建筑供暖工程

第三篇暖通空調本篇包括四章，分別是第7章供暖第8章通風第9章空調第10章燃氣第7章建筑供暖工程

（采暖或供熱工程）

在寒冷的冬季，由于室外氣溫低、室內熱量就會通過圍護結構不斷傳向室外，使室內溫度下降。為使室內溫度滿足人們正常生活、工作的需要，必須向室內供給相應的熱量，這就是供暖。

7.1供暖系統(tǒng)一、供暖系統(tǒng)組成及分類1．供暖系統(tǒng)主要由熱源、供熱管道、散熱設備三部分組成。

熱源（熱媒制備）：提供熱量，如區(qū)域鍋爐、熱電廠的余熱。輸熱管道（熱網）：由熱源向熱用戶輸送和分配供熱介質的管線系統(tǒng)。散熱設備（熱用戶）：裝在用戶室內的散熱器。熱媒（帶熱體，蒸汽或熱水）在管網中流動，將熱能從熱源輸送到熱用戶。熱用戶熱源熱網熱媒2、供暖的分類按供熱范圍可分為局部供暖、集中供暖、區(qū)域供暖。（1）局部供暖熱源和散熱設備都在同一個房間內，如煙氣供暖（火爐、火墻和火炕等）；電熱供暖；燃氣供暖。煤氣爐電暖器（2）集中供暖：

熱源遠離供暖房間，利用一個熱源通過管道供給多個建筑或建筑群所需熱量。（3）區(qū)域供暖熱源（熱電廠、集中供熱鍋爐房）供熱能力更大，范圍更廣（城市區(qū)域）。由于是以單一介質向區(qū)域范圍的不同用戶提供熱能，一般在用戶接口處設置熱交換站。相對城市供熱系統(tǒng)而言，熱交換站是用戶；對一個建筑或建筑群而言，熱交換站又是熱源。從本質上看，上上述集中供暖和和區(qū)域供暖沒有有大的差別，故故有時對二者沒沒有細分——統(tǒng)一叫集中供暖暖。按熱媒不同分為為：熱水供暖系統(tǒng)蒸汽供暖系統(tǒng)熱風供暖系統(tǒng)1、熱水供暖系統(tǒng)統(tǒng)可按下述方法法分類：按熱媒參數分類類:低溫水系統(tǒng)：水溫≤100℃的熱水系統(tǒng)；設設計供水溫度多多采用95℃、回水溫度70℃，適用于住宅、、辦公樓、醫(yī)院院及托幼建筑。。高溫水系統(tǒng)：水溫>100℃的熱水系統(tǒng)；設設計供水溫度多多采用130℃、回水溫度80℃，適用于其他民民用及工業(yè)建筑筑。二、熱水供暖系系統(tǒng)按供回水方式的的不同：單管系統(tǒng)：熱水經供水管順順序流過多組散散熱器，并順序序地在各散熱器器中冷卻的系統(tǒng)統(tǒng)；雙管系統(tǒng)：熱水經供水管平平行地分配給多多組散熱彬，冷冷卻后的回水自自每個散熱器直直接沿回水管流流回熱源的系統(tǒng)統(tǒng)。2、自然循環(huán)熱水供供暖系統(tǒng)自然（重力）循循環(huán)熱水供暖系系統(tǒng)是最早采用用的一種熱水供供暖方式，已有有約200年的歷史，至今今仍在應用。主要依靠鍋爐加加熱和散熱器散散熱冷卻造成供供、回水溫度差差而形成水的密密度差，維持系系統(tǒng)中的水循環(huán)環(huán)，這種水的循循環(huán)作用壓力稱稱為自然壓頭。。組成：鍋爐，管道，散散熱器，高位水水箱。在重力循環(huán)熱水水供暖系統(tǒng)中膨膨脹水箱的作用用有三個：1）容納水受熱膨膨脹增加的水量量。2）排出系統(tǒng)中的的空氣。3）為系統(tǒng)定壓。。膨脹水水箱重力循環(huán)熱水供供暖系統(tǒng)的工作作原理重力循環(huán)熱水供供暖系統(tǒng)的主要要型式分雙管和單管兩兩種型式。1）雙管上供下下回式系統(tǒng)。該系統(tǒng)各層散熱熱器支管上安裝裝閥門，房間溫溫度可以任意調調節(jié)。2）單管上供下回回式系統(tǒng)。分單管順流式和和單管跨越式兩兩種型式。特點：裝置簡單，運行行時無噪聲和不不消耗電能。但但由于作用壓力力小、管徑大，，作用范圍受到到限制。重力循環(huán)熱水供供暖系統(tǒng)通常只只能在單幢建筑筑物中應用，其其作用半徑不宜宜超過50米。3、機械循環(huán)熱水供暖系統(tǒng)機械循環(huán)熱水供供暖系統(tǒng)與重力力循環(huán)系統(tǒng)的主主要區(qū)別是在系系統(tǒng)中設置了循循環(huán)水泵，依靠水泵循環(huán)的的水體,靠水泵的機械能能使水在系統(tǒng)中中強制循環(huán)。因因為設置了水泵泵，增加了系統(tǒng)統(tǒng)的運行費用和和維修工作量；；但由于水泵所所產生的作用壓壓力很大，供暖暖范圍可以擴大大。機械循環(huán)熱水供供暖系統(tǒng)成為應應用最廣泛的一一種供暖系統(tǒng)。。與自然循環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)相比，機械循循環(huán)熱水供暖系系統(tǒng)多了水泵和和排氣設備。另另外，膨脹水箱箱的連接位置不不同。水泵為系統(tǒng)循環(huán)環(huán)的動力設備。。由于膨脹水箱不不能完全排除系系統(tǒng)中的空氣。。為了順利的排排除系統(tǒng)中的空空氣，供水干管管應順水流方向向敷設向上的坡坡度，并在管段段最高點處設置置排氣設備，排排出系統(tǒng)中空氣氣。排氣設備主要有有集氣罐、自動動排氣閥、冷風風閥（或稱手動動跑風、放氣旋旋塞）等。（2）供回水方式上供上回式垂直式上上供下回式（（最常用）下供上回式（倒倒流式）下供下回式水平式水平式與垂直式（單管管和雙管）系統(tǒng)統(tǒng)相比，有以下優(yōu)點：（1）系統(tǒng)的總造造價一般要比垂垂直式系統(tǒng)低。。（2）管路簡單，，便于快速施工工。除了供、回回水總立管外，，無穿過各層樓樓管的立管，因因此無需在樓板板上打洞。（3）沿路沒有立立管，不影響室室內美觀。另有同程式和異異程式之分同程式：各立管環(huán)路的的總長度都是相相等的，各條環(huán)環(huán)路的總長度相相等，壓力損失失容易平衡，熱熱媒流量分配均均勻；異程式中各環(huán)路的總長長度不等，系統(tǒng)統(tǒng)中各立管環(huán)路路的壓力損失難難平衡，需用不不同的立管管徑徑消除或減小各各立管環(huán)路的壓壓力損失差。同同層房間出現(xiàn)近近熱遠冷的冷熱熱不均現(xiàn)象，也也稱為系統(tǒng)的水平失調。（3）熱水供暖系統(tǒng)中中應注意問題①從系統(tǒng)中排除空空氣存在空氣的原因：：水中空氣加熱后后析出，系統(tǒng)充水水前的空氣未排完完?？諝獯嬖诘奈：Γ海河绊懮嵝Ч?、、腐蝕管道解決的方法：系統(tǒng)統(tǒng)最高點設集氣罐罐、自動排氣閥等等②系統(tǒng)中水熱膨脹脹，供熱水溫度t=90~95℃℃，回水t=70℃膨脹水箱接受水膨膨脹的體積③管道熱脹冷縮自然補償管道、補補償器按照供汽壓力的大大小，將蒸汽供暖暖分為三類：高壓蒸汽供暖系統(tǒng)統(tǒng)：供汽表壓力高高于70kpa；適用于工業(yè)建筑筑；低壓蒸汽供暖系統(tǒng)統(tǒng)：供汽表壓力等等于或低于70kpa；適用于要求較低低的民用建筑及工工業(yè)建筑；真空蒸汽供暖系統(tǒng)統(tǒng)：系統(tǒng)中的壓力力低于大氣壓。真真空蒸汽供暖因需需要使用真空泵裝裝置，系統(tǒng)復雜，，在我國很少使用用。2、蒸汽供暖系統(tǒng)分分類3、蒸汽供暖系統(tǒng)的的特點與熱水機械系統(tǒng)相相比多了——凝結水箱①蒸汽溫度高同同樣供熱量時，，散熱面積可減少少30%②多為間歇供暖管管道內時而蒸汽汽，時而空氣，易易腐蝕③蒸汽溫度很難調調節(jié)，不利于系統(tǒng)統(tǒng)的節(jié)能運行④熱惰性小，加熱熱過程快⑤干燥、灰塵多、、衛(wèi)生條件差⑥散熱器表面溫度度高，易燙傷人，，燒烤表面積灰產產生異味結論：蒸汽供暖不不適用于民用建筑筑——住宅、醫(yī)院、辦公公樓等，可于工廠廠企業(yè)有蒸汽源同同時為生產工藝用用。7.2供暖系統(tǒng)熱負荷一、熱負荷定義維持室內溫度一定定，向建筑物供給給的熱量。它等于于建筑物的耗熱量量-得熱量，建筑物的的耗熱量其包括兩兩部分：通過建筑物圍護結結構（墻、窗、門門等）由室內傳到到室外的熱量加熱進入室內的室室外空氣所需熱量量二、圍護結構的耗耗熱量由于室內外溫差，，在穩(wěn)定傳熱條件件下，其傳熱量Q為Q=Kf(tn–tw)ɑK——圍護結構的傳熱系系數W/m2·℃F——圍護結構的傳熱面面積m2tn——室內計算溫度℃℃tw——室外供暖計算溫度度℃ɑ——溫差修正系數1．室外計算溫度tw與室外氣候條件有有關，隨時間（晝晝夜）及地域而變變化。采用歷年平均每年年不保證五天的日日平均溫度，即每每年可能有五天以以下的天數的室內內溫度低于設計值值，例如，不同地地區(qū)tw不同。哈爾濱-26℃北京-9℃武漢-2℃（極限溫度冬季-19℃）2．室內計算溫度tn指室內離地面2m以內的平均空氣溫溫度。它與建筑物用途有有關。民用建筑常常用tn=18~22℃,但哺乳室，淋浴室室tn=20~25℃3．傳熱系數K與圍護結構的材料料、厚度有關，如如墻體的K<<玻璃KK小所需熱負荷小，，節(jié)能。4.風力附加耗熱量一般可不考慮。但但對建筑在不避風風的高地，河邊，，海岸，曠野上的的建筑物及城鎮(zhèn)或或廠區(qū)內特別高出出的建筑物，規(guī)范范規(guī)定：這類建筑筑物垂直圍護結構構的基本耗熱量應應附加5％～10％，以考慮風力增增大的影響。5.規(guī)范規(guī)定的朝向修修正率為：北、東北、西北0％～10％東、西-5％東南、西南-10％～-15％南-15％～-30％6.房高附加耗熱量民用建筑和工業(yè)企企業(yè)輔助建筑物，，當房屋高度在4m以下時，可以不考考慮沿房屋高度室室內溫度上升對耗耗熱量的影響。高高度超過4m時，每增高1m，應附加的耗熱量量為房屋圍護結構構總耗熱量（包括括圍護結構傳熱基基本耗熱量和其他他修正耗熱量）的的2%。但總的附加值不不大于15%。高度附加耗熱不適適于樓梯間，因為為樓梯間的散熱器器布置一般在底層層，已經考慮了垂垂直方向熱氣流的的上升。三、加熱進入室內內冷空氣所需熱量量室外冷空氣經過門門窗的縫隙或開啟啟外門進入室內，，供暖系統(tǒng)加熱這這部分冷空氣所需需熱量L——進入室內冷空氣的的量m3/sC——空氣的比熱1.01kJ/kg℃——室外空氣在tw下的密度kg/m3四、建筑熱負荷的的估算方法（在方方案設計階段使用用）1．按單位面積熱指指標估算——單位面積的供熱指指標kW/m2F——建筑總面積m2。與建筑物的用途，，所處地域有關。。見表7-62．按單位體積熱指指標估算——單位體積供熱指標標kW/m3℃V——建筑物按外形尺寸寸計算的體積m3——與建筑物用途，所所處地域有關。7.3散熱設備一、散熱設備概述述1.散熱設備包括散熱熱器、暖風機、鋼鋼制輻射板等。應應用最廣泛的是散散熱器。2.散熱器的作用：安安裝在供暖房間內內，將熱煤（熱水水、蒸汽）的部分分熱量傳給室內空空氣，補償建筑物物的熱損失。3.對散熱器的要求（（選用）高效、節(jié)能、美觀觀、耐用。二、散熱器典型結結構1．鑄鐵散熱器。結結構簡單，防腐性性好，壽命長。缺缺點：金屬耗量大大，強度低，常用用結構有①柱型散熱器，四四柱、五柱、二柱柱②翼型散熱器，四四柱、五柱、二柱柱柱型散熱器柱型散熱器外表面面光滑，每片各有有幾個中空的立柱柱相互連通。根據據需要的散熱面積積可將若干單片組組裝成一組散熱器器組。目前常用的的柱型散熱器主要要有二柱、四柱兩兩種類型。柱型散熱器的傳熱熱系數高、外形美美觀、易清除積灰灰、容易組成所需需的散熱面積，因因而得到較廣泛的的應用。冀型散熱器翼型散熱器制造工工藝簡單，但傳熱熱系數較低、外形形不美觀、灰塵不不易清掃。特別是是它的單片散熱量量大，設計選用時時不易恰好組成所所需的面積。圓冀型散熱器：一根內徑50/75mm的管子，外面帶有有許多圓形肋片的的鑄件。管子兩端端配置法蘭，可將將數根組成平行/疊置的散熱器組。。長翼型散熱器：外表面有許多豎向向肋片，外殼內部部為一扁盒狀空間間。鋼串片對流散熱器器鋼管與鋼片等組成成，承壓高，體積積小，重量輕，加加工方便，適用于于熱水供暖系統(tǒng)，，高層建筑。2．鋼質散熱器板型散熱器由面板、背板、進進出水口接頭、放放水門固定套及上上下支架組成。背背板有帶對流片和和不帶對流片兩種種類型。鋼制柱型散熱器其構造與鑄鐵柱型型散熱器相似，每每片也有幾個小空空立柱。這種散熱熱器是采用1.25—1.5mm厚冷軋鋼板沖壓延延伸形成片狀半柱柱型，將兩片片狀狀半柱型經壓力滾滾捍復合成單片，，單片之間經氣體體弧焊聯(lián)接成散熱熱器。3、其它類型散熱器器鋁制散熱器重量輕，外表美觀觀；鋁的輻射系數數比鑄鐵和鋼的小小，為補償其輻射射放熱的減小，外外型上應采用措施施以提高氣對流散散熱量。其它類型散熱器陶瓷散熱器三、散熱器的熱工工計算散熱器的熱工計算算是為了確定散熱熱面積和片數散熱器向室內放出出熱量應等于室內內熱負荷，其放熱熱量K——散熱器的傳熱系數數kW/m2·℃F——散熱器的傳熱面積積m2——散熱器內熱媒平均均溫度（熱水系統(tǒng)統(tǒng)取供回水溫度算算術平均值）——室內供暖的計算溫溫度若已知Q、K，、可可求面面積F，，是是修正系系數——散熱器片數修正系系數=0.95~1.0——暗裝管內水冷卻系系數，明裝時=1.0——安裝方式修正系數數。四、散熱器的布置置散熱器設置在外墻墻窗口下最為合理理。寒冷地帶的兩道外外門之間不設置散散熱器，以防凍裂裂。明裝比暗裝散熱效效果好，為美觀可可用飾面板外遮一一下散熱器。樓梯間的散熱器盡盡量安在底層，空空氣加熱后會自行行上升。1、引入口的布置置宜設置在建筑物熱熱負荷對稱分配的的位置，宜在建筑筑物的中部。2、管路的布置可采用明裝或暗裝裝。一般的民用建筑、、公共建筑、廠房房采用明裝；裝飾要求高的建筑筑采用明裝。7.4供暖管網布置與敷敷設干管：應有合理坡坡度、坡向。位置置取決供回水方式式。對最常見的上上供下回系統(tǒng)，供供水干管一般布布置在頂層頂棚下下；回水干管布置置在地面、地溝、、或地下室。立管：宜布置在窗窗間墻處，盡可能能裝在房間角落。。支管：應有一定的的坡度，與散熱器器最好雙面連接。。3、集氣罐設在系統(tǒng)最高處。。注意兩個不同環(huán)環(huán)路不能合用一個個集氣罐。7.5熱源一、供暖熱源可可分為三大類1．鍋爐：用燃料——煤、油，天然氣等等燃燒的熱量加熱熱熱媒——熱水或蒸汽，使用用靈活。2．熱力管網：將區(qū)區(qū)域供熱作為熱源源，它本身的熱源源是大型鍋爐如熱熱電廠供熱，這種種集中供熱優(yōu)點是是三高二少；自動動控制及管理水平平高、燃料能量利利用率高、運行經經費少、對環(huán)境污污染少3．太陽能集熱器，，利用太陽能加熱熱水作為熱源，它它的利用受自然條條件的限制。二、鍋爐及鍋爐房房1．鍋爐的分類及適適用范圍按燃燒所用燃料①燃煤鍋爐：地處處效區(qū)，污染嚴重重②燃油或天然氣鍋鍋爐③電鍋爐爐：無污污染，用用于中心心域區(qū)按產生熱熱煤的種種類熱水鍋爐爐高高壓鍋鍋爐：熱熱水t>115℃低壓鍋爐爐：熱水水t<115℃蒸汽鍋爐爐：高壓壓鍋爐：：蒸汽表表壓力>0.7MPa低壓鍋爐爐：蒸汽汽表壓力力<0.7MPa常用低壓壓蒸汽鍋鍋爐、低低壓熱水水鍋爐t=95℃2.鍋爐的基基本特性性參數產熱量：鍋爐每每小時生生產的熱熱量Q（kW），蒸汽汽鍋爐用用蒸汽產產量t/h。熱媒參數數：壓力（（Pa），溫度度（℃））發(fā)熱率：每單位位面積(m2)單位時間間產生的的熱量kw/m2h效率：熱媒吸吸收的熱熱量與燃燃料在爐爐內放出出全部熱熱量之比比3．鍋爐房房位置及及對建筑筑設計的的要求①區(qū)域供供熱或工工廠供熱熱用鍋爐爐要設獨獨立鍋爐爐房②為生活活或供暖暖用附屬屬鍋爐房房可設在在建筑物物內或外外部，它它的位置置尺寸確確定有如如下