1、建筑環境與設備工程教研室效碧彩供熱工程第1頁，共58頁。緒論主要內容：供熱工程的研究對象和主要內容我國供熱事業的發展第2頁，共58頁。一、兩個概念熱能工程：將自然界的能源直接或間接地轉化為熱能，以滿足人們需要的科學技術，稱為熱能工程。供熱工程：利用熱媒（水、蒸汽或其它介質）將熱能從熱源輸送到各熱用戶的工程技術。第3頁，共58頁。二、研究對象和主要內容供暖（采暖）系統：用人工的方法向室內供給熱量，保持一定的室內溫度，以創造適宜的生活或工作環境。集中供熱系統：以熱水或蒸汽作為熱媒，由熱源集中向一個城鎮或較大區域供應熱能的方式。第4頁，共58頁。1、供暖系統組成：供暖系統熱媒制備（熱源）熱媒輸送（供

2、熱管網）熱媒利用（散熱設備）第5頁，共58頁。按組成部分的位置關系分為：局部供暖系統和集中供暖系統。按熱媒不同，可分為： 2、供暖系統分類熱水供暖t100，高溫水系統110130/70 t100，低溫水系統95/70 （我國常用）第6頁，共58頁。蒸汽供暖按壓力分為：高壓、低壓、真空。熱風供暖：3550，最高不超過70 。煙氣供暖：溫度不好控制，能源消耗大。按散熱方式不同，分為：對流供暖和輻射供暖。第7頁，共58頁。3、集中供熱系統組成：熱源、熱網、熱用戶熱源：區域鍋爐房和熱電廠熱網：由熱源向熱用戶輸送和分配供熱介質的管線系統。熱用戶：室內供暖、通風、空調、熱水供應以及生產工藝用熱系統等。第8

3、頁，共58頁。三、我國供熱事業的發展鉆木取火火炕、火爐集中供熱 采暖通風與空氣調節設計規范（GBJ19-87） （GBJ50019-2003）第9頁，共58頁。本章的學習思路：設計供熱系統的思路。 本章重點及難點1供暖設計熱負荷的計算，主要是圍護結構基本耗熱量的計算及修正耗熱量的計算。2供暖設計熱負荷與熱負荷的區別。第一章 室內供暖系統的設計熱負荷第10頁，共58頁。第一節 供暖系統的設計熱負荷一、供暖系統熱負荷的意義1.物理意義 是指冬季供暖房間所需要的熱量，即供暖房間的散熱設備在一定時間內散出的熱量。2.實際意義 是供暖設計的主要依據，它決定著供暖系統的規模和散熱設備的多少。教材書上沒有，

4、請記筆記第11頁，共58頁。二、幾個重要概念（一）供暖系統的熱負荷是指某一室外溫度tw下,為了達到要求的室內溫度tn，供暖系統在單位時間內向建筑物供給的熱量Q。它隨著建筑物得失熱量的變化而變化。供暖系統的設計熱負荷是指在設計室外溫度tw下，為達到要求的室內溫度tn,系統在單位時間內向建筑物供給的熱量Q。它是設計供暖系統的最基本依據。熱負荷：變化的值設計熱負荷：定值第12頁，共58頁。在工程設計中，對于沒有設置通風系統、不考慮太陽輻射、人體散熱量、照明散熱量等，設計熱負荷可表示為： 帶有“/”上標符號都是表示在設計工況下的各種參數圍護結構傳熱耗熱量第13頁，共58頁。三、幾個概念(二） 1、圍護

5、結構的傳熱耗熱量Q1：當室內溫度高于室外溫度時，通過圍護結構向外傳遞的熱量。基本耗熱量Q1j附加(修正)耗熱量Q1x圍護結構耗熱量Q1第14頁，共58頁。2、基本耗熱量Q1j：在設計條件下，通過房間各部分圍護結構（門、窗、墻、地板、窗頂）從室內傳到室外的穩定傳熱量的總和。3、附加（修正）耗熱量Q1X包:指圍護結構的傳熱狀況發生變化而對基本耗熱量進行修正的耗熱量。括風力附加、高度附加和朝向修正等耗熱量。第15頁，共58頁。第二節 圍護結構的基本耗熱量 在工程設計中，圍護結構的基本耗熱量是按一維穩定傳熱過程進行計算的。 第16頁，共58頁。圍護結構的溫差修正系數第二節 圍護結構的基本耗熱量圍護結構

6、的傳熱系數 圍護結構的面積 冬季室內計算溫度 供暖室外計算溫度在工程設計中，圍護結構的基本耗熱量是按一維穩定傳熱過程進行計算的 ，其計算公式為： W/m2第17頁，共58頁。整個建筑物或房間的基本耗熱量為： 第18頁，共58頁。一、室內計算溫度tn室內計算溫度是指距地面2米以內人們活動地區的平均空氣溫度。室內空氣溫度的選定，應滿足人們生活和生產工藝的要求。 生產要求的室溫,一般由工藝設計人員提出。生活用房間的溫度，主要決定于人體的生理熱平衡。第19頁，共58頁。采暖通風與空氣調節設計規范 (GB 50019-2003) 規定：集中供暖冬季室內計算溫度，按下列規定采用： 1民用建筑的主要房間,宜

7、采用1624； 2生產廠房的工作地點 輕作業：1821， 中作業：1618 , 重作業：1416, 過重作業：1214 。工業企業設計衛生標準（GBZ1）室內空氣質量標準（GB/T18883）第20頁，共58頁。采暖通風與空氣調節設計規范 (GB50019-2003) 規定對于高度較高的生產廠房，通過上部圍護結構的傳熱量增加。層高超過4m的建筑物或房間，冬季室內計算溫度tn，應按下列規定采用：(1)計算地面的耗熱量時，應采用工作地點的溫度tg()；(2)計算屋頂和天窗耗熱量時，應采用屋頂下溫度td()；(3)計算門、窗和墻的耗熱量時，應采用室內平均溫度 tp.j=(tg+td)/2()第21頁

8、，共58頁。屋頂下的空氣溫度td 確定公式： tdtg+ (H2) t 對于散熱量小于23wm2的生產廠房，其溫度梯度值不能確定時，可用工作地點溫度計算圍護結構耗熱量，但應按高度附加的方法進行修正。 采暖通風與空氣調節設計規范 (GB50019-2003) 規定第22頁，共58頁。二、供暖室外計算溫度tw供暖室外計算溫度的確定，對供暖系統設計有很關鍵性的影響。如采用過低的tw值，使供暖系統的造價增加；如采用值過高，則不能保證供暖效果。 目前國內外選定供暖室外計算溫度的方法，可以歸納為兩種： 是根據圍護結構的熱惰性原理；二是根據不保證天數的原則來確定（我國采用5天）。第23頁，共58頁。我國供暖

9、室外計算溫度值的確定原則 暖通規范規定；“供暖室外計算溫度，應采用歷年平均不保證5天的日平均溫度”。對大多數城市來說，是指1951一1980年共30年的氣象統計資料里。不得有多于150天的實際日平均溫度低于所選定的室外計算溫度值我國北方一些城市的供暖室外計算溫度值，詳見暖通規范附錄。第24頁，共58頁。暖通規范附錄第25頁，共58頁。暖通規范附錄第26頁，共58頁。 三、溫差修正系數值 溫差修正系數值：對供暖房間圍護結構外側不是與室外空氣直接接觸，而中間隔著不供暖房間或空間的場合，通過該圍護結構的傳熱量的計算采用了圍護結構的溫差修正系數。第27頁，共58頁。1供暖房間 2非供暖房間第28頁，共

10、58頁。三、溫差修正系數值傳熱達到熱平衡時，非供暖房間或空間的溫度。此值大小取決于非供暖房間或空間的保溫性能和透氣狀況。對于保溫性能差和易于室外空氣流通的情況，不供暖房間或空間的空氣溫度更接近于室外空氣溫度，則此值接近于1。具體見附錄1-2第29頁，共58頁。溫差修正系數值 （1）值僅適用于不與室外直接相連的圍護結構；（2）計算外墻時，1；（3）值的取法與圍護結構的特征有關；根據經驗得出的各種不同情況的值見附錄1-2。 （4）與相鄰房間的溫差大于或等于5時，應計算通過隔墻或樓板的傳熱量。與相鄰房間的溫差小于5時，且通過隔墻或樓板的傳熱量大于該房間熱負荷的10%時，應計算其傳熱量。第30頁，共5

11、8頁。溫差修正系數值 第31頁，共58頁。1、勻質多層材料(平壁)的傳熱系數K值四、圍護結構的傳熱系數K值圍護結構傳熱阻內表面換熱系數外表面換熱系數各層材料導熱系數各層的厚度第32頁，共58頁。第33頁，共58頁。附錄1-3第34頁，共58頁。附錄1-4第35頁，共58頁。2兩向非勻質圍護結構的傳熱系數值自學內容第36頁，共58頁。3空氣間層傳熱系數K值應用場合 嚴寒地區； 一些高級民用建筑 。常用的形式： 雙層玻璃、復合墻體的空氣間層（間層中的空氣導熱系數比組成圍護結構的其他材料的導熱系數小，增加了圍護結構傳熱阻。第37頁，共58頁。3空氣間層傳熱系數K值具體詳見手冊P25表3.1-11空氣

12、間層厚度（cm）豎向的空氣間層m2W熱流自下向上的水平空氣間層（m2W）熱流自上向下的水平空氣間層（m2W） 1235101530 0.150.160.170.170.170.16 0.130.150.1550.1550.1550.16 0.1550.180.200.2150.220.22第38頁，共58頁。4地面的傳熱系數 室內地面的傳熱系數隨著離外墻的遠近而變化 。在冬季室內熱量通過靠近外墻地面傳到室外的路程較短，熱阻較小、而通過遠離外墻地面傳到室外的路程較長，熱阻增大。因此，室內地面的傳熱系數（熱阻）隨著離外墻的遠近而有變化，但在離外墻約8m以遠的地面，傳熱量基本不變。第39頁，共58頁

13、。4地面的傳熱系數的近似計算方法(1)貼土非保溫地面(組成地面的各層材料導熱系數都大于1.16Wm.）。(2)貼土保溫地面(組成地面的各層材料中，有導熱系數小于1.16wm.的保溫層）。(3)鋪設在地壟墻上的保溫地面。 第40頁，共58頁。地面傳熱地帶的劃分第41頁，共58頁。非保溫地面的傳熱系數和換熱阻第42頁，共58頁。貼土保溫地面貼土保溫地面各地帶的熱阻值，可按下式計算： 第43頁，共58頁。鋪設在地壟墻上的保溫地面 鋪設在地壟墻上的保溫地面各地帶的換熱阻值可按下式計算： 第44頁，共58頁。五、圍護結構傳熱面積的丈量外墻面積的丈量：高度從本層地面算到上層的地面。對平屋頂的建筑物，最頂層

14、的丈量是從最頂層的地面到平屋頂的外表面的高度；而對有悶頂的斜屋面，算到悶頂內的保溫層表面。平面尺寸應按建筑物外廓尺寸計算；兩相鄰房間以內墻中線為分界線。第45頁，共58頁。第46頁，共58頁。五、圍護結構傳熱面積的丈量 門、窗的面積按外墻外面上的凈空尺寸計算。悶頂和地面的面積，應按建筑物外墻以內的內廓尺寸計算。對平屋頂，頂棚面積按建筑物輪廓尺寸計算。第47頁，共58頁。五、圍護結構傳熱面積的丈量地下室面積的丈量，位于室外地面以下的外墻，其耗熱量計算方法與地面的計算相同，但傳熱地帶的劃分，應從室外地面相平的墻面算起，以及把地下室外墻在室外地面以下的部分，看作是地下室地面的延伸。第48頁，共58頁

15、。第49頁，共58頁。回顧室內計算溫度 tn室外計算溫度 tw溫差修正系數 圍護結構傳熱系數 K圍護結構傳熱面積 F要求：理解各參數的意義。合理選擇各個參數值。第50頁，共58頁。第三節 圍護結構的附加(修正)耗熱量附加(修正)耗熱量有：朝向修正耗熱量風力附加耗熱量高度附加耗熱量第51頁，共58頁。一、朝向修正耗熱量朝向修正耗熱量：是考慮建筑物受太陽照射影響而對圍護結構基本耗熱量的修正。計算方法：需要修正的耗熱量等于垂直的外圍護結構(門、窗、外墻及屋頂的垂直部分)的基本耗熱量乘以相應的朝向修正率。第52頁，共58頁。一、朝向修正耗熱量朝向修正耗熱量：是考慮建筑物受太陽照射影響而對圍護結構基本耗

16、熱量的修正。朝向修正耗熱量產生原因室內因陽光射入而得到的熱量向陽面圍護結構外表面溫度升高。失熱量減少 向陽面圍護結構，K值較小第53頁，共58頁。一、朝向修正耗熱量 暖通規范規定：按下列規定的數值， 選用不同朝向的修正率： 北、東北、西北 010； 東南、西南 -10一-15； 東、西 -5% ； 南-15一-30。第54頁，共58頁。一、朝向修正耗熱量選用上面朝向修正率時，應考慮當地冬季日照率、建筑物使用和被遮擋等情況。 對于冬季日照率小于35的地區，東南、西南和南向修正率，宜采用10一0，東、西向可不修正。第55頁，共58頁。二、風力附加耗熱量 風力附加耗熱量是考慮室外風速變化而對圍護結構基本耗熱量的修正。計算方法：在一般情況下，不必考慮風力附加。只對建在不避風的高地、河邊、海岸、曠 野上的建筑物，以及城鎮、廠區內特別突出的建筑物，才考慮垂直外圍結構附加5