某高层住宅建筑地板辐射采暖工程设计.docx
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1、学 专 学 学 指院 业 生 生 导名 名 学 姓 教称 称 号 名 师中国建筑工程大学 毕业设计(论文)某高层住宅建筑地板辐射采暖工程设计202X 年 X 月助 理 指 导 老 师建 筑 学 院建 筑 环 境 与 设 备 工 程12345678学 生 姓 名教 授 姓 名老 师 姓 名摘 要建筑是人类生活中最基本的地方,建筑有良好的供暖措施,是人类生活的最基本的保障。山西省太原市某高层住宅建筑地板辐射采暖工程。共计 28 个楼层的项目,总高度 86.3m ,地上 25 层,地下 3 层,共有建筑面积 34875.17 平方米(含阳台建筑面积的一半),地上建筑面积 30425.27 平方米,地
2、下建筑面积 4449.9 平方米。本设计包括地上 25 层采暖工程。按照设计目标,参照 ,了解该建筑所在的气候条件和各种暖通参数,进行计算负荷和水力计算。根据所获得的结果绘制图纸。通过这一系列的实用计算,了解地板辐射采暖的优缺点,完成工程的地板辐射采暖。关键词 :地板辐射采暖;房间负荷;水力计算;优缺点;ABSTRACTBuilding is the most basic of human life, the building has a good heating measures, is the most basic protection of human life.Taiyuan, Sha
3、nxi city high-rise residential building floor radiant heating engineering. Project of a total of 28 floors, the total height of 86.3m, 25 floors on the ground, 3 floors underground, altogether has construction area of 34875.17 square meters (including half of the balcony construction area), area on
4、the ground floor 30425.27 square meters of underground construction, building area of 4449.9 square meters. The design includes 25 storey heating engineering.According to the design objectives, referring to the civil building heating, ventilation and air conditioning design specifications, understan
5、d the building where the climate conditions and various HVAC parameters, computational load and hydraulic calculation. According to the results obtained by drawings.Through this series of practical calculation, to understand the advantages and disadvantages of floor radiant heating, complete the pro
6、ject floor radiant heating.Key words: floor radiant heating; room load; hydraulic calculation; advantages and disadvantages;第一章 绪论1、 1 地板辐射的含义地板辐射采暖是以温度不高于 60 的热水作为热源,在埋置于地板下的盘 管系统内循环流动, 以住宅整个地面为散热面, 实现向房间均匀辐射的一种供暖 方式。在中国,随着人民生活质量的不断提升,以及新工艺、新材料、新技术不 断革新, 低温热水地板辐射采暖方式已成为许多新建小区和公共建筑的供暖方式。 2012 年国家建设部
7、出台了辐射供暖供冷技术规程(JGJ142-2012),现已正 式实施。1、 2 地板辐射的起源及发展地板辐射采暖是一项既古老又崭新的室内采暖方式,早在公元前 1300 年, 土耳其王族的宫殿中就有了地板辐射采暖的雏形。公元前 80 年,古罗马浴室中 地板辐射采暖以 “火地”的形式出现。 我国东北地区沿用至今的火炕也是应用了 地板辐射采暖的原理。上世纪 30 年代, 著名的美国设计大师莱特先生在其设计的大量作品中采用 了地板辐射采暖, 极大地推动了地板采暖的应用, 但由于当时只能采用铜管作为 加热盘管, 不仅价格高昂, 而且维护成本较高, 致使地板辐射采暖的应用受到了 很大的限制。直到 60 年
8、代末,抗老化、耐高温、耐高压、易弯曲的塑料管材进入实际应 用,这种状况才得到改观。价格便宜、地面下埋管无接口、管内壁不易结垢、使 用寿命长等优点的塑料管材的出现, 极大地促进了地板辐射采暖技术的推广和应 用。自 80 年代开始,位于中国吉林延边鲜族聚居的地区,开始推广使用直埋式 的地板辐射的采暖方式。 后来逐渐发展到三北地区、 黄河两岸乃至全国。 用于该 采暖系统的热水承压管材,也发生了重大变革,从最初的 PP-B 发展到现在的 PP-R,PE-X、交联 PE 铝塑复合管、 PB 、过氧化物交联聚乙烯柱塞式工艺。1、 3 地板辐射的优势第 1 页 共 43 页地板辐射采暖相比于传统的采暖方式有
9、很大的优势,具有舒适、节能、环保 等优点, 在国外该技术不仅大量用于民用住宅和各类医疗机构、游泳馆、健身房、 商场、写字楼等公共键鼠,还大量用于厂房、花坛、足球场等建筑系统保温,甚 至用于室外道路、 屋顶、 楼梯融雪和各类工业管线的保温。 目前欧美发达国家超 过 50%的新建建筑中都采用了地板辐射采暖系统。地板辐射从人体学看是最舒适的采暖方式,而且高效、节能、运行费用低, 环保、卫生,健康保健,不占使用面积,花同样的钱等于买了更大房子,使用寿 命长,免维护,安全性能好,节约维修费用,初始安装成本低,可分区控制,计 量方便,便于管理。我国现在开发的很多项目,都采用了地板辐射采暖,面对这一新型的采
10、暖方式, 很多人还是比较陌生。 为了能使人们广泛了解并采用地板辐射采暖, 此次设 计我以地板辐射采暖作为设计对象。第 2 页 共 43 页第二章 设计资料2、 1 工程概况本工程是位于山西省太原市的高层商用住宅建筑,总层数 25 层,总高度为 86.3m, 总建筑面积 34875.17 (含阳台建筑面积的一半) ,地上建筑面积为 30425.27 ,地下建筑面积为 4449.9 。2、 2 主要设计参数2.2.1 基本参数采暖热媒为 55/45低温热水,经室外热网接入。本建筑采暖系统的补水和 定压由换热站解决。2.2.2 太原市基本气象资料查 GB50736-2012 民用建筑供暖通风与空气调
11、节设计规范可知,太原市 暖通气象参数:(1)大气压力:夏季: 91.92kPa 冬季: 93.29kPa(2)冬季采暖的室外计算温度: - 11(3)冬季通风的室外计算温度 -7(4)夏季通风的室外计算温度: 28(5)冬季空调的室外计算温度: - 15(6)夏季空调的室外计算温度: 31.2(7)室外风速: 冬季平均: 2.6m/s 夏季平均: 2. 1m/s(8)室外计算相对温度:最冷月月平均: 51% 最热月月平均: 72%(9)最大冻土深度: 77cm(10)主导 风向:夏季 NNW (北北西)第 3 页 共 43 页冬季 NNW (北北西)全年 NNW (北北西)表 2- 1 太原市
12、主要气象参数主要气象参数数值北纬38.15东经112.28海拔800m采暖天数158d大气压力92.29kpa冬季室外平均风速2.6m/s供暖室外计算温度- 11冬季通风室外计算温度-7夏季通风室外计算温度28最大冻土深度77cm主导风向全年 NNW2、 2、 3 围护结构的热工性能外围护结构的传热系数如表 2-2 所示。表 2-2 围护结构传热系数第 4 页 共 43 页围护结构传热系数外墙屋面地面外窗K=0.449W/ K=0.433W/ K=0.50W/ K=2.50W/ 第 5 页 共 43 页外门K=2.50W/ 第三章 负荷计算3、 1 围护结构的基本耗热量3.1.1 围护结构耗热
13、量的计算公式1.1.1 围护结构的基本耗热量:q = kF (t 一 t )a W (3- 1)n w式中 k 围护结构的传热系数, W/ m2 ;F 围护结构的面积, m2;t 冬季室内计算温度,;nt 供暖室外计算温度,;w 围护结构的温差修正系数。表 3- 1 围护结构的温差修正系数围护结构特征 外墙、屋顶、地面以及与室外相通的楼板 1.00闷顶和与室外空气相通的非采暖地下室上面的楼板 0.90与有外门窗的不采暖楼梯间相邻的隔墙16 层建筑 0.60725 层建筑 0.50与不采暖房间相邻的隔墙不采暖房间有门窗与室外相通 0.70第 6 页 共 43 页不采暖房间无门窗与室外相通 0.4
14、0不采暖的地下室的楼板外墙上有窗 0.75外墙上无窗 0.40不采暖板地下室楼板(在室外地坪以上超过 1.0m)外墙上有窗 0.60外墙上无窗 0.40伸缩缝 沉降缝墙 0.30注: 对于保温性能比较差和易室外空气流通的情况,不供暖房间或房间 的空气温度更加接近于室外空气温度,此时值更接近 1; .相邻两个房间的温差小于 5 时,不计算通过隔墙或楼板的传热量。3、 2 墙的传热系数第 7 页 共 43 页1 1K= = 0 + 入 +R 1 6i 1 i n i=1 wW/ m 2 2(3-2)式中 R 围护结构的传热阻, m2/w;0a , a 围护结构内表面,外表面的换热系数, w/m2;
15、n w6i入i 围护结构各层的厚度, m; 围护结构各层材料的导热系数, w/m23.3 各种耗热量的附加值:3.3.1 .朝向修正耗热量根据暖通空调规范实施手册 :按下列规定的数值,选用不同的修正 ;表 3-2 朝向修正系数北、东北、西北东西东南、西南东南、西南010 ;-5 ,- 10- 15 ;- 15-30 ;本设计中北向取 5,东西取-5,南向取-20。3.3.2.风力附加耗热量 :在暖通空调规范实施手册中明确规定:建筑物位于不避风的高地、河边、 湖滨、海岸、旷野时,其垂直的外围护结构的负荷应增加 5。本设计中不考虑 风力附加。3.3.3.高度附加耗热量 :根据暖通空调规范实施手册:
16、商用建筑物的高度附加率, 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。.3.3.4.冷风渗透耗热量 :因为门窗的缝隙的宽度不相同,并且窗户受到的冷风风向、风速和频 率也不一样, 因此由门窗缝隙渗入的冷空气量不易准确的计算。 多层和高层的建 筑,门窗缝隙渗入的冷空气耗热量按下列公式计算:(3-3)第 8 页 共 43 页室外计算温度对应的的空气密度, kg/m3 空气定压比热, =1kJ/(kg )室内设计温度,室外计算温度,为加热门窗缝隙渗入冷空气耗热量, W每米门窗渗透冷空气量, m3/ (h m),按当地冬季室外平均风速,采用下表的数据双层塑钢窗每米
17、门、窗缝隙渗入的空气量 m3/ (h m) 表 3-3 渗入空气量冬季室外平均风速 v (m/s)渗入空气量(m/h m)64.710.442.753.621.131.8 外门、窗户的缝隙长度, m 高层建筑在风压和热压同时产生影响时,不一样的朝向和高度对应的门窗渗透冷空气量选取的总的修正系数,按下式计算:(3-4)在风压单独影响时,渗透冷空气量对应的朝向修正系数指数,取 0.67作用于门窗上的有效热压差之比,按公式 3-4 计算(3-5) 热压系数,取 0.20.5第 9 页 共 43 页风压系数,取 0.7热压独自影响时, 建筑物中和界的高度, 取值为建筑物总高度的 0.5倍冬季室外平均风
18、速 门窗的中心高度(当 10m 时,式中分母位置的 按 10m 计算)3.4 户间传热热负荷户间传热热负荷是因为利用分户计量方式时, 相邻房间之间存在温度差, 温 差造成了传热。户间传热热负荷计算公式:(3-6)户间传热热负荷, W户间传热附加率,本设计取 100%墙体传热系数, W/ ( K)墙体面积,温度差,本设计取 8注:相邻房间温度差距5时,应该计算户间传热热负荷,温度5时, 可以不计算户间传热热负荷。3.5 计算举例以 2 层 A 套住宅为例:(以图 3- 1 进行冬季热负荷计算)图 3-11、计算面积客厅:东外墙: 31.3 3.9 南外门: 22.1 4.2 南外墙: 34.14
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