范和本工程的設計特點，由于采用的是地板輻射采暖，根據輻射采暖特點，可適當降低室內設計溫度，因此室內設計溫度采用18°C。2.3建筑參數圍護結構的傳熱系數：外墻：k=0.45W/m2?K外窗：k=2.91W/m2?K外大門：k=2.33W/m2?K內墻：k=2.01W/m2?K內門：k=2.91W/m2?K吊頂：k=1.39W/m2?K有望板和水泥卷材的屋面，溫差修正系數a=0.75樓板： k=0.66W/m2?K（地下室與一樓之間）樓梯： k=3.26W/m2?K第三章供暖熱負荷計算3.1自選商場熱負荷計算3.1.1圍護結構傳熱耗熱量計算圍護結構傳熱耗熱量按下式計算：q'=腭（七-七加式中q'——圍護結構基本耗熱量（W）；K——圍護結構的傳熱系數［W/（"?K）］；F——圍護結構的傳熱面積（m2）；tn——供暖室內計算溫度（°C）；匕一一供暖室外計算溫度（C）；a——圍護結構的溫差修正系數。1、外墻傳熱耗熱量計算南外墻F=（46.64X4.5一2.4X2.7X6-3.45X3.9X6）m2=90.27m2xch=-15%,k=0.45W/m2?K南外墻的傳熱耗熱量為：%=q時（《一匕）（1+七九）=1X0.45X90.27X（18+16.8）X（1-0.15）=1201.58W北外墻F=（46.64X4.5-1.5X2.7X8-1.5X2.1X2-2.4X2.7X4）m2=90.27m2xch=8%,k=0.45W/m2?K北外墻的傳熱耗熱量為%=Q"（《一匕）（1+七九）=1X0.45X90.27X（18+16.8）X（1+0.08）=1526.71W西外墻F=12.04X4.5m2=54.18m2%ch=8%,k=0.45W/m2?K西外墻的傳熱耗熱量為qfi=aKF(tn-t^(l+xch)=1X0.45X54.18X(18+16.8)X(1+0.08)=925.72W東外墻F=(12.04x4.5-0.9x2.7)m2=51.75m2xch=-15%，k=0.45W/m2-K東外墻的傳熱耗熱量為q1=QKF(《一y)(1+%h)=1X0.45X51.75X(18+16.8)X(1-0.15)=688.84W2、 外窗傳熱耗熱量計算南外窗F=2.4X2.7X6=38.88m2,K=2.91W/"?K，膈=-15%南外窗的傳熱耗熱量為41=°時上一匕)(1+電)=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%北外窗的傳熱好熱量為41=°時上一匕)(1+電)=1X2.91X64.62X(18+16.8)X(1+0.08)=7067.44W東外窗F=0.9X2.7=2.43m2K=2.91W/m2?K，吼九=-15%東外窗的傳熱好熱量為q1=Q"(《一y)(1+Xch)=1X2.91X2.43X(18+16.8)X(1-0.15)=209.17W3、 外門傳熱耗熱量計算南外門F=3.45X3.9X6=80.73m2,K=2.33W/"?K，膈=-15%南外門傳熱耗熱量計算41=成直《一匕)(1+七九)=1X2.33X80.73X(18+16.8)X(1-0.15)=5507.23W3.1.2冷風滲透耗熱量計算冷風滲透耗熱量計算采用換氣次數法進行計算。室內滲透冷空氣量計算按下式計算：L=kV式中：V——房間體積(m2)；k——換氣次數(次/h)，對于一樓自選商場三面有外窗的房間換氣次數按1次/h計算，其他房間都按0.5次/h計算。所以，自選商場換氣次數為L=561m2X4.5mX1次/h=2524.5m3/h根據氣象參數可算得自選商場的冷風滲透耗熱量為12.507kW。根據以上計算，自選商場負荷計算結果列表如下：表3.1商場負荷計算匯總表負荷項南外墻南外窗南外門西外墻北外墻負荷W1201446955079261526負荷項北外窗東外墻東外窗冷風滲透負荷W7067689209125073.2其他房間負荷計算其他房間負荷計算與自選商場熱負荷計算方法相同，現將其他房間負荷列表如下：表3.2負荷計算匯總參數面積(們冬季采暖圍護結構基本耗熱量(W)冬季采暖圍護結構附加耗熱量(W)冬季采暖空氣滲透耗熱量(W)冬季總熱負荷(W)冬季總熱負荷指標(W/們1001［自選商場］5612159419480125073198757.03001［休息室1］21.21039956374133062.73002［辦公室1,4］23.9714638421105944.33003［休21.2686597445104249.1

息室2,4］3004［會議室］50.414231286888217543.23005[休息室6]21.21069984374135864.03006[辦公室5]19.711011128348124374.93007[辦公室6,2]15.310091032267129984.93009[辦公室7,2]15.310171052269132186.33010[辦公室8]10.262663817968867.43011[辦公室9]10.253154617972571.13012[辦公室12]19.711481162346150876.64001[休息室1]21.2209119983722370107.74002[辦公室1,4]23.918121738427216590.54003[休息室2,4]21.2189117184082126100.24004［會議室］50.434783339824416382.64005[休息室6]21.2193218753762251106.24006[辦公室5]19.7194819043842288116.14007[辦公室6,2]15.3157216042921896123.94009[辦公室7,2]15.3157216042921896123.94010[辦公室8]10.2105310862081294121.84011[辦公室9]10.2105310862081294121.84012[辦公室12]19.7181919083752100115.6第四章供暖系統(tǒng)設計4.1熱源條件熱源：城市供熱管網。熱水參數：供水溫度：％=95°C；回水溫度：％=70°C；供水壓差：Ap=20000Pa。熱力入口位置：如圖所示，位于建筑西側；供水管管徑：DN=70mm。4.2供暖系統(tǒng)形式選擇根據設計要求，本設計采用低溫地板輻射采暖形式。4.3加熱管的選擇及布置4.3.1塑料管材的選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、不銹鋼塑料復合管等。我國常用的主要有PAP管、PE-X管和PP-R管。它們除具有塑料管質量輕、耐腐蝕、不結垢、使用壽命長等優(yōu)點外，還具有以下特點：良好的衛(wèi)生性能，可用于飲用水系統(tǒng)且可避免金屬管材常出現的“銹水”現象；較好的耐熱性能，上述3種管材的最高工作溫度均可達95C;安裝方便，連接可靠。本工程根據設計條件選用4級聚丁烯（？8）管。4.3.2埋地管的敷設管的敷設形式有：單蛇形、雙蛇形、交錯雙蛇形、單回形、雙回形。埋管鋪設廣泛采用雙回形布置方式，其熱工性能比較好，供熱溫度場溫度梯度小，舒適性好。本設計管道采用旋轉型布置方式。為了保證地熱盤管的安全有效運行，施工要注意以下問題：地熱管施工前必須對地面進行硬化和找平，當房間面積超過40m2或長度超過6m時，現澆填充層應設置伸縮縫，伸縮縫間距應小于10m。由于每個環(huán)路的阻力不宜超過30kPa,這樣就決定了每個環(huán)路的盤管長度不能過長，不宜超過120m。4.4低溫熱水地板輻射供暖散熱設備的選擇計算4.4.1計算方法輻射地板選擇計算的主要任務是在設計供回水溫度下，確定滿足散熱量要求的管徑和加熱管間距。加熱管的間距，應根據房間熱負荷、地面散熱量、室內計算溫度、平均水溫及地面?zhèn)鳠釤嶙璧却_定。（1） 地板輻射符合確定全面輻射供暖的熱負荷為第三章所示的負荷計算。本設計的房間一樓為商場，三樓、四樓為辦公類建筑，應使用全面輻射供暖。（2） 輻射供暖地面散熱量采用地板輻射供暖時，地面作為散熱面，充當供暖系統(tǒng)的散熱設備。輻射供暖地面與周圍空氣對流換熱和與周圍物體建輻射散熱換熱向房間供給熱量。因此，單位地板面積散熱量q可用下列公式計算q=^f+^d_［《.+2734t+2734qf=S '100—- 100q疽2-13tLn13式中qf——單位地板面積以輻射換熱方式供給房間的熱量，W/m2；qd——單位地板面積以對流換熱方式供給房間的熱量，W/m2；tbj——地板表面平均溫度，°C；字——室內非加熱表面的加權平均溫度，C；《一一供暖室內計算溫度，C。（3）房間所需的地面散熱量在進行輻射供暖設計，確定加熱管間距時，以房間所需的地面散熱量為依據。單位地板面積所需散熱量職為尤

_Q

qx~J式中F——敷設加熱管的地面面積（m2）；Q——房間所需的地面散熱量（W）。按以上計算得出結果查《供熱工程》附表B-9可得加熱盤管的合理間距，表中的加熱盤管間距在100?300mm之間。選取了加熱盤管的間距，可按照敷設的面積計算出地熱盤管的敷設長度。并應該校核地表面的平均溫度，確保其不超過它的最高限額。根據《地面輻射采暖技術規(guī)程》中相關規(guī)定，對于辦公室等人員長期停留區(qū)域，適宜溫度范圍為24?26°C，商場等人員短期停留的區(qū)域適宜溫度范圍為28?30°C.地表面平均溫度可按下式計算：t.=t+9.82X（黑）0.969pj孔 1100）4.4.2相關房間采暖盤管計算（1）商場采暖盤管計算商場面積為561m2，房間負荷31987W，則單位地面的散熱量Q_Q_31987F=561=57.0W/m2供水溫度：％=55C；回水溫度：《=45C,即供回水平均溫度為50C。房間內設計溫度為18C。當商場供暖盤管布滿整個面積時，采用最大間距300mm布管時，地板單位面積散熱量為97.3W/m2,即散熱量將大于房間熱負荷。所以本設計采用最大間距300mm為間距，布管面積小于房間面積的布置方法布置地熱盤管。盤管布置面積為：面積二房間熱負荷/單位地板面積散熱量二31987/97.3=328.7m2?？紤]到房間熱負荷的分散性和盤管的長度限制，將房間平均分成12個區(qū)域，各區(qū)域盤管布置在該區(qū)域的中心。通過鴻業(yè)軟件計算得每個區(qū)域盤管的長度為94.625m。校核溫度t.=t+9.82X（黑）0.969=18+9.82X（寰）0?9=27.56Cpj孔 1100） 1100）滿足要求。⑵其他房間采暖盤管計算其他房間的采暖盤管計算與商場的計算方法相同。所有盤管間距都為

300mm?，F將計算結果列表如下：表4.1各房間供熱盤管匯總參數面積(們冬季總熱負荷(W)1001［自選商場］561319873001［休息室1］21.213303002[辦公室1,4]23.910593003[休息室2,4]21.210423004［會議室］50.421753005［休息室6］21.213583006［辦公室5］19.712433007[辦公室6,2]15.312993009[辦公室7,2]15.313213010［辦公室8］10.26883011［辦公室9］10.27253012[辦公室12]19.715084001［休息室1］21.223704002[辦公室1,4]23.921654003[休息室2,4]21.221264004［會議室］50.441634005［休息室6］21.222514006［辦公室5］19.722884007[辦公室6,2]15.318964009[辦公室7,2]15.318964010［辦公室8］10.212944011［辦公室9］10.212944012[辦公室12]19.72100第四章采暖水系統(tǒng)設計5.1系統(tǒng)水力計算方法總阻力：△P=△Py+△P.=RL+△P.(5-1)比摩阻：R=Apv2(5-2)d2雷諾數：r=vde(5-3)摩擦阻力系數：入=0.3164(5-4)R0.25e水流量：G=0.86Q(5-5)h式中：AP——計算管段的壓力損失，Pa;△Py——計算管段的沿程損失，Pa；△Pj——計算管段的局部損失，Pa；R 每米管長的沿程損失，Pa/m；L 管段長度，m；人——摩擦阻力系數d 管子內徑，mm；v——熱煤在管中的流速，m/s；p——熱煤密度，kg/m3；Y——熱煤的運動粘滯系數，這里平均溫度為83°C，取0.342x10-6m2/s。5.2戶內環(huán)路水力計算本系統(tǒng)采用下供下回垂直雙管并聯(lián)系統(tǒng)，戶內為水平單管閉合式，各組盤管并聯(lián)。根據《地面輻射采暖交聚乙烯管道工程技術規(guī)程》附錄B，由水量查得管段比摩阻，算得沿程阻力。系統(tǒng)管道的總阻力取沿程阻力的120%。計算結果如下表所示：表5.1戶內環(huán)路水力計算表序號負荷(kW)流量(kg/h)公稱外內徑(m管長(m)v(m/s)R(Pa/m)△Py(Pa)動壓(Pa)總阻力(Pa)徑m)

自選商場2.597223.3201694.60.31115.6109384810938.4休息室3011.11595.87201647.40.132712808.81279.8辦公室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辦公室3020.88175.75201638.40.1118.2698.75.5698.7會議室1.794154.3201675.70.2160.8460622.94606.2辦公室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辦公室3040.88175.75201638.40.1118.2698.75.5698.7休息室3061.198103201649.80.1430.5151910.21519辦公室3051.311112.7201654.80.1635.5194612.21946.2辦公室3061.905163.8201645.30.2367.5305925.83059.1辦公室3071.905163.8201642.70.2367.5288425.82883.5辦公室3080.69860.02201630.90.087.6233.73.5233.7辦公室3090.69860.02201629.50.087.6223.33.5223.3辦公室3091.09594.153201641.20.1326.21078.28.51078.2辦公室3111.09594.15201641.20.1326.210788.51078.2辦公室3121.311112.7201655.50.1635.5197312.21972.8休息室4012.029174.5201660.70.2475.2456629.34565.6辦公室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辦公室4021.911164.3201674.10.2367.85027265026.5會議室1.96168.5201677.10.2370.9546227.35462.3會議室1.96168.5201677.40.2370.9548327.35483.2辦公室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辦公室4041.911164.3201674.90.2367.85084265084休息室4062.111181.5201659.30.2580.6477631.74776辦公室4052.16185.7201662.10.2683.9520433.25204.3辦公室4061.754150.8201648.50.2158.5283821.92838.2辦公室4071.754150.8201648.90.2158.5286121.92860.9辦公室4081.13897.85201631.80.14288889.2888辦公室4091.13897.85201631.80.14288889.2888辦公室4101.754150.8201648.90.2158.5286321.92862.8辦公室4111.754150.8201647.60.2158.5278621.92785.7辦公室412 2.16 185.7 20 16 62.5 0.26 83.9 5245 33.2 5244.6

總計59.559512121051E+05719.71164695.3室外管網水力計算把每個分集水器都當做一個散熱設備來看，室外管網作為干管，則系統(tǒng)圖簡化為下。圖5.1干管水力計算圖水力計算結果如下:表5.2干管水力計算表10111213141516負荷(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公稱直徑20202532404040151520253232505020內徑(mm)21212835414141161621283535535321管長(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動壓(Pa)231.9231.9259.6229.2262.8262.8262.8270.4270.4265.2190.7138.7138.7220.2220.2255總阻力(Pa)414.72373.31876.71418.1470.2192.7618.4693.646053247.41442389.8127.7344.1970.410111213141516負荷(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公稱直徑20202532404040151520253232505020內徑(mm)21212835414141161621283535535321管長(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動壓(Pa)231.9231.9259.6229.2262.8262.8262.8270.4270.4265.2190.7138.7138.7220.2220.2255總阻力(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總計614.32752822.61483.62626765.25174.826765.2第六章熱表及溫控閥選型地板輻射采暖溫控閥集中設置在集分水器處。溫控閥帶有溫度調節(jié)和預設定裝置，用戶可以通過調節(jié)旋鈕自己隨時調整供熱量，降低了不必要的能源消耗。為節(jié)約能源創(chuàng)造了條件。接溫控閥處的管徑為DN20，選擇甘普爾公司溫控閥。規(guī)格為：公稱直徑：DN15最高水溫：120°C最大壓力：1MPa6.2熱表的選擇熱表由熱量計、供回水溫度感溫元件及積算顯示裝置組成。流量計有超聲波式及機械師兩種。戶用熱表可用超聲波式流量計也可用機械式流量計，本設計選用超聲波式流量計，設置在管井內供水管上，前設過濾器，且管徑宜小于或等于入口管徑。選型為:CRL-H戶用型超聲波熱量表。準確度：2級溫度范圍：4-95C管徑：DN25溫度：1-100C流量范圍：0.0075-4.0電池壽命：10年以上第七章管道的保溫為了減少熱媒在輸送過程中的熱損失，節(jié)約燃料；保證操作人員的安全，改造勞動條件；保證熱媒的使用溫度等，需要對供熱管道及其附件采取保溫措施。7?1保溫管道的確定原則保溫管道的確定原則如下：（1） 敷設在地下管溝、屋頂管溝，設備層內、悶頂及豎井內的采暖管道。（2） 設在室內的供回水干管、主立管及暗裝的采暖支管；（3） 管道敷設在容易被凍結的地方；（4） 管道通過的房間或地點，需要采暖管道采取保溫措施時；7.2保溫材料的選擇水泥膨脹珍珠巖管殼，具有較好的保溫性能，產量大，價格比較便宜，是目前管道保溫常用的材料。巖棉、礦棉及玻璃棉管殼，保溫性能好，無毒、耐久且施工方便?！睹裼媒ㄖ?jié)能設計標準》推薦采用以上兩種材料。當采暖