住宅采暖设计

2019-08-05 版权声明 举报文章

住宅采暖设计

编者按:本文主要从住宅采暖设计中可供选择的户内系统形式;管材选用;供、回水温度选用;管道与散热器连接形式的比较;结论,对住宅采暖设计进行讲述。其中,主要包括:布置在本层顶板下,采用上分双管式系统、布置在本层地面上或镶嵌在踢脚板内,采用下分双管式或水平串联单管跨越式系统、布置在本层地在下的垫层内,采用下分双管式、水平串联单管跨越式或放射双管式系统、采暖系统供、回水温度、供、回水温度对散热器散热量的影响、以具体工程为例,比较不同供、回水温度对散热器片数及造价的影响、水平串联单管跨越式系统安装后比较简洁,管道不需另件连接,安装恒温三通阀或三通调节阀后有分室调节功能、双管系统采用XPAP管和PE-X管时,在垫层内不能有管件接头,需将管道翻至地面上做接头,要求散热器有一定高度,安装后效果不好、放射双管系统和单管系统一样,连接不需管件,安装后效果较好、户内供暖管布置在本层顶板正气双管系统最简单,施工、检修方便、塑料类管材更适合用于低温水地板辐射采暖系统、PP-R管只适用于温度、压力较低的采暖系统、供暖管埋在垫层内的散热器系统,放射双管式与水平串联单管跨越式相结合的系统更适用,具体材料请详见:

提要自2000年建设部76号令''''民用建筑节能管理规定''''(下称76号令)公布后,住宅采暖形式发生了很大变化,虽然已有相关的设计规范、设计技术规程出台,使采暖设计有了依据,但在设计中仍有许多问题需要探索。现就户内供暖形式选择、塑料类管材选用和采暖供、回水温度的选择等总是进行了分析。通过工程实例,对选用不同水温时,对散热器散热量和造价的影响做了比较。

建设部76号令和北京市''''新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程''''(下称技术规程)公布执行后,住宅供暖设计进入了一个新的历史阶段,延用多年的上行下给单管顺序式采暖系统,由于不能满足分室控制和按户计量的要求而退出了历史舞台。

一、住宅采暖设计中可供选择的户内系统形式

76号令和''''技术规程''''实施后,住宅采暖出现了多元化的系统形式,但仍以采用散热器供暖方式为多数。在''''技术规程''''中规定当采用散热器供暖方式时,应根据建筑平面和层高、装饰标准和使用要求、管材和施工技术条件等因素,选择采用以下户内供暖管道布置方式:

1.布置在本层顶板下,采用上分双管式系统。

2.布置在本层地面上或镶嵌在踢脚板内,采用下分双管式或水平串联单管跨越式系统。

3.布置在本层地在下的垫层内,采用下分双管式、水平串联单管跨越式或放射双管式系统。

第一种形式是最简便的方式,除管道入户前安装入户装置外,户内系统与传统的上分双管系统区别不大,采暖管可使用金属镀锌钢管,可按要求设置管道坡度。但由于采暖水平管及立管暴露在室内,影响美观,常在方案比较时被淘汰。

第二种形式,采暖管设在地面上明装,也不被接受。镶嵌在踢脚板内虽可被接受,但在实施时由于受房型限制,管道过门难处理,因而此方案也很少被采用。

第三种形式,采暖管设在地面下垫层内,房间内只见散热器及其支管,现已被多数建设单位接受。一般是在结构板上做50~60毫米垫层,并为此将房间层高提高100毫米。由于管道在垫层内埋设,在管材选用、供水温度确定等方面与传统采暖系统有较大差别。现就设计中遇到的一些问题进行分析。

二、管材选用

''''技术规程''''规定,户内供暖埋设在垫层内的管道,应根据系统工作压力、水质要求、材料供应条件、施工技术条件和投资等因素选用。可供选用的管材有四种:交联铝塑复合(XPAP)管;聚丁烯(PB)管;交联聚乙烯(PE-X)管和无规共聚聚丙烯(PP-R)管。''''技术规程''''还规定,对散热器供暖系统,塑料类管材使用条件分级,应不低于五级。此时管道寿命为:在20℃状态,使用50年。但是当压力、温度升高后,上述管材寿命都有不同程度的衰减,因而在选择管材时,必须根据系统工作状态下的温度、压力计算出管道的最小壁厚,确定适合的管材。

根据''''低温热水地板辐射供暖技术规程'''',管材环应力和随压力之间关系如下式:

σ/P=(D-e)/2e=S(1)

式中:σ--环应力(MPa);

P--管内应力(MPa);

D--管外径(mm);

E--管壁厚(mm);

S--管材环应力与承压的比值。

在不同工作压力状态下,按(1)式可计算出S值并选出管道最小壁厚。见表1~3:

P=0.8MPa时,各种管材的S值及壁厚(mm)表1

管材σ(MPa)σ/P=S壁厚(mm)D16D20D25XPAP管PE-X管3.244.051.82.32.8PB管1.315.391.51.92.3PP-R管1.902.383.34.15.1P=0.6MPa时,各种管材的S值及壁厚(mm)表2

管材σ(MPa)σ/P=S壁厚(mm)D16D20D25XPAP管PE-X管3.245.401.51.92.3PB管1.317.181.31.51.9PP-R管1.903.172.22.83.5P=0.4MPa时,各种管材的S值及壁厚(mm)表3

管材σ(MPa)σ/P=S壁厚(mm)D16D20D25XPAP管PE-X管3.248.101.31.51.9PB管1.314.3110.781.31.3PP-R管1.904.752.22.83.5厂家生产的管材一般外径×壁厚为:D16×2、D20×2、D25×2.5。由上表可比较出,在相同压力下,PP-R管管壁最厚,PB管管壁最薄。PP-R管即使在P=0.40MPa状态,D20管壁厚也需2.88mm,由于不好弯曲,施工困难,工程中不宜采用。PB管上由于环应力高,性能最好,可按标准厚度选用。XPAP及PE-X管在P=0.80MPa时,管壁超出标准厚度,选用时应认真核对,否则会减少使用寿命。当P=0.60MPa以下时,可按标准厚度选用。

三、供、回水温度选用

1.采暖系统供、回水温度

在传统的采暖系统中,使用金属管材,供、回水温度95~70℃。对于埋在垫层内的塑料类管材,在设计中使用条件选用五级时,其含义为:在50年总使用周期中,正常操作温度在20℃时共历时14年;60℃时共历时25年;80℃时共历时10年;90℃时共历时1年;100℃意外运行条件不超过100小时。由此可见,不宜使用95~70℃水温。如果使用,只能认为系统在运行中,水温达到95℃时间很少,有些勉强。这上种设计不够严瑾,也降低了管材使用寿命。由于目前各种规程、规范没有对水温做出规定,在设计中就出现多种选择95~70℃,85~60℃,80~60、甚至70~50℃也有使用。

2.供、回水温度对散热器散热量的影响

以铸铁四柱760型散热器为例,其传热系数K和每片散热器散热量q的计算式为:

K=2.503Δt0.293q=f·k·ΔtΔt=(t1+t2)/2-tn

式中:f--每片散热器散热面积f=0.235m2

t1--供水温度(℃)

t2--回水温度(℃)

tn--室内温度(℃),取tn=18℃

水温变化后散热器散热量变化表4

供、回水温度(℃)Δt(℃)K(W/m2·K)q(W/片)95~7064.58.49128.085~6054.58.07103.080~6052.57.9797.470~5042.07.4873.8

由表4比较得出,当水温85~60℃时,散热器散热量为95~70℃时80%;当水温98~70℃时,散热器散热量为95~70℃时76%,当水温70~50℃时,散热器散热量为95~70℃时57%

3.以具体工程为例,比较不同供、回水温度对散热器片数及造价的影响

北京市郊区某九层住宅楼,建筑面积11286m2,采暖热负荷583360W,采暖热指标51.7W/m2。按''''技术规程''''规定,计算户间传热负荷后,每户平均增加热负荷35%。设计中选用铸铁四柱760内腔无砂型散热器,供热管设在地面下垫层内,下分双管采暖系统。

不同水温所需散热器片数和造价比较表5

供、回水温度

(℃)散热器散热量

(W/片)需散热器

(片)散热器单价

(片)总价

(万元)造价比较95~70128615322.013.54185~60103764622.016.821.2480~6097.4808622.017.791.3170~5073.81067122.023.481.73

根据表5数据,当水温为70~50℃时,散热器的投资比90~70℃时增加73%,净增投资9.94万元。另外,散热器过多,占用较多建筑面积,设计中很难布置。95~70℃虽然是最经济的,但其运行温度与塑料类管材使用条件不匹配。选用85~60℃和80~60℃虽然也增加24%和31%的投资,但考虑塑料管的使用寿命,还是比较恰当的。

四、管道与散热器连接形式的比较

对布置在本层地面下垫层内的管道与散热器的连接。北京市试用图''''新建集中供暖住宅分户热计量设计和施工试用图集''''中给出了双管系统、水平串联单管跨越式系统和放射双管系统的标准做法。

1.水平串联单管跨越式系统安装后比较简洁,管道不需另件连接,安装恒温三通阀或三通调节阀后有分室调节功能。但有计算繁琐、系统末端水温较低,散热器片数较多的问题。

2.双管系统采用XPAP管和PE-X管时,在垫层内不能有管件接头,需将管道翻至地面上做接头,要求散热器有一定高度,安装后效果不好。但在安装恒温二通阀或手动调节阀后,有较好的分室调节功能。

3.放射双管系统和单管系统一样,连接不需管件,安装后效果较好。由于装有分、集水器,散热器支管加温控阀或手动调节阀,使系统具有集中调节和分室调节功能。这种系统的缺点是当户内房间较多时垫层内管道太多,会使地面温度升高,另外室内装修时有扎坏管道的可能。解决的办法是在管道外加保护套管,防止地面温升,并在施工结束时应有竣工图备案,使装修时能避开管道位置。放射双管式和水平串联单管跨越式系统相结合,例如把热负荷小的房间与其相邻的房间串联在一起,有助于这两种形式扬长避短,是可行的方案。石景山杨庄某小区住宅楼采用了这种形式,已投入运行,取得满意效果。

五.结论

1.户内供暖管布置在本层顶板正气双管系统最简单,施工、检修方便。

这种系统因管道外露不被各方看好,但目前对埋地塑料管在供暖系统中的使用寿命还有待证实。使用50只是理论推算的结果,国内还没有使用50年的工程实例。至于管道外露,完全可以在装修中解决。现在住宅层高已提高了100毫米,水平管只需局部吊顶住户在房间高度上可得到实惠。

2.塑料类管材更适合用于低温水地板辐射采暖系统

如选用供暖管埋于垫层方案,宜首选地板辐射采暖系统,因其供水温度不超过60℃,运行温度与管道特性匹配。辐射采暖还可降低热负荷,节约能源,又利于楼层间隔音,使住宅更舒适,提高了住宅档次。

3.PP-R管只适用于温度、压力较低的采暖系统

四种塑料管中PB管性能最好,PP-R管性能最差。PB管还有再生性,但价格高,是XPAP管价格的1.5~1.8倍,选用时应做技术经济比较。XPAP、PE-X管在P=0.8Mpa时应加厚管壁,更适合在P=0.6Mpa以下状态使用。

4.供暖管埋在垫层内的散热器系统,放射双管式与水平串联单管跨越式相结合的系统更适用。

参考文献:

1.北京市标准''''新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程''''(DBJ01-605-2000)

2.北京市标准''''低温热水地析辐射供暖应用技术规程''''(DBJ01-49-2000)新晨

注:本文为网友上传,不代表本站观点,与本站立场无关。举报文章

0

好文章需要你的鼓励

上一篇:区劳保局首问负责制管理制度 下一篇:劳保局行风建设服务管理规定

被举报文档标题:住宅采暖设计

被举报文档地址:

https://wenmi.com/article/pvrfm604z9ri.html
我确定以上信息无误

举报类型:

非法(文档涉及政治、宗教、色情或其他违反国家法律法规的内容)

侵权

其他

验证码:

点击换图

举报理由:
   (必填)

发表评论  快捷匿名评论,或 登录 后评论
评论