第1章 设计概况
本次设计的任务是北京市紫金苑采暖系统设计。整栋楼共六层,三个单元,每单元2户,共36户。热源为独立锅炉房。
第2章 设计参数
2.1 地点
北京市
2.2 室外气象参数
冬季:室外温度:-9℃;
冻土深:850mm
大气压力:100150Pa
2.3 室内温度参数
卧室、客厅、阳光室、餐厅:18℃
厨房:15℃
卫生间(无淋浴):25℃
楼梯间:12℃
2.3 热媒参数
供水温度tg=80℃
回水温度th=60℃
第3章 热负荷计算
3.1 围护结构基本耗热量
3.1.1基本要求
1.冬季采暖通风系统的热负荷,应根据建筑物下列散失和获得的热量确定:
(1)围护结构的耗热量;
(2)加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量;
(3)加热由门、空洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量;
(4)水分蒸发的耗热量;
(5)加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量;
(6)通风耗热量;
(7)最小负荷班的工艺设备散热量;
(8)热管道及其它热表面的散热量;
(9)热物料的散热量;
(10)通过其它途径散失或获得的热量。
注:1 不经常的散热量,可不计算。
2 经常而不稳定的散热量,应采用小时平均值。
2.围护结构的耗热量,应包括基本耗热量和附加耗热量。
3.与相邻房间的温差大于等于5℃时,应计算通过隔墙或楼板等的传热量。与相邻房间温差小于5℃,且通过隔墙和楼板等的传热量大于该房间热负荷的10%时,尚应计算其传热量。
3.1.2基本耗热量的计算
基本耗热量计算公式:
Q′=KF(tn-tw′)a
K—围护结构的传热系数,W/(m2·℃)
F—围护结构的传热面积,m2
tn—冬季室内计算温度,℃
tw′—供暖室外计算温度,℃
a—温差修正系数。
3.1.3冬季室内计算温度tn
设计采暖时,冬季室内计算温度应根据建筑物用途,按下列规定采用。
1.民用建筑的主要房间,宜采用16~24℃.
2.工业建筑的工作地点,宜采用:
轻作业 18~2℃ 重作业 14~16℃
中作业 16~18℃ 过重作业 12~14℃
注:1.作业种类的划分,应按国家现行的《工业企业设计卫生标准》执行。
2.当每名工人占用较大面积(50~100m2)时,轻作业时可低至10℃;中作业时可低至7℃;重作业时可低至5℃.
3.辅助建筑物及辅助用室,不应低于下列数值:
浴室 25℃
更衣室 25℃
办公室、休息室 18℃
食堂 18℃
盥洗室、厕所 12℃
注:当工艺或使用条件有特殊要求时,各类建筑的室内温度可按照国家现行有关专业标准、规范执行。
3.1.4供暖室外计算温度tw′
采暖室外计算温度,应采用历年平均不保证5天的日平均温度。本设计中哈尔滨室外设计温度经查表为-26℃。
3.1.5温差修正系数a值
围护结构的温差修正系数按表3-1选取。
表3-1围护结构温差修正系数
3.1.6围护结构的传热系数K的确定
1. 围护结构传热系数公式:
式中 — 围护结构的传热系数,W/(m2·℃);
— 围护结构的总热阻,m2·℃/W;
, — 围护结构内表面、外边面换热系数,W/(m2·℃);
, — 围护结构内表面及外表面传热阻,m2·℃/W;
—各层材料层的热阻,m2·℃/W。
2.围护结构内表面换热系数按表3-2选取。
表3-2围护结构内表面换热系数值
3.维护结构外表面换热系数值按表3-3选取。
表3-3围护结构外表面换热系数值
4.地面传热系数的确定
地面地带划分如图3-1。
图3-1 地面传热地带的划分
非保温地面各个地带的传热系数按表3-4选取。
表3-4非保温地面的传热系数K
地带 | R | K |
(㎡.℃.w) | (㎡.℃.w) | |
第一地带 | 2.15 | 0.17 |
第二地带 | 4.30 | 0.23 |
第三地带 | 8.60 | 0.12 |
第四地带 | 14.2 | 0.07 |
严寒地区(C)区( 3800≤HDD18<5000 ) 围护结构热工性能限值 表3-5
围护结构部位 | 传热系数K W/(m2·K) | ||||
≥14层建筑 | 9~13层的建筑 | 4~8层的建筑 | ≤3层建筑 | ||
屋面 | 0.50 | 0.45 | 0.40 | 0.30 | |
外墙 | 0.50 | 0.50 | 0.45 | 0.35 | |
架空或外挑楼板 | 0.50 | 0.50 | 0.45 | 0.35 | |
非采暖地下室顶板 | 0.70 | 0.65 | 0.55 | 0.50 | |
分隔采暖与非采暖空间的隔墙 | 1.20 | 1.20 | 1.20 | 1.20 | |
户门 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | |
阳台门下部门芯板 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | |
外窗 | 窗墙面积比≤20% | 2.5 | 2.5 | 2.0 | 2.0 |
20%<窗墙面积比≤30% | 2.2 | 2.2 | 2.0 | 2.0 | |
30%<窗墙面积比≤40% | 2.0 | 2.0 | 1.8 | 1.6 | |
40%<窗墙面积比≤45% | 1.8 | 1.8 | 1.6 | 1.5 | |
围护结构部位 | 保温材料层热阻 R (m2·K) / W | ||||
周边地面 | 0.6 | 0.6 | 0.85 | 1.15 | |
地下室外墙(与土壤接触的外墙) | 0.65 | 0.65 | 0.95 | 1.25 | |
表3-5为严寒地区的维护结构性能限值,位于北京的紫金苑7栋为6层建筑,即取表中“4~6层的建筑”此列数值计算。
表3-6
简图 | 作法 | 窗墙面积比c | 厚度 | λ | a | R | Kp | Km | ||
mm | W/(m·K) | m2·K/W | W/(m2·K) | W/(m2·K) | ||||||
粘土多孔砖 容重:1400kg/m3 孔型:多孔 | 1.内抹混合砂浆 | 20 | 0.87 | 1.0 | 0.023 | |||||
2.粘土多孔砖 | 240 | 0.58 | 1.0 | 0.414 | ||||||
3.水泥砂浆平层 | 20 | 0.93 | 1.0 | 0.022 | ||||||
4.保温层 | a.聚苯板(EPS) | c≤0.3 | 75 | 0.042 | 1.2 | 1.488 | 0.477 | 0.494 | ||
85 | 0.042 | 1.2 | 1.687 | 0.436 | 0.450 | |||||
100 | 0.042 | 1.2 | 1.984 | 0.386 | 0.397 | |||||
120 | 0.042 | 1.2 | 2.381 | 0.334 | 0.343 | |||||
140 | 0.042 | 1.2 | 2.778 | 0.295 | 0.302 | |||||
0.3<c≤0.5 | 75 | 0.042 | 1.2 | 1.488 | 0.477 | 0.500 | ||||
90 | 0.042 | 1.2 | 1.786 | 0.418 | 0.436 | |||||
100 | 0.042 | 1.2 | 1.984 | 0.386 | 0.400 | |||||
120 | 0.042 | 1.2 | 2.381 | 0.334 | 0.346 | |||||
140 | 0.042 | 1.2 | 2.778 | 0.295 | 0.304 | |||||
b.挤塑型聚苯板 (XPS) | c≤0.3 | 50 | 0.03 | 1.1 | 1.515 | 0.471 | 0.488 | |||
55 | 0.03 | 1.1 | 1.667 | 0.439 | 0.450 | |||||
65 | 0.03 | 1.1 | 1.970 | 0.388 | 0.399 | |||||
80 | 0.03 | 1.1 | 2.424 | 0.330 | 0.338 | |||||
95 | 0.03 | 1.1 | 2.879 | 0.287 | 0.293 | |||||
0.3<c≤0.5 | 50 | 0.03 | 1.1 | 1.515 | 0.471 | 0.495 | ||||
60 | 0.03 | 1.1 | 1.818 | 0.412 | 0.430 | |||||
65 | 0.03 | 1.1 | 1.970 | 0.388 | 0.400 | |||||
80 | 0.03 | 1.1 | 2.424 | 0.330 | 0.341 | |||||
95 | 0.03 | 1.1 | 2.879 | 0.287 | 0.295 | |||||
c.1)聚氨酯硬泡喷涂(PU) 2)外抹聚苯颗粒保温浆料平 | c≤0.3 | PU | 40 | 0.025 | 1.2 | 1.333 | 0.453 | 0.469 | ||
45 | 0.025 | 1.2 | 1.500 | 0.421 | 0.435 | |||||
55 | 0.025 | 1.2 | 1.833 | 0.370 | 0.380 | |||||
65 | 0.025 | 1.2 | 2.167 | 0.329 | 0.337 | |||||
75 | 0.025 | 1.2 | 2.500 | 0.297 | 0.303 | |||||
0.3<c≤0.5 | PU | 40 | 0.025 | 1.2 | 1.333 | 0.453 | 0.475 | |||
45 | 0.025 | 1.2 | 1.500 | 0.421 | 0.440 | |||||
55 | 0.025 | 1.2 | 1.833 | 0.370 | 0.384 | |||||
65 | 0.025 | 1.2 | 2.167 | 0.329 | 0.340 | |||||
80 | 0.025 | 1.2 | 2.667 | 0.283 | 0.291 | |||||
平 | 20 | 哈尔滨供暖时间 0.07 | 1.0 | 0.286 | ||||||
5.采用聚合物砂浆复合耐碱玻纤网保护层加外饰面 | ||||||||||
表3-6为紫金苑围护结构施工简图,取1.内抹混合砂浆 R=0.023 m2·K/W 2.粘土多孔砖 R=0.414 m2·K/W 3.水泥砂浆平层 R=0.022 m2·K/W 4. 聚苯板(EPS) R=1.984 m2·K/W 5. 采用聚合物砂浆复合耐碱玻纤网保护层加外饰面
表3-7
简图 | 作法 | 厚度 | λ | a | R | R0 | Km | |
mm | W/(m·K) | m2·K/W | m2·K/W | W/(m2·K) | ||||
坡屋面 | 1.瓦屋面 | |||||||
1.防水层 | ||||||||
2.水泥砂浆平层 | 20 | 0.93 | 1.0 | 0.022 | ||||
4.保温层 | a.聚苯板(EPS) | 125 | 0.042 | 1.5 | 1.984 | 2.258 | 0.443 | |
140 | 0.042 | 1.5 | 2.222 | 2.496 | 0.401 | |||
165 | 0.042 | 1.5 | 2.619 | 2.893 | 0.346 | |||
190 | 0.042 | 1.5 | 3.016 | 3.289 | 0.304 | |||
235 | 0.042 | 1.5 | 3.730 | 4.004 | 0.250 | |||
b.挤塑型聚苯板 (XPS) | 70 | 0.03 | 1.2 | 1.944 | 2.218 | 0.450 | ||
80 | 0.03 | 1.2 | 2.222 | 2.496 | 0.400 | |||
95 | 0.03 | 1.2 | 2.639 | 2.912 | 0.343 | |||
110 | 0.03 | 1.2 | 3.056 | 3.329 | 0.300 | |||
135 | 0.03 | 1.2 | 3.750 | 4.023 | 0.249 | |||
c.聚氨酯硬泡喷涂(PU) | 60 | 0.025 | 1.2 | 2.000 | 2.273 | 0.440 | ||
70 | 0.025 | 1.2 | 2.333 | 2.607 | 0.384 | |||
80 | 0.025 | 1.2 | 2.667 | 2.940 | 0.340 | |||
95 | 0.025 | 1.2 | 3.167 | 3.440 | 0.291 | |||
115 | 0.025 | 1.2 | 3.833 | 4.107 | 0.243 | |||
5.隔气层 | 2 | |||||||
6.水泥砂浆平层 | 20 | 0.93 | 1.0 | 0.022 | ||||
7.钢筋混凝土结构层 | 100 | 1.74 | 1.0 | 0.057 | ||||
8.内抹混合砂浆 | 20 | 0.87 | 1.0 | 0.023 | ||||
表3-7为紫金苑7栋斜屋面做法简图,取1. 瓦屋面 2. 防水层 3. 水泥砂浆平层 4. 聚苯板(EPS) R=1.984 m2·K/W 5. 隔气层 6. 水泥砂浆平层 R=0.022 m2·K/W 7.钢筋混凝土结构层 R=0.057 m2·K/W 8. 内抹混合砂浆 R=0.023 m2·K/W
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