建筑設(shè)備復(fù)習(xí)資料

1、-作者xxxx-日期xxxx建筑設(shè)備復(fù)習(xí)資料【精品文檔】第一章 供暖工程供暖系統(tǒng)的組成供暖系統(tǒng)由三部分組成：熱源、供暖管道和散熱設(shè)備。第一節(jié) 室內(nèi)熱水供暖系統(tǒng)1.1 集中供暖的一般公共建筑的熱水系統(tǒng)常用形式上供下回單管串聯(lián)系統(tǒng) 系統(tǒng)形式如圖1-1所示。G鍋爐 B循環(huán)水泵 P膨脹水箱圖1-1 上供下回單管串聯(lián)供暖系統(tǒng)上供下回單管串聯(lián)系統(tǒng)主要特點(diǎn)如下：1、上下房間散熱器由一根立管串聯(lián)供暖, 管徑較粗不變徑。2、由供回水溫差（容重差）和系統(tǒng)高差引起的重力水頭（自然循環(huán)壓力），與水泵壓力的作用方向一致，水泵比較節(jié)能。3、 因?yàn)榱⒐苁谴?lián)系統(tǒng)，每根立管的各層散熱器在一個(gè)支環(huán)路上，自然循環(huán)壓力對(duì)每層是一樣

2、的，不存在豎向失調(diào)問題。4、 熱水從上至下通過散熱器產(chǎn)生溫降，下層散熱器平均水溫較低，所以需要的散熱器較多。5、 最高層供水干管最高點(diǎn)需集中設(shè)自動(dòng)放空氣設(shè)施（跑風(fēng)），可自動(dòng)排除系統(tǒng)空氣。6、 由于是串聯(lián)系統(tǒng),每層散熱器的調(diào)節(jié)和溫度控制比較困難,一般設(shè)閉合管和三通調(diào)節(jié)閥，見圖1-2。圖1-2 單管串聯(lián)系統(tǒng)閉合管和三通調(diào)節(jié)閥上給下回單管串聯(lián)系統(tǒng)適用于512層的一般建筑。下供下回式雙管并聯(lián)系統(tǒng)系統(tǒng)形式如圖1-3。 圖1-3 下供下回式雙管并聯(lián)供暖系統(tǒng) 下供下回式雙管并聯(lián)供暖系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下：1、 每層為并聯(lián)支路，立管為2根, 且每層需變徑。2、 每層每組散熱器可單獨(dú)調(diào)節(jié)。3、 各層散熱器平均水溫相

3、同，房間外圍護(hù)結(jié)構(gòu)相同時(shí)，需要的散熱器片數(shù)相同。4、 最上層散熱器需設(shè)手動(dòng)跑風(fēng)。每層由于高度不同，自然循環(huán)壓力上層較大、底層較小。如不考慮重力水頭，將造成上層過熱、底層供熱不足的豎向失調(diào)，上下層高差越大，失調(diào)越嚴(yán)重，見圖1-4。圖1-4 雙管系統(tǒng)豎向失調(diào)的形成重力水頭的計(jì)算公式：P=（1/2-2/3）H(h-g)式中： H散熱器至熱源（鍋爐）的高差h回水（約70）容重g供水（約95）容重5、 上層水流經(jīng)的管道路程較長、阻力較大，底層反之，可以抵消一部分重力水頭引起的豎向失調(diào)；因此，雙管系統(tǒng)不常采用上供下回和上供上回式系統(tǒng)，其中上供上回式系統(tǒng)豎向失調(diào)最嚴(yán)重。6、 由于沒有頂部水平干管，當(dāng)建筑物各

4、部分層數(shù)不同時(shí)，便于立管布置。下供下回式雙管并聯(lián)供暖系統(tǒng)適用5層以下的一般建筑，當(dāng)每組散熱器采用阻力較高的溫控閥控制房間溫度時(shí)，也可用于5層以上的建筑。 單雙管混合式系統(tǒng)單雙管混合式系統(tǒng)主要特點(diǎn)如下：1、 避免層數(shù)過多時(shí)雙管嚴(yán)重豎向失調(diào)問題。2、 散熱器可進(jìn)行調(diào)節(jié)。3、 改善了單管系統(tǒng)底層散熱器平均水溫低，片數(shù)過多的問題。 4、 管徑變化復(fù)雜，施工較困難。單雙管混合式系統(tǒng)適用于高層一般建筑。常用供暖系統(tǒng)形式與建筑的關(guān)系1、 單管串聯(lián)系統(tǒng)的供水干管、分路閥門、集中跑風(fēng)等一般設(shè)在系統(tǒng)最高層頂板下，或屋頂管溝內(nèi)；系統(tǒng)下部的干管一般設(shè)在地下室頂板下，或首層地面下的管溝內(nèi)。2、 水平管應(yīng)有坡度，以利空氣

5、的排除，且不能隨便上下拐彎，拐彎處應(yīng)采取放空氣和泄水措施，增加了管理維修等工作量，否則會(huì)影響系統(tǒng)循環(huán)和供暖，因此吊頂高度應(yīng)考慮留有足夠的管道空間，并需設(shè)檢修口。3、 除每間房間有垂直立管外，還有總立管和膨脹管等，往往需設(shè)置管井，一般與設(shè)備其他系統(tǒng)（例如空調(diào)給排水等）合用。4、 管溝應(yīng)有檢修人孔，人孔位置應(yīng)考慮檢修方便、地面美觀、安全，必要時(shí)可留在側(cè)墻上或管溝伸出室外的部分。管溝應(yīng)設(shè)外墻通風(fēng)孔，兼做維修時(shí)抽管用，宜設(shè)在拐角處，間隔15m。見圖1-65、 由于散熱器的承壓有一定限制，當(dāng)高層建筑超過工作壓力限度時(shí)，采暖系統(tǒng)需要分區(qū)，中間層也會(huì)出現(xiàn)水平干管；給排水消防等也有類似情況；必要時(shí)可將干管較多

6、的頂層、中間某層加高，或設(shè)置管道層。6、 散熱器一般放在外墻、外窗處，以減少冷輻射，人處在溫暖的回流區(qū)，較舒適。因此應(yīng)在合適位置為散熱器和立管留有足夠安裝空間，尤其是層數(shù)較多的單管串聯(lián)系統(tǒng)的底層，如窗臺(tái)過低或墻面寬度過小，經(jīng)常出現(xiàn)散熱器放不下的情況圖1-6 室內(nèi)管溝的設(shè)置圖1-6 室內(nèi)管溝的設(shè)置住宅供暖系統(tǒng)與其他建筑不同，具有以下特點(diǎn)： (1) 供暖系統(tǒng)應(yīng)可分戶計(jì)量； (2) 主要居室溫度宜能夠調(diào)節(jié)； (3) 供熱管道應(yīng)可在戶外關(guān)閉, 各戶分支管道盡量在戶內(nèi)敷設(shè)。 以下分別介紹幾種常用的住宅供暖系統(tǒng)。1.2.1低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)形式如圖1-8、圖1-9。圖1-8 地板供暖結(jié)構(gòu)剖面 低溫?zé)?/p>

7、水地板輻射供暖主要特點(diǎn)如下：1、 輻射和對(duì)流熱量集中在人體活動(dòng)區(qū)域，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度可減小約2，節(jié)省能量。2、 腳暖頭涼，感覺舒適。3、 室內(nèi)不設(shè)或減少散熱器，增加了使用面積，便于布置家具。 4、 可利用地面墊層敷設(shè)其他給水管道，頂板下無管道，利于裝修。5、 每戶對(duì)于總立管為并聯(lián)，設(shè)獨(dú)立的分集水器，便于分戶計(jì)量和控制。6、 各主要房間通過分集水器并聯(lián)，便于分室調(diào)節(jié)控制。7、 管道在地面墊層內(nèi)暗裝，維修困難，增加施工難度，并限制了地面做法。8、 每層地面做法增厚，增加建筑層高、荷載和造價(jià)。9、 水溫要求低（60），從而必需與其它采暖系統(tǒng)分設(shè)。圖1-9 地板供暖分集水器下行式散熱器供暖系統(tǒng)戶內(nèi)系統(tǒng)形式

8、如下：1、 雙管并聯(lián)式（見圖1-10）2、 單管水平串聯(lián)式（圖1-11）下行式散熱器供暖系統(tǒng)主要特點(diǎn)如下：1、 每戶對(duì)于總立管為并聯(lián)，能做到分戶計(jì)量和控制。2、 管道、散熱器、熱計(jì)量儀表均在房間下部，節(jié)省管道；可利用地面墊層敷設(shè)其他給水管道，頂板下無管道，利于裝修。3、 每層地面做法增厚，增加建筑層高、荷載；管道在地面墊層內(nèi)暗裝，維修困難，增加施工難度。4、 雙管系統(tǒng)比單管系統(tǒng)更便于分室調(diào)節(jié)控制。5、 房間較多時(shí)單管系統(tǒng)末端散熱器片數(shù)過多。6、 雙管系統(tǒng)如不設(shè)分集水器，供回水管易形成交叉，增加墊層厚度圖1-10 住宅下行式雙管并聯(lián)供暖系統(tǒng)圖1-11 住宅下行式單管水平串聯(lián)式供暖系統(tǒng)上行式散熱器

9、供暖上行式戶內(nèi)系統(tǒng)形式多采用雙管系統(tǒng)，見圖1-12。由于單管串聯(lián)式系統(tǒng)管道最高處需多處設(shè)跑風(fēng)，一般不采用。其主要特點(diǎn)如下：1、 每戶對(duì)于總立管為并聯(lián)，能做到分戶計(jì)量和控制。2、 施工、維修較靈活方便。3、 管道、跑風(fēng)等在頂板下，明裝時(shí)不美觀；距離房間下部的散熱器、熱計(jì)量儀表等較遠(yuǎn)，立管較長。圖1-12 住宅上行式雙管并聯(lián)供暖系統(tǒng)第二節(jié) 供暖系統(tǒng)的散熱設(shè)備2.1 常用散熱器圖1-13 常用散熱器常用散熱器外形見圖1-13，其主要優(yōu)缺點(diǎn)和散熱器罩的設(shè)置介紹如下。 鑄鐵柱型散熱器耐腐蝕；水容量(即熱容量)較大；承壓較低（一般為4kg/cm2，高壓型的可達(dá)8 kg/cm2）；重量大。鋼管串片散熱器承壓

10、較高（1012 kg/cm2）；單位體積散熱面積大、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕熱容量?。粠啄隉崦浝淇s后，易出現(xiàn)串片脫離現(xiàn)象，影響散熱。高頻焊鋼管散熱器一般不出現(xiàn)串片脫離現(xiàn)象；一般生產(chǎn)廠帶罩；其余同鋼管串片散熱器。鋼制散熱器（森德散熱器等）外觀光潔、美觀、便于清掃；承壓較高；重量較輕；不宜用于設(shè)有高位開式膨脹水箱的系統(tǒng)，不宜經(jīng)常大量補(bǔ)水，以免系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)入氧氣發(fā)生電化學(xué)腐蝕，對(duì)水系統(tǒng)管理要求嚴(yán)格；價(jià)格較高。其它型式散熱器銅管鋁翅片散熱器：美觀易清掃、防腐性能好，具備鋼管串片散熱器的優(yōu)點(diǎn),但價(jià)格較高且有可能出現(xiàn)串片脫離現(xiàn)象。鋁合金散熱器：美觀、易清掃并具備鋼制散熱器的優(yōu)點(diǎn)；與鋼制散熱器相同須采取防腐蝕措施, 價(jià)

11、格較高。在新建的高檔寫字樓及公寓中也有采用輻射吊頂或地板采暖的。國外散熱器大多為明裝；國內(nèi)裝修單位流行的上下遮擋，中間開百葉或網(wǎng)格的做法，大大減少了空氣的對(duì)流，影響散熱，不應(yīng)采用。推薦的散熱器罩形式及所需散熱面積的修正系數(shù)見圖表1-14。圖表1-14 不同安裝形式所需散熱器面積的修正系數(shù)第三節(jié) 熱 源集中熱源的形式一般為兩種，一種是集中熱水鍋爐生產(chǎn)的熱水直接循環(huán)供熱，如圖1-1；另一種是間接供熱，由市政一次高溫?zé)崴蛐^(qū)集中鍋爐房，向各分區(qū)或建筑物的熱力站供應(yīng)蒸汽或一次高溫?zé)崴?，進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生采暖用二次熱水循環(huán)供熱。其主要優(yōu)缺點(diǎn)如下：1、 集中供熱設(shè)備燃燒效率高，熱電廠還可利用熱電聯(lián)產(chǎn)的余熱

12、，煙氣集中高空排放，對(duì)環(huán)境影響?。蝗紵O(shè)備越集中，上述因素越有利。2、 需建鍋爐房或熱力站，占用面積、需專人管理；需要室外管網(wǎng)；設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、管理較復(fù)雜。3、 鍋爐房或熱力站的設(shè)置：一般應(yīng)設(shè)在負(fù)荷中心處，鍋爐房還應(yīng)在主要建筑的下風(fēng)向處，且煙囪要高于周圍建筑最上層窗戶。在環(huán)保方面有噪聲及煙氣對(duì)環(huán)境影響要求。北京市城區(qū)已基本完成熱網(wǎng)建設(shè)，建筑可采用熱力站供熱，三環(huán)外近郊區(qū)集中熱水鍋爐已完成“煤改氣”采用天然氣或燃油鍋爐，以保證空氣質(zhì)量。3.2 分散熱源目前住宅采暖分散熱源主要為:分戶燃?xì)鉅t、電熱采暖、與夏季空調(diào)結(jié)合的熱泵機(jī)組（冷暖空調(diào)）三種形式，其主要優(yōu)缺點(diǎn)如下：1、 不需集中機(jī)房和專人管理；

13、2、 便于分戶計(jì)量和控制；4、 設(shè)計(jì)施工簡單；5、 無戶外管網(wǎng)，熱損失小；6、 比集中式熱源運(yùn)行費(fèi)用高，(其中電采暖運(yùn)行費(fèi)用最高)；7、 分戶燃?xì)鉅t低空排放煙氣，對(duì)環(huán)境有污染；8、 不易解決住宅建筑中公用部分（商店、車庫等）的供暖要求；9、 燃?xì)鉅t和電熱膜采暖等，安全問題尚未有效解決，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)慎用；10、 熱泵式空調(diào)機(jī)組供熱能效比高于電加熱采暖，但由于北京地區(qū)冬季室外溫度太低，制熱能效比低于制冷，按夏季工況選擇設(shè)備滿足不了冬季制熱量要求，按冬季工況選擇設(shè)備則不經(jīng)濟(jì)，因此限制了冬季北方地區(qū)的推廣使用。復(fù)習(xí)思考題（一）1、 公共建筑與住宅采暖系統(tǒng)的主要區(qū)別是什么？2、 暖氣溝通常設(shè)在何處，有哪些附

14、屬設(shè)施？3、 地板采暖對(duì)地面做法有何基本要求？4、 暖氣罩的設(shè)置對(duì)散熱效果有何影響？第一節(jié) 房間冷熱負(fù)荷1.1 冬季房間主要熱負(fù)荷的組成1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱耗熱量（基本耗熱量）2、門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷風(fēng)耗熱量3、朝向修正附加耗熱量4、高度修正附加耗熱量5、外門開啟冷風(fēng)侵入耗熱量1.2 夏季房間主要冷負(fù)荷和濕負(fù)荷的組成1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷2、人體散熱量和散濕量3、工藝設(shè)備散熱量和散濕量4、照明散熱量5、新風(fēng)冷負(fù)荷6、其他第二節(jié) 建筑熱工概念傳熱的基本方式冬季通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程如圖1-11所示，由室內(nèi)向室外是通過3種方式傳熱的。1、 導(dǎo)熱固體內(nèi)部傳熱。圖1-11 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱過程2、 對(duì)流換熱流

15、體和固體表面之間的換熱。 3、 輻射換熱物體表面之間發(fā)射可見和不可見射線傳遞熱量。穩(wěn)定傳熱計(jì)算方法穩(wěn)定傳熱計(jì)算方法是假設(shè)室外氣象條件和太陽輻射強(qiáng)度24小時(shí)不變的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱計(jì)算, 包括導(dǎo)熱和對(duì)流傳熱，適用于冬季房間采暖和空調(diào)耗熱量計(jì)算?？紤]冬季太陽對(duì)建筑物的輻射熱量，按朝向乘以不同的小于1的修正系數(shù)。下式為建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本傳熱公式：Q = K F (tntw)式中：Q傳熱量（W）F圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積（m2）tn室內(nèi)溫度（）tw室外溫度（）K窗、墻、屋頂?shù)葒o(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)（W/ m2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)K通過下式計(jì)算K=1/R=1/（Rn+Ri +Rw）=1/(1/n+/+1/w)式中：R 圍

16、護(hù)結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)熱和對(duì)流在內(nèi)的綜合熱阻（m2 / W），為傳熱系數(shù)K的倒數(shù)Rn內(nèi)表面放熱熱阻（m2/ W）Rw外表面放熱熱阻（m2/ W）Ri 圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層材料的熱阻（m2 / W）n 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面放熱系數(shù)（m2 / W），Rn = 1/nw 圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面放熱系數(shù)（m2 / W），Rw1/w 圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層材料厚度（m）圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層材料的導(dǎo)熱系數(shù)（W/ m），舉例： 鋼筋混凝土 加氣混凝土 聚苯泡沫塑料 同種材料，容重越小，值越小，保溫性能越好，但強(qiáng)度越差。從傳熱公式可以看出，從冬季節(jié)能角度，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積F和導(dǎo)熱系數(shù)越小越好，厚度越大越好。不穩(wěn)定傳熱計(jì)算方法不穩(wěn)定傳熱計(jì)算方法是考慮室外氣溫

17、和太陽輻射強(qiáng)度，在一天內(nèi)呈周期性變化的房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱計(jì)算方法，適用于夏季空調(diào)冷負(fù)荷計(jì)算，要點(diǎn)如下：1、 除計(jì)算室內(nèi)外溫差傳熱外，還應(yīng)計(jì)算太陽輻射熱。2、 由于各類型圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱能力顯著不同，太陽輻射對(duì)玻璃窗、屋頂、外墻等的影響不同，需采用不同的計(jì)算方法。3、 由于一天內(nèi)室外氣溫和太陽輻射強(qiáng)度的變化，需按圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型、朝向、逐時(shí)計(jì)算傳熱，并取綜合最大值作為房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)冷負(fù)荷。1、夏季空調(diào)房間從室外的得熱量中，很大部分是太陽輻射熱，太陽輻射熱被圍護(hù)結(jié)構(gòu)所 吸收并蓄熱，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)升溫，而后傳給室內(nèi)空氣。傳熱過程中，由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱使熱量的峰值有所衰減，時(shí)間有所延遲，如圖2-1。當(dāng)室外進(jìn)入

18、室內(nèi)的熱流呈周期波動(dòng)時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)其的衰減和延遲作用（削弱能力）稱為熱穩(wěn)定性，用熱惰性指標(biāo)D表示。衰減和延遲作用是由于材料對(duì)熱流的阻尼作用和蓄熱作用所致，阻尼作用即為熱阻R，蓄熱作用用蓄熱系數(shù)S表示，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性指標(biāo)D=RS，用于夏季圍護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷計(jì)算。圖2-1 經(jīng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)入的太陽輻射熱對(duì)冷負(fù)荷的影響圖2-2 不同重量的圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱能力與房間實(shí)際得熱之間的關(guān)系2、輕型材料的熱阻雖大，但蓄熱能力小，即所謂保溫好、隔熱不好，熱穩(wěn)定性差，熱得快涼得快，且削弱高峰熱流的作用?。恢匦筒牧戏粗?；見圖2-2。因此，采用重型圍護(hù)結(jié)構(gòu)加輕型保溫材料的做法，保溫和隔熱性才比較理想，加上玻璃窗的遮陽等減少夏季輻射熱的措施，有可能在大部分時(shí)間使熱流波峰延遲和衰減到人體感覺的舒適范圍內(nèi)，減少建筑物全年的能耗，達(dá)到節(jié)能的目的。3、內(nèi)保溫的做法不易將梁、柱等部位包住，形成冷（熱）橋；室內(nèi)濕氣聚集在保溫層和建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間不易散發(fā)，對(duì)保溫材料的傳熱系數(shù)有影響；因此，外保溫優(yōu)于內(nèi)保溫。建筑節(jié)能要求：1、 控制體型系數(shù)達(dá)到控制外圍護(hù)結(jié)構(gòu)總面積目的：體形系數(shù)：建筑物外表面/建筑物包圍的體積北京地區(qū)住宅最大體形系數(shù)推薦數(shù)值：高