地暖設(shè)計報告書

摘要

本設(shè)計對象為石家莊市卓達房地產(chǎn)高層住宅區(qū)的低溫輻射地板采暖分戶計量供

熱系統(tǒng)和換熱站設(shè)計，利用軟件繪制符合國家相應規(guī)范的供暖施工圖紙并制作工程說

明。通過冬季熱負荷計算得到全部供熱量為458.9kW,考慮一定富余量，。從而得到

換熱量、水流量。對熱用戶進行水力計算，采用限定流速法和局部阻力當量長度法得

到地暖盤管、進戶管、分集水器和各個立管管段的公稱直徑及系統(tǒng)壓力降。在設(shè)計地

暖盤管時保證戶間不平衡率在一定范圍內(nèi)，超出部分使用閥門調(diào)節(jié)。換熱站內(nèi)設(shè)備通

過熱平衡法計算得到換熱量，并按照實際尺寸繪制換熱站圖紙。熱源為壓力0.6MPa,

溫度165℃的市政蒸汽，通過換熱站內(nèi)汽水換熱將所需熱能轉(zhuǎn)入低溫熱水送入二次管

網(wǎng)供給熱用戶，對于過于復雜的設(shè)計計算如分集水器直徑等采用工程經(jīng)驗對所需參數(shù)

選定，在設(shè)計的同時考慮事故富余量、安全性及資源節(jié)能減排。在設(shè)計過程中參閱大

量資料規(guī)范，使設(shè)計內(nèi)容符合國家規(guī)范及經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：地板輻射采暖、換熱站、供熱

Abstract

ThisdesigntargetedatZhuoDarealestate'slowtemperatureradiantfloorheating

householdmeteringheatingsystemandheattransferstationofthehigh-riseresidentialin

Shijiazhuang.Usingsoftwarestodrawtheconstructiongdrawingsoftheheatingsystem

withnationalnorms,andmakeanengineeringillustrate.Byheatloadcalculationstogetthe

necessaryheatloadis458.9kW,consideringacertainamountofsurplus.Icangettheheat

transfer,waterflowandthesteamcapacity.Andmakehydrauliccalculationstouserstoget

allnominaldiametersandsystempressuredropsoffloorheatingpipes,household

pipes,manifoldsandverticaltubesegmentsbyLimitedflowlawandLocalresistance

equivalentlengthlaw.Inthedesignoffloorheatingpipes,!havetoensureallusersget

imbalancebetweenrateswithinacertainrange,usethevalveregulationtocontrol

systems!designallequipmentsinheattransferstationbycalculation,thenmakethe

drawingsofthestationinaccordancewiththeactualsize.Heatsourceisthemunicipal

steamof0.6MPa,165℃.Throughtheheatexchangerstation,steam'sthermalenergy

exchangesintotherequiredlowtemperaturehotwater,thenfedintosecondaryheatsupply

pipesnetandheatingusers.Fortheoverlycomplexdesigncalculations,suchasthe

diametersofsub-catchmentsforexample,Iusingengineeringexperiencetoselectthe

requiredparameters,consideringtheaccidentsurpluscapacity,safetyandenergysaving

resources..Duringthedesign,!referalargeamountsofdataspecificationstomakethis

designinlinewithnationalnormsandeconomicbenefits.

Keywords:radiantfloorheating,heattransferstations,heating

目錄

第1章緒論................................................................1

1.1地板輻射供暖簡介....................................................1

1.1.1地暖簡介........................................................1

1.1.2分戶熱計量簡介...................................................1

1.2地板采暖的優(yōu)缺點....................................................1

1.2.1地板采暖的優(yōu)點..................................................1

1.2.2地板采暖的不足..................................................2

1.3選題緣由及本課題概述................................................2

1.4設(shè)計采用的方法、工具、手段..........................................3

第2章工程概況............................................................4

第3章熱負荷計算..........................................................5

3.1供暖熱負荷計算說明..................................................5

3.2設(shè)計資料............................................................5

3.2.1氣象資料........................................................5

3.2.2圍護結(jié)構(gòu)資料.....................................................6

3.3熱負荷計算..........................................................6

331圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量..............................................6

3.3.2圍護結(jié)構(gòu)附加耗熱量...............................................7

3.3.2.1朝向修正耗熱量.................................................7

3.3.2.2風力附加耗熱量.................................................7

3.3.2.3高度附加率.....................................................7

3.3.3冷風滲透耗熱量..................................................8

3.3.4戶間傳熱熱負荷..................................................9

3.3.5計算示例.......................................................10

3.3.5.1圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量計算........................................10

3.3.5.2冷風滲透耗熱量的計算...........................................12

23.4.3住戶供暖設(shè)計總熱負荷...........................................13

33.5.4地面覆蓋修正系數(shù)及熱指標.......................................14

第4章系統(tǒng)設(shè)計...........................................................15

4.1系統(tǒng)供暖形式.......................................................15

4.2地板采暖敷設(shè)形式...................................................15

4.3地暖的形式與構(gòu)造...................................................16

4.3.1形式...........................................................16

4.3.2地暖應用管材...................................................16

4.4.3地面的表面溫度..................................................17

4.4供回水溫度.........................................................18

4.5計算盤管間距.......................................................18

第5章水力計算...........................................................19

5.1系統(tǒng)水流量的計算...................................................19

5.2確定各回路盤管管徑.................................................19

5.3管路阻力計算.......................................................20

5.4系統(tǒng)水力計算.......................................................21

5.4.1立管水力計算...................................................21

5.4.2進戶管及分支管水力計算.........................................22

5.4.3不平衡率計算...................................................22

5.5各住戶分集水器選擇.................................................23

第6章?lián)Q熱站設(shè)計.........................................................24

6.1換熱站設(shè)計參數(shù)計算.................................................24

6.1.1換熱站二次網(wǎng)流量計算...........................................24

6.1.2二次網(wǎng)綜合最大熱負荷計算.......................................24

6.1.3二次網(wǎng)循環(huán)水流量計算...........................................25

6.2換熱器組設(shè)計計算...................................................25

6.2.1換熱器參數(shù)計算.................................................25

6.2.2選擇汽水換熱器.................................................28

6.2.2.1高區(qū)管殼式換熱器..............................................28

6.2.2.2低區(qū)管殼式換熱器..............................................28

6.2.3選擇水水換熱器..................................................29

6.2.3.1高區(qū)板式換熱器選擇............................................29

6.23.2低區(qū)板式換熱器選擇............................................30

6.3循環(huán)水泵設(shè)計計算...................................................31

6.4補水泵的選擇計算...................................................32

6.4.1補水泵應滿足的條件.............................................32

6.4.2補水泵的流量...................................................33

6.4.3補水泵的揚程計算...............................................33

6.4.4補水泵的選型...................................................33

6.5選擇全自動鈉離子交換器.............................................34

6.6選擇二次網(wǎng)分集水器.................................................34

661筒體直徑的確定...................................................34

6.6.2筒體長度的確定...................................................35

6.7蒸汽分汽缸的選型...................................................36

6.8臥式除污器的選型...................................................36

6.9軟化水箱的計算.....................................................37

結(jié)束語.................................................................39

參考文獻.................................................................39

致謝.....................................................................40

外文資料.................................................................41

外文資料譯文.............................................................53

附表（一）熱負荷計算表...................................................63

附表（二）各房間地面平均溫度表...........................................68

附表（三）戶內(nèi)各環(huán)路水力計算表...........................................68

附表（四）西單元立管水力計算表...........................................70

附表（五）層間不平衡率計算表.............................................77

第1章緒論

1.1地板輻射供暖簡介

1.1.1地暖簡介

地暖是地板輻射采暖的簡稱，英文為RadiantFloorHeating,是以整個地面為散

熱器，通過地板輻射層中的熱媒，均勻加熱整個地面，利用地面自身的蓄熱和熱量向

上輻射的規(guī)律由下至上進行傳導，來達到取暖的目的。

1.1.2分戶熱計量簡介

分戶計量的目的在于推進城鎮(zhèn)供熱體制改革，在保證供熱質(zhì)量、改革收費制度的

同時，實現(xiàn)節(jié)能降耗。室溫調(diào)控等節(jié)能控制技術(shù)是熱計量的重要前提條件，也是體現(xiàn)

熱計量節(jié)能效果的基本手段?！吨腥A人民共和國節(jié)約能源法》第三十八條規(guī)定：國家

采取措施,對實行集中供熱的建筑分步驟實行供熱分戶計量、按照用熱量收費的制度。

新建建筑或者對既有建筑進行節(jié)能改造，應當按照規(guī)定安裝用熱計量裝置、室內(nèi)溫度

調(diào)控裝置和供熱系統(tǒng)調(diào)控裝置。目的在于推進城鎮(zhèn)供熱體制改革，在保證供熱質(zhì)量、

改革收費制度的同時，實現(xiàn)節(jié)能降耗。

隨著人民生活水平的日益提高，用戶對用熱個性化和提高舒適性的要求越來越迫

切。在傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)中，用戶處于被動狀態(tài)，室內(nèi)溫度由供熱單位進行調(diào)節(jié)，這種單

一調(diào)節(jié)不能滿足用戶的不同需要。實施供熱計量就可以滿足用戶根據(jù)自身要求，利用

室內(nèi)溫度控制裝置(如暖氣溫控閥)在一定溫度范圍內(nèi)自主調(diào)節(jié)所需室溫。

1.2地板采暖的優(yōu)缺點

1.2.1地板采暖的優(yōu)點

(1)節(jié)能：根據(jù)各種采暖方式室內(nèi)溫度測試結(jié)果，地板輻射采暖方式是最理想

的采暖方式。地熱輻射采暖與其他采暖方式相比，相對瑞利數(shù)Ra<l,空氣兒乎無上

下對流，室溫由下而上梯度分布，天花板溫度最低，節(jié)能幅度大約是20%,如果采用

分區(qū)溫控裝置，節(jié)能幅度可以達到40%；

(2)舒適：符合人體生理取暖的舒適要求：地面輻射供暖是最舒適的供暖方式，

室內(nèi)地表溫度均勻，室溫由下而上逐漸遞減，給人以腳溫頭涼的良好感覺；不易造成

污濁空氣對流，室內(nèi)空氣潔凈；改善血液循環(huán)，促進新陳代謝。

(3)節(jié)約室內(nèi)面積和空間：可省去安裝暖氣片和暖氣管道所占的空間，增加使

用面積2%?3%,減少衛(wèi)生死角；

(4)地板采暖適合分戶計量及節(jié)能設(shè)計：管道的布置，系統(tǒng)阻力值的確定，均

可根據(jù)不同情況，不同要求由設(shè)計人自己決定。

(5)安全可靠，使用壽命長，清潔衛(wèi)生，維護費用低：管材的使用壽命無論國

外還是國內(nèi)的生產(chǎn)廠家均承諾為50年，較其它供暖設(shè)備節(jié)能約20%,可充分利用低

溫熱水資源或利用電價政策，降低運行費用。。

(6)熱源選擇靈活：可以利用地下熱水、工業(yè)余熱、供熱管網(wǎng)、家用供熱源等；

(7)增加地面厚度：且加氣(泡沫)混凝土具有良好的吸音作用，因而具有良

好的樓層隔音效果；

(8)可使室內(nèi)采暖溫度均勻：采用地暖后室溫由下而上梯度分布，空氣對流減

弱，水分散失減少，室內(nèi)溫度變化緩慢，克服了散熱器采暖給人帶來了口干舌燥等不

足。

1.2.2地板采暖的不足

(1)維修性難度較高：地板采暖屬隱蔽性工程，地暖盤管埋在裝修物和地板以

下封閉，如果出現(xiàn)漏水、堵塞等故障就不易維修。

(2)限制地表材料選擇：由于所用采暖盤管為塑料管，使房間地面裝修時受到

一定的限制，當使用木地板時，由于木地板傳熱系數(shù)小，房間溫度不易達到設(shè)計溫度，

且地面裝修施工時，若使用鐵釘，管道易受到損傷。所以最好選用地磚或復合地板。

(3)地表溫度不能過高：在人員長期停留區(qū)域，敷設(shè)加熱管道地板的表面平均

溫度不超過28℃,如果長時間處于高溫，可能會因地面溫度過高導致居住者腿部血

液循環(huán)問題。同時對供回水的溫度要求比散熱器式嚴格。

(4)初始升溫慢：由于地板采暖運行溫度低又埋于地下，所以熱惰性大、升溫

慢，尤其是針對那些人員少停留時間短的建筑物就顯得更加明顯。

1.3選題緣由及本課題概述

我選擇本設(shè)計課題，目的是通過實踐操作掌握目前流行的地板輻射分戶計量的集

中供暖技術(shù)及與其配套的換熱站和相應管路的設(shè)計思路和技術(shù)，了解國家規(guī)范及相應

2

政策，學習施工技術(shù)經(jīng)驗，達到能夠獨立完成地暖及換熱站的設(shè)計工作。本設(shè)計的目

的是通過汽水換熱供暖使一個有15棟規(guī)模的高層住宅區(qū)達到國家相關(guān)要求。

石家莊低區(qū)為溫帶季風性氣候，冬季寒冷時間長，市區(qū)人口密集，環(huán)境污染嚴重，

根據(jù)政策市區(qū)供熱為市政集中供熱，可增大資源利用率并減少污染和安全隱患，各單

位設(shè)換熱站，采用地面輻射供暖為住宅最佳供熱方式，地暖適用性廣泛，因此我選擇

本課題。在本設(shè)計中需要解決的問題有：熱負荷計算、二次網(wǎng)水力計算、熱用戶管道

布置、換熱站設(shè)備選型、換熱站管道布置、熱流量計算等。

在本設(shè)計課題過程中找尋地板輻射供熱設(shè)計中的重點難點，尋找有效實用的解決

方式，并通過研讀國家規(guī)范及技術(shù)手冊熟悉相應規(guī)范和依據(jù)，對本專業(yè)的應用有確切

深刻的理解。

1.4設(shè)計采用的方法、工具、手段

本設(shè)計使用生產(chǎn)與理論結(jié)合方法手段，在參照實際工程資料、現(xiàn)場勘察、工程位

置周邊調(diào)查、借鑒本學校換熱站布置并綜合考慮的同時聯(lián)系專業(yè)課程相關(guān)知識，提高

效率及效益，將設(shè)計做的科學、實際、有效。

設(shè)計用工具使用WPSOfficdWord、CAD、PhotoshopCS、鴻業(yè)暖通設(shè)計等軟件。

應用理論基礎(chǔ)有傳熱學、供熱工程、建筑環(huán)境學、建筑給排水工程、施工技術(shù)與應用、

流體力學的泵相關(guān)基礎(chǔ)及應用等學科，并聯(lián)系國內(nèi)外期刊雜志的相關(guān)先進論文及發(fā)現(xiàn)。

3

第2章工程概況

本工程為石家莊市卓達房地產(chǎn)開發(fā)公司的高層居民樓分戶計量供暖工程，單個住

宅樓地下二層設(shè)六級二等人員掩蔽所，戰(zhàn)時為一個防護單元，平時為戊類庫房；地下

一層為戊類庫房，地上一至二十五層為住宅，層高均為2.9米，單一居民樓總建筑面

積23661.17平方米，建筑高度72.950米，小區(qū)共十五棟住宅樓。

標準層住戶類型有6A型2戶，6Aa型2戶，6B型4戶，每棟樓2個單元，單元

平面東西對稱。

4

第3章熱負荷計算

3.1供暖熱負荷計算說明

根據(jù)規(guī)范資料：

(1)采暖室外氣象參數(shù)，應按規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，利用當?shù)亟?0年的氣象資料進行

計算

(2)計算圍護結(jié)構(gòu)耗熱量時，冬季室內(nèi)計算溫度應按221條采用。對房間各部分

圍護結(jié)構(gòu)均采用同一室內(nèi)溫度計算耗熱量，但本設(shè)計是地板輻射采暖，所以根據(jù)規(guī)定

不考慮高度附加。

(3)與相臨房間的溫差大于或者等于5c時，應計算通過隔墻或者樓板等的傳熱量。

與相鄰房間的溫差小于5℃,且通過隔墻和樓板等的傳熱量大于該房間熱負荷的10%

時，應計算其傳熱量，當相鄰房間的溫差小于5c時，為簡化計算起見，可不計入通

過樓板和隔墻等的傳熱量。

(4)低溫熱水地板輻射采暖的供回水溫度應計算確定，民用建筑的供水溫度不應

超過60℃,供回水溫差宜小于或等于10℃。本設(shè)計取供回水溫度為50/40C,溫差

10℃o

(5)低溫熱水地板輻射采暖的熱負荷的計算。計算全面低溫熱水地面輻射供暖系

統(tǒng)的耗熱量時，室內(nèi)計算溫度的取值應降低2C,或取計算總耗熱量的90?95%,但

在本設(shè)計中由于考慮分戶計量，需要比平時的計算溫度高2C,所以在本設(shè)計中的室

內(nèi)計算溫度不變。

3.2設(shè)計資料

3.2.1氣象資料

石家莊市：

地理位置：北緯38.2°,東經(jīng)114.5°

大氣壓力：101.69kPa

室外采暖計算溫度：-8.00C

冬季采暖計算干球溫度：-4.8℃

冬季通風計算干球溫度：-3.0℃

熱壓系數(shù)：0.25,風壓系數(shù)：0.70

冬季室外最多風向平均風速：L7m/s

5

3.2.2圍護結(jié)構(gòu)資料

外墻(南、北)：200厚鋼筋混凝土墻+40厚FTC相變保溫材料

平均傳熱系數(shù)0.58W/m2?℃

外墻(東、西)：200厚鋼筋混凝土墻+55厚FTC相變保溫材料

平均傳熱系數(shù)0.44W/m2?℃

隔墻：200厚鋼筋混凝土墻+20厚FTC相變保溫材料?，

平均傳熱系數(shù)0.58W/m2?℃

屋面：100厚鋼筋混凝土墻+55厚FTC相變保溫材料，

平均傳熱系數(shù)0.41W/m2?℃

地下室頂板：50厚擠塑聚苯板+160厚鋼筋混凝土板,平均傳熱系數(shù)0.54W/m2?℃

戶門：防盜防火保溫隔音復合門(保溫材料為20厚巖棉)

平均傳熱系數(shù)1.63W/m2?℃

外窗：雙層保溫塑鋼窗(5+12+5),平均傳熱系數(shù)2.7W/m??℃

3.3熱負荷計算

對于民用建筑供暖熱負荷主要考慮圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量、冷風滲透耗熱量、冷風

侵入耗熱量、太陽輻射得熱量和戶間傳熱傳熱，其中太陽輻射得熱量和冷風侵入耗熱

量分別在圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量中按照一定比例進行附減和附加。

3.3.1圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量

圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量按一維穩(wěn)態(tài)傳熱過程計算，其計算公式如下：

q'=KF&-t'w)a(3-1)

式中：

q'——圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量(W)；

K——圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)(W/m,℃)；

F——圍護結(jié)構(gòu)的面積(nf)；

tn——冬季室內(nèi)計算溫度(℃)；

t'w——供暖室外計算溫度(℃)；

a——圍護結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù)。

a的選值參考下表：

6

表3-1

圍護結(jié)構(gòu)特征a

與大氣直接接觸的外圍護結(jié)構(gòu)和地面1

悶頂：無望板的瓦屋面、鐵皮屋面石棉瓦屋面0.9

有望板的瓦屋面、鐵皮屋面石棉瓦屋面0.8

有望板的屋面及防水卷材屋面0.75

與不供曖房間相鄰的隔墻：

不供暖房間有門窗與室外相通0.7

不供暖房間無門窗與室外相通0.4

不供暖地F室和半地F室的樓板（在室外地坪以上不超過1m）

外墻上有窗0.6

外墻上無窗0.4

不供暖地下室（在室外地坪以上超過1m）

外墻上有窗0.7

外墻上無窗0.4

一個房間的圍護結(jié)構(gòu)總耗熱量包括它的外墻、外窗、戶門的傳熱熱負荷總和，即：

Q'ij=2q'（3-2）

3.3.2圍護結(jié)構(gòu)附加耗熱量

3.3.2.1朝向修正耗熱量

朝向修正耗熱量是考慮到建筑物受太陽照射影響而對圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量的修

正，需要修正的耗熱量等于垂直的外維護結(jié)構(gòu)（門、窗、外墻及屋頂?shù)拇怪辈糠郑┑?/p>

基本耗熱量乘以相應的修正率，朝向修正率%的的取值見表3-2：

表3-2朝向修正率xch

朝向修正率朝向修正率

北、東北、西北0-10%東南、西南-10%?15%

東、西-5%南-15%?30%

3.3.2.2風力附加耗熱量

風力附加耗熱量是考慮室外風速變化而對圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量的影響。在計算圍

護結(jié)構(gòu)基本耗熱量時，外表面換熱系數(shù)aw是對應風速約為4m/s的計算值，而本設(shè)計

中最多風向平均風速為L7m/s,因此根據(jù)《暖通規(guī)范》規(guī)定內(nèi)容本設(shè)計不考慮風力附

加耗熱量。

3.3.2.3高度附加率

7

高度附加耗熱量應附加于房間圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量和其它附加耗熱量的總和上,

是考慮房屋高度對圍護結(jié)構(gòu)耗熱量的影響而附加的耗熱量。本設(shè)計為低溫地板輻射采

暖，則根據(jù)規(guī)范不考慮高度附加。

3.3.3冷風滲透耗熱量

在風力和熱壓造成的室內(nèi)外壓差作用下，室外的冷空氣通過門、窗等縫隙滲入室

內(nèi)，被加熱后逸出。冷風滲透耗熱量(22即是這部分冷空氣從室外溫度加熱到室內(nèi)溫度

所消耗的熱量。影響冷風滲透耗熱量的因素很多，如門窗構(gòu)造、門窗朝向、室外風速

與風向、室內(nèi)外空氣溫差、建筑物高地以及建筑物內(nèi)部通道狀況等。對于高層建筑,

則應考慮風壓與熱壓綜合作用的結(jié)果。

在本設(shè)計中由于已知條件選擇縫隙法計算冷風滲透耗熱量，對于不同類型的門窗

在給定平均風速下每米深入的冷空氣量L由規(guī)范表格查得，對于不同高度的外門窗

對應風速由式2-3計算得到：

v=0.631a2Vo(3-3)

式中：

v----對應高度的風速(m/s)；

h----高度(m)；

v0——氣象資料給出的石家莊市最多風向平均風速(m/s)。

實際的冷風滲透現(xiàn)象是風壓與熱壓共同作用的結(jié)果。處于迎風面的外門窗由于受

風壓作用，將使單獨靠熱壓形成的中和面向上移，即滲入空氣的樓層數(shù)會有所增加。

而處于背風面的外門窗，由于室外是負壓，將使單獨靠熱壓形成的中和面向下移，則

滲入空氣的樓層數(shù)就會減少。因此有可能在同一房間內(nèi)因朝向不同而滲透風量不等,

根據(jù)《暖通規(guī)范》推薦，冷風滲透壓差綜合修正系數(shù)m值按下式計算：

m=CrACf(nb+C)Ch(3-4)

式中：

Cr——熱壓系數(shù)，這里取0.4；

Ch——高度修正系數(shù)，即計算門窗中心線標高為h的滲透空氣量時，對基準滲透

空氣量L。的高度修正系數(shù)，其值計算入下式：

20404

C”=O.631ACfh々O.3h(3-5)

式中：

△Cf——風壓差系數(shù)，在這里取0.7；

n----朝向修正系數(shù)；

b——門窗縫隙滲風指數(shù)，因無實測數(shù)據(jù)，這里取0.67

8

C——壓差比，可式（3-6）計算得到:

式中：

h——計算門、窗的中心線標高（m）,分母中h是計算風壓差時的取值，當h

WlOm時仍應按基準高度h=10m取值；

t'n——樓梯間和公共走廊的平均溫度（C）,這里取8C；

窗戶的冷風滲透量。2可由式（3-7）計算：

Q'2=0.278cpLl(tn-t'w')pwm

式中：

L——每米門、窗縫隙滲入室內(nèi)的空氣量，按當?shù)囟臼彝馄骄L速，采用下表

的數(shù)據(jù),的/h?m）：

表3-3雙層塑鋼窗每米門、窗縫隙滲入的空氣量L（M3/H-M）

冬季室外平均風速（m/s）

滲入空氣量（m3/h?m）0.41.1.82.73.64.7

1——門、窗的計算縫隙長度，m；

pw——供暖室外計算溫度對應的空氣密度，kg/n?；

cp——空氣的定壓比熱容，取1.004kJ/kg?℃；

3.3.4戶間傳熱熱負荷

戶間傳熱熱負荷是由于住宅采暖采取分戶計量，由于各種原因某房間或某戶與其

相鄰房間或鄰戶之間產(chǎn)生了溫度差別，因該溫差而形成了傳熱現(xiàn)象。計算戶間傳熱只

考慮水平間戶與戶的傳熱負荷。

戶間傳熱熱負荷計算公式如下式：

Qhj=xhKFAth

式中:

戶間總熱負荷，W；

?戶間隔墻的傳熱系數(shù)，w/（m2?K）；

戶間傳熱隔墻的面積，m2；

戶間傳熱附加率，即戶間同時發(fā)生傳熱的概率,

xh-

△瓦戶間傳熱計算溫差，℃o

9

在本設(shè)計中由于采用地板采暖，戶間傳熱計算溫差A瓦取8C。戶間傳熱量附加

率%”是考慮戶間樓板及隔墻同時發(fā)生傳熱的概率，因本設(shè)計戶間傳熱只計算水平戶間

傳熱，因此與值均為100%。

3.3.5計算示例

選取西單元2樓6A戶為例計算熱負荷。

3.3.5.1圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量計算

（1）6A客廳、廚房熱負荷計算

圍護結(jié)構(gòu)面積：

北外墻：6.1X2.9-1.4X2.4-1.4X1=12.93m2

北外窗1：1.4X2.4=3.36m2

北外窗2：1.4X1=1.4m2

東外墻：7X2.9-2X1=18.3Of

戶門：2X1=2012

南內(nèi)墻:4.8X2.9=13.92m2

圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量：

北外墻：0.58X12.93X22.8Xl=170.99W

北外窗：2.7X（3.36+1.4）X22.8X1=293.01W

東外墻:0.44X18.3X22.8X0.6=110.15W

戶門：1.63X2X22.8X0.6=44.60W

南內(nèi)墻戶間傳熱：0.99X13.92X8=110.25W

外墻的朝向修正：

因北外墻朝向修正系數(shù)為0,東外墻不受陽光照射，則外墻修正不進行計算。

綜上，6A客廚圍護結(jié)構(gòu)耗熱量：

Q'6A客廚=170.99W+293.01W+110.15W+44.60W=618.75W

（2）6A臥室A熱負荷計算

圍護結(jié)構(gòu)面積：

北外墻:5.4X2.9-1.6X1.4-0.6X1.4=12.58m2

北夕卜窗:1.6X1.4+0.6X1.4=3.08m2

西外墻：4.8X2.9=13.92m2

圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量：

北外墻：0.58X12.58X22.8X1=166.36W

10

北外窗：2.7X3.08X22.8Xl=189.60W

西外墻：0.44X13.92X22.8X1=139.65W

外墻的朝向修正：

西外墻：139.65X(100%-5%)=132.67W

綜上，6A臥式A圍護結(jié)構(gòu)耗熱量：

Q[A,臥室A=166.36W+189.6W+132.67W=488.63W

(3)6A臥式B熱負荷計算：

圍護結(jié)構(gòu)面積：

西外墻：6.5X2.9-0.6X1.4=18.01m2

西外窗：0.6X1.4=0.84nf

南外墻：3.6X2.9—1.8X2=6.84nf

南陽臺門窗：1.8X2=36nf

圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量：

西外墻：0.44X18.01X22.8X1=180.68W

西外窗：2.7X0.84X22.8X1=51.71W

南外墻：0.58X6.84X22.8Xl=90.45W

南陽臺門窗：1.63X3.6X22.8X0.7=93.65W

外墻的朝向修正：

西外墻及西外窗:(180.68+51.71)X(100%-5%)=220.77W

南外墻及南外門窗：(90.45+93.65)X(100%-15%)=156.49W

綜上，6A臥式B的圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量：

Q‘6A,臥室B=220.77W+156.49W=377.26W

(4)6A臥式C熱負荷計算：

圍護結(jié)構(gòu)面積：

南外墻：1.4X2.9—1.5X2=1.06ni2

南外陽臺門窗：L5X2=3m?

東隔墻：3.8X2.9=11.02m2

圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量：

南外墻：0.58X1.06X22.8X0.7=9.81W

南外陽臺門窗:1.63X3X22.8X0.7=78.04W

東隔墻戶間傳熱：0.99X11.02X8=87.28W

外墻的朝向修正：

南外墻及南陽臺門窗:(9.81+78.04)X(100%-15%)=74.67W

11

綜上，6A臥式C的圍護結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量：

Q’6A,臥室C=74-67W

則西單元2層6A住戶總圍護結(jié)構(gòu)熱負荷為：

Q'l=2Q=618.75W+488.63W+377.26W+74.67W=1559.31W

戶間傳熱熱負荷為：Q%=110.28W+87.28W=197.65W

3.3.5.2冷風滲透耗熱量的計算

2層6A住戶水平高度為5.8m,窗高均為1.4m,窗中心線高度為1.7m,則2層

計算高度為7.5m,室外最多風向平均風速

查閱相關(guān)規(guī)范資料，石家莊市的冷風朝向修正系數(shù)如下表：

表3-4滲透空氣量的朝向修正系數(shù)

朝向

地區(qū)名稱

北東北東東南南西南西西北

石家莊1.000.710.480.680.480.560.860.86

將數(shù)據(jù)代入式(3-3)：

v=0.631X7.502X1.7=1.61m/s

查表2-3得L=0.83m3/h-m,設(shè)中和面標高在整個建筑物高度--半的位置上，

hz=36.475m,設(shè)窗中心線在層高的1.7m處，對于2層，計算熱壓時取h=7.5m；因h

<10m,故計算風壓時,按h=10m計算。

(1)計算壓差比

將已知數(shù)據(jù)代入式(2-6)，得:

36,475-7.58—(—4.8)

r=7。*_x_—_—__—__--_=0.704>-1

0.7x1.70-2x90-4273+8

由式(2-5)得高度修正系數(shù)：

0404

Ch=O.3h=0.3xIO=0.754

(2)由式(2-4)可得風壓與熱壓共同作用下，冷風滲透壓差綜合修正系數(shù)：

m=0.4x0.7x(n懸4-0.704)x0.754>0(3-9)

根據(jù)上式(2-9)計算2層6A住戶所有外窗外門m值：

客廚北外窗1：m=0.4X0.7x(1念+0.704)X0.754=0.36>0

客廚北外窗2：m=0.4X0.7X(1念+0.704)X0.754=0.36>0

東戶門：m=0.4X0.7X(0.48高+0.704)X0.754=0.29>0

12

A臥式北外窗:m=0.4x0.7x(1高+0.704)x0.754=0,36>0

B臥式西外窗：m=0.4x0.7x(0.86高+0,704)X0.754=0.32>0

B臥式南陽臺門窗：m=0.4X0,7x(0.48裔+0.704)x0.754=0.29>0

C臥式南陽臺門窗:m=0,4X0.7x(0.48,+0.704)X0.754=0.29>0

(3)計算各門窗計算縫隙長度1

客廚北外窗1：1.4X3+24X2=9m

客廚北外窗2：1.4X3+24X2=9m

戶門：2X2+1X2=6

臥室A北外窗：14X3+2.4X2=9m

臥式B西外窗：1.4X3+24X2=9m

臥式B南陽臺門窗：1.8X2+2X2=7.6m

臥式C南外陽臺門窗：1.5X2+2X2=7m

(4)計算各門窗的冷風滲透耗熱量

根據(jù)式(2-7)計算：

客廚北外窗1：Q’2=0.278X1.004X9X0.83X(18-<-4.8))X1.2X0.36=20.54W

客廚北外窗2：Q‘2=0.278X1.004X9X0.83X(18-<-4.8))X1.2X0.36=20.54W

戶門：Q，=0.278X1.004X6X0.83X(18-<-4.8))X1.2X0.29=11.03W

臥室A北外窗:Q‘2=0.278X1.004X9X0.83X(18-(-4.8))X1.2X0.36=20.54W

臥式B西外窗:Qi=0.278X1.004X9X0.83X(18-<-4.8))X1.2X0.32=18.26W

臥式B南陽臺門窗：Q‘2=0.278X1.004X7.6X0.83X(18-(-4.8))X1.2X

0.29=13.97W

臥式C南外陽臺門窗：Q’2=0.278X1.004X7X0.83X(18-(-4.8))X1.2X

0.29=12.87W

(5)總冷風滲透熱負荷

2層6A住戶的總風冷滲透熱負荷為：

Q，2=WQ'2,i

=20.54W+20.54W+11.03W+20.54W+18.26W+13.97W+12.87W=117.75W

2.343住戶供暖設(shè)計總熱負荷

,

2層6A用戶供暖設(shè)計計算總熱負荷(不計戶間傳熱)為：Q'=Q'i+Q2=1677.06WO

考慮戶間傳熱時，總熱負荷為：Q'z=Q'+Q'hj=1874.71Wo

13

3.3.5.4地面覆蓋修正系數(shù)及熱指標

根據(jù)規(guī)范，由于房間內(nèi)實際供暖時地面輻射熱能會被房間內(nèi)的家具和電器等遮擋,

并受地板表面覆蓋物影響，計算得到的計算熱負荷應乘以一定的覆蓋修正系數(shù)，各個

房間修正系數(shù)見下表：

表2-5各房間熱負荷覆蓋修正系數(shù)

客廳A臥室B臥室C臥室

覆蓋修正系數(shù)1.21.231.41.4

其它各住戶的計算熱負荷和熱指標見附表（一）。

14

第4章系統(tǒng)設(shè)計

4.1系統(tǒng)供暖形式

設(shè)計對象為25層住宅樓，層高2.9m,總建筑高度72.95m,按照《采暖通風與空

氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50019,建筑物熱水供暖系統(tǒng)高度超過50m時，宜豎向分區(qū)設(shè)

置。因此本設(shè)計對高層樓房分高、低區(qū)，取1~13層為低區(qū)系統(tǒng)，14~25層為高區(qū)系

統(tǒng)。按照《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》推行溫度調(diào)節(jié)和戶用熱計量裝置，實行供熱計量

收費的要求，規(guī)定熱水集中采暖系統(tǒng)分戶熱計量裝置采用熱量表計量時，每戶應單獨

形成一個系統(tǒng)環(huán)路，即每層各個用戶、各層對應用戶均為并聯(lián)；對多層和高層建筑,

采用共用立管，單元立管系統(tǒng)有異程式和同程式：同程式立管系統(tǒng)當樓層超過一定高

度時容易出現(xiàn)垂直水力失調(diào)，并且比異程式系統(tǒng)多一根干管，使系統(tǒng)成本增加，體積

增大難于布置，還加大支架承受重量。因此，對分戶供暖系統(tǒng)，在沒有特殊要求時應

采用異程式單元立管為宜。綜上，本設(shè)計采用異程式系統(tǒng)。

4.2地板采暖敷設(shè)形式

常見地暖盤管布置形式如下圖4-1：

c往復式

圖4T盤管敷設(shè)形式

回轉(zhuǎn)式：回轉(zhuǎn)式經(jīng)過地面中心點的任何一個剖面埋管是高溫管、低溫管相間隔布

置,從而使這種布置方式的地面溫度比其他敷設(shè)形式的地面溫度要均勻，并可通過調(diào)

整管間距來滿足局部區(qū)域特殊要求，由于采用螺旋形布管時管路只彎曲了90。，材料

所受彎曲應力較小，是應用較多的形式；

直列式：又叫迂回型布管，敷設(shè)簡單，但水溫隨敷設(shè)方向逐漸降低,故地面溫度不

均勻，這種方式通常產(chǎn)生的溫度一端高一端低，而且布管時管路要彎曲180。，材料

所受應力較大，所以只推薦在較狹小空間內(nèi)采用；

往復式：適用于由于房間結(jié)構(gòu)復雜多樣，其它布管形式不方便時，靈活性很高,

也是使用廣泛的布管形式。

15

止匕外，根據(jù)相關(guān)手冊，在布管時靠近外圍護結(jié)構(gòu)和散熱量較多的地方布管間距應

調(diào)小些，在內(nèi)區(qū)盤管應布置的較為松散。但由于本設(shè)計為住宅樓，各個房間面積相對

較小，地面溫度變化少，因此采用均勻間距布置盤管。

4.3地暖的形式與構(gòu)造

4.3.1形式

熱水地面輻射供暖可分為埋管式和組合式兩大類型:

埋管式也稱濕式，它需要在現(xiàn)場進

行鋪設(shè)絕熱層、敷設(shè)并固定加熱管、澆

灌混凝土填充層等全部工序，其地面構(gòu)

造自上而下一般由基層、找平層、絕熱

層、填充層和地面覆蓋層等組成，其結(jié)

構(gòu)如圖4-2所示，必要時在填充層和基

層上部設(shè)隔離層（如衛(wèi)生間濕地面）。

埋管式是目前水暖型地暖最為成熟的安

裝工藝，價格相對較為低廉，是國內(nèi)地

暖市場的主導工藝。最大的缺點就是施

工繁瑣，導熱速度慢，施工厚度較干式

地暖大，由于水泥的導熱性能比較差，

或者由于水泥涂抹的不均勻，導致地板

局部受熱過高，造成地板破裂等問題。

另外埋管式地暖在出現(xiàn)管道破裂或者需要重新裝修時，往往不易改動，或者改動成本

很高。

組合式也稱干式，它的構(gòu)造特點是不需要混凝土填充層，所以沒有濕作業(yè)。因無

需回填層，相對于普通地暖減少占用層高故又名超薄地暖。最大的特點是無需溫式地

暖那樣回填，節(jié)省了占用空間高度.普通地暖從保溫層到地面裝飾層為8cm左右.干

式地暖從保溫層到地面裝飾層占用層高在4cm及以下。

綜上，考慮到居民住宅故障發(fā)生率較高及層高等原因，推薦采用組合式敷設(shè)形式。

4.3.2地暖應用管材

考慮到管路曲折、室內(nèi)布置變化大、防結(jié)垢防腐蝕，由于盤管布置在地面下填充

層內(nèi)，不論采用何種配管方式，都要求管道有較長的使用壽命、較小的墊層厚度和較

16

為簡便的安裝方式，并避免在填充層內(nèi)有重疊管道，因此，本設(shè)計的地暖管材不宜采

用鋼管，而采用塑料管材。

地暖的使用管材種類有：PE-X交聯(lián)聚乙烯1、PAP鋁塑復合管2、PP-B耐沖擊

共聚聚丙烯（韓國曾經(jīng)稱之為PP-C）、PP-R無規(guī)共聚聚丙烯、PB聚丁烯耐高溫、

PE-RT聚乙烯。其中PERT地暖管的原料就是一種力學性能十分穩(wěn)定的中密度聚乙烯,

由乙烯和辛烯的單體經(jīng)催化共聚而成。它在生產(chǎn)加工過程中無需交聯(lián)，生產(chǎn)工藝簡單、

容易控制，管材質(zhì)量穩(wěn)定可靠等特性：PERT地暖管材是目前唯一一種不需交聯(lián)，且

能在水溫60度以下長期靜液壓性能的塑料管材。在工作溫度為＞60℃壓力為0.8MPa

條件下，其使用壽命可安全使用50年左右。最重要的一點，PERT地暖管材在遭受

到外部損壞也可以用管件熱熔連接修復，連接處沒有接頭，可大大提高連接質(zhì)量。

綜上，本設(shè)計中地暖盤管均為PERT管材。

4.4.3地面的表面溫度

為了滿足熱環(huán)境舒適性的要求，我