低温地板辐射设计说明书

1、低温地板辐射设计说明书一 工程概况该工程某17层建筑中的第十层某用户地板辐射供热系统。总面积为140m2，有7个小房间及两个卫生间，即：书房、客厅、厨房、客房、子女房、主卧室和父母房。住宅的采暖形式采用低温热水地板辐射采暖（卫生间用散热器），热源有燃气热水器提供。由于各房间大小不同，墙体朝向及性质不同，所以每个房间的单位热负荷均不同故分别计算。由于卫生间比较潮湿、防水要求较高并且卫生间地下有很多管路，不便埋管，所以卫生间用地板辐射而采用散热器为其供暖。为平衡每环管路的阻力，燃气热水器、分水器等设在厨房（整个房间较为中间的地方）。室内设计温度为16，供回水温度50/40。二 系统设计1.设计参数

2、：1）室外设计参数：冬季采暖室外计算干球温度0冬季室外平均风速3.7m/s冬季空调室外计算相对湿度(最冷月月平均相对湿度)81%冬季主导风向及其频率C 39%，N 12%冬季大气压力101.99KPa最大冻土深度5cm2）室内设计参数：地板辐射系统的室内计算温度可降低2，即：阳台、起居室、卧室16卫生间14厨房143）维护结构参数：围护结构材料组成导热系数外墙加气混凝土K=0.22W/m2.外窗单框双层玻璃窗K=3.49W/m2.屋面100mm钢筋混凝土，苯板、芯板各5mmK=0.46W/m2.阳台门带玻璃，金属框K=6.40W/m2.内隔墙240mm砖墙K=2.03W/m2.内面抹灰内面抹灰

3、砂浆20mmK=0.87W/m2.4） 软件查得湿空气相关参数如下：2.热负荷计算1）校核围护结构传热阻是否满足最小传热阻要求Ro·min=a(tn-tw)Rn /ty 式中：Ro·min -围护结构的最小传热阻（m2·/W）tn-冬季室内计算温度（）tw-冬季围护结构室外计算温度（）a-围护结构温差修正系数ty -冬季室内计算温度与围护结构内表面温度的允许温差（）n-围护结构内表面换热系数W/(m2·) Rn-围护结构内表面换热阻(m2·/W) Ro·min=1×（16-0）/6/8.7= 0.306513 m2/W校核结

4、果小于实际总热阻1.272m2/W,满足要求。2）围护结构热负荷各房间尺寸，窗户尺寸以及相关计算入计算表所示。地面向下的散热量，隔热层为40mm厚泡沫混凝土，导热系数为0.08 w/m·，楼板层厚120mm，材料为混凝土，导热系数为2.94w/m·，所以总热阻为0.54 m2·/W。设计供回水温度为50/40，平均温度为45，楼下温度按15计算，则传热温差为30。楼上有住户为供暖房间，耗热量不计。3）冷风渗透耗热量由于该建筑为17层，设计楼层为10层，综合考虑楼高引起的热压作用和风压作用，所以按照高层建筑供暖设计热负荷对冷风渗透进行计算。查 每米门窗缝隙渗入空气量

5、表 得，双层钢窗每米门窗深入空气量在风速为3.7m/s时为L=2.4m3/m.h，空气密度1.29Kg/m3在常压下:Cp=Ca+Cv H=1.01+1.88H =1.0157 kJ/kg 干空气 式中: H为含湿量Ca-干空气比热，其值约为1.01 kJ/kg干空气Cv-水蒸汽比热, 其值约为1.88 kJ/kg干空气在设计参数中没有长沙地区渗透空气量的朝向修正系数，故将长沙与贵阳的气象参数及风玫瑰图进行对比，从而估计出长沙的渗透空气量朝向修正系数。长沙贵阳气象参数长沙贵阳室外计算干球温度0-1室外计算相对湿度81%78%风速3.72.6风向如风玫瑰所示渗透空气量的朝向修正系数朝向贵阳长沙东

6、0.70.1南0.250.3西0.10.8北0.70.8Ø 计算北向10层窗户渗透空气耗热量，即：书房、厨房、客房和子女房房间窗户的渗透空气耗热量。中和面标高在整个建筑物高度的一半位置，hz=3.3×17/2=28.5m。设计窗中心线在层高一半处h=34.6m。cr=0.4，cf=0.5,b=0.67。压差比=50*0.4*16*(28.5-34.6)/0.5/34.60.4/3.72/(273+16)= -0.2391>-1求ch值= 1.3991求m值= 1.3991*(0.8+(1-0.2391)0.67-1)= 0.8852=l*16*0.8852= 10.9

7、576 *l WØ 计算南向10层窗户渗透空气耗热量，即：主卧室窗户的渗透空气耗热量。压差比C=-0.2391>-1= 1.3991*(0.3+(1-0.2391)0.67-1)= 0.1857m=l*16*0.8852=2.2992*lW Ø 计算东向10层窗户渗透空气耗热量，即：卫生间窗户的渗透空气耗热量。= 1.3991*(0.1+(1-0.2391)0.67-1)= -0.0942<0则 卫生间窗户的冷风渗透量Q2=04）冷风侵入耗热量 计算结果如计算表所示。3.水力计算设备选型1）管材选择根据低温热水地板辐射供暖应用技术规程中的有关规定，目前可以使用的

8、塑料管材品种有无规共聚聚丙烯管PPR，铝塑复合管XPAP，交联聚乙烯管PEX和聚丁烯管PB四种。综合考虑各种因素，选用PE管。2）管径、管间距地板表面使用材料及热阻系数：瓷砖、理石、水泥面类 RX=0.02K/W，覆盖管子水泥地面厚度：60。使用20×2.3的管子，查地面单位面积散热表得， 室内设计温度为16，单位面积散热量为76.41 W/，地面温度为24.7，管间距为300mm，每平方米管长3.4m。由于所有房间总单位耗热量为73.15 W/接近76.41 W/。所以这组数据可以满足需要，实际中可通过节流等方式对供热量进行调节。根据公式计算校核单位面积管长：单位面积管长:计算结果

9、如计算表中所示，均小于表中查得的数据，又因为管间距不应过大，所以按照表中查得的数据去最大值300，即可满足要求，多余的余量可在系统初调节时通过阀门节流的方法进一步调节。3）管路布置根据各房间的面积，将房间分为4个供热区域：客厅、主卧室和父母房、客房和子女房。分水器设在厨房东南角，客厅、主卧室父母房、客房子女房的管路由厨房南墙下穿过。厨房餐厅书房的管路依次经过厨房餐厅和书房。卫生间装散热器。到主卧室、子女房等的管路设在走廊下，同时为走廊供热。详情见图。实际布管的长度满足热负荷需要。由于房间尺寸与间距不一定是整倍数，所以视具体情况调整局部的间距。如父母房中部有两管的间距较大，是为了使靠窗的地方有足

10、够的热量，并且卧室中间一般是床，局部管间距稍大不会影响采暖效果。厨房靠窗的地方是洗菜池，下有水管，所以不宜加热管，故加热管从其周围绕过保证靠窗区域的温度。子女房中，由于东墙是外墙，所以跟其靠近的管距东墙250，而管间距略增大至310；北墙不仅是外墙而且有窗户，耗热量相对较大，所以管间距减小为200。客房与子女房做相同处理。4）水力计算由沿程阻力、局部阻力、雷诺数等公式对管路进行水力计算，确定管路阻力。为方便计算，用MATLAB编写m文件用于计算各个环路阻力，源代码如下：function y=pm(v,dn,l)res=dn*v/0.60925e-6;rez=500*dn/1e-5;b=1+(l

11、og10(res)/log10(rez);lmd=(0.5*(b/2+1.312*(2-b)*log10(3.7*dn/1e-5)/(log10(res)-1)/log10(3.7*dn/1e-5)2y=lmd*l*998*0.252/0.016/2;查得90°弯头局部阻力系数为0.5。局部阻力及沿程阻力计算结果见计算表。供热区域总管长 m90°弯头个数局部阻力 Pj Pa沿程阻力 Pm Pa总阻力 Pa客厅79.01126406.255634.66040.85书房厨房餐厅79.29863984.3755650.46634.775子女房客房82.28746718.75573

12、4.86453.55父母房及主卧90.36144687.56117.56805合计330.95725934.18根据相关资料查得管材及相应速度下的比摩阻为85Pa/m，计算得：供热区域总管长 m90°弯头个数局部阻力 Pj pa沿程阻力 Pm pa总阻力客厅79.01126406.2567167122.25书房厨房餐厅79.29863984.37567407724.375子女房客房82.28746718.7569947712.75父母房及主卧90.36144687.576808367.5合计330.95730926.88两种算法得出的总阻力相差不大，为保证系统运行去大者。5）分水器计

13、算选型由分水器公式：=983.2Kg/m3G=0.7542t/hv=0.3m/s计算得：分水器最大直径为30mm。选用：5路分水器，价格为160RMB。具体参数如下表：商标三盛产品型号4124产品规格DN15，DN20产品价格32元/路 （特价）原产地上海包装塑料精包装最小起订量1套公司名称上海三盛金属制品有限公司经计算管路总长为330M。PE管的规格为每盘50M或100M。由于地板辐射要求地下无接头，所以需要4盘100米。PE管单价为3.98RMB/M4RMB/M，总价约为1600RMB。6）水泵经水力计算得系统总阻力为：30926Pa，约为3m水柱。系统总流量约为0.2095Kg/s（0.

14、7542t/h）。外加分水器，热水器的阻力损失，系统总阻力取5m水柱。综合考虑扬程、流量、价格、功率等因素，选用纬乐水泵UPS20-60暖气循环泵。价格为238RMB。品牌纬乐屏蔽泵型号UPS20-60功率104W/82W/54W（三档功率可调）最大扬程6m 最大流量2.5吨/小时管 径一寸 重 量2.6kg7）膨胀水箱Vp水箱的有效容积L水的体积膨胀系数1/kt系统内水温的最大变化量V0系统内的水容量L查表得：常温20时 =2.1×10-4 1/K， 60时 =5.2×10-4 1/K，取=5.2×10-4 1/K，t=50-20=30。经计算，管内可充水体积为

15、66升，再加分水器及燃气热水器，总水量取V0=80L。所以Vp=5.2×10-4×80×30=1.24L选用 浙江乐佳佳工贸有限公司LJJPZSX-0521-2L（由于所需体积很小，并且没有承压要求，为节省成本膨胀水箱可自制。用2L的饮料桶或食用油的桶即可。）8）燃气热水器燃气热水器的功率计量指水温升高25度时，每分钟流出的热水量。与瓦的换算关系如下：Q=25*4190/60G=1745GG为流量L/min则房间总热负荷为8778W，需要的热水器功率为5升。考虑价格，安全性等因素，选用华帝JSQ12-Q6B1，1003RMB，产品参数如下：额定热负12MJ/h热水

16、产率 6升/分适用水压0.03-0.7Mpa液化石油2800Pa天然气压2000Pa人工煤气1000Pa电源规格220V/50Hz点火方式连续脉冲点火保护方式 防干烧等多重安全保护功能显示屏LED数码温显温度调节 冬夏转换功能，四季皆宜外形设计侧面采用白叶窗设计外形尺寸520×320×162MM通常热水器的使用寿命为6-8年。燃气具从售出当日起，人工燃气热水器的判废年限为6年，应及时更换过期热水器。9）卫生间散热器卫生间热负荷为55W，选用卫浴散热器，既可取暖也可作为毛巾架。天津奥达散热器暖气片卫浴背篓高1000mm,单价为220元。对子女房隔壁的卫生间，散热器装在前半部分

17、，后半部一般为浴室，使用时会使用浴霸的特殊加热设备，故不需散热器提供热量。另外，散热器一般要求装在外墙窗户下，但考虑到卫浴特殊性，以及散热器还可用作毛巾架等，故将其设在房间中部。4.初投资及运行成本1）工程初投资预算名称单价数量总价（元）PE管4元/米400米1600分水器32元/路5路160水泵238元/台1台238燃气热水器1003元/台1台1003泡沫混凝土360元/M2120M2×0.04M2160C15豆石混凝土315元/M3120M2×0.05M1890反射膜0.6元/M2120M272卫浴散热器220元/组2组440卡子0.01元/个4004总计7567初投资费用约为7600元，不包括地面装饰材料（如瓷砖或木质地板，但地板辐射系统是按地面装饰材料为瓷砖设计，建议使用瓷砖）。