地暖設(shè)計(jì)計(jì)算

1、地暖設(shè)計(jì)計(jì)算地面輻射供暖系統(tǒng)的地面散熱量確定地面所需的散熱量時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況將第5.3計(jì)算的房間供暖熱負(fù)荷扣除來自上層地面向下的散熱量。當(dāng)垂直相鄰各房間均采用地面輻射供暖時(shí)，除頂層以外的各地面輻射供暖房間，向下層的散熱量，可視作與來自上層的得熱量相互抵消。與相鄰房間的溫差大于或等于5時(shí)，應(yīng)計(jì)算通過隔墻或樓板等的傳熱量；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(fù)荷的10%時(shí)，尚應(yīng)計(jì)算其傳熱量。單位地面面積的散熱量應(yīng)按下列公式計(jì)算：q = q f + q d (5.4.2-1)qf = 510-8(t pj +273) 4-(t fj+273) 4 (5.4.2-2-1)或

2、qf=4.98(tpj+273)4/100-(tn+273)4/100 (5.4.2-2-2) 根據(jù)現(xiàn)代住宅暖通空調(diào)設(shè)計(jì)qd =2.13(t pj - t n) 1.31 （5.4.2.3-1）式中 q -單位地面面積的散熱量（w/）；q f-單位地面面積輻射傳熱量（w/）；q d-單位地面面積對(duì)流傳熱量（w/）；t pj-地表面平均溫度（）；t f j-室內(nèi)非加熱表面的面積加權(quán)平均溫度（）；t n -室內(nèi)計(jì)算溫度（）。單位地面面積的散熱量和向下傳熱損失，均應(yīng)通過計(jì)算確定。當(dāng)加熱管為pe-x管或pb管時(shí)，單位地面面積散熱量及向下傳熱損失，可按規(guī)程附錄a確定。確定地面所需的散熱量時(shí)，應(yīng)將本章第5

3、.3節(jié)計(jì)算的房間熱負(fù)荷扣除來自上層地面向下的傳熱損失。單位地面面積所需的散熱量應(yīng)按下列公式計(jì)算：qx=q/f （5.4.5）式中：qx-單位地面面積所需的散熱量（w/）；q-房間所需的地面散熱量（w）；f-敷設(shè)加熱管或發(fā)熱電纜的地面面積（）。確定地面散熱量時(shí)，應(yīng)校核地表面平均溫度，確保其不高于本規(guī)程表5.1.2的最高限值；否則應(yīng)改善建筑熱工性能或設(shè)置其他輔助供暖設(shè)備，減少地面輻射供暖系統(tǒng)負(fù)擔(dān)的熱負(fù)荷。地表面平均溫度宜按下列公式計(jì)算：tpj=tn+9.82 （qx /100)0.969 （5.4.6）式中tpj-地表面平均溫度（）；tn-室內(nèi)計(jì)算溫度（）；qx-單位地面面積所需的散熱量（w/）。

4、熱媒的供熱量，應(yīng)包括地面向上的散熱量和向下層或向土壤的傳熱損失。地面散熱量應(yīng)考慮家具及其他地面覆蓋物的影響。在參照歐洲標(biāo)準(zhǔn)en442要求，在至少30分鐘內(nèi)測(cè)試不少于12次連續(xù)等時(shí)間間隔的讀值滿足測(cè)量精度要求的工況內(nèi)。利用5.4.2中式5.4.2-2；5.4.2-3計(jì)算地板表面的散熱量并與熱源供熱量比較，以驗(yàn)證計(jì)算的正確性用熱計(jì)量取熱費(fèi)代替按面積收費(fèi)的方法可以節(jié)約2030，同樣的戶型，如果達(dá)到同樣的室內(nèi)社記參數(shù)，邊戶的耗熱量是中間住戶的1.5倍，頂層用戶所交的采暖費(fèi)將是中間住戶的1.7倍。要求設(shè)計(jì)時(shí)特別注意。目前熱計(jì)量表價(jià)格還偏高，壽命才幾年，所以用熱計(jì)量收費(fèi)單戶成本高，代替按面積收費(fèi)尚需時(shí)日。

5、在不同供水溫度下房間各表面溫度的測(cè)量地面輻射供暖系統(tǒng)的加熱管系統(tǒng)設(shè)計(jì)在住宅建筑中地面輻射供暖系統(tǒng)應(yīng)按戶劃分系統(tǒng)，配制分集水器，可以方便實(shí)現(xiàn)按戶熱計(jì)量；戶內(nèi)的主要房間，宜分環(huán)路布置加熱管，這樣便于實(shí)現(xiàn)分室控制溫度。連接在同一分集水器上的同一管徑各分環(huán)路的加熱管長度宜盡量一致，這樣有利于各環(huán)路之間的水力平衡。環(huán)路長度一般不超過100 m，最長不能超過120米，一般以80m/路左右為宜，長度差別在15%以內(nèi)。以減少阻力損失。如果所用的分集水器為各環(huán)路帶流量自動(dòng)控制型的，則以用戶各主要房間分環(huán)布置加熱管為原則。對(duì)于壁掛爐系統(tǒng)，以戶內(nèi)各主要房間分環(huán)布置加熱管。加熱管長度應(yīng)根據(jù)壁掛爐循環(huán)水泵的揚(yáng)程經(jīng)計(jì)算確

6、定，一般管長4070 m為好。加熱管的布置，應(yīng)根據(jù)房間的熱工特性和保證地面溫度均勻的原則，選擇采用回折型（旋轉(zhuǎn)型）、平行型（直列型）。不同房間和住宅的各主要房間，宜合理劃分環(huán)路區(qū)域，盡量做到各房間分別控制。選擇時(shí)，應(yīng)本著保證地面溫度均勻的原則進(jìn)行。布管時(shí)，尤其是熱損失明顯不均勻的房間，宜將高溫管段優(yōu)先布置外窗、外墻側(cè)，使室內(nèi)溫度分布盡可能均勻,并避免與其他加熱管線交叉。對(duì)于非采暖用的其它冷水管等管線，宜布置在地面供暖結(jié)構(gòu)層中，同樣要避免管線交叉。加熱管的敷設(shè)的管間距，應(yīng)根據(jù)地面散熱量、室內(nèi)計(jì)算溫度、平均水溫及地面?zhèn)鳠釤嶙璧韧ㄟ^計(jì)算確定。加熱管的選擇。由于種種原因，目前地面輻射供暖加熱管的選擇主

7、要在pe-x、pe-rt、pb、pp-r和pp-b等塑料管材中選擇。在地暖設(shè)計(jì)時(shí)，首先要確定地面構(gòu)造，包括保溫層，墊層、找平層，裝飾層種類與厚度，塑料管的管徑等，然后確定管間距，每根盤管出入口水溫即熱媒平均溫度、與室內(nèi)空氣溫度相關(guān)的地面溫度等。經(jīng)實(shí)驗(yàn)當(dāng)效果溫度20和地表面平均溫度為28時(shí)，即平均溫差8，熱地面放熱量約82w/。人員經(jīng)常停留區(qū)，最高限制28，地面散熱量也應(yīng)該限制。選擇較稀較短，有適度通過能力的盤管較好。熱媒平均溫度40左右，管間距宜選200-300mm。不僅可以減少管材用量和費(fèi)用，施工費(fèi)用也可以減少；管間距大，管長可減少沿程阻力，循環(huán)泵的容量也可以減少。為了保證地面溫度均勻，不致

8、引起開裂等問題，加熱管的間距宜在150-300mm之間選擇，如局部過于稠密；可采用加熱管上方10mm處加鋼絲網(wǎng)緊固。在工業(yè)廠房和人群密集的公共場(chǎng)所，動(dòng)荷載大，使用焊接鋼筋，加固保護(hù)加熱管。鋼筋和盤管不接觸，間距不小于15mm。浴室要求地表面溫度高一些，可以減小管間距，使地面不超過35為宜。材質(zhì)的選擇各種管材的許用應(yīng)力值d從小至大，依次為pb（d =5.46mpa）、pe-x（d =4.00 mpa）、pe-rt（d =3.34 mpa）、pp-r（d =3.30 mpa）、pp-b（d =1.95 mpa），其中pe-rt和pp-r的應(yīng)力值基本相同，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)使用情況選擇適宜的管材。管材pb、

9、pp-r和pe-rt通常采用熱熔連接，pe-x只能采用專用管件連接。管材使用條件等級(jí)和管系列s的選擇可按規(guī)程附錄b的規(guī)定選擇。壁厚的確定考慮施工及使用中的一些不利因素，為安全起見，塑料管材壁厚應(yīng)適當(dāng)加厚，對(duì)于管徑大于等于15mm的管材壁厚不應(yīng)小于2.0mm，對(duì)于管徑小于等于15mm的管材壁厚不應(yīng)小于1.8mm；需進(jìn)行熱熔焊接的管材，其壁厚不得小于1.9mm。管材直徑的選擇要考慮加熱管內(nèi)水的流速宜大于0.25 m/s,不致產(chǎn)生氣塞現(xiàn)象。但也不宜過大，流速過大會(huì)使管道產(chǎn)生噪聲。在設(shè)計(jì)地暖時(shí)，為了給客戶室溫寧高勿低，保險(xiǎn)系數(shù)大，是不科學(xué)的，也是不合理的，溫度太高不僅會(huì)感到不舒服，還會(huì)使下肢血液循環(huán)過

10、快影響健康。地表面溫度越高輻射換熱造成的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度就越高，向外損失的熱量就越多，雖然地面輻射供暖時(shí)，空氣與墻面對(duì)流換熱減弱，總的講耗熱量反而增大。由于塑料類管材有縱向膨脹特性，應(yīng)在敷設(shè)方式上有所考慮。塑料類管材在地面內(nèi)埋設(shè)時(shí)縱向膨脹受限，會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)應(yīng)力，在管道強(qiáng)度計(jì)算的安全系數(shù)中可以消納，而明裝時(shí)則會(huì)發(fā)生較大的彎曲變形，且易受劃傷而影響使用壽命。根據(jù)實(shí)際工程的問題和經(jīng)驗(yàn)，目前只推薦在直埋（包括地面內(nèi)或嵌墻敷設(shè)）時(shí)采用塑料類管道，非直埋的所有管道（包括明裝或管道井內(nèi)安裝），仍推薦采用熱鍍鋅鋼管和螺紋連接。地面的固定設(shè)備和衛(wèi)生潔具下，不應(yīng)布置加熱管。地面輻射供暖系統(tǒng)的分集水器及附件的設(shè)計(jì)

11、每個(gè)環(huán)路加熱管的進(jìn)出水口，應(yīng)分別與分集水器相連接。分集水器內(nèi)徑應(yīng)不小于總供回水管內(nèi)徑，且分集水器最大斷面流速不宜大于0.8m/s。每個(gè)分集水器分支環(huán)路不宜多于8路，環(huán)路過多，將導(dǎo)致分集水器處的管道過于密集，不利于安裝。如果熱源為市政熱力管網(wǎng)，分集水器超過8路，則管內(nèi)水的流速會(huì)小于0.25m/s，供暖效果難以保證。每個(gè)分支環(huán)路供回水管上均應(yīng)設(shè)置銅制球閥等可關(guān)斷閥門。球閥作為切斷閥在管路上只應(yīng)全關(guān)或全開，則不應(yīng)做為調(diào)節(jié)流量用，不宜把球閥半開啟使用。目前將塑料球閥用在分水器上是不合適的，因?yàn)樗芰锨蜷y只能使用在冷水管線上，而用在熱水管線上，球體會(huì)受熱膨脹，致使操作失靈。在水平安裝的采暖管線上，選用閘閥

12、是不可取的，因?yàn)椴膳苈分械乃豢杀苊夂须s質(zhì)，由于水流運(yùn)行方向的原因，容易在閘槽內(nèi)沉積雜質(zhì)，使閥門關(guān)閉不嚴(yán)，所以，在地暖工程中，無論是主管路系統(tǒng)還是分集水器都不應(yīng)該水平安裝閘閥。用普通分集水器上的閥門，調(diào)節(jié)室溫也是不妥當(dāng)?shù)模驗(yàn)槠胀ǚ旨魃系那蜷y開啟到半開位置，水流容易沖刷密封球體，致使閥門關(guān)不嚴(yán)。調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度應(yīng)選用各路流量調(diào)節(jié)型分集水器、換熱器和混水裝置等。在分水器之前的供水連接管道上，順?biāo)鞣较驊?yīng)安裝閥門、過濾器、熱計(jì)量裝置（有熱計(jì)量要求的系統(tǒng)）和閥門、泄水管。設(shè)置兩個(gè)閥門主要是供清洗過濾器和更換或維修熱計(jì)量裝置時(shí)關(guān)閉用；設(shè)過濾器是為了防止雜質(zhì)堵塞流量計(jì)和加熱管。熱計(jì)量裝置前的閥門和過

13、濾器，也可采用過濾器球閥（過濾器與球閥組合與一體）替代。在集水器之后的回水連接管上，應(yīng)安裝泄水管并加裝關(guān)斷閥（試驗(yàn)閥）和平衡閥或其它可關(guān)斷調(diào)節(jié)閥。系統(tǒng)配件應(yīng)采用耐腐蝕材料。安裝泄水裝置，用于驗(yàn)收前以及以后維修時(shí)沖刷管道和泄水用，最好泄水裝置就近有地漏排水裝置。在分水器的總進(jìn)水管與集水器的總出水管之間，宜設(shè)置旁通管，旁通管上應(yīng)設(shè)置閥門。旁通管的連接位置，應(yīng)在總進(jìn)水管的始端（閥門之前）和總出水管的末端（閥門之后）之間，保證對(duì)供暖管路系統(tǒng)沖洗時(shí)水不流進(jìn)加熱管。分集水器上應(yīng)設(shè)置手動(dòng)或自動(dòng)排氣閥。盡量安裝自動(dòng)放氣閥，以便在以后的使用過程中，給用戶帶來方便，避免了冷熱壓差以及補(bǔ)水等因素造成的集氣，而使系統(tǒng)

14、運(yùn)行受阻。地面輻射供暖系統(tǒng)的加熱管水力計(jì)算：加熱管計(jì)算管段的壓力損失，可按下列公式計(jì)算：p=pm+pj (5.7.1)pm=l/d2/2 (5.7.2)pj=（2）/2 (5.7.3)式中p -加熱管的壓力損失（pa）；pm-摩擦壓力損失（pa）；pj- -局部壓力損失（pa）； - 摩擦阻力系數(shù)； d - 管道內(nèi)徑（m）；l - 管道長度（m）； -水的密度（kg/m3）； -水在管道內(nèi)的流速（m/s） -局部阻力系數(shù)鋁塑復(fù)合管及塑料管的摩擦阻力系數(shù)，可近似統(tǒng)一按下列公式計(jì)算：=0.5b/2+1.312（2-b）（lg3.7）dn/kd/lgres-1/lg（3.7dn/k d）2b=1+

15、lgres /lgrezres=dn/trez=500dn/kddn=0.5(2dw+ dw-4-2)式中 -摩擦阻力系數(shù)；b -水的流動(dòng)相似系數(shù)；res -實(shí)際雷諾數(shù)； - 水的流速（m/s）；t - 與溫度有關(guān)的運(yùn)動(dòng)黏度（/s）；rez - 阻力平方區(qū)的臨界雷諾數(shù)；kd-管子的當(dāng)量粗糙度（m），對(duì)鋁塑復(fù)合管及塑料管kd=110-5（m）；dn-管子的計(jì)算內(nèi)徑（m）；dw-管外徑（m）；dw-管外徑允許誤差（m）； -管壁厚（m）；-管壁厚允許誤差（m）；查找對(duì)應(yīng)管徑的比摩阻時(shí)，需要先計(jì)算出相應(yīng)管徑水的流量來。進(jìn)而求出水的流速。1、流量計(jì)算公式：g=（aq）/c（tg-th）=（3.6q）/

16、4.187(tg-th)=0.86q（tg-th） （式5.7.2.1）式中g(shù)-通過每個(gè)支管的流量，kg/h;a-單位換算系數(shù)1w=1j/s=3600/1000kj/h=3.6 kj/h;q-每個(gè)支管的熱負(fù)荷。w；c-水的熱容量，c=4.187kj/(kg)tg 、th-各支管的供回水溫度，。2、流速計(jì)算公式：v=g/(900d2)m/s (式5.7.2.2)g -通過每個(gè)支管的流量，kg/h;d -支管內(nèi)徑，m;-熱水的密度kg/m35.7.3塑料管及鋁塑復(fù)合管單位摩擦壓力損失可參見jgj142-2004地面輻射供暖技術(shù)規(guī)程附錄c中表c.0.1、表c.0.2選用。塑料管及鋁塑復(fù)合管的局部壓力

17、損失應(yīng)通過計(jì)算確定，其局部阻力系數(shù)可參見jgj142-2004地面輻射供暖技術(shù)規(guī)程附錄c中表c.0.3選用。每套分水器、集水器環(huán)路的總壓力損失不宜大于30kpa。每套分水器環(huán)路（自分水器總進(jìn)水管閥門前起，至集水器總出水管閥門后為止總壓力損失（不包括熱量表和恒溫閥的局部阻力），不宜超過30kpa.同一集配裝置的每個(gè)環(huán)路加熱管長度應(yīng)當(dāng)盡量接近，這樣可使各環(huán)路的阻力值接近，其差值盡可能控制在15%以內(nèi)。對(duì)以獨(dú)立式燃?xì)鉅t等為熱源的系統(tǒng)，應(yīng)控制管長90m，以減少阻力。要使各管支路的阻力盡可能平衡，并保證管內(nèi)水的最小流速。低溫?zé)崴到y(tǒng)的熱計(jì)量和室溫控制新建住宅低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)，應(yīng)設(shè)置分戶熱計(jì)量和溫

18、度控制裝置。分戶熱計(jì)量的低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)，應(yīng)符合下列要求： 應(yīng)采用共用立管的分戶獨(dú)立系統(tǒng)形式。 熱量表前應(yīng)設(shè)置過濾器。 供暖系統(tǒng)的水質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)鍋爐水質(zhì)gb1576的規(guī)定。 共用立管和入戶裝置，宜設(shè)置在管道井內(nèi)；管道井宜鄰樓梯間或戶外公共空間。 每一對(duì)共用立管在每層連接的戶數(shù)不宜超過3戶。低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)室內(nèi)溫度控制，可根據(jù)需要選取下列任一種方式： 在加熱管與分水器、集水器的接合處，分路設(shè)置調(diào)節(jié)性能好的閥門，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)來控制室內(nèi)溫度。 各個(gè)房間的加熱管局部沿墻槽抬高至1.4m，在加熱管上裝置自力式恒溫控制閥，控制室溫保持恒定。 在加熱管與分水器、集水器的接合處，分

19、路設(shè)置遠(yuǎn)傳型自力式或電動(dòng)式恒溫控制閥，通過各房間內(nèi)的溫控器控制相應(yīng)回路上的調(diào)節(jié)閥，控制室內(nèi)溫度保持恒定。調(diào)節(jié)閥也可以內(nèi)置于集水器中。采用電動(dòng)控制時(shí)，房間溫控器與分水器、集水器之間應(yīng)預(yù)埋電線。發(fā)熱電纜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)發(fā)熱電纜布線間距應(yīng)根據(jù)其線性功率和單位面積安裝功率，按下式確定：s = px/ q1000 （5.9.1）式中 s-發(fā)熱電纜布線間距（mm）；px-發(fā)熱電纜線性功率（w/m）；q-單位面積安裝功率（w/m2）。在靠近外窗、外墻等局部熱負(fù)荷較大區(qū)域，發(fā)熱電纜應(yīng)較密鋪設(shè)。發(fā)熱電纜熱線之間的最大間距不宜超過300 mm，且不應(yīng)小于50 mm；距離外墻內(nèi)表面不得小于100 mm。發(fā)熱電纜的布置，可選擇采用平行型（直列型）或回折型（旋轉(zhuǎn)型）。每個(gè)房間宜獨(dú)立安裝一根