北京小区采暖计算书 两层小楼和六层培训楼方案

工程概况

1工程概况本设计为北京市某小区经济适用房和培训楼采暖工程设计。

北京市某小区采暖工程(2期)A-经济适用房(E型)供热工程，供暖面积

1248m2。包括E1型经济适用房，供热面积793m2; E2 型 经济适用房，

供热面积455m2。本工程为两层混合结构。层高3.0 米， 总高度 11.2 米。

户型组织形式为每户两层带阁楼，四室两厅一厨两卫 一车库。

北京市某小区采暖工程（2 期）B-培训楼供热工程，供热面积 13024m2。

南北两侧宿舍为六层混合结构，层高 3.2m，总高度

19.2m ;东西两侧会议室为五层混合结构，一层层高为4.25m，二至 五层层

高为3.8m，总高度19.45m。户型组织形式为“口”字型建筑， 中部为大空

间内庭。

2 设计参数

2.1 室外气象参数

地点：中国北京市北京;

建筑气候分区：寒冷地区;（依据《采暖通风与空气调节设计规范》

（2001 年版）经纬度：东经116.47，北纬39.80;

冬季采暖计算温度：-12.0 弋；

最多向平均风速: 4.8m/s;

冬季采暖室外计算温度：-9 弋；

冬季通风室外计算温度：-5 弋；

室内温度:20 弋；

采暖天数：90 天;

年主导风向：北；

室外风速：冬季2.8m/s ；

当地气压：10204Pa （冬）；

最高地下水位：-2m；

2.2 室内设计参数：

依据《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003 ）条文 3.1.1

和《公共建筑节能设计标准》（GB50189—2005 ）表3.0.1-1 中 的有关

规定进行室内参数的确定。具体参数请如下：

E 型经济适用房：

浴厕、厨房、餐厅25°C；卧室20°C；

楼梯间16°C;卫生间18°C;

藏书阁、健身房16C ;车库5C 培训楼

宿舍20C;

楼梯间、走廊、门厅、洗漱间16C;

卫生间、会议室18C

3 负荷计算

应用《鸿业暖通空调负荷计算软件 5.0》计算采暖设计热负荷。软 件

计算依据《采暖通风与空气调节设计规范》（ GB 50019—2003）具体计

算方法如下：

对于民用建筑而言，热负荷主要取决于：围护结构的耗热量（包 括相

邻户通过户间隔墙与楼板的传热量）、冷风渗透耗热量、太阳辐 射得热量

及户内的生活得热。

3.1 围护结构的耗热量 围护结构的耗热量，应包括基本耗热量和附加

耗热量两部分。 按稳定传热理论计算围护结构的基本耗热量，计算公

式为：

（）

i i n w Q K F t t a 逵式中Q ——围护结构的基本耗热量（W）;

i F——围护结构的面积（m 2

）i K ——围护结构的传热系数［W/（m 2

•C）］w t ——供暖室外计算温度，应采用历年平均不保证5 天的日 平

均温度（°C）

n t ——冬季室内计算温度（°C） a——围护结构的温差修正系数。 围

护结构的附加耗热量，应按其占基本耗热量的百分率确定，各 项附加（或

修正）百分率，宜按下列规定的数值选用：

（1）冬季冷风渗透朝向修正

1.00 南

0.15 东

0.15 西0.40

（2）风力附加率

由于北京市最多风向平均风速小雨5m/s，本次设计不考虑风力附 加率。

（3）高度附加率

负一层、一层、二层、三层的层高均大于大于4m，每高出1m，按

在围护结构的基本耗热量和其他附加耗热量的基础上附加2%进行计 算。

对于与供暖相邻的围护结构，当相邻房间的设计温差大于或等于5 弋

时，应按稳定传热方法计算通过隔墙或楼板等的传热量。如与相邻房 间的

设计温差小于5 弋，但通过隔墙和楼板等的传热量大于该房间热负 荷的10%

时，也应计算其传热量

3.2 冷风渗透耗热量 加热由门窗等缝隙渗入室内的冷空气的耗热量，

应根据建筑物的 门窗构造、门窗朝向、热压和室外风速、风向等因素来确

定。在工程 设计中，冷风渗透耗热量主要考虑风压的作用，而忽略热压的

影响， 可按下式近似计算：

t t LI c Q w n p p）'（278.0 -二式中Q --- 由门窗缝隙渗入室内的

冷空气的耗热量（W）

；p C ——空气的定压热比容［1kJ/（kg・。C）］;

L ——在基准高度（ 10m ）风压的单独作用下，通过每米门窗缝 隙进

入室内的

风量（m 3/m・h）,当无实测数据时，可根据冬季室外平均风速 查阅

相关设计手册；

I——门窗缝隙的计算长度（m）,应分别按各朝向可开启的门窗 全部缝

隙长度

计算；

w t 一供暖室外计算温度，应采用历年平均不保证5 天的日平均 温度

（°C）;

n t——冬季室内计算温度（°C）;

P ----- 供暖室外计算温度下的空气密度(kg/m 3 )

；n ——风压单独作用下，渗透冷空气量的朝向修正系数。 3.3 冷风

侵入耗热量 针对本设计，培训楼一层入口处按外门进行设计，门面在上方

安 装风幕以抵御门的频繁开启而引起的冷风侵入。选用的热风幕参数如 下：

型号：FM1609

风量：1600—2000m3/h

电压：220V

功率：80W

重量：18kg

3.4 围护结构热工性能参数

依据《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003 )条文 说明

4.2.1：建筑内部得热，炊事、照明、家电、和人体散热量不用考 虑，可以

作为安全热量。故本设计中不将人体、设备散热负荷及新风 热负荷计入设

计热负荷。

围护结构热工性能参数如下：

E 型经济适用房：

屋顶为预制01-1-35-5，传热系数0.72W/(m2・k) 外墙为混凝土加气

混凝土 280(087001)，传热系数 0.71W/(m2・k)

内墙为砖墙(003003 ),传热系数0.58W/(m2・k)

夕卜窗为单层塑钢窗，传热系数4.94W/(m2・k)

夕卜门为节能外门，传热系数3.12W/(m2・k)

内门为木(塑料)框单层实木门，传热系数3.35W/(m2・k)

楼板为楼面-2，传热系数0.65W/(m2・k)

培训楼：

屋顶为预制01-1-35-5，传热系数1.91W/(m2・k) 外墙为混凝土加气

混凝土 280(087001)，传热系数 0.71W/(m2・k)

内墙为砖墙(003003 ),传热系数0.58W/(m2・k)

夕卜窗为单层塑钢窗，传热系数4.94W/(m2・k)

夕卜门为节能外门，传热系数3.12W/(m2・k)

内门为木(塑料)框单层实木门，传热系数3.35W/(m2・k) 楼板为楼面

-2，传热系数0.65W/(m2・k)

3.5 热负荷计算结果 鸿业软件计算结果如下：

E 型经济适用房总供暖面积1248m2，总热负荷69388W，热指 标为

55.6W/m2。其中包括E1型经济适用房，供热面积793m2，热 负荷43610W，

热指标为55W/m2 ; E2 型经济适用房，供热面积 455m2，热负荷 25777W，

热指标为 56.7W/m2。

培训楼供暖面积为13024m2，供暖热负荷为691286W，热指标 为

53.1W/m2。

详细负荷计算结果见负荷计算说明书。

4 采暖设计 主要进行方案的比较，方案确定，散热器选型与计算，地

热盘管 绘制，系统水力计算。

4.1 采暖方案比较与确定

4.1.1 方案比较

对于机械循环系统，按各并联环路水的流程，供暖系统可划分为 同程

式系统与异程式系统。二者特点如下：

(1) 异程式： 介质流经各环路的路程不相等，近环路阻力小，流量大，

其散热 器会产生过热，远环路阻力大，流量小，散热器将出现偏冷现象；

中 环路散热器温度适合，特别是在环路较多的大系统中，这种热的不平 衡

现象更易发生，且难调节。但异程系统能节约管材，但采暖系统作 用半径

小。

(2) 同程式： 介质流过各环路的路程大体一致，各环路阻力几乎相等，

易于达 到水力平衡，因而流量分配也比较均匀，不致象异程系统那样产生

热 不均匀现象。同程系统比异程系统多用管材。但调试简单方便，供热 安

全可靠。

本工程采用垂直式系统，工程上较为常用的是上供下回式热水供 暖系

统和下供下回式热水供暖系统。相比于上供下回式热水供暖系统， 后者具

有如下特点：

（1）建筑物顶棚下无干管，比较美观。

（2）在下部布置供水干管，管路直接散热给室内，无效热损失小

（3）在施工中，每安装好一层散热器即可供暖，给冬天施工带来 很

大方便。

（4）排除系统的空气可通过立管顶部自动排气阀进行。

4.1.2 方案确定 根据建筑物的结构特点和用途在此提出三种系统设计

方案： 方案一：机械循环双管异程式下供下回热水供暖系统。 方案二：

机械循环单管异程式上供下回热水供暖系统。 方案三：机械循环双管

同程式下供下回热水供暖系统。

由于 E 型经济适用房工程负荷小，系统作用范围较小，散热器阻 力较

小，不易采用同程式系统，又考虑到分户热计量要求，选用机械 循环双管

异程式系统。考虑到施工方便，在上供下回和下供下回的比 较中，选择下

供下回热水供暖系统。

培训楼工程系统作用范围比较大，为避免系统热力失调，并考虑 到施

工方便，本工程采用机械循环双管同程式下供下回热水供暖系统。

4.2 散热器的选型

4.2.1 散热器选型

本工程设计包括 E 型经济适用房供热工程和培训楼供热工程。本 设计

室内散热器采暖采用95°C供水、70 弋回水。

E 型住宅供热工程热负荷较小，故选用单片散热量较小的钢制方管 散

热器，型号为GFG8-6.3/4-1.5。

t=64.5 时，Q=73W/片

散热量与温差关系：Q=4.287^1.233,单位为W/10 片。（其中

t 为供回水平均温度与室内计算温度之差）

培训楼供热工程热负荷较大，故选用单片散热量较大的钢制方管 散热

器，型号为GFG8-6.3/6-1.5。

t=64.5 时，Q=108W/片

散热量与温差关系：Q=5.958^1.248,单位为W/10 片。（其中 t

为供回水平均温度与室内计算温度之差）

房间散热器片数为房间热负荷与选用散热器单片散热量之比。

4.2.2 散热器布置

散热器布置应注意下列一些规定： 散热器一般应安装在外墙的窗台下，

这样，沿散热器上升的对流 热气能阻止和改善从玻璃窗下降的冷气流和玻

璃冷辐射的影响，使流 经室内的空气比较暖和舒适。在外墙窗台布置有困

难时也可以靠内墙 布置。

为防止冻裂散热器，两道外门之间，不准设置散热器。在楼梯间 或其

他有冻结危险的场所，其散热器应有单独的立、支管供热且不得 装设调节

阀。

散热器一般明装，在内部装修有特殊要求的场合可采用暗装。 在楼梯

间布置时，考虑楼梯间热流上升的特点，应按照一定比例 分配在下部各层。

铸铁散热器的组装片数四柱一般不易超过20 片。 进深较大的房间宜

在房间内外侧分别设置散热器。 汽车库散热器宜高位安装，要设置防

撞措施。

在此设计中，靠窗布置的散热器距底部地面0.25 米，靠墙布置的 散热

器底部距地面0.2 米，地下车库的散热器底部距地面1.5 米。

4.3 地暖设计

4.3.1 低温热水地板辐射供暖的特点

低温热水地板辐射供暖是一种利用建筑物内部地面进行供暖的系 统。

该系统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，

还与人体、家具及四周的围护结构进行辐射换热，从而使其 表面温度提高，

其辐射换热量约占总换热量的 50%以上，是一种理想 的供暖系统，可以有

效地解决散热器供暖存在的问题。

低温热水地板辐射供暖节省燃料，电力消耗低，是最经济的供暖 设备。

其优点如下：（1）舒适、卫生、健康。辐射散热是最舒适的供 暖方式，

室内地面温度均匀，室温自下而上逐渐递减，给人以脚暖头 凉的良好感觉，

负荷“温足凉顶”的中医健身理论，能改善人体血液 循环，促进新陈代谢。

同时，这种方法不易造成潮湿空气对流，使得 室内十分洁净卫生，改善了

家居环境。

（2）美观，不占用使用面积。室内各种管线均可铺设在地暖结构 层

中，室内取消

了散热器的立、支管。这不但增加了使用面积，而且房间可以任 意分

割，便于装修和家居布置。

（3）由于地暖特殊的地面构造，上下层不供暖时，中间层的供暖 效

果几乎不受影响，且可以大大减少上层对下层的噪音干扰。由于地 面层及

混凝土层蓄热量大，因此在间歇供暖的情况下，室内温度变化 缓慢，热稳

定性好。

（4）高效节能，运行费用低。地暖系统可利用余热水，在建立同 样

舒适条件的前提下，室内设计温度的能耗可以比其他供暖形式降低 2%〜

3%,提高了热效率。

4.3.2 地板辐射供暖系统设计与选材

本设计采用40 弋供水，30 弋回水。换热器采用板式换热器，型号 为

BRS-02 型,流量为20t/h，供热量0.696MW。

地板辐射采暖的散热量，包括地板向房间的有效散热量和向下层 （传

热的热损失量），其中有效散热量应等于房间的设计热负荷。根 据房间设

计热负荷，房间设计温度，以及设定地暖供回水温度，利用

《地面辐射供暖技术规程》JGJ142—2004，确定盘管间距。间距最小

100mm，最大不超过300mm。加热管布置以保证房间温度分布均匀 为原

则，采用旋转形、往复形、直列形布管方式。单个环路长度不超 过 120m。

铺设加热管的地面平均温度应符合《全国民用建筑工程设计技术 措施

（暖通空调•动力）》相关要求。当房间采暖热负荷过大，地板表 面温度计

算值超过表2.6.4 规定时，设置浴霸，承担一部分采暖负荷。

在本设计中根据下面两个原则对主楼进行了地热盘管的设计。

O,（1）为了使每个分支环路的阻力损失易于平衡，一般控制其总 阻

力损失在1〜2mH

2 每支环路长度控制在60〜80m，最长不超过120m.

（2）对于较小的房间，可以几个房间合并设置一个环路，而对于 较

大的房间，可以一个房间布置多个环路。

地暖管材选用PE-X 管材。

4.4 水力计算 水力计算步骤： 1．在轴侧图上进行管段编号，立管编

号并注明各管段的热负荷和 管长。

2．确定最不利环路。本系统为同程双管系统，一般取连接有最大 负

荷的立管的环路作为最不利环路。

3．计算最不利环路各管段的管径。 水力计算使用鸿业水力计算软件

进行计算

（1）虽然引入口处外网的供回水压差较大，但考虑到系统中各环路 的

压力损失易于平衡，设计采用推荐的平均的比摩阻Rpj 大致为60〜

120Pa/m来确定最不利环路各管段的管径。

（2） 确定并输入各管段热负荷。

（3） 确定并输入各管段的长度。

（4） 确定并输入各管段局部阻力系数。

（5） 鸿业水力计算软件即可计算出各管段流量、管径、流速和压 降。

水力计算软件求出各管段的流量，依据计算公式如下：

36000.86/4187（）

Q Q G kg h t t t t g h g h 二二?-?-Q ------- 管段的热负荷，W ;

g t ——系统的设计供水温度，°C;

ht——系统的设计回水温度,C

4．求环路的总压力损失。

5.计算富裕压力值。考虑到施工的具体情况，可能增加一些在设 计计

算中未计入的压力损失。因此，要求系统应有10%以上的富裕度。

6．通过调节调节系统上的阀门和管径进行调节，把系统的不平衡 率

控制在 15％的范围之内。入口处的剩余循环压力，用调解阀节流消 耗掉。

E1 型住宅最不利环路压力为3574Pa，流量为1500kg/h。

E2 型住宅最不利环路压力为3635Pa，流量为887kg/h

培训楼最不

利环路压力为30990Pa，流量为23780kg/ho 详细水力计算结果见附

录水力计算表。

4.5 采暖热计量

依照《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003 中4.9 相 关规

定：新建居住建筑的集中采暖系统应当使用双管系统，推行温度 调节和户

用热量计量装置，实行供热计量收费。E 型经济适用房住宅采 暖项目采用

分户热计量方式。培训楼采暖项目在总热力入口处安装总 热力计量表。

5 施工说明

5.1 地暖系统施工

5.1.1 系统概述

本设计地板辐射采暖系统采用：热水供水温度 40 弋，回水温度 30°C。

5.1.2 设置要求

地板辐射采暖系统设置应符合下列要求：

1）供水支管上设阀门及过滤器，回水支管上设阀门。

2 ）分、集水器上设排气阀。

5.1.3 建筑要求

地板辐射采暖对建筑构造的要求：

1 ）在加热管与楼板、夕卜墙之间铺设绝热层。

2 ）加热管上地面层厚度不小于50mm，设伸缩缝以防止热膨胀导 致

地面龟裂和破损。加热管穿过伸缩缝处设长度不小于100mm的柔 性套管。

3）地面荷载大于 20kN/m2 时，对加热管上地面采取加固构造措 施。

4）加热管敷设于土壤上时，绝热层一下设防潮层；加热管敷设于 潮

湿房间（如卫生间、厨房）楼板上时，加热管覆盖层上应设防潮层。

5.1.4 试压、冲洗 根据《地板采暖与分户热计量技术》相关说明，采

取以下方法： 安装完地板上的加热盘管进行水压试验。首先接好临时管路

及加压泵， 灌水后打开排气阀，将管内空气放净后在关闭排气阀，先检查

接口， 无异样情况方可缓慢加压，增压过程观察接口，发现渗漏立即停止，

将接口处理后再增压。增压至工作压力的1.5 倍，工作压力0.6MPa , 即试

验压力0.9MPa。稳压1 小时，压力降不大于0.05MPa，且不渗 不漏为合

格。

5.1.5 回填豆石混凝土注意事项 根据《地板采暖与分户热计量技术》

相关说明，采取以下方法： 试压验收合格后，

立即回填豆石混凝土。试压临时管路暂不拆除，并且将管内压力 将至

0.4MPa 压力稳住、恒压。回填混凝土时，不允许踩压已铺设好 的加热盘

管。

5.2 采暖管道选材与施工 为了减少热媒在输送过程中的热损失，节约

燃料；保证操作人员 的安全，改造劳动条件；保证热媒的使用温度等，需

要对供热管道及 其附件采取保温措施。