1、本科毕业论文（20 届）济南市某单体别墅地板辐射采暖设计所在学院 专业班级 建筑环境与设备工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科毕业设计 摘要1摘要低温热水地板辐射采暖（地辐射采暖）是一种利用建筑物内部地面进行采暖的系统。该技术以不高于6O的低温热水为热媒，通过埋设在地板内的塑料管(常用PEX管和PPR管)把地板加热，利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，以整个地面作为散热面，均匀地向室内辐射热量，是一种对房间微气候进行调节的节能采暖系统。该设计为济南某单体别墅，通过对该单体别墅所在地的冷热负荷计算，室内采暖盘管计算，以及水系统的水力计算。确定热泵机组，
2、水泵，集分水器各设备的选型。关键词 地板辐射采暖；地源热泵；负荷计算；热阻本科毕业设计 摘要2Radiant floor heating design of the single monomer villa in JinanAbstractLow temperature hot water floor radiant heating (to radiation heating) is a use of buildings on heating system inside the ground. This technology is not higher than 6O low-temperat
3、ure hot water for HTM, through the plastic tubing embedment within the floor (usually PEX tube and PP - R tube), make use of the ground floor heating the regenerative heat and heat up its own rules of radiation conduction along bottom-up, with the whole ground as cooling surface, evenly to indoor ra
4、diation heat, is a sense of the room micro climate adjustment of energy-saving heating system. The design for the villa, through a monomer in jinan to this monomer villa is located cold heat load calculation, indoor heating coil calculation, and water system hydraulic calculation. Sure heat pump uni
5、t, pumps, integrating manifold each equipment selection. Key Words Radiant floor heating; The ground source heat pump; Load calculation; Thermal resistance 本科毕业设计 摘要31 前言低温热水辐射地板供暖是对房间热微气候进行调节的节能采暖系统，具有热感舒适、热量均衡稳定、节能、免维修、方便管理等特点，特别适用于大面积、长时间采暖。这种供暖方式成功解决了高空间、大跨度、矮窗式建筑物(如展览馆、厅堂)热源紧张的问题，提高了采暖的舒适度，扩大了房
6、间面积。减少了楼层噪音，实现了分户分室自动调温，消除了散热设备的积尘和异味，使用寿命长达50年以上。低温辐射地板采暖起源于北美、北欧的发达国家 目前加拿大西部65的新建住宅采用交联聚乙烯管地板辐射采暖系统，在韩国的普及率也已超过80(住宅)。本科毕业设计 正文42 绪论一种全新的供暖方式地板辐射采暖，又称为低温热水地板辐射采暖。主要是以不高于60的低温热水为热煤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，还与四周的围护结构进行辐射换热，从而使四周的围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。2.1 设计原则
7、环保节能是本设计的主导思想。环保方面：充分考虑利用地热和太阳辐射的能量，系统使用中不会产生对环境有污染的物质。节能方面：本设计采用的地热能充分利用自然能源，并考虑采用地板辐射供暖，减少电量的需求。本工程暖通空调的设计内容有：地源热泵系统、地板辐射系统、给水排水系统。2.2 地板辐射采暖的综合介绍2.2.1原理低温辐射地板采暖是通过埋设于地板下的加热管铝塑复合管或导电管，把地板加热到表面温度 18 至 32 摄氏度，均匀地向室内辐射热量而达到采暖效果。同时它可以由分户式燃气采暖炉、市政热力管网、小区锅炉房等各种不同方式提供热源，在本设计中采用地源热泵提供热源。2.2.2地板采暖的优点 1（1）节
8、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，与其他采暖方式相比，节能幅度约为 10至 20；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
9、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，空气对流弱，有较好的空气洁净度；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。本科毕业设计 正文52.2.3地板采暖的缺点(1) 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。(2) 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
10、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。2.2.4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。2.2.5地板采暖的主要技术参数结构层厚度：公共建筑 90mm，住宅 70mm；
11、 热煤温度： 65（最高80） ；供回水温度：8-15； 工作压力： 0.8Mpa； 结构层受荷载 2000kg/m3 ,若2000 kg/m3 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。2.2.6地板采暖的适用范围各式住宅、别墅楼； 办公商务楼、会展馆、大型会议展厅；停车场机场跑道，候机楼、飞机库； 商场、购物中心；工业厂房、水产养殖、种植大棚、娱乐场所、体育场馆。2.3 建筑内供暖立管的形式选择考虑到热用户用热均匀的要求，设计中决定采用双管系统。由于该建筑物没有顶棚，供水干管无法布置在顶层，故在设计时采用下供下
12、回式双管系统。本系统采用下供下回垂直双管并联系统，户内为水平单管闭合式，各组盘管并联。本科毕业设计 正文63 基础资料3.1 土建资料地点：济南墙体：外墙 240mm 红砖，沥青矿渣棉保温层 80mm，木丝板 25mm，外墙内外两侧分别抹20mm 水泥砂浆，内墙 240mm，隔墙 120mm。门窗：单元门采用保温防盗电子对讲门，户门采用保温防盗门和木夹板门，内门采用木夹板门。外窗采用单框平开双玻塑钢窗，阳台外窗采用单框平开单玻塑钢窗，坡屋顶窗采用VELUX 成品窗。3.2 济南地区室外气象参数大气压：1.020210 5Pa；供暖室外计算温度：-7。具体参数如下表 2。表 3-1 济南市围护结
13、构冬季室外计算参数冬季室外计算温度()wt供暖期城市名称型 型 型 型日平均温度 +5天数平均温度()wt平均相对湿度(%)w度日数(d)dD济南 -7 -10 -13 -16 106 0.9 54 2544表 3-2 室外空气计算参数海拔 51.6m 冬季计算相对湿度 54%大气压力 998.61020.2hPa 冬季通风计算温度 -2夏季空调计算干球温度 34.8 冬季采暖计算温度 1422夏季通风计算温度 31 冬季最多风向 北夏季通风计算相对湿度 54% 冬季室外平均风速 3.2m/s夏季室外平均风速 2.8m/s 最大冻土深度 44m3.3 室内计算温度全面辐射采暖的热负荷乘以 0.
14、9-0.95 的修正系数或将室内计算温度取值降低 2得到低温辐射采暖负荷。本设计采用降低室内设计温度 2的方法，室内设计温度如下表 3所示。表 3-3 各房间设计温度卧室 餐厅 客厅 厨房 卫生间本科毕业设计 正文716 16 16 14 223.4 围护结构传热系数（1）外墙：24 墙，50mm 沥青矿渣棉毡保温层，K=0.82 W/m，D=4（2）窗户、门外窗：单层平开双玻塑钢窗 K=2.8W/m阳台外窗：单层平开单玻塑钢窗 K=3.26W/m屋面窗：改性 PVC 节能塑钢窗 K=2.58W/m内门：单层木夹板门 K=2.91W/m单元门：保温防盗电子对讲门 K=2.33W/m（3）屋面2
15、0mm 木望板上冷底子油玛蹄脂 =0.1 W/m100mm 聚苯保温板粘贴于木望板下空腔内 =0.04 W/mW/m11K=0.350.2.8.74.62R（4）地面：不保温地面。K 值按划分地带计算。本科毕业设计 正文84 冷热负荷计算4.1 热负荷计算4.1.1维护结构基本耗热量基本耗热量W （4-1）1Q()nwFAt式中： K围护结构传热系数， W/m；F围护结构面积， m；冬季室内计算温度， ；nt供暖室外计算温度， ；w围护结构温差修正系数，是用来考虑供暖房间并不直接接触室外大气时，围护结构的基本耗热量会因内外传热温差的 削弱而减少的修正，其值取决于邻室非供暖房间或空间的保温性能和
16、透气情况。例：101 房间南墙： F=4.74311.52 =11.22m =16ntK=0.82 W/m =-7 wtQ=11.220.82（16+7）=211.61W4.1.2冷风渗透耗热量本设计采用换气次数法计算（4-2）2nw0.78(t-)wkpQcV式中： 房间的内部体积， m； nV冷空气的定压比热，c p=1kJ/kg；p房间的换气次数；次/h，可按表 3.2.1 选用；k供暖室外计算温度下的空气密度， kg/m。w表 4-1 概算换气次数 1房间外墙暴露情况 kn一面有外窗或外门 1/42/3二面有外窗或外门 1/21三面有外窗或外门 11.5门厅 2例：101 房间南外窗
17、本科毕业设计 正文9=2/3kn=（5.50.24）（4.50.24）367.22mV查表得室外空气-7时，密度 =1.327 kg/ m3，空气的定压比热容 cp=1KJ/(kg)，wQ2=0.2782/31.32767.22（16+7）=290.84W4.1.3 冷风侵入耗热量冷风侵入耗热量：（4-3）31jmNA式中：N外门附加率 外门基本耗热量，W；1jmQA例：单元门 =167.76 W。1jmA冷风侵入耗热量：W367.580%671.4jN4.1.4 围护结构的附加耗热量 4（1）朝向修正朝向附加耗热量是考虑建筑物受太阳照射影响而对围护结构基本耗热量的修正。 暖通规范规定，朝向修
18、正率宜按下列规定的数值选用：北、东北、西北 010； 东南、西南 1015；东、西 -5； 南 1530；本设计地点是济南，地处寒冷地区，因此朝向修正取值为：东、西：-5% 南：-15% 北：5%（2）风力附加风力附加耗热量是考虑室外风速变化而对围护结构基本耗热量的修正。 暖通规范规定：在一般情况下，不必考虑风力附加。只对建在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物，以及城镇、厂区内特别突出的建筑物，才考虑垂直外围护结构附加 510。济南市冬季室外平均风速为 3.2 m/s，所以不考虑风力附加。（3）高度附加高度附加耗热量是考虑房屋高度对围护结构耗热量的影响而附加的耗热量。 暖通规范规定：民用建筑和工业辅助建筑物（楼梯间除外）的高度附加率，当房间高度大于 4m 时，每高出 1m 应附加 2，但总的附加率不应大于 15。该住宅楼所有房间高度均小于 4m，故不考虑高度附加。根据以上方法，计算出各房间的耗热量。
