地暖設計計算Word版

1、地暖設計計算 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，應根據(jù)實際情況將第5.3計算的房間供暖熱負荷扣除來自上層地面向下的散熱量。當垂直相鄰各房間均采用地面輻射供暖時，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，應計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荷的10%時，尚應計算其傳熱量。 單位地面面積的散熱量應按下列公式計算： q= q f + q d (5.4.2-1) qf = 5×10-8(tpj +273) 4-(tfj+273) 4 (5.

2、4.2-2-1) 或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)設計 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)計算溫度（）。 單位地面面積的散熱量和向下傳熱損失，均應通過計算確定。當加熱管為PE-X 管或PB管時，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。

3、確定地面所需的散熱量時，應將本章第5.3節(jié)計算的房間熱負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按下列公式計算： 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-敷設加熱管或發(fā)熱電纜的地面面積（）。 確定地面散熱量時，應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1 / 12應改善建筑熱工性能或設置其他輔助供暖設備，減少地面輻射供暖系統(tǒng)負擔的熱負荷。地表面平均溫度宜按下列公式計算： tpj=tn+9.82 ×（qx /100)0.969 （5.4.6） 式中 tpj-地表

4、面平均溫度（）； tn-室內(nèi)計算溫度（）； qx-單位地面面積所需的散熱量（W/）熱媒的供熱量，應包括地面向上的散熱量和向下層或向土壤的傳熱損失。 地面散熱量應考慮家具及其他地面覆蓋物的影響。 在參照歐洲標準EN442要求，在至少30分鐘內(nèi)測試不少于12次連續(xù)等時間間隔的讀值滿足測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計算地板表面的散熱量并與熱源供熱量比較，以驗證計算的正確性 用熱計量取熱費代替按面積收費的方法可以節(jié)約2030，同樣的戶型，如果達到同樣的室內(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將是中間住戶的1.7倍。要求設計時特別注意。

5、 目前熱計量表價格還偏高，壽命才幾年，所以用熱計量收費單戶成本高，代替按面積收費尚需時日。 在不同供水溫度下房間各表面溫度的測量 地面輻射供暖系統(tǒng)的加熱管系統(tǒng)設計 在住宅建筑中地面輻射供暖系統(tǒng)應按戶劃分系統(tǒng)，配制分集水器，可以方便實現(xiàn)按戶熱計量；戶內(nèi)的主要房間，宜分環(huán)路布置加熱管，這樣便于實現(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)路帶流量自動控制型的，則以用戶各主要房間分環(huán)布置加熱管為

6、原則。對于壁掛爐系統(tǒng)，以戶內(nèi)各主要房間分環(huán)布置加熱管。加熱管長度應根據(jù)壁掛爐循環(huán)水泵的揚程經(jīng)計算確定，一般管長4070 m為好。 加熱管的布置，應根據(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，應本著保證地面溫度均勻的原則進行。布管時，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。 加熱管的敷設的管間距，應根據(jù)地面散熱量、室內(nèi)計算

7、溫度、平均水溫及地面?zhèn)鳠釤嶙璧韧ㄟ^計算確定。 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要在PE-X、PE-RT、PB、PP-R和PP-B等塑料管材中選擇。 在地暖設計時，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)實驗當效果溫度20和地表面平均溫度為28時，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

8、量和費用，施工費用也可以減少；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所，動荷載大，使用焊接鋼筋，加固保護加熱管。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）、P

9、P-B（D =1.95 MPa），其中PE-RT和PP-R的應力值基本相同，應根據(jù)系統(tǒng)使用情況選擇適宜的管材。管材PB、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，塑料管材壁厚應適當加厚，對于管 徑大于等于15mm的管材壁厚不應小于2.0mm，對于管徑小于等于15mm的管材壁厚不應小于1.8mm；需進行熱熔焊接的管材，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，流速過大會使管道產(chǎn)生

10、噪聲。 在設計地暖時，為了給客戶室溫寧高勿低，保險系數(shù)大，是不科學的，也是不合理的，溫度太高不僅會感到不舒服，還會使下肢血液循環(huán)過快影響健康。地表面溫度越高輻射換熱造成的外圍護結(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，空氣與墻面對流換熱減弱，總的講耗熱量反而增大。 由于塑料類管材有縱向膨脹特性，應在敷設方式上有所考慮。塑料類管材在地面內(nèi)埋設時縱向膨脹受限，會轉(zhuǎn)化為內(nèi)應力，在管道強度計算的安全系數(shù)中可以消納，而明裝時則會發(fā)生較大的彎曲變形，且易受劃傷而影響使用壽命。根據(jù)實際工程的問題和經(jīng)驗，目前只推薦在直埋（包括地面內(nèi)或嵌墻敷設）時采用塑料類管道，非直埋的所有管道（包括明裝

11、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備和衛(wèi)生潔具下，不應布置加熱管。 地面輻射供暖系統(tǒng)的分集水器及附件的設計 每個環(huán)路加熱管的進出水口，應分別與分集水器相連接。分集水器內(nèi)徑應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。每個分集水器分支環(huán)路不宜多于8路，環(huán)路過多，將導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)水的流速會小于0.25m/s，供暖效果難以保證。每個分支環(huán)路供回水管上均應設置銅制球閥等可關(guān)斷閥門。球閥作為切斷閥在管路上只應全關(guān)或全開，則不應做為調(diào)節(jié)流量用，不宜把球閥半開啟使用。 目前將塑料球閥用

12、在分水器上是不合適的，因為塑料球閥只能使用在冷水管線上，而用在熱水管線上，球體會受熱膨脹，致使操作失靈。 在水平安裝的采暖管線上，選用閘閥是不可取的，因為采暖管路中的水不可避免含有雜質(zhì)，由于水流運行方向的原因，容易在閘槽內(nèi)沉積雜質(zhì)，使閥門關(guān)閉不嚴，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?shù)?，因為普通分集水器上的球閥開啟到半開位置，水流容易沖刷密封球體，致使閥門關(guān)不嚴。調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度應選用各路流量調(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，順水流方向應安裝閥門、過濾器、熱計量裝置（有熱計量要求的系統(tǒng)）和閥

13、門、泄水管。設置兩個閥門主要是供清洗過濾器和更換或維修熱計量裝置時關(guān)閉用；設過濾器是為了防止雜質(zhì)堵塞流量計和加熱管。熱計量裝置前的閥門和過濾器，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，應安裝泄水管并加裝關(guān)斷閥（試驗閥）和平衡閥或其它可關(guān)斷調(diào)節(jié)閥。系統(tǒng)配件應采用耐腐蝕材料。安裝泄水裝置，用于驗收前以及以后維修時沖刷管道和泄水用，最好泄水裝置就近有地漏排水裝置。 在分水器的總進水管與集水器的總出水管之間，宜設置旁通管，旁通管上應設置閥門。旁通管的連接位置，應在總進水管的始端（閥門之前）和總出水管的末端（閥門之后）之間，保證對供暖管路系統(tǒng)沖洗時水不流進加熱管。

14、分集水器上應設置手動或自動排氣閥。盡量安裝自動放氣閥，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水等因素造成的集氣，而使系統(tǒng)運行受阻。 地面輻射供暖系統(tǒng)的加熱管水力計算：加熱管計算管段的壓力損失，可按下列公式計算： P=Pm+Pj (5.7.1) Pm=×L/d××2/2 (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）； -

15、水在管道內(nèi)的流速（m/s） -局部阻力系數(shù) 鋁塑復合管及塑料管的摩擦阻力系數(shù)，可近似統(tǒng)一按下列公式計算： =0.5b/2+1.312（2-b）（lg3.7）dn/kd/lgReS-1/lg（3.7dn/k d）2 b=1+ lgReS /lgRez ReS=dn/t Rez=500dn/kd dn=0.5(2dw+ dw-4-2) 式中 -摩擦阻力系數(shù)； b -水的流動相似系數(shù)； Res -實際雷諾數(shù)； - 水的流速（m/s）； t - 與溫度有關(guān)的運動黏度（/s）Rez - 阻力平方區(qū)的臨界雷諾數(shù)； kd-管子的當量粗糙度（m），對鋁塑復合管及塑料管kd=1×10-5（m）； dn

16、-管子的計算內(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）； 查找對應管徑的比摩阻時，需要先計算出相應管徑水的流量來。進而求出水的流速。 1、流量計算公式：G=（A×Q）/C×（tg-th） =（3.6×Q）/4.187×(tg-th) =0.86×Q（tg-th） （式5.7.2.1） 式中G-通過每個支管的流量，kg/h; A-單位換算系數(shù)1W=1J/S=3600/1000KJ/h=3.6 KJ/h; Q-每個支管的熱負荷。W； C-水的熱容量，C=4.187kj/(kg) tg

17、、th-各支管的供回水溫度，。 2、流速計算公式：v=G/(900××d2×)m/s (式5.7.2.2) G -通過每個支管的流量，kg/h; d -支管內(nèi)徑，m; -熱水的密度kg/m3 5.7.3塑料管及鋁塑復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。 塑料管及鋁塑復合管的局部壓力損失應通過計算確定，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（自分水器總進水管閥門前起，至集水

18、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環(huán)路加熱管長度應當盡量接近，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)。對以獨立式燃氣爐等為熱源的系統(tǒng)，應控制管長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。 低溫熱水系統(tǒng)的熱計量和室溫控制 新建住宅低溫熱水地面輻射供暖系統(tǒng)，應設置分戶熱計量和溫度控制裝置。 分戶熱計量的低溫熱水地面輻射供暖系統(tǒng)，應符合下列要求： 應采用共用立管的分戶獨立系統(tǒng)形式。 熱量表前應設置過濾器 供暖系統(tǒng)的水質(zhì)應符合現(xiàn)行國家標準工業(yè)鍋爐水質(zhì)GB1576的規(guī)定。 共用立管和

19、入戶裝置，宜設置在管道井內(nèi)；管道井宜鄰樓梯間或戶外公共空間。 每一對共用立管在每層連接的戶數(shù)不宜超過3戶。 低溫熱水地面輻射供暖系統(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，分路設置調(diào)節(jié)性能好的閥門，通過手動調(diào)節(jié)來控制室內(nèi)溫度。 各個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，分路設置遠傳型自力式或電動式恒溫控制閥，通過各房間內(nèi)的溫控器控制相應回路上的調(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。采用電動控制時，房間溫控器與分水器、集水器之間應預埋電線。 發(fā)熱電纜系

20、統(tǒng)的設計 發(fā)熱電纜布線間距應根據(jù)其線性功率和單位面積安裝功率，按下式確定： S = Px/ q×1000 （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、外墻等局部熱負荷較大區(qū)域，發(fā)熱電纜應較密鋪設。 發(fā)熱電纜熱線之間的最大間距不宜超過300 mm，且不應小于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）。 每個房間宜獨立安裝一根發(fā)熱電纜，不同溫度要求的房間不宜共用一根發(fā)熱電纜；每個房間宜通過發(fā)熱電纜溫控器單獨控制溫度。 發(fā)熱電纜溫控器

21、的工作電流不得超過其額定電流。 發(fā)熱電纜地面輻射供暖系統(tǒng)可采用溫控器與接觸器等其他控制設備結(jié)合的形式實現(xiàn)控制功能，溫控器的選用類型應符合以下要求： 高大空間、浴室、衛(wèi)生間、游泳池等區(qū)域，應采用地溫型溫控器； 對需要同時控制室溫和限制地表溫度的場合應采用雙溫型溫控器。 發(fā)熱電纜溫控器應設置在附近無散熱體、周圍無遮擋物、不受風直吹、不受陽光直曬、通風干燥、能正確反映室內(nèi)溫度的位置。不宜設在外墻上，設置高度宜距地面1.4m。地溫傳感器不應被家具等覆蓋或遮擋，宜布置在人員經(jīng)常停留的位置。 發(fā)熱電纜溫控器的選型，應考慮使用環(huán)境的潮濕情況。 發(fā)熱電纜的布置應考慮地面家具的影響。 地面的固定設備和衛(wèi)生潔具下

22、面不應布置發(fā)熱電纜。 發(fā)熱電纜系統(tǒng)的電氣設計 發(fā)熱電纜系統(tǒng)的供電方式，宜采用AC220V供電。當進戶回路負載超過12kW時，可采用AC220V/380V三相四線制供電方式，多根發(fā)熱電纜接入220V/380V三相系統(tǒng)時應使三相平衡。 供暖電耗要求單獨計費時，發(fā)熱電纜系統(tǒng)的電氣回路宜單獨設置。 配電箱應具備過流保護和漏電保護功能，每個供電回路應設帶漏電保護裝置的雙極開關(guān)。 地溫傳感器穿線管應選用硬質(zhì)套管。 發(fā)熱電纜地面輻射供暖系統(tǒng)的電氣設計應符合國家現(xiàn)行標準民用建筑電氣設計規(guī)范JGJ/T16和建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50303中的有關(guān)規(guī)定。 發(fā)熱電纜的接地線必須與電源的地線連接PERT管P

23、E-RT管，即 耐熱聚乙烯管，是Polyethylene of raised temperature resistance pipe的英文縮寫，是一種可以用于熱水的非交聯(lián)的聚乙烯管，也有人突出了其非交聯(lián)的特性，叫它“耐高溫非交聯(lián)聚乙烯管”?；靖拍钏且环N采用特殊的分子設計和合成工藝生產(chǎn)的一種中密度聚乙烯，它采用乙烯和辛烯共聚的方法，通過控制側(cè)鏈的數(shù)量和分布得到獨特的分子結(jié)構(gòu)，來提高PE管的耐熱性，PE管的耐熱最高溫度為60°。由于辛烯短支鏈的存在使PE的大分子不能結(jié)晶在一個片狀晶體中，而是貫穿在幾個晶體中，形成了晶體之間的聯(lián)結(jié)，它保留了PE管的良好的柔韌性，高熱傳導性和惰性，同時使

24、之耐壓性更好，可長期用于60以下熱水輸送。其保留了PE的良好柔韌性、惰性，同時耐低溫（-40）、抗沖擊性好、耐壓性更好，無毒、無味、無污染，綠色環(huán)保，可回收。PE-RT管可熱熔連接,安裝維修方便。這種改性方法和目前市場上常見的PPR管類似。PE-RT管可以用于ISO10508中規(guī)定的熱水管的所有使用級別!目前市面上的常見PERT管有中財、CYCON、偉星、金牛、金德、美爾固、天緣等。.質(zhì)量輕，易于運輸，安裝，施工。2.具有良好的柔韌性，使其鋪設時方便經(jīng)濟，生產(chǎn)的管材在施工時可以通過盤卷和彎曲等方法減少管件的使用量，降低施工成本。3.管材彎曲時，在彎曲的部分的應力可以很快得到松弛，不會出現(xiàn)“回彈

25、”現(xiàn)象，便于施工操作。4.管內(nèi)磨擦損失小，此種管的輸送流體能力比同管徑金屬管大30%。5.脆裂溫度低。管材具有優(yōu)越的耐低溫性能，因此在冬季低溫的情況下也可以施工，并且在彎曲時管道無需預熱。6.耐化學腐蝕性好，不生銹，使用壽命長。7.良好的環(huán)境適應性。8.在工作溫度為70攝氏度壓力為0.4MPa條件下，可安全使用50年以上。9.管材在生產(chǎn)過程中不添加任何有毒助劑。內(nèi)壁光滑，不結(jié)垢，不滋生細菌，可以安全應用在飲用水輸送等領域。10.抗沖擊性能是PVC-U管材的5倍。11.耐熱耐壓性好。12.可以熱熔連接和機械連接，可靠、不滲漏。而PE-X只能機械連接。13.綠色環(huán)保產(chǎn)品，可回收再利用。14.耐高溫性好，在適當?shù)膲毫l件下可使用50年；15.耐低溫霜凍性能好，同時具有優(yōu)異的抗沖擊性，適于冬季施工；16