太原市世纪小区2#楼采暖与防排烟设计说明书1毕业设计论文

内蒙古科技大学

本科生毕业设计说明书

题目：太原市世纪小区2#楼采暖与

防排烟设计

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太原市世纪小区2#楼采暖与防排烟设计

摘要

低温热水地板辐射采暖是一种利用建筑物内部地面进行供暖的系统。它既能高效地使用多种低品位能，达到节能效果；又具有室内温度均匀、卫生条件高、舒适性好等特点。是一种减少建筑能耗提高热舒适性的理想供暖系统。

本文主要是低温热水地板辐射采暖的系统设计。首先对低温热水地板辐射采暖国内外现状、优缺点、传热特点和铺设方式进行了分析，得出了这是一种舒适节能的采暖方式。再对住宅楼进行采暖热负荷计算，由于地板辐射采暖室内实感温度高于设计温度，所以计算时采用相应降低室内计算温度的方法，满足节能要求。在管道铺设方面，选择了交聚乙烯管道双回形铺设的方式。这种铺设方式地板表面的均匀，满足了舒适性要求。最后，在各户安装温控阀和热计量表，对各户房间进行温度控制和热计量。

总之，地板采暖是一种既古老又崭新，既舒适又节能的供暖方式。

关键词：供暖工程；节能；分户计量

Heating and Smoke Control and Extraction

Design of Business-Living Buliding

Abstract

The low temperature water radiant floor , comfort and so on. So it is a ideal of energy and raises the thermal comfort.

This paper is a design of the low temperature water floor panel reach a conclusion that this system is comfortable. Second, it calculates the room when calculate, in order to save energy. In aspect of the laying tubing, this paper adopts the double spiral of concrete embedded plastic radiant floor achieve a smooth floor surface to creat comfortable environment. Last, the the every ancient, new provide comfortable and achieve energy saving.

Key words: floor of each room respectirely

目录

摘要 (Ⅰ)

Abstract .................................................................................................................................... II 目录.. (Ⅲ)

绪论 (1)

第一章地板辐射采暖简介 (2)

1.1地板采暖历史 (2)

1.2地板采暖的优缺点 (3)

1.2.1地板采暖的优点 (3)

1.2.2地板采暖的缺点 (4)

1.3低温热水地板辐射采暖的结构和布置形式 (4)

1.4地板采暖主要技术参数和适用范围 (5)

1.4.1地板采暖的主要技术参数 (5)

1.5结束语 (5)

第二章基础资料及采暖热负荷计算 (6)

2.1 基础资料 (6)

2.1.1 土建资料及太原室外气象资料 (6)

2.2 采暖负荷计算 (7)

2.2.1 各计算参数的确定 (7)

2.2.2 校核维护结构传热阻是否满足最小传热阻要求 (7)

2.2.3 热负荷计算 (8)

2.3 小结 (11)

第三章地板辐射采暖设计及水力计算 (12)

3.1.1采暖盘管布置 (12)

3.1.2 采暖系统形式的比较及确定 (13)

3.2 采暖盘管设计计算 (16)

3.3 水力计算 (17)

3.3.1 水力计算基本原理 (17)

3.3.2 户内环路水力计算 (18)

3.4 系统布置和施工 (21)

3.4.1 系统布置 (21)

3.4.2 地暖施工 (21)

3.5 热表及温控阀选型 (23)

3.5.1 温控阀的选择 (23)

3.5.2 热表的选择 (23)

3.6 其他附属设备的选择与安装 (24)

3.7 小结 (24)

第四章换热站设计 (25)

4.1 基本资料 (25)

4.2 换热器形式的确定和型号选择 (25)

4.3热水循环水泵的选择计算 (27)

4.4 补水泵的选择计算 (28)

4.5 除污器的选择 (29)

4.6 分、集水器的选择 (30)

4.7 补水箱的选择 (31)

4.9 管材与阀门 (32)

4.10 管道的排气 (32)

4.11 热力站设备管道等的保温和防腐 (32)

4.12 小结 (33)

第五章高层建筑防排烟设计 (34)

5.1 防排烟简介 (34)

5.2 加压送风的形式和优缺点 (35)

5.3 送风量的确定和风机的选择 (35)

5.4 小结 (36)

第六章工程概预算 (37)

6.1 概预算的步骤式 (37)

6.2 本设计概预算 (39)

6.3 小结 (43)

总结 (44)

参考文献 (45)

附录A (46)

附录B (50)

附录C............................................................................................................................. .. (69)

附录D (72)

绪论

随着人们生活水平的提高，对室内环境温度提出了更高的要求。特别是新中国成立以后，我国的供暖事业得到了迅速发展。一个建筑物或房间可有各种得热和散失热量的途径。当建筑物或房间的失热量大于得热量时，为了保持室内在要求温度下的热平衡，需要由供暖通风系统补给热量，以保证室内要求的温度。

本次毕业设计的研究对象和主要内容是太原市世纪小区2#楼采暖与防排烟的设计。设计的内容涵盖了大学期间所学的所有与采暖有关的专业知识。

本文首先根据基本设计资料计算了综合楼的热负荷，然后根据热负荷及建筑物的形式等条件，提出了供暖系统设计方案，绘制出了该系统的平面图和系统图，还对该系统进行了水力计算，选择管径和流速，使管网系统较好地符合了水力平衡要求。然后根据总负荷为换热站选取设备，并进行换热站设备的布局。最后根据“高规”选择防排烟系统，并计算风量，布置风口。

设计的任务是让整个建筑的供暖系统在经济合理的前提下安全地运行。

第一章地板辐射采暖简介

一种全新的供暖方式—地板辐射采暖，又称为低温热水地板敷设采暖。主要是以不高于60的低温热水为热媒将加热管埋设在地板中，以整个地面为散热面。地板在通过对流换热加热周围空气的同时，还与四周的维护结构进行辐射换热，从而使四周的维护结构表面温度升高，其辐射换热量占总换热量的50%.地板辐射采暖是一种极为理想的节能采暖方式。

1.1 地板采暖历史

地板采暖是一种既古老又崭新的技术。在很久以前中国人就发明了火炕，而且一直延续至今。当你步入宏伟宽大的北京故宫太和殿，也许又许多人不会想到即使在北京寒冷的冬天，过去的中国皇帝也能像春天一样接受王公大臣的朝拜。其实在那黑幽幽宽大的方砖下面是一种传统古老的地板采暖方式。地板采暖正式起源于欧洲，但是最初由于水温及材料等一系列问题而走过一段弯路。60年代由于采用了高温水而引起腿部不适，影响其发展。70年代后期此问题得到解决，地板辐射采暖得以加速发展。到1994年为止，法国约有20%的住宅建筑装设了地板采暖系统，德国为40，奥地利为25%，瑞士为48%。而且同时期的美、日及朝鲜等国随着塑料工业的发展，成为地板辐射采暖技术发展较快的国家。日本在近50年代重新认识了这一传统的采暖技术，开始发展热水式地板采暖装置。60年代开始开发电加热式的地板采暖技术。但由于一些传统的原因，这种崭新的低温辐射方式的居住环境技术没有得到充分的开发和重视，而仅仅被用于单独的冬季采暖。另外，韩国的温洞在古代地面采暖技术也很广泛，但耗费木材，同时为保持一定的舒适性，而需人全天候值班，所以发展缓慢。

以上各国到目前为止，低温地板辐射采暖使用已较广泛，而在我国由于对该系统的热工性能和供暖基本规律的认识尚不完备，仍处于起步阶段。设计、施工及运行技术均

不够完善。我国在80年代末到90年代初，从国外引进了低温热水采暖技术，并在很多重大工程的住宅建筑中得到了成功的应用。

1.2 地板采暖的优缺点

1.2.1地板采暖的优点

（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）地板采暖要求建筑层高增加6-8厘米，管道安装需与土建施工同步进行。

（8）造价较散热器采暖高。但据生产厂家透漏，近一年来全国有几个生产厂家发展

到一百多个，随着生产量的增多，价格必随之降低，因此地板采暖有很大的发展潜力。

1.2.2地板采暖的缺点

（1）集中供热用户一般要换热降低供水温度以满足塑料管对温度的限制，增加了投资和运行管理的工作量，也属于不合理的用能方式。

（2）增加了楼板厚度，室内净高减少，结构荷载增加。

（3）采暖费用较普通采暖系统较高，另外还要增加混凝土垫层投资以及由于荷载增加必须提高结构强度的投资。

（4）地板采暖施工要求高，需由经过专门训练的专业队伍施工。

（5）室内地板装饰材料﹑家具摆放的位置﹑数量影响地板采暖效果，而这些在设计阶段是难以考虑周全的。

（6）管理部门应加强对用户的管理，防止对地面的破坏性装修。

（7）虽然地板采暖使用寿命长，但一旦损坏，进行维修难度很大。

（8）每个采暖季的启用运行必须遵循一定的程序，物业管理和售后服务要跟上，以保证系统的正常运行。

1.3 低温热水地板辐射采暖的结构和布置形式

低温热水地板辐射采暖结构层由上到下依次为覆盖层、找平层、埋管层、隔湿层、保温层。其中保温层的作用是为了减少热量向下传递，多用聚苯乙烯泡沫板材做成；埋管结构层有木质地板结构和混凝土结构两种，多采用埋管设于混凝土的做法；隔湿层用来防止水进入保湿层。地面上可根据用户装饰的要求，铺设地板或地毯形成覆盖层。当设有覆盖层时，因其热阻较大，会使传热效率降低。埋管常见的布置形式有单蛇型、双蛇型、双回型、单回型几种。

1.4 地板采暖主要技术参数和适用范围

1.4.1地板采暖的主要技术参数

结构层厚度：公共建筑90，住宅70；

热煤温度：≤65（最高≤80）；

供回水温差：8-15；

工作压力：≤0.8；

结构层受荷载≤2000 ,若＞2000时，应采取相应措施；

供水干管上设置过滤网，防止异物进入系统内；

供暖散热量与地面材质、供回水温度、管间距、室内设计温度有关。

1.5 结束语

地板采暖具有舒适、节能、卫生条件好、可利用低温热源，可实现热量分户控制和计量等优点，所以近年来在我国越来越多地应用于住宅、别墅、宾馆、游泳池、车库等建筑。相信，随着人们对环境质量标准要求的提高，低温热水地板辐射采暖在我国会得到更快的发展。

第二章基础资料及采暖热负荷计算

2.1 基础资料

2.1.1土建资料及太原室外气象资料

该建筑位于太原，建筑设计功能为住宅高层建筑，建筑高度55.3，无地下室。

1）外墙：

200㎜陶粒砌块，60mm聚苯保温板，K=0.45 W㎡.℃（校核低限热阻）

2）分户隔墙内墙：

200mm混凝土，两侧17mm聚苯保温浆料，K=1.55 W㎡.℃

3）屋顶：100㎜钢筋混凝土，60mm厚挤塑聚苯板，K=0.44W㎡.℃（校核低限热阻）

4）地面：保温K＝0.50 W㎡.℃

5）内门：K＝2.00 W㎡.℃

6）外窗：中空玻璃塑钢窗，K＝2.34 W㎡.℃

7）阳台门：顶、底层阳台顶板采用30mm聚苯板，栏板采用200mm陶粒砌块10mm

聚苯保温浆料，K＝1.6 W㎡.℃

表2.1太原市室外气象资料

年平均温度 3.6

冬季室外计算采暖温度-9.9

冬季室外计算通风温度-8.9

冬季室外平均风速 2.1

最大冻土深度77

冬季大气压93467pa

最低日平均温度-23.3

2.2 采暖负荷计算

2.2.1各计算参数的确定

根据黑龙江省标准《地面辐射采暖交聚乙烯管道工程技术规程》采暖热负荷

宜取房间常规计算值的95%或将室内计算温度降低2-3计算。本设计采用降低室内设计温度的方法。室内冬季采暖设计温度为20℃

2.2.2校核维护结构传热阻是否满足最小传热阻要求

外墙的最小传热热阻为：式（2.1）

式中：—结构的最小传热阻，

—修正系数(围护结构与室外相通，=1)

—室外计算温度与围护结构内表面的允许温差，

—围护结构室外计算温度，

—内表面换热阻，

—室内计算温度，

t=20 t=-9.9 △t=6

外墙最小传热热阻：= （20+9.9）6×1×0.115=0.573

外墙实际传热热阻：=1=10.45=2.22

因为> 所以该部分围护结构热阻符合要求。由于卧室计算温度最高，所以，若卧室外墙符合要求，则其它外墙亦符合要求。

屋顶的最小传热热阻为：

=15 =-9.9 =4.5

屋顶最小传热热阻：= （20+9.9）4.5×1×0.115=0.764

屋顶实际传热热阻：=1=10.44=2.27

因为> 所以该部分围护结构热阻符合要求。由于卧室计算温度最高。所以，若卧室屋顶符合要求，则其它屋顶亦符合要求。

地板的最小传热热阻为：

=20 =-9.9 =4.5

地面最小传热热阻：= （20+9.9）4.5×1×0.115=0.764

地面实际传热热阻：=1=10.50=2

因为> 所以该部分围护结构热阻符合要求。由于商铺计算温度最高，所以，若商铺地面符合要求，则其它地面亦符合要求。

2.2.3热负荷计算

2.2.

3.1 围护结构基本耗热量

基本耗热量；式（2.2）

式中：—围护结构的传热系数，单位为。

—围护结构的面积，单位为。

—冬季室内计算温度，单位为。

—采暖室外计算温度，单位为。

—围护结构的温差修正系数。见表2.2

表2.2温差修正系数值

围护结构特征

外围护结构和地面 1.0

屋顶

无望版的瓦屋面、铁皮屋面无望版的瓦屋面、铁皮屋面有望板和防水卷材的屋面

0.9 0.8 0.75

与非房间相邻的隔墙

非房间有门窗与室外相通非采暖房间无门窗与室外相通

0.7

0.4 续表2.2

非采暖地下室的楼板（室外地坪以上不超过1.0）：

外墙上有窗

外墙上无窗

0.4

非采暖半地下室的楼板（室外地坪以上不超过1.0）

外墙上有窗外墙上无窗0.7 0.4

2.2.

3.2 冷风渗透耗热量

式（2.3）

式中：—为加热门窗缝隙渗入冷空气的耗热量，；

—经每门窗缝隙渗入室内的冷空气量，；根据冬季室外平均风速，由表2.3查得；

表2.3民用建筑每门窗缝隙渗入空气量()

风速() 1 2 3 4 5 6

单层木窗 1.0 2.5 3.5 5.0 6.5 8.0

单层钢窗0.8 1.8 2.8 4.0 5.0 6.0

双层木窗0.7 1.8 2.5 3.5 4.6 5.6

双层钢窗0.6 1.3 2.0 2.8 3.5 4.2

门 2.0 5.0 7.0 10.0 13.0 16.0 —门窗缝隙长度，；

—室外空气密度，；

—空气定压比热，=1

—冷风渗透量的朝向修正系数，具体选择见表2.4

表2.4朝向修正系数值如下表：

地区北东北东东南南西南西西北

哈尔滨0.25 0.15 0.15 0.45 0.60 1.00 0.80 0.55

冷风侵入耗热量：

式（2.4）

式中：——外门附加率；

——外门基本耗热量，。

2.2.

3.3围护结构的附加耗热量

（1）朝向修正

本设计地点是太原，因此朝向修正取值为：

东、西：-5% 南：-15% 北：5%

（2）风力附加

此地点不必考虑风力附加

（3）外门开启附加

为加热开启外门时侵入的冷空气，对于短时间开启无热风幕的外门，可以用外门的基本耗热量乘上按下表中查出的相应的附加率。阳台门不考虑外门附加。

（4）高度附加

由于室内温度梯度的影响，往往使房间上部的传热量加大。因此：当房间净高超过4时，每增加1，附加率为2%,但最大附加率不超过15%。应注意高度附加率应加在基本耗热量和其他附加耗热量的总和之上。以房间1808为例进行水力计算，计算结果如表2.5

表2.5围护结构传热耗热量计算表

冷风渗透耗热量：=0.278×1×9.2×0.35×1.34×33.4

=40.06

冷风侵入耗热量: 0

房间采暖热负荷：=250.2+387.5+111.2+1492+40.06

=2281 式（2.5）

具体负荷计算结果见附录B。

2.3 小结

本章主要是计算各房间热负荷。与普通供暖方式相比，地板采暖的热负荷计算中其供暖室内设计温度相应降低了2-3，达到了节能效果。

第三章地板辐射采暖设计及水力计算

本设计采用热水作为热煤，根据各房间的单位面积耗热量，采用瓷砖类地面。技术参数如下：

结构层厚度：70 结构如图3.1所示。

地面材料：瓷砖

供回水温度：供水温度40；回水温度30。

管材：交联聚乙烯塑料管

楼层地面辐射采暖构造层结构首层地面辐射采暖构造层结构

图3.1地板辐射采暖构造层结构

1、聚苯乙烯保温板

2、交聚乙烯管

3、地面层

4、水泥沙将找平层

5、细石混凝土

6、聚苯乙烯保温板

7、防水层 8、楼板 9、垫层

3.1 地板辐射采暖设计

3.1.1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度弯，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。

3.1.2采暖系统形式的比较及确定

3.1.2.1 热水采暖系统的分类

（1）按系统循环动力的不同，可分为重力循环系统和机械循环系统。

（2）按供水温度的不同，可分为高温水采暖系统和低温水采暖系统。

（3）按供回水方式不同，分为上供下回式系统、上供上回式系统、下供下回式系统和下供上回式系统。

（4）按散热器的连接方式不同，分为垂直式和水平式采暖系统。

（5）按连接散热器的管道数目不同，分为单管和双管采暖系统。

（6）按并联环路水的流程不同，分为同程式和异程式采暖系统。

3.1.2.2 地板辐射采暖的优缺点

优点：

（1）舒适性强

地板辐射采暖是最舒适的采暖方式之一。原因：1）.室内表面温度均匀，温度梯度合理，室内由下而上逐渐递减，给人以脚暖头凉的感觉，符合人体生理需要，能够改善

血液循环，促进新陈代谢；2）.辐射采暖不像对流采暖易引起室内污浊空气对流，室内洁净，卫生条件好；3）.整个地板作为蓄热体，热稳定性好，在间歇采暖条件下，温度变化缓慢；4）.地板采暖须铺设地面保温层，既减少了层间传热，又增加了隔音效果。（2）节能

首先辐射采暖方式较对流采暖方式节省能量；第二，由于地板采暖沿高度方向特有的负梯度温度分布，热量集中在人体活动区域，房间顶部不会过热，围护结构无效热损失少；第三，地板采暖设计水温低，可利用其他采暖系统或空调系统的回水的低品位能源；第四，热媒温度低，在输送过程中热量损失小。

（3）可方便地实施按户热计量，便于物业管理

在各种适于计量的室内采暖系统中，地板采暖易于实现分户计量，同时又克服了其他系统的缺点。

（4）为住户二次装修创造了条件

其一，地板辐射采暖室内无暖气片和外露管道，既增大了用户使用面积，又节省了做暖气罩和隐藏管道的费用；其二，便于在室内设置落地窗和矮窗；其三，用户不受传统挂墙散热器限制，可遵照自己的意愿灵活设置轻质隔墙，改变室内布局。

（5）使用寿命长，日常维护工作量小

地板辐射采暖的塑料管使用寿命大都在50年左右，远高于普通焊接钢管；埋地盘管采用整根管铺设，地下不留接口，消除了渗漏隐患；管道不腐蚀，不结垢，系统运行期间，只需要检查过滤器，维护费用低。

（6）适应住房商品化需要，提高住房的品质和档次

（7）热源灵活

热源既可是集中供热，也可是单户热水采暖炉，或其他合适的能源，可因地制宜，灵活方便。