06 第6章 建筑采暖与燃气供应.pptx

第1页：热工设计分区

一、热工设计分区P352•《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93:全国分五个区Ⅰ～Ⅴ区：严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区。•分区见图1。

第2页：热工设计分区图

图1热工设计分区

第3页：第6章采暖目录（传热与热负荷）

6.2.1传热学的基本理论6.2.2热负荷6.2.3围护结构的热工要求6.1.6采暖系统热媒的选择6.1.7采暖系统的管路布置和敷设6.1.8集中采暖住宅分户热计量采暖系统6.1.3蒸汽采暖系统6.1.4辐射采暖6.1.5热风采暖系统6.2采暖系统的传热原理和热负荷6.1采暖系统的分类与选择6.1.1热水采暖系统6.1.2高层建筑热水采暖系统第6章建筑采暖与燃气供应

第4页：第6章采暖目录（热源与设备）

6.3热源6.3.1锅炉与锅炉基本特性参数6.3.2锅炉房设备及系统6.3.3锅炉房的位置确定与锅炉房对建筑设计的要求6.3.4热力管网与热力引入口6.4采暖设备及附件6.4.1散热器6.4.2膨胀水箱6.4.3排气设备6.4.4疏水器6.4.5除污器6.4.6散热器控制阀第6章建筑采暖与燃气供应

第5页：第6章燃气工程目录

6.5燃气工程6.5.1燃气介绍6.5.2城市煤气管道介绍6.5.3建筑燃气供应系统6.5.4燃气表与燃气用具6.5.5民用燃气用具与烟气的排除第6章建筑采暖与燃气供应

第6页：采暖系统的分类

采暖系统分类集中采暖系统：具有一定作用面积、系统化的采暖局部采暖系统：将热源和散热设备合并成一个整体，分散设置在各个房间。热媒利用（散热设备）集中供热系统利用热能的用户热媒输送（热力网）由热源向热用户输送和分配供热介质的管线系统热媒制备（热源）区域锅炉房、热电厂燃料、核能、地热、电能、工业余热组成第6章建筑采暖与燃气供应6.1采暖系统的分类与选择

第7页：集中采暖系统分类

集中采暖系统分类热风采暖系统蒸汽采暖系统热水采暖系统热媒在集中采暖系统中，把热量从热源输送到散热器的物质叫做“热媒”，这些物质有热水、蒸汽和热空气等。第6章建筑采暖与燃气供应6.1采暖系统的分类与选择

第8页：热水采暖系统分类

系统分类按热媒温度不同：低温水（小于100℃）采暖系统、高温水（大于100℃）采暖系统按供回水管道设置方式：单管系统、双管系统按管道敷设方式：垂直式系统、水平式系统按系统循环的动力：重力(自然)循环系统、机械循环系统按立管的循环环路长度：异程式系统、同程式系统

第9页：低温与高温热水采暖

• 低温热水采暖系统：水温≤100℃高温热水采暖系统：水温＞100℃我国热水采暖系统，大多采用低温水作为热媒，供回水温度多采用95／70 ℃
• 新型采暖系统设计供回水温度60／40℃，50／30℃
• 高温水采暖系统用在生产厂房，采用120～130／70～80℃。
• 单管系统：热水经供水管顺序流过多组散热器，并顺序地在各散热器中冷却的系统。

第10页：双管热水采暖系统

双管系统

热水经供水管平行地分配给多个散热器，冷却后的回水自每个散热器直接沿水管回流热源的系统。

特点

每组散热器都能组成一个循环环路，每组散热器的供水温度基本上是一致的，各组散热器可自行调节热媒流量，互相不受影响

第11页：垂直式热水采暖系统

垂直式系统垂直式系统，按供、回水干管布置位置不同，有下列几种型式：上供下回式、下供下回式、中供式、下供上回式（倒流式）、混合式…

第12页：水平式热水采暖系统

水平式系统

第13页：重力循环热水采暖系统

重力循环系统自然压头：在自然循环热水供暖系统中，依靠锅炉与散热器的供水、回水温度差而形成的密度差所产生的作用压力。

第14页：机械循环热水采暖系统

• 机械循环系统机械循环热水系统的排气：水流速度常常超过了自水中分离出来的空气气泡的浮升速度。
• 为了使气泡不致被带入立管，在供水干管内要使气泡随着水流方向流动，应按水流方向设上升坡度。
• 气泡聚集到系统的最高点，通过在最高点设排气装置．将空气排至系统以外。
• 供水及回水干管的坡度，宜用0.003，不得小于0.002。
• 回水干管的坡向与重力循环系统相同，目的是使系统内的水能全部排出。
• 靠机械力(水泵压力)进行水循环的系统

第15页：机械循环系统图

机械循环系统

第16页：机械循环系统图（二）

机械循环系统

第17页：机械循环系统图（三）

机械循环系统

第18页：机械循环系统图（四）

机械循环系统

第19页：同程式与异程式系统

同程与异程式P114页

第20页：高层建筑热水采暖系统

单、双管混合式系统双线式系统分区采暖系统高层建筑热水采暖系统第6章建筑采暖系统6.1采暖系统的分类与选择6.1.2高层建筑热水采暖系统

第21页：分层式采暖系统

分层式采暖系统将高层建筑热水采暖系统在垂直方向上分成若干个相互独立的系统。

第22页：

第23页：

第24页：蒸汽采暖系统的特点

• 蒸汽在散热设备中定压凝结放热，散热设备的热媒平均温度为该压力下的饱和温度。
• 蒸汽和凝水在系统内循环流动时，其状态参数变化较大，且伴随相态变化。
• 蒸汽管道中的流速，通常采用比热水高得多的速度，可大大减轻前后加热滞后(失调)的现象。
• 在高层建筑供暖时，热惰性小，供汽热得快、停汽冷得快，对间歇供热适用。
• 蒸汽热媒参数适用范围广。

第25页：蒸汽采暖系统分类

按供汽压力大小，将蒸汽供暖系统分为三类：高压蒸汽供暖Pb＞70kPa低压蒸汽供暖0＜Pb≤70kPa真空蒸汽供暖Pb＜0按蒸汽干管布置：上供式，中供式、下供式按立管布置特点：单管式、双管式按回水动力不同：重力回水、机械回水（P117图6.16、6.17）第6章建筑采暖与燃气供应6.1采暖系统的分类与选择6.1.3蒸汽采暖系统二、蒸汽采暖系统分类

第26页：蒸汽采暖系统（续）

第6章建筑采暖与燃气供应6.1采暖系统的分类与选择6.1.3蒸汽采暖系统

第27页：辐射采暖原理

• 舒适性方面：脚暖头凉。
• 能源消耗方面：一般情况下，总的耗热量可减少5%~20%。
• 在使用方面：减少建筑面积占用。

第28页：辐射采暖的缺点

缺点1.需要较多的散热板数量，而使它的初投资值较大，一般比对流采暖初投资高出约15%~20%；2.埋管与建筑结构结合在一起，使结构变得更加复杂，施工难度增大，维护检查也不是很方便。

第29页：地板辐射采暖结构图

地板辐射结构图

第30页：热风采暖系统

• 采暖系统原理以空气作为热媒，首先将空气加热，然后将高于室温的热空气送入室内，与室内空气进行混合换热，达到加热房间、维持室内气温达到采暖使用要求的目的。
• 在这种系统中，空气可以通过热水、蒸汽或高温烟气来加热。
• 二、热风采暖系统特点热惰性小、升温快、室内温度分布均匀、温度梯度较小、设备简单和投资较小。
• 三、热风采暖系统分类根据送风方式的不同，热风采暖有集中送风、风道送风及暖风机送风等几种基本形式。
• 根据空气来源不同，可分为直流式(即空气为新鲜空气，全部来自室外)、再循环式(即空气为回风，全部来自室内)和混合式(即空气由室内部分回风和室外部分新风组成)等采暖系统。

第31页：采暖系统热媒的选择

暖系统热媒的选择，应根据热媒的特性、卫生、经济、使用性质、地区采暖规划等条件来确定。采暖系统的热媒建筑物的种类允许采用适宜采用1、不超过110℃的热水2、低压蒸汽不超过95℃的热水居住建筑、医院、幼儿园、托儿所等不超过110℃的热水1、不超过95℃的热水2、低压蒸汽办公楼、学校、展览馆等高压蒸汽1、不超过130℃的热水2、低压蒸汽车站、食堂、商业建筑等不超过130℃的热水1、超过110℃的热水2、低压蒸汽一般俱乐部、影剧院等

第32页：采暖管路布置与敷设

敷设根据建筑物的具体条件（建筑平面的外形、结构尺寸等）、与外网连接的形式、运行情况等因素合理布置。力求布置合理、节省管材，便于调节和排除空气，并要求各并联环路的阻力损失易于平衡。

第33页：集中采暖住宅分户热计量

• 住宅楼设总热量表
• 测量仅反映室内热舒适度的参量及使用延续时间
• 各种方案均要在供热入口设总表。

第34页：传热学的基本理论

• 基本理论热量传递有三种基本方式：导热、对流和热辐射1.导热：物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递方式，或称为热传导。
• 傅里叶定律。
• 2.对流：流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混所引起的热量传递方式。
• 基本计算公式是牛顿冷却公式3.热辐射物体因为热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。
• 对于绝对黑体它的辐射力Eb满足斯蒂芬—波耳茨曼定律：一切实际物体的辐射力E都低于同温度下绝对黑体的辐射力，有：Eb=Cb(T/1000)4Eb=εbCb(T/1000)4

第35页：传热过程

基本理论传热过程

第36页：作业提示

作业问题：•P139, 6

第37页：采暖系统设计热负荷

• .定义采暖系统设计热负荷是在某一室外温度下，为了达到室内温度要求，保持房间的热量平衡，在单位时间向建筑物供给的热量。
• 2.组成建筑物热负荷有两部分：
• 一部分是围护结构热负荷，即通过建筑物门、窗、地板、屋顶等维护结构由室内向室外散失的热量
• 另一部分是加热由门、窗缝隙渗入到室内的冷空气的冷风渗透耗热量和加热由于门、窗开启而进入到室内的冷空气的冷风侵入耗热量。

第38页：围护结构的耗热量计算

• .围护结构的耗热量计算通过导热、对流、辐射三种基本传热方式。
• 在稳定传热条件下，通过各部分围护结构的基本传热量为：2.加热进入室内的冷空气所需的热量包括冷风侵入耗热量和冷风渗透耗热量。
• 公式：3.热负荷的概算法两种概算法：单位面积热指标法和单位体积热指标法。
• 4.高层建筑采暖热负荷的特点
• 高层部分的外表面的对流换热系数比较大。
• 高层部分的外表面的辐射换热系数显著增大。
• 高层部分围护结构的传热系数大，增大了建筑物总的热负荷。
• 风压对冷风渗透耗热量的影响。
• 在风压作用下，冷空风会从迎风面渗入，热空风从背风面渗出。

第39页：围护结构的热工要求

• 低限热阻(最小传热热阻，露点温度的控制，R小,K大,墙厚也薄)围护结构的传热热阻越小，则采暖耗热量越大，同时也会影响房间的卫生要求和使用条件。
• 经济热阻经济热阻就是在一个规定年限内，使建筑物的建造费用与经营费用之和最小的外围护结构总的传热热阻。

第40页：围护结构的防潮

• 窗户层数、面积和气密性玻璃窗的传热热阻比砖墙要小很多，且随着窗面积的增加，冷风渗透耗热量也会增大，要求窗户的密封性能要好。
• 建筑设计和构造建筑物外表面积与其包围的体积之比宜控制在0.35以下，并尽可能的小。

第41页：不同热工分区围护结构参数

• 的热工要求５.比较不同热工气候分区的围护结构参数值关于这方面的规范有：(1)严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准JGJ26-2010;(2)夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ75-2003
• (３)夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准JGJ134-2010
• (４)公共建筑节能设计标准GB50189-2005以GB50189-20054.2.2条不同地区屋面K值的限值：严寒地区A区体形系数≤0.3，K ≤0.35W/m2.k, 0.3＜体形系数≤0.4，K ≤0.3W/m2.k;严寒地区B区体形系数≤0.3，K ≤0.45W/m2.k, 0.3＜体形系数≤0.4，K ≤0.35W/m2.k;寒冷地区体形系数≤0.3，K ≤0.５5W/m2.k, 0.3＜体形系数≤0.4，K ≤0.45W/m2.k;夏热冬冷地区K ≤0.７W/m2.k,体形系数无要求，遮阳系数有要求
• 夏热冬暖地区K ≤0.９W/m2.k,体形系数无要求，遮阳系数有要求。

第42页：热工分区参数结论

• 的热工要求６.比较不同热工气候分区的围护结构参数值得出的结论，同时可参考P352表１６-１(1)严寒地区以保温为主，K要求严格，遮阳不作要求，供暖为主，体形系数有要求
• (2)夏热冬冷、寒冷地区保温、隔热均要考虑
• (3)夏热冬暖地区供冷为主，隔热，K较为宽
• (4)温和地区部分地区应考虑冬季保温，一般可不考虑夏季隔热。
• 如试验表明上海、南京、成都等地区的节能示范商场当屋面K降为０.８,再减小K值，对降低建筑能耗已不明显，所以定为屋面K定为0.7，对整个地区都是比较适合的。

第43页：锅炉的分类

• 低于100℃高温：热水温度高于100℃按照水循环的动力自然循环锅炉
• 机械循环锅炉按照燃料燃煤锅炉
• 燃油锅炉
• 燃气锅炉

第44页：锅炉基本特性参数

• 数蒸发量：蒸汽锅炉每小时的蒸发量，以符号D来表示，单位为t/h。
• 产热量：热水锅炉单位时间产生的热量，以符号Q表示，单位为kJ/h或kW。
• 蒸汽(或热水)参数：锅炉出口处蒸汽或热水的压力和温度。
• 单位为MPa和℃。
• 受热面蒸发率(或发热率)：每平方米受热面每小时所产生的蒸发量(或热量)，单位为kg/(m2·h)或MW/ m2。
• 锅炉效率：锅炉产生蒸汽或热水的热量与燃料在锅炉内完全燃烧时放出的全部热量的比值，通常用符号η表示，单位为%。
• 锅炉的金属耗率：锅炉每吨蒸发量所耗用的金属材料的质量(t/t)。
• 锅炉的耗电率：产生一吨蒸汽耗电度数(kW/t)。

第45页：锅炉房设备及系统

燃料燃烧系统汽水系统炉子锅炉附加受热面通风除尘系统仪表控制系统运煤和除灰渣系统

第46页：汽锅与炉子的构造

• 筒(又称汽包)、管束、水冷壁、集箱和下降管等组成的一个封闭汽水系统。
• 炉子是燃料燃烧的设备场所。
• 炉子包括煤斗、炉排、炉膛、除渣板、送风装置等组成的燃烧设备。
• 锅炉附加受热面：蒸汽过热器
• 省煤器和空气预热器。
• 燃料燃烧系统
• 燃煤锅炉煤厂、灰渣场地、专门的运煤除灰设备、煤粉碎、筛选设备。
• 燃油燃气燃油锅炉的燃油供给系统由贮油器、输油管道、油泵和室内油箱组成。
• 燃气锅炉的燃气由单独设置的气体调压站，经输气管道送至燃气锅炉。

第47页：锅炉房汽水系统

• 锅炉给水、蒸汽的引出和锅炉排污。
• 蒸汽系统包括主、副汽管及其相应的设备、附件
• 给水系统有水处理设备、水箱、水泵及给水管道和附件等
• 排污系统包括排污减温池或扩容器、排污管等。
• 通风除尘系统
• 送风系统是为了把室外空气通过风机、风道送入炉膛，提供燃烧过程所必需的空气量。
• 排风系统是为了排出锅炉中的烟气。
• 烟气在排入烟囱、进入大气之前，须经过除尘器处理，以减少烟尘的排放量，使排入大气中的有害物质的浓度符合现行国家有关标准。

第48页：锅炉房仪表控制系统

• 系统包括流量计、压力表、温度计、水位指示器、安全阀、风压计、电控或自控器材等。
• 其中压力表、安全阀、水位指示器是保证锅炉安全运行的基本附件，合称为锅炉的三大安全附件。
• 运煤和除灰渣系统锅炉房的运煤系统是指把煤从锅炉房煤场运到炉前煤斗的输送系统。
• 目前常用的除灰渣办法有人工除灰渣、机械除灰渣和水力除灰渣三种。

第49页：锅炉房位置的确定

• 求锅炉房位置不当，会使占地面积大、室外管网长，影响环境卫生，维护运行不便等。
• 1.锅炉房位置的确定集中锅炉房分散锅炉房
• 锅炉机组可以选用效率高的大容量锅炉，利于锅炉房机械化、自动化，节能
• 锅炉房辅助设备可以共用，节省投资
• 建筑面积及占地面积较小，总投资较少
• 设备配件少，运行维护人员少，管路较方便
• 减少小区的污染源及污染面积。

第50页：影响锅炉房位置的因素

• 求2.影响锅炉房位置的因素：
• 应靠近热负荷比较集中的地区。
• 锅炉房地面标高应至少高出洪水位500mm以上，蒸汽锅炉房宜位于供热区标高较低的位置，利于回收凝结水。
• 利于燃料储运和灰渣的排除。
• 为减少烟、灰、煤对周围环境的污染，锅炉房应位于主导风向的下风向。
• 锅炉房的位置应符合卫生标准，防火间距及安全规程中的有关规定。
• 锅炉房的发展端和煤场、油库、灰场均应考虑扩建的可能性
• 便于给水、排水和供电，且有较好的地质条件。

第51页：锅炉房对建筑设计的要求

• 求
• 锅炉房每层至少有2个出口，分别设在相对的两侧。
• 锅炉房屋顶的自重大于90(kg/m2)时，应开设天窗，或在高出锅炉的锅炉房墙上开设玻璃窗，开窗面积至少应为全部锅炉占地面积的10％
• 锅炉房的平面布置和结构设计应考虑扩建的可能性
• 砖砌或钢筋混凝土烟囱一般放在锅炉房的后面，烟囱中心与锅炉房后墙的距离应能使烟囱地基不碰到锅炉房地基，在不是半露天布置风机和除尘设备时，则距离一般为6～8m
• 锅炉房应有良好的自然通风和采光条件
• 锅炉房的地面至少应高出室外地面约150mm，以免积水和便于泄水。
• 外门的台阶应作成坡道，以利运输。
• 3.锅炉房的建筑要求

第52页：热力管网与热力引入口

与热水热力管网连接方式示意图

第53页：散热器

• 的一种放热设备，也是我国目前大量使用的一种散热设备。
• 种类：按其制造材质的主要分为铸铁和钢铸两种
• 按其结构形状可分为管型、翼型、柱型、平板型和串片式等。

第54页：

第55页：膨胀水箱

～3m。

第56页：排气设备

靠水对浮体的浮力，通过杠杆机构传动，使排气孔自动关闭，实现自动阻水排气的功能。

第57页：疏水器

• 漏且迅速排出用热设备及其管道中的凝水，同时还能排除系统中积留的空气和其他不凝性气体。
• 设置：散热器回水管支管或系统的凝水管上。
• 类型：机械型疏水器、热动力型疏水器和热静力型疏水器。
• 疏水器很容易被系统管道中的杂质堵塞，因此在疏水器前应有过滤措施。

第58页：除污器

• 水中的污物以防它们造成系统室内管路的阻塞的设备，除污器一般为圆形钢质筒体。
• 其接管直径可取与干管相同的直径。
• 安装：采暖系统的入口调压装置前，或锅炉房循环水泵的吸入口和换热器前面
• 其他小孔口也应该设除污器或过滤器。

第59页：散热器控制阀

• 装在散热器入口管上，根据室温和给定温度之差自动调节热媒流量的大小来自动控制散热器散热量的设备。
• 主要应用于双管系统中，单管跨越系统中也可使用。
• 这种设备具有恒定室温，节约系统能源的功能。
• 温控阀＋分户热量表

第60页：燃气的种类

• 燃气又称煤气，一般有人工煤气、天然气及液化石油气三大类。
• 人工煤气包括以煤炭为原料的煤气及以石油为原料的油制气。
• 其主要成份为氢、一氧化碳及甲烷(CH4)。
• 煤制气的热值较低，均低于20000kJ/m3，热裂化油制气热值为38000kJ/m3。
• 天然气的主要成份为甲烷。
• 热值比人工煤气高，一般为40000～50000kJ／m3。
• 液化石油气的主要成份为多种碳氢化合物，热值最高，一般在110000～120000kJ／m3范围内。
• 燃气中的一氧化碳、碳氢化合物均为有毒气体。
• 与空气混合达到一定浓度后，遇到明火会发生爆炸。
• 不同种类的燃气由于成份不同，热值不同，燃烧所需空气量不同，因而使用不同的煤气的炉具是不同的。
• 第6章建筑采暖与燃气供应6.5燃气工程6.5.1燃气介绍

第61页：煤气管道输送压力分级

煤气管道的输送压力(P)分为以下五个级别高压中压低压压力分级ABAB800＜P≤1600400＜P≤800200＜P≤4005＜P＜200P≤5压力值(kPa)第6章建筑采暖与燃气供应6.5燃气工程6.5.2城市煤气管道介绍

第62页：建筑燃气供应系统

建筑燃气供应系统一般有用户引入管、水平干管、立管、用户支管、燃气计量表、用具连接管和燃气用具组成。 第6章热水及燃气供应6.5燃气工程6.5.3建筑燃气供应系统

第63页：燃气表、燃气灶与热水器

• 燃气表2.燃气灶燃气灶的形式很多，有单眼、双眼、多眼灶等。
• 燃气热水器燃气热水器根据排气方式可分为直接排气式热水器、烟道排气式热水器和平衡式热水器三类。

第64页：燃气用具的通风排气

• 目前常用的通风排气方式有机械通风和自然通风两种：机械通风方式是在使用燃气用具的房间安装诸如抽油烟机、排风扇等设备来通风换气
• 自然排气是利用室内外空气温度差所造成的热压来通风换气。
• 第6章建筑采暖与燃气供应6.5燃气工程6.5.5民用燃气器具的烟气排除

第65页：第6章课后作业

作业•P139•1、6、7、9