1、第6章 建筑采暖系統(tǒng)任務(wù)和目的就是滿足人們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣?huì)生產(chǎn)所需要的大量的熱能，它是利用熱媒(如熱水、水蒸汽或其他介質(zhì))將熱能從熱源通過熱力管道輸送至各個(gè)熱用戶的工程技術(shù)。6.1 采暖系統(tǒng)的分類與選擇采暖系統(tǒng)的分類與選擇 6.1.1 熱水采暖系統(tǒng) 1. 熱水采暖系統(tǒng)的分類 2. 重力重力(自然自然)循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)循環(huán)熱水采暖系統(tǒng) hhoA2LPARP41 0i = 0 . 5 % 1 %( a )1 19( b )7h13I51I56134i = 0 . 5 % 1 %823. 機(jī)械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)機(jī)械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng) 4. 同程式與異程式采暖系統(tǒng)同程式與異程式采暖系統(tǒng) 12346.1.2

2、高層建筑熱水采暖系統(tǒng)高層建筑熱水采暖系統(tǒng) 6.1.3 蒸汽采暖系統(tǒng)蒸汽采暖系統(tǒng) 2. 蒸汽采暖系統(tǒng)的分類蒸汽采暖系統(tǒng)的分類 1) 低壓蒸汽采暖系統(tǒng) 2) 高壓蒸汽采暖系統(tǒng)高壓蒸汽采暖系統(tǒng) 6.1.5 輻射采暖 輻射采暖是一種利用建筑物內(nèi)的屋頂面、地面、墻面或其他表面的輻射散熱器設(shè)備散出的熱量來達(dá)到房間或局部工作點(diǎn)采暖要求的采暖方法。與土木建筑專業(yè)聯(lián)系比較密切。 1. 1. 輻射采暖的特點(diǎn)輻射采暖的特點(diǎn)1) 熱效應(yīng)方面熱效應(yīng)方面 1. 2) 舒適性方面舒適性方面2. 3) 能源消耗方面能源消耗方面 3.3.地板輻射采暖的實(shí)感溫度比室內(nèi)溫度高出地板輻射采暖的實(shí)感溫度比室內(nèi)溫度高出24，住宅室內(nèi)溫度

3、，住宅室內(nèi)溫度每降低每降低1，可節(jié)約燃料，可節(jié)約燃料10%。因此輻射采暖設(shè)計(jì)的室內(nèi)計(jì)算溫度可比。因此輻射采暖設(shè)計(jì)的室內(nèi)計(jì)算溫度可比對(duì)流采暖時(shí)低對(duì)流采暖時(shí)低(高溫輻射可降低高溫輻射可降低510)。因此減少了建筑耗熱量，。因此減少了建筑耗熱量，一般情況下，總的耗熱量可減少一般情況下，總的耗熱量可減少5%20%。16的設(shè)計(jì)溫度可達(dá)到一的設(shè)計(jì)溫度可達(dá)到一般采暖般采暖20的采暖效果。在的采暖效果。在20溫度時(shí)停電停水，室內(nèi)溫度在溫度時(shí)停電停水，室內(nèi)溫度在24h內(nèi)仍內(nèi)仍可保持可保持18。4.4.低溫輻射采暖的低溫輻射采暖的熱源選擇靈活。熱源選擇靈活。在能提供在能提供35以上熱水的地方即可以上熱水的地方即可

4、應(yīng)用。如工業(yè)余熱鍋爐水、各種空調(diào)回水、地?zé)崴取?yīng)用。如工業(yè)余熱鍋爐水、各種空調(diào)回水、地?zé)崴取?.1.6 采暖系統(tǒng)熱媒的選擇采暖系統(tǒng)熱媒的選擇，應(yīng)根據(jù)熱媒的特性、衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)、使用性質(zhì)、地區(qū)采暖規(guī)劃等條件來確定，見表6-2。表表6-2 采暖系統(tǒng)熱媒的選擇采暖系統(tǒng)熱媒的選擇建筑物的種類采暖系統(tǒng)的熱媒適宜采用允許采用居住建筑、醫(yī)院、幼兒園、托兒所等不超過95的熱水 不超過110的熱水 低壓蒸汽辦公樓、學(xué)校、展覽館等 不超過95的熱水 低壓蒸汽不超過110的熱水車站、食堂、商業(yè)建筑等 不超過130的熱水 低壓蒸汽高壓蒸汽一般俱樂部、影劇院等 超過110的熱水 低壓蒸汽不超過130的熱水注：幼兒園、托

5、兒所內(nèi)的散熱器及采暖立管應(yīng)有防燙措施。壁掛爐風(fēng)機(jī)盤管壁掛爐風(fēng)機(jī)盤管 地板輻射采暖系統(tǒng)：地板輻射采暖系統(tǒng)：6.2 采暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷與采暖系統(tǒng)的計(jì)算采暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷與采暖系統(tǒng)的計(jì)算6.2.1 傳熱學(xué)的基本理論傳熱學(xué)的基本理論熱量傳遞有三種基本方式：導(dǎo)熱、對(duì)流和熱輻射。1. 導(dǎo)熱導(dǎo)熱導(dǎo)熱就是物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的熱量傳遞方式，或稱為熱傳導(dǎo)。 ddtQFx 2. 對(duì)流對(duì)流對(duì)流就是指流體各部分之間發(fā)生相對(duì)位移，冷熱流體相互摻混所引起的熱量傳遞方式。對(duì)流僅發(fā)生在流體中，而且必然伴隨著有導(dǎo)熱現(xiàn)象。工程上常遇到的不是單純的對(duì)流方式，而是流體流過另一物

6、體表面時(shí)對(duì)流與導(dǎo)熱聯(lián)合作用的熱量傳遞過程。后者稱為對(duì)流換熱。tFQ3. 熱輻射熱輻射物體因?yàn)闊岬脑蚨l(fā)出輻射能的現(xiàn)象稱為熱輻射。熱輻射可以在真空中傳播，這是熱輻射區(qū)別于導(dǎo)熱、對(duì)流，作為一種獨(dú)立的基本熱量傳遞方式的有力說明。斯蒂芬-玻耳茲曼定律： Eb= Cb(T/1000)4一切實(shí)際物體的輻射力E都低于同溫度下絕對(duì)黑體的輻射力，有： Eb=Cb(T/1000)4式中，為實(shí)際物體表面的發(fā)射率，也叫黑度。其值在01之間。 4. 傳熱過程傳熱過程熱量從壁面一側(cè)的流體通過平壁傳遞給另一側(cè)的流體，稱為傳熱過程。實(shí)際平壁的傳熱過程非常復(fù)雜，為研究方便，將這一過程理想化，看作是一維的、穩(wěn)定的傳熱過程。 x

7、1Ot2Qt12FOQxtw2tw1tf2ttf1 平壁的傳熱過程Q=KF(tf1-tf2) K=1/(1/1+/ +1/2)=1/Rk Rk =1/1+/+1/2傳熱過程的熱阻等于熱流體、冷流體的換熱熱阻和壁面的導(dǎo)熱熱阻之和，類似于電阻的計(jì)算方法，掌握這一點(diǎn)對(duì)于分析和計(jì)算傳熱過程十分方便。6.2.2 熱負(fù)荷熱負(fù)荷采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷是在某一室外溫度下，為了達(dá)到室內(nèi)溫度要求，保持房間的熱量平衡，在單位時(shí)間向建筑物供給的熱量。建筑物熱負(fù)荷有兩部分：一部分是維護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷，即通過建筑物門、窗、地板、屋頂?shù)染S護(hù)結(jié)構(gòu)由室內(nèi)向室外散失的熱量；另一部分是加熱由門、窗縫隙滲入到室內(nèi)的冷空氣的冷風(fēng)滲透耗熱量和加

8、熱由于門、窗開啟而進(jìn)入到室內(nèi)的冷空氣的冷風(fēng)侵入耗熱量。1. 維護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量計(jì)算維護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量計(jì)算維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱是一個(gè)很復(fù)雜的過程，它通過導(dǎo)熱、對(duì)流、輻射三種基本傳熱方式將熱量傳到室外。 nw()QKF tta2. 室內(nèi)計(jì)算溫度室內(nèi)計(jì)算溫度室內(nèi)空氣計(jì)算溫度一般指距離地面2.0m以內(nèi)人們活動(dòng)地區(qū)的環(huán)境平均溫度，應(yīng)滿足人的生活和生產(chǎn)的工藝要求。 表6-3 部分民用建筑采暖室內(nèi)計(jì)算溫度序號(hào)房 間 名 稱室內(nèi)溫度(oC)序號(hào)房 間 名 稱室內(nèi)溫度(oC)一、居住建筑二、體育建筑1飯店、賓館的臥室201比賽廳162起居室202休息廳163住宅、宿舍的臥室183練習(xí)廳164起居室184運(yùn)動(dòng)員更衣室225廚

9、房105運(yùn)動(dòng)員休息室206走廊166游泳館267廁所158浴室259盥洗室183. 室外計(jì)算溫度室外計(jì)算溫度采暖室外計(jì)算溫度是某一固定數(shù)值，這一數(shù)值的確定應(yīng)保證采暖期內(nèi)絕大多數(shù)時(shí)間，室內(nèi)空氣溫度是維持在設(shè)計(jì)所要求的溫度。我國制定的工業(yè)企業(yè)采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范里規(guī)定：“供暖室外計(jì)算溫度，應(yīng)采用歷年平均每年不保證5天的日平均溫度”，這里采用“日平均溫度”是考慮到了一般維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性性質(zhì)，只有在足夠長的時(shí)間內(nèi)的室外溫度波動(dòng)才能對(duì)室內(nèi)溫度的變化起到實(shí)質(zhì)性的作用。4. 溫差修正系數(shù)溫差修正系數(shù)引入溫差修正系數(shù)的目的是：當(dāng)有些維護(hù)結(jié)構(gòu)的外側(cè)并不是室外，而是不采暖的房間或空間時(shí)，通過該維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱

10、量計(jì)算公式應(yīng)為，其中是傳熱達(dá)到平衡時(shí)非采暖房間的溫度，為了計(jì)算上的方便，工程上用代替進(jìn)行計(jì)算，所以稱為維護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù)。 5. 維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)6. 加熱進(jìn)入室內(nèi)的冷空氣所需的熱量加熱進(jìn)入室內(nèi)的冷空氣所需要的熱量包括冷風(fēng)侵入耗熱量和冷風(fēng)滲透耗熱量。所謂冷風(fēng)侵入耗熱量的產(chǎn)生是由于冷空氣在風(fēng)壓和熱壓作用下，由開啟的門、孔洞從室外或相鄰房間和其他生產(chǎn)跨間侵入室內(nèi)，把這部分冷空氣加熱到室內(nèi)所要求的溫度而消耗的熱量；冷風(fēng)滲透耗熱量是在風(fēng)力及熱壓造成的室內(nèi)外壓差的作用下，室外冷空氣通過門、窗等縫隙滲入到室內(nèi)被加熱后，又逸出室外而消耗掉的熱量。這兩種耗熱量均可用式(6-19)來計(jì)算出概值： nw()Q

11、Lctt 7. 熱負(fù)荷的概算法熱負(fù)荷的概算法 熱負(fù)荷概算法一般有兩種：單位面積熱指標(biāo)法和單位體積熱指標(biāo)法。熱指標(biāo)法是在調(diào)查了同一類型建筑物的采暖熱負(fù)荷后，所得出的該種類型建筑物每平方米建筑面積或在室內(nèi)外溫差為1時(shí)每立方米建筑物體積的平均采暖熱負(fù)荷。8. 高層建筑采暖熱負(fù)荷的特點(diǎn)高層建筑采暖熱負(fù)荷的特點(diǎn) 高層建筑中，高層建筑物的高層部分的室外風(fēng)速大，因此對(duì)流換熱更加劇烈，根據(jù)對(duì)流換熱原理可知，高層部分的外表面的對(duì)流換熱系數(shù)也會(huì)比較大。 高層建筑高層部分的外表面的輻射換熱系數(shù)也顯著增大。 建筑物在不同的高度，其外維護(hù)結(jié)構(gòu)所受的風(fēng)力作用是不同的 冷風(fēng)滲透耗熱量在采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷計(jì)算中所占比重很大，為了

12、盡量減少冷風(fēng)滲透量，節(jié)約能耗，則對(duì)高層建筑物的門、窗等的密封性能有了更高要求。6.2.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工要求圍護(hù)結(jié)構(gòu)必須滿足建筑結(jié)構(gòu)的要求，但為了減少采暖熱負(fù)荷，也必須對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能有一定的要求，使建筑物保持熱穩(wěn)定性。1. 低限熱阻(最小傳熱熱阻)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱熱阻越小，墻壁的厚度可適當(dāng)減小，可節(jié)省建筑的初投資。但從上述采暖耗熱量的分析計(jì)算可知，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱熱阻越小，則采暖耗熱量越大，同時(shí)也會(huì)影響房間的衛(wèi)生要求和使用條件。因此對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱熱阻要有一個(gè)基本的要求。nw0minnyttRaRtyt采暖室內(nèi)溫度與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的允許溫差， 2. 經(jīng)濟(jì)熱阻經(jīng)濟(jì)熱阻經(jīng)濟(jì)熱阻就是在一個(gè)規(guī)定

13、年限內(nèi)，使建筑物的建造費(fèi)用與經(jīng)營費(fèi)用之和最小的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)總的傳熱熱阻。建造費(fèi)用包括土建部分和采暖系統(tǒng)的建造費(fèi)用；經(jīng)營費(fèi)用包括維護(hù)結(jié)構(gòu)和采暖系統(tǒng)的折舊費(fèi)、維修費(fèi)及其運(yùn)行費(fèi)用。國內(nèi)外許多資料分析表明，按經(jīng)濟(jì)熱阻原則確定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱熱阻，比目前采用的實(shí)際傳熱熱阻值要大很多。但目前能源緊缺、價(jià)格上漲，因此從節(jié)能和經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，現(xiàn)階段建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)總的傳熱熱阻應(yīng)逐漸增大。3. 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防潮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防潮當(dāng)水蒸汽侵入維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部后，會(huì)使維護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱性能增強(qiáng)，惡化隔熱效果，因此應(yīng)采取措施防止水分子的入侵。 4. 窗戶層數(shù)、面積和氣密性窗戶層數(shù)、面積和氣密性玻璃窗的傳熱熱阻比磚墻要小很多，且隨著窗面積的

14、增加，窗縫隙長也要增大，冷風(fēng)滲透耗熱量也會(huì)增大，這對(duì)于窗戶的密封性能要求非常重要。為減少熱負(fù)荷，應(yīng)盡量減少窗的面積，當(dāng)外墻的總熱阻不小于低限熱阻時(shí)，窗墻面積比，北向不大于0.20；東西向不大于0.25(單層窗)或0.30(雙層窗)；南向不大于0.35。且在嚴(yán)寒地區(qū)，窗戶總熱阻不小于0.307 m2/W；寒冷地區(qū)，北向不小于0.307 m2/W，其余朝向不小于0.156 m2/W。且應(yīng)采用氣密性良好的窗戶。當(dāng)窗戶密閉性達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)氣密措施。5. 建筑設(shè)計(jì)和構(gòu)造建筑設(shè)計(jì)和構(gòu)造（介紹日本的建筑在環(huán)保方面的做法）（介紹日本的建筑在環(huán)保方面的做法）建筑物外表面積與其包圍的體積之比宜控制在0.35

15、以下，并盡可能小。 6.3 熱熱 源源6.3.1 鍋爐與鍋爐基本特性參數(shù)鍋爐與鍋爐基本特性參數(shù)6.3.2 鍋爐房設(shè)備及系統(tǒng)鍋爐房設(shè)備及系統(tǒng)送 至 分 汽 缸9自 來 水 處 理 間10213111231678541.鍋爐 2.鏈條爐排 3.蒸汽過熱器 4.省煤器 5.空氣預(yù)熱器 6.除塵器 7.引風(fēng)機(jī)8.煙囪 9.送風(fēng)機(jī) 10.給水泵 11.運(yùn)煤傳動(dòng)帶輸送機(jī) 12.煤倉 13.灰車1. 燃料燃燒系統(tǒng)燃料燃燒系統(tǒng)2. 2. 汽水系統(tǒng)汽水系統(tǒng)3. 3. 通風(fēng)除塵系統(tǒng)通風(fēng)除塵系統(tǒng)4. 4. 儀表控制系統(tǒng)儀表控制系統(tǒng) 5. 5. 運(yùn)煤和除灰渣系統(tǒng)運(yùn)煤和除灰渣系統(tǒng)6. 6.3.3 鍋爐房的位置確定與鍋爐房對(duì)建筑設(shè)