毕业设计地板辐射采暖说明书.docx
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毕业设计地板辐射采暖说明书
第1章《供热工程》课程设计具体内容3
第2章方案比较4
第3章供暖热负荷计算5
3.1外围护结构的基本耗热量计算
3.2门窗的冷风渗透耗热量计算
3.3下面以101房间为例计算房间的热负荷
第4章地板辐射采暖设计9
4.1热源条件
4.2加热管的选择及布置
4.2.1塑料管材的选用
4.2.2埋地管的敷设
4.3地板辐射采暖设计
4.3.1采暖盘管布置
4.3.2采暖盘管设计计算
第5章系统水利计算15
5.1水力计算方法
5.2户内环路水力计算
5.3室外管网的水力计算
第6章水泵及设备的选择21
第7章热表及温控阀选型24
第8章管道的保温25
8.1保温管道的确定原则
8.2保温材料的选择
第9章总结26
第10章参考文献27
附录28
房间热负荷计算表
地板辐射平面布置图
答辩66
第1章《供热工程》课程设计具体内容
（一）地址：
郑州
（二）原始参数资料：
1、设计题目：
郑州某办公楼采暖设计
2、气象资料：
郑州冬季供暖室外计算温度：
tw′=-5℃
冬季室外平均风速：
υw=3.4m/s
冬季主导风向：
西、西北
由暖通空调设计规范可知中国民用建筑室内计算温度的范围为16℃-24℃，所以可得图中各房间的计算温度为：
18℃。
注：
内走廊、楼梯等公共区域不采暖。
3、围护结构：
1）外墙：
内墙面刮腻子（20mm）+kp1空心砖（200mm）+15mm喷涂硬泡聚氨酯+20mm聚苯颗粒保温+20mm聚合物砂浆加强面层+20mm外涂材料装饰，K＝1.14W/（m2·K）；
2）内墙：
20mm水泥砂浆+175mm砖墙+20mm水泥砂浆，K＝2.344W/（m2·K）；
3）外窗类型：
PVC框+Low-E中空玻璃6+12A+6遮阳型，传热系数K＝2.444W/（m2·K），自身遮阳系数0.55，内遮阳系数0.60；
4）外门系列：
节能外门，传热系数K＝3.02W/（m2·K）；
5）屋顶：
70mm双面彩钢板聚苯保温夹芯板，传热系数K＝0.91W/（m2·K）；
6）楼板：
7mm五夹板+370mm热流向下（水平，倾斜）60mm以上+80mm钢筋混凝土+25mm水泥砂浆+25mm大理石，K＝0.91W/（m2·K）；
7）内门：
木框夹板门，传热系数K＝2.504W/（m2·K）；
8）玻璃幕墙：
6钢+9A+6钢，12mm平板玻璃+12mm热流水平+12mm平板玻璃K＝0.91W/（m2·K）；
4.建筑条件图5张。
（三）设计计算：
1、供暖热负荷计算；
2、地板辐射采暖设计计算；
3、管道系统水力平衡计算；
4、供暖附件或装置的选择计算；
（四）制图：
1、施工图设计，主要包括：
设计总说明及设备材料表、供暖系统平面图、供暖系统图、大样图等；
2、设计计算说明书一份
第2章方案比较
该办公楼供热系统供暖较小，且地板采暖具有如下优点：
（1）节能。
根据各种采暖方式室内温度测试结果，地板辐射采暖方式是最理想的采暖方式。
在建立同样舒适条件的前提下，地板采暖房间的室内温度比一般散热器采暖温度低2-3℃，节省了能源，降低了供暖系统的运行费用。
（2）舒适。
地板低温辐射采暖以地板为散热器，在向人体和周围空气对流换热同时还向四周的家具及外围结构表面进行辐射换热，使壁面温度升高，减少了四周表面对人体的冷辐射。
由于有辐射强度和温度的双重作用，使室温比较稳定且温度梯度小，形成了真正的符合人体散热要求的热环境，给人以脚暖头凉的舒适感，可使脑力劳动者的工作效率提高。
（3）美观。
由于室内取消了暖气片及其管道，相当于增加了2-3%的使用面积。
更便于装修和室内布置。
（4）地板采暖适合分户计量及节能设计。
管道的布置，系统阻力值的确定，均可根据不同情况，不同要求由设计人自己决定。
（5）安全可靠，使用寿命长，清洁卫生。
管材的使用寿命无论国外还是国内的生产厂家均承诺为50年。
（6）热源选择灵活。
低温热水地板辐射采暖系统供水温度为40-60℃，可充分利用废热水和地热水资源。
（7）综合考虑，采用地板采暖。
第3章供暖热负荷计算
对于本办公楼的热负荷计算只考虑围护结构传热的耗热量和冷风渗透引起的耗热量，人员、灯光等得热作为有利因素暂不考虑在热负荷计算当中。
3.1外围护结构的基本耗热量计算
公式如下：
——围护结构的基本耗热量，W；
K——围护结构的传热系数，
F——围护结构的面积
tn——冬季室内计算温度
——供暖室外计算温度
—围护结构的温差修正系数
整个建筑的基本耗热量等于它的围护结构各部分基本耗热量的总和:
W
地面各地段的传热系数见表
地带名称
地面传热系数
地带名称
地面传热系数
第一地带
0.47
第二地带
0.23
第三地带
0.12
第四地带
0.07
按照暖通规范的规定,维护结构的耗热量修正应考虑朝向修正、风力附加和高度附加三个方面。
底层1房间的维护结构耗热量计算：
Q1=
北外墙：
q1=1.0×0.733×（18+5）×11.5×1.0×1.0=194w
西外墙：
q2=1.0×0.733×（18+5）×22.68×0.95×1.0=363w
北外窗：
q3=1.8×2.444×（18+5）×3.6×1.0×1.0=202w
地面Ⅰ：
q4=1.0×0.47×（18+5）×14×1×1.0=151w
地面Ⅱ：
q5=1.0×0.23×（18+5）×5.44×1×1.04=29w
围护结构耗热量Q1=q1+q2+q3+q4+q5=940W
3.2门窗的冷风渗透耗热量计算
采用缝隙法计算：
缝隙长度l=3×窗高+窗宽；
门窗渗入空气量V=L×l×n
式中：
V—经门窗缝隙渗入室人的总空气量，
L——每米门窗渗入室内的空气量，
l——门窗缝隙的计算长度，
n——渗透空气量的朝向修正系数
确定门窗缝隙渗入空气量V后，冷风渗透耗热量按下式计算
W
——供暖室外计算温度下的空气密度
——冷空气的定压比热
0.278——单位换算系数
查附表——7然后采用插值法计算。
《暖通规范》规定：
宜按下列规定的数值，选用不同朝向的修正率
北、东北、西北0-10%；东南、西南-10%-15%；
东、西-5%；南-15%-30%。
选用上面朝向修正率时。
应考虑当地冬季日照率小于35%的地区，东南、西南和南向修正率，宜采用-10%~0%，东西向可不修正。
⊙《暖通规范》规定：
民用建筑和工业辅助建筑物（楼梯间除外）的高度附加率，当房间高度大于4m时，每高出1m应附加2%，但总的附加率不应大于15%。
应注意：
高度附加率，应附加于房间各围护结构基本耗热量和其他附加（修正）耗热量的总和上。
⊙《暖通规范》规定：
在一般情况下，不必考虑风力附加。
只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别突出的建筑物，才考虑垂直外围护结构附加5%-10%。
3.3下面以101房间为例计算房间的热负荷
101房间为办公室，室内计算温度为18℃，郑州冬季室外计算温度为-5℃，郑州冬季日照率为60%。
表3.1郑州市的冷风朝向修正系数n
地点
东
南
西
北
郑州
0.65
0.2
1
0.65
郑州市的冷风朝向修正系数，北向0.65，对有两面相邻外墙的房间，全部计入其缝隙长度。
由前面的数据，在冬季室外平均风速，双层钢窗每米缝隙的冷风渗透量L=2.16m3/（h·m）.北向的窗户的缝隙总长度为3×2+1.8=7.8m.总的冷风渗透量V等于
=2.16×7.8×0.65=10.95m3/h
冷风渗透量等于
=0.278×10.95×1.32×1×（18+5）=92W.
房间热负荷计算结果见附录。
第4章地板辐射采暖设计
4.1热源条件
本设计采用热水作为热煤，供回水温度：
供，40℃；回，30℃。
4.2加热管的选择及布置
4.2.1塑料管材的选用
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，不锈钢塑料复合管等。
我国常用的主要有PAP管，PE-X管，PP-R管。
它们具有塑料管质量轻，耐腐蚀，不结垢，使用寿命长等优点外，还具有以下特点：
（1）良好的卫生性能，可用于应用水系统且可避免金属管材出现的锈水现象；
（2）良好的耐热性能，上述3种管材的最高温度均可达95℃；
（3）安装方便，连接可靠。
本工程根据设计条件选用交聚乙烯塑料管。
4.2.2埋地管的敷设
管的敷设形式有：
单蛇形，双蛇形，交错双蛇形，单回形，双回形。
埋管敷设多采用双回形布置方式，其热工性能较好，供热温度场温度梯度小，舒适性好。
本设计管道采用双回蛇形
布置方式。
4.3地板辐射采暖设计
4.3.1采暖盘管布置
本设计采用交聚乙烯塑料管，总管设在各户的管道井内，在分设支管进入各户，各户连在同一个分水器上，加热盘管的布置按房间分组。
管道布置采用双回蛇形，卫生间及厨房采用往复形或直列形：
影响塑料埋管铺设方式的主要因素是塑料埋管的最小弯曲半径。
而满足弯曲半径的同时也要使地板辐射供暖的热效率达到最大。
因此，为了不使地板表面温度过高而造成人脚部太热而表现的不舒适，最理想的状况是板表面温度均匀一致。
同时也要考虑施工问题。
对于双回形布置，经过版面中心点的任何一个剖面，埋管是高温低温管相间隔布置，存在“零热面”和“均化”效应，从而使这种布置方式的板面温度场比较均匀，是铺设弯曲度数大部分为90°弯，故铺设简单也没有埋管相交问题。
首层地面、卫生间及厨房必须设防水层。
采暖地面构造层与外墙接触部分用聚苯乙烯保温板作保温处理。
4.3.2采暖盘管设计计算
传热量
Φ=λ（t1-t2）s
式中：
λ—导热系数，W/m·℃；
S—形状因子，
t1——盘管温度，℃；
t2—地板表面温度，℃；
查表2-1
式中：
l—管长，m；
H——埋深，mm；
D——管径，mm；
ω——管间距，mm；
导热系数：
构造层：
瓷砖地板层δ=10mmλ=1.1W/m·℃
水泥沙将找平层δ=20mmλ=0.93W/m·℃
细石混凝土层δ=40mmλ=1.51W/m·℃
例：
101房间因全面辐射采暖的热负荷等于计算出的热负荷乘以0.9-0.95的修正系数，则单位面积耗热量：
50.41W
地板表面温度
平均水温t1=35℃
查附录2-6管间距为：
ω=300mm
管径为：
d=16mm
埋深：
H=50mm
单位长度耗热量:
Φ=λ（t1-t2）s=1.07×（35-23.1）×2.33=29.67w
管长：
L=Q/Φ=980÷29.67=33.03m计算结果如表4.1，表4.2,表4.3。
4.1首层交聚乙烯采暖盘管设计计算表
房
间
号
围护
结构
耗热量
面积
单位
面积
耗热量
地板
表面
温度
平均
水温
温差
管间距
平均
导热
系数
管径
埋深
形状
因子
单位
管长
耗热量
管长
Q
A
Q'
T
t
∆t
W
λ
d
H
S
Q0
L
W
㎡
W/㎡
℃
℃
℃
mm
W/m.k
mm
mm
W/m
m
101
980
19.44
50.41
23.1
35
11.9
300
1.07
16
50
2.33
29.67
33.0
102
465
19.44
23.92
20.5
35
14.5
300
1.07
16
50
2.33
36.15
12.9
104
928
38.88
23.87
20.5
35
14.5
300
1.07
16
50
2.33
36.15
25.7
106
886
30.78
28.78
20.9
35
14.1
300
1.07
16
50
2.33
35.15
25.2
107
1136
43.20
26.30
20.7
35
14.3
300
1.07
16
50
2.33
35.65
31.9
108
568
21.60
26.30
20.7
35
14.3
300
1.07
16
50
2.33
35.65
15.9
1F
1809
23.40
77.31
25.7
35
9.3
250
1.07
16
50
2.46
24.48
73.9
110
919
21.60
42.55
22.3
35
12.7
300
1.07
16
50
2.33
31.66
29.0
111
2145
43.20
49.65
23
35
12
300
1.07
16
50
2.33
29.92
71.7
112
1174
43.20
27.18
20.8
35
14.2
300
1.07
16
50
2.33
35.40
33.2
113
587
21.60
27.18
20.8
35
14.2
300
1.07
16
50
2.33
35.40
16.6
114
3731
91.20
40.91
22.1
35
12.9
250
1.07
16
50
2.46
33.96
109.9
表4.2第二层交聚乙烯采暖盘管设计计算表
房
间
号
围护
结构
耗热量
面积
单位
面积
耗热量
地板
表面
温度
平均
水温
温差
管间距
平均
导热
系数
管径
埋深
形状
因子
单位
管长
耗热量
管长
Q
A
Q'
T
t
∆t
W
λ
d
H
S
Q0
L
W
㎡
W/㎡
℃
℃
℃
mm
W/m.k
mm
mm
W/m
m
201
2643
28.08
94.12
27.3
35
7.7
150
1.07
16
50
1.98
16.31
33.0
202
430
19.44
22.12
20.3
35
14.7
300
1.07
16
50
2.33
36.65
11.7
206
859
38.88
22.09
20.3
35
14.7
300
1.07
16
50
2.33
36.65
23.4
210
905
43.20
20.95
20.2
35
14.8
300
1.07
16
50
2.33
36.90
24.5
211
453
21.60
20.97
20.2
35
14.8
300
1.07
16
50
2.33
36.90
12.3
207
789
30.78
25.63
20.6
35
14.4
300
1.07
16
50
2.33
35.90
22.0
212
661
21.60
30.60
21.1
35
13.9
250
1.07
16
50
2.46
36.59
18.1
213
924
43.20
21.39
20.2
35
14.8
300
1.07
16
50
2.33
36.90
25.0
214
1357
64.80
20.94
20.2
35
14.8
300
1.07
16
50
2.33
36.90
36.8
216
1663
57.60
28.87
20.9
35
14.1
300
1.07
16
50
2.33
35.15
47.3
217
1433
33.60
42.65
22.3
35
12.7
300
1.07
16
50
2.33
31.66
45.3
2F
1077
23.40
46.03
22.6
35
12.4
300
1.07
16
50
2.33
30.91
34.8
表4.3第三层交聚乙烯采暖盘管设计计算表
房
间
号
围护
结构
耗热量
面积
单位
面积
耗热量
地板
表面
温度
平均
水温
温差
管间距
平均
导热
系数
管径
埋深
形状
因子
单位
管长
耗热量
管长
Q
A
Q'
T
t
∆t
W
λ
d
H
S
Q0
L
W
㎡
W/㎡
℃
℃
℃
mm
W/m.k
mm
mm
W/m
m
301
3230
28.08
115.03
29.1
35
5.9
100
1.07
20
50
1.74
10.98
33.0
302
777
19.44
39.97
22
35
13
300
1.07
16
50
2.33
32.41
24.0
306
1555
38.88
39.99
22
35
13
300
1.07
16
50
2.33
32.41
48.0
310
1678
43.20
38.84
21.9
35
13.1
300
1.07
16
50
2.33
32.66
51.4
311
839
21.60
38.84
21.9
35
13.1
300
1.07
16
50
2.33
32.66
25.7
307
1340
30.78
43.53
22.4
35
12.6
300
1.07
16
50
2.33
31.41
42.7
312
1033
21.60
47.82
22.8
35
12.2
300
1.07
16
50
2.33
30.42
34.0
313
2950
43.20
68.29
24.8
35
10.2
250
1.07
16
50
2.46
26.85
109.9
314
2517
64.80
38.84
21.9
35
13.1
300
1.07
16
50
2.33
32.66
77.1
316
2748
57.60
47.71
22.8
35
12.2
300
1.07
16
50
2.33
30.42
90.3
317
2111
33.60
62.83
24.3
35
10.7
300
1.07
16
50
2.33
26.68
79.1
3F
1543
23.40
65.94
24.6
35
10.4
300
1.07
16
50
2.33
25.93
59.5
第5章系统水利计算
5.1水力计算方法
总阻力：
Pa
比摩阻：
Pa/m
雷诺数：
摩擦阻力系数：
水流量：
kg/h
式中：
R——每米管长的沿程损失，Pa/s
L——管段长度，m
λ——摩擦阻力系数
d——管子内径，mm
v——热煤在管中的流速，m/s
ρ——热煤密度，kg/m³
γ——热煤的运动粘滞系数，m²/s
5.2户内环路水力计算
本系统采用下供下回垂直双管并联系统，户内为水平单管闭合式，各组盘管并联。
根据《地面辐射采暖交聚乙烯管道工程技术规程》附录B，由水量查得管段比摩阻，算得沿程阻力。
系统管道的总阻力取沿程阻力的120%。
户内盘管水力计算结果如表5.1,5.2,5.3所示。
表5.1第一层热水采暖系统盘管水力计算表
房间号
热负荷
流量
管长
管径
密度
比摩阻
沿程阻力
总阻力
Q
G
L
D
ρ
R
∆Py
∆P
W
kg/h
m
mm
kg/m³
Pa/m
Pa
Pa
101
980
84.28
33.0
16
992.2
38
1255.14
1506.168
102
465
39.99
12.9
16
992.2
10.8
139.32
167.184
104
928
79.81
25.7
16
992.2
36
925.20
1110.24
106
886
76.20
25.2
16
992.2
34
856.80
1028.16
107
1136
97.70
31.9
16
992.2
46
1467.40
1760.88
108
568
48.85
15.9
16
992.2
16
254.40
305.28
1F
1809
155.57
73.9
16
992.2
72
5320.80
6384.96
110
919
79.03
29.0
16
992.2
36
1044.00
1252.8
111
2145
184.47
71.7
16
992.2
90
6453.00
7743.6
112
1174
100.96
33.2
16
992.2
54
1792.80
2151.36
113
587
50.48
16.6
16
992.2
17
282.20
338.64
114
3731
320.87
109.9
16
992.2
146
16045.40
19254.48
表5.2第二层热水采暖系统盘管水力计算表
房间号
热负荷
流量
管长
管径
密度
比摩阻
沿程阻力
总阻力
Q
G
L
D
ρ
R
∆Py
∆P
W
kg/h
m
mm
kg/m³
Pa/m
Pa
Pa
201
2643
227.30
33.0
16
992.2
110
3633.30
4359.96
202
430
36.98
11.7
16
992.2
10.8
126.36
151.632
206
859
73.87
23.4
16
992.2
32
748.80
898.56
210
905
77.83
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