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第二篇 建筑暖通与空调 工程 ***学习目标*** 1．掌握建筑暖通与空调系统的分类和组成， 理解工作原理和系统选择原则。 2．熟悉建筑暖通与空调系统中常见设备、 管材的功能和特点。 3．掌握管道布置基本原则和敷设方法，了 解系统安装过程。 4．掌握建筑暖通与空调设备施工图识读方 法。 单元五 建筑采暖工程 5-1 建筑采暖系统概述 5-2 热水采暖 5-3 蒸汽采暖 5-4 采暖系统的设备与附件 5-5 管道的布置与敷设安装 5-6 高层建筑采暖系统概述 ***学习目标*** 明确建筑采暖的意义，熟悉建筑采暖的基 本形式； 理解热水采暖的基本原理，掌握系统的分 类和组成，熟悉蒸汽采暖的特点； 熟悉采暖系统常见的设备及附件的功能， 掌握管道布置基本原则及敷设方法，了解 系统安装过程； 了解高层建筑采暖形式。 5-1 建筑采暖系统概述 （一）采暖的目的和任务 1、供暖的目的是为了满足人们正常生活和工作要求而维持房 间有适宜的环境温度。 2、供暖的任务就是不断地向采暖房间供给相应的热量。以弥 补热耗的损失，创造适宜的室内气温，达到生活、工作以及生 产工艺对气温的要求。 （二）采暖系统的分类 1．按照作用范围不同 2．按照热媒的不同 3．按照散热器的散热方式不同 5-1 建筑采暖系统概述 （二）采暖系统的分类 1．按照作用范围不同 局部采暖 将热源和散热设备合并成一个整 体，分散设置在各个采暖房间里， 叫做局部采暖。 电暖气 集中采暖 由热源、输热管道和散 热设备的三部分组成的 工程设施，称为集中采 暖系统。 集中采暖系统示意图 5-1 建筑采暖系统概述 （二）采暖系统的分类 2．按照热媒的不同 热水采暖 热水作为热媒的优点是：热能利用率高，节省燃料、供热稳 定、热能损失低、供热半径大、卫生、安全等。对于仅有采暖 热负荷的区域锅炉房采暖系统，宜采用热水采暖系统。 低温热水采暖系统适用于居住建筑以及医院、幼儿园、旅馆、 学校、办公楼等民用建筑；高温热水采暖系统可用于食堂、车 站、商业建筑、影剧院等公共建筑中。 蒸汽采暖 热风采暖 5-1 建筑采暖系统概述 （二）采暖系统的分类 2．按照热媒的不同 热水采暖 蒸汽采暖 蒸汽作为热媒具有应用范围大、热媒温度高、所需散热面积小、 节省散热器投资等优点，但对居中建筑存在使用不安全、不卫生 等问题。 当供热系统既有采暖热负荷，又有工业通风、生产工艺要求的 热负荷时，通常多以蒸汽作为热媒用于满足生产工艺的要求，对 于仅为建筑采暖，有条件的时可以利用工业余热根据不同的用户 采用各种热交换装置，为热水或蒸汽采暖系统提供热媒。 热风采暖 5-1 建筑采暖系统概述 （二）采暖系统的分类 2．按照热媒的不同 热水采暖 暖 风 机 蒸汽采暖 热风采暖 热风采暖系统以空气作为热媒，多用于消耗热量大、所需采暖 面积大，定时使用的建筑物中，如影剧院、体育场等大型公共 建筑，也可用于有特殊要求的工业厂房中。 热风采暖与前面所述两种采暖系统（即热水和蒸汽采暖系统） 相比，具有升温快，设备简单、投资较小等优点，但采暖系统 噪声比较大，不宜应用在住宅建筑中。 5-1 建筑采暖系统概述 （二）采暖系统的分类 3．按照散热器的散热方式不同 按照散热器的散热方式不同，采暖系统可分为对流采暖系统 和辐射采暖系统。通常我们使用的暖气片是通过自然对流采暖。 习惯上把辐射传热比例占总热量50%~70%以上的采暖系统称 为辐射采暖系统。辐射采暖系统是一种卫生条件和舒适标准都 比较高的采暖方式。辐射采暖包括金属辐射板、电热膜采暖系 统和地板辐射式采暖系统等，它是利用建筑物内部的顶面、墙 面、地面或其它表面进行采暖的系统。 1.控制装置 2.电缆管（用于铺设电缆） 3.PVC套管（用于地板温度传 感器） 4.地板覆盖层（例如瓷砖） 5.水泥或砂浆 6.EstrichVlies 电热地板供暖铁丝网 7.保温隔音材料 8.墙角边缘（保温隔音材料） 9.粗混凝土（附有防潮挡板） 地板结构 电热缆供暖系统 5-2 热水采暖 （一）自然循环热水采暖系统 1. 系统组成 热源、输送管道 （供水管网、回 水管网）、散热 器、膨胀水箱、 及连接管、控制 附件等组成。 1—散热器 2—热水锅炉 3—供水管 4—回水管 5—膨胀水箱 5-2 热水采暖 （一）自然循环热水采暖系统 2. 工作原理 断面A-A右侧的水柱压力为 P1 g (h0 h h h h1g ) 断面A-A左侧的水柱压力为 P2 g (h0 h hg h1 g ) 作用压力 P P1 P2＝gh( h g ) 5-2 热水采暖 （一）自然循环热水采暖系统 2. 工作原理 原理：水温升高，密度减小，热水沿干管上升，散热器回 水密度较大，促使回水流回锅炉。 循环动力: 3. 注意事项 上水平干管要有向下的坡度（≥0.003），以便水中产生的气 泡从水箱排走。（重力流动速度很慢，故气泡可逆行。） 回水管向下坡度 锅炉与散热器要有一定的高差，炉低，散热器高。 使用：家庭或较小的独立建筑（4层以下，作用半径不宜超过 50m。 ） 5-2 热水采暖 4. 主要形式 （一）自然循环热水采暖系统 单管系统、双管系统 1-回水立管； 2-散热器回水支管； 3-膨胀水箱连接管； 4-供水干管； 5-散热器供水支管； 6-供水立管； 7-回水干管； 8-充水管（接上水 管）； 9-止回阀； 10-泄水管（接下水 管）； 11-总立管 5-2 热水采暖 （二）机械循环热水采暖系统 1. 系统组成 热水锅炉、供水管管路、散热器、回水管路、循环泵、膨胀 水箱、集气灌（排气装置）、控制附件等组成。 1-循环水泵； 2-热水锅炉； 3-膨胀水箱； 4-集气装置 5-2 热水采暖 （二）机械循环热水采暖系统 2．机械循环系统与自然循环系统的区别 循环动力不同 机械循环系统靠水泵提供动力，强制水在系统中循环流动。 膨胀水箱连接点和作用不同 机械循环系统膨胀水箱设在系统的最高处，水箱下部接出的膨 胀管连接在循环水泵入口前的回水干管上。其作用除了容纳水 受热膨胀而增加的体积外，还能恒定水泵入口压力，保证水泵 入口压力稳定。 排气方式不同 机械循环系统中水流速度较大，供水干管应沿水流方向设上 升坡度。在供水干管末端最高点处设置集气罐，以便空气能 顺利地和水流同方向流动，集中到集气罐处排除。 5-2 热水采暖 （二）机械循环热水采暖系统 3．机械循环热水采暖系统的形式 （1）垂直式系统 上供下回式系统：单管和双管两种形式。 异程式系统与同程式系统 （2）水平式系统 （3）分户热计量采暖系统 上供下回式系统：单管和双管两种形式。 1-循环水泵； 2-热水锅炉； 3-集气装置； 4-膨胀水箱 机械循环上供下回式热水采暖系统 异程式系统与同程式系统 在采暖系统供、回水干管布置上，通过各个立管的循环环路的 总长度不相等的布置形式称为异程式系统。而通过各个立管的 循环环路的总长度相等的布置形式则称为同程式系统。 5-2 热水采暖 （二）机械循环热水采暖系统 3．机械循环热水采暖系统的形式 （1）垂直式系统 （2）水平式系统 顺流式和跨越式 1 1 2 （3）分户热计量采暖系统 2 水平式系统与垂直式系统相比，具有如下优点： 系统的总造价，一般要比垂直式系统低； 管路简单，无穿过各层楼板的立管，施工方便； 对一些各层有不同使用功能或不同温度要求的建筑物， 采用水平式系统，更便于分层管理和调节。 5-2 热水采暖 （二）机械循环热水采暖系统 3．机械循环热水采暖系统的形式 （1）垂直式系统 （2）水平式系统 （3）分户热计量采暖系统 为了便于各用户按实际耗热量计费、节约能源和满足用户对采 暖系统多方面的功能要求，分户热计量采暖系统应运而生。 分户水平单管系统 分户水平双管系统 分户水平放射式系统 分户水平单管系统 分户水平双管式系统 分户水平单、双管系统 分户水平放射式采暖系统 5-3 蒸汽采暖 （一）蒸汽采暖系统的特点 1-蒸汽锅炉； 2-凝结水泵； 3-空气管 4-疏水器； 5-凝结水箱； 6-散热器 蒸汽采暖系统原理图 5-3 蒸汽采暖 （一）蒸汽采暖系统的特点 蒸汽采暖系统降放出的热量要大得多，所需散热设备面积也比热 水采暖时少。 蒸汽和凝水在系统管路内流动时， 易形成“二次蒸汽”。 系统设计和管理不当时，容易出现蒸汽的“跑、冒、漏、滴”现 象。 蒸汽采暖系统散热器表面温度高，卫生条件较差。 可采用较大的流速，而不会产生过大的阻力，从而可减小管径， 节省投资。 在高层建筑采暖时，不会像热水采暖那样，产生很大的静水压力。 蒸汽采暖系统的热惰性小，供汽时热得快，停汽时冷得也快，很 适宜用于间歇供热的用户，管内蒸汽、空气交替出现，使用寿命比 5-3 蒸汽采暖 （二）蒸汽采暖系统分类 按供汽压力的大小分类：高压蒸汽采暖、低压蒸汽采暖。 按立管的布置特点：单管式、双管式。 按回水动力不同：重力回水、机械回水两类。 5-4 采暖系统的设备与附件 （一）散热设备 1．散热器 2．辐射板 （1）散热器的类型 铸铁散热器 钢制散热器 铝制散热器 铜铝、钢铝复合型散热器 （2）散热器的布置 3．暖风机 铸铁散热器 钢制散热器 钢柱型散热器 钢制串片散热器 钢制散热器 钢制板型散热器 钢制扁管散热器 钢制散热器 5-4 采暖系统的设备与附件 （一）散热设备 1．散热器 2．辐射板 3．暖风机 （1）散热器的类型 （2）散热器的布置 散热器一般应明装，外窗下设置一组散热器。 散热器明装布置，散热效果好，易于清除灰尘。 楼梯间内散热器应尽量放在底层， 5-4 采暖系统的设备与附件 （一）散热设备 2．辐射板 按照辐射板板面温度可分为：低温辐射（≤80℃）、中温辐射 （80~200℃）和高温辐射（500℃）； 按照辐射板安装位置可分为：顶面式、墙面式、地面式； 按照使用热媒可分为：低温热水式、高温热水式、蒸汽式、热 风式、电热式、燃气式。 低温地板辐射供暖 对流和辐射供暖室内温度梯度分布 低温热水地板辐射采暖主要由三部分构成：热源、热媒集 配系统、地板辐射采暖管。常用的采暖散热管有交联聚乙烯 （PE-X）、聚丁烯（PB）、无规共聚聚丙烯（PP-R）、共 聚聚丙烯（PP-C）和交联铝塑复合管（XPAP）等类管材。 最常用的地板采暖结构形式，有较好 结构稳定性，防止管材铺设后变形。 一种地板采暖结构形式，使有铝箔上 的网格来确定管材间距，使用卡钉来 固定，稳定性不如第一种，造价相对 较低。 一种较为方便安装的地板采暖结构形 式，采用成型的聚苯保温板，免除了 钢网等管材排放材料的安装，较为快 捷。但成型保温板价格较高，在国内 应用较少。 在地面载负有附加要求时采用此种 地板采暖结构形式，如室外道路地 面融雪，车库地板采暖等情况。 地板采暖辐射管的设置 a)S形排管； b) 蛇形排管； 低温地板辐射采暖 c)回字形排管 5-4 采暖系统的设备与附件 （一）散热设备 3．暖风机 组成：通风机、电动机、空气加热器 工作原理：在风机的作用下，空气经加热器加热后送入室内， 维持室内要求的温度 类型：■轴流式暖风机、离心式暖风机 ■蒸汽暖风机、热水暖风机 布置：斜吹、直吹、顺吹 产品特点：该型暖风机主要 由轴流风机，钢制加热器及 百叶窗等部分构成。该型暖 风机配用的空气加热器之肋 片是采用机械绕片（钢管绕 钢片）然后进行镀锌处理， 传热性能稳定，耐腐能力强。 产品用途： 广泛用于工业 企业的生产车间和大型公共 建筑物内。对于间歇性采暖 通风的厂房和公共建筑物供 给热空气是非常适宜的。 5-4 采暖系统的设备与附件 （二）膨胀水箱 作用：热水系统中 1、容纳系统中水温升高后膨胀的水量 2、自然循环循环中可以可以作为排气设施（上供下回） 3、机械循环中控制系统压力的定压点 注意：安装位置 1—膨胀管； 2—循环管； 3—热水锅炉； 4—循环水泵 膨胀水箱与机械循环系统的连接方式 5-4 采暖系统的设备与附件 （三）采暖系统排除空气的设备 1．集气罐 作用：定期打开阀门将积聚在罐内的空气排 出系统 注意：供水干管水流方向与空气气泡上升方向一致 2．自动排气阀 依靠自身内部机构将系统内空气自动排出 3．手动排气阀 在散热器上部专设的丝孔上，以手动方式排除空气。 自动排气阀 自动排气阀的工作原理 当系统中有空气时，气体聚集在排气阀 的上部，体内气泡堆积使浮球随水位下降， 因此打开排气活塞；气体排尽后，水位上 升，浮球也随之上升，关闭排气活塞。如 拧紧阀体侧部的阀帽，排气阀停止排气， 在通常，阀帽应该处于开启状态。 冷风阀 5-4 采暖系统的设备与附件 （四）散热器温控阀 散热器温控阀是一种自动控制散热器散热量的设备 5-4 采暖系统的设备与附件 （五）除污器 除污器是热水供暖系统中用来清除和过滤热网中污物的设备， 以保证系统管路畅通无阻。 一般安装在系统进水管段位置 5-4 采暖系统的设备与附件 （六）疏水器 蒸汽疏水器的作用是自动阻止蒸汽逸漏而且迅速地排出用热设 备及管道中的凝水，同时能排除系统中积留的空气和其它不凝 性气体。 机械型浮筒式疏水器 温调式疏水器 5-4 采暖系统的设备与附件 （七）减压阀 （八）安全阀 5-4 采暖系统的设备与附件 （九）管道补偿器 1、作用：吸收管道的热伸长量 2、类型： 方型伸缩器 套筒伸缩器 波纹管伸缩器 1—芯管；2—壳体；3—填料圈；4—前压盖；5—后压盖 套筒补偿器 1—导流管；2—波纹管；3—限位拉杆；4—限位螺母；5—端管 轴向型波纹管补偿器 5-5 管道的布置与敷设安装 （一）采暖管道布置与敷设 1．室内管道 先在建筑平面图上布置散热器，然后布置干管，再布置立管， 最后确定整个系统管网的布置。布置采暖管网时，管路沿墙、 梁、柱平行敷设，力求布置合理；安装、维护方便；有利于排 气；水力条件良好；不影响室内美观。 采暖管道的安装方法，有明装和暗装两种。明装有利于散热 器的传热和管路的安装和检修。暗装时应确保施工质量，并考 虑必要的检修措施。 干管的布置与敷设 2．室外管道 立管的布置与敷设 支管的布置与敷设 干管的布置与敷设 上供下回式系统，采暖供水干管可布置在建筑物顶部的吊顶内， 明装时可布置在顶层的顶棚以下，顶棚的过梁面标高距窗户顶 部之间的距离应满足采暖干管的坡度和集气罐的设置要求。 下供下回式系统或上供下回式的回水干管，一般都布置在建筑 物底层地坪下面的管道沟内。 蒸汽干管抬高处理方法 采暖系统在管沟中敷设 立管的布置与敷设 一般布置在房间的窗间墙处，可向两侧连接散热器；对于两面 有外墙的房间，立管应布置在房间的外墙的转角处；楼梯间的 散热器必须单独设置立管。 暗装时，一般敷设在预留的墙槽内或专门管道竖井中。 立管应与地面垂直安装，穿过楼板（或水平管穿墙），应在穿 楼板或隔墙的位置预埋套管。 a)上部收口普通套管；b)厨房、卫生间套管；c)管径大一号的套管内缠牛皮纸 支管的布置与敷设 支管的布置与散热器的位置、进水和出水口的位置有关。支 管与散热器的连接方式有上进下出、下进上出和下进下出三种 形式。 安装散热器支管时，应有坡度以利排气，坡度一般采用1%。 a)上进下出；b)下进上出；c)下进下出 5-5 管道的布置与敷设安装 （二）室内采暖管道的安装 室内采暖系统的安装一般按总管及其入口装置→干管→立管→ 散热器支管的施工顺序进行。除管道外，系统中还有散热器、 集气罐、膨胀水箱、除污器、疏水器，以及其他阀件和设备等。 安装工艺流程：安装准备→管道预制加工→支架安装→干管 安装→立管安装→支管安装→试压→冲洗→防腐→保温→调试。 1．基本技术要求 2．管道的安装 3．散热器的安装 4．室内采暖系统的试压与清洗 1．基本技术要求 坡度应符合规范的基本坡度要求数值。 在其最高点或最低点应分别安装排气和泄水装置。 管道穿过墙壁和楼板时，应设置铁皮或钢制套管。 DN≦32不保温的采暖双立管道应做到：中心距应为80mm；供热应置于面 向的右侧。 采暖管道的安装，当DN≦32mm时，宜采用螺纹连接；DN≧32mm时，宜 采用焊接或法兰连接。 管道穿越基础、墙和楼板时应预留孔洞。 安装过程中，多种管道交叉时的避让原则见表5-5-1。 连接散热器的支管应有坡度： 散热器支、立管的安装： 立管管卡的安装，当层高不超出4m；层高大于4m时每层不得少于两个，应 均匀安装。 2．管道的安装 总管安装 总立管的安装 干管的安装 立管的安装 散热器支管的安装 总管安装 以入口阀门或建筑物外墙皮1.5m为界。室内采暖总管一般是 并行穿越基础预留孔洞进入室内。右侧是供水总管，左侧是回 水总管。两条管道上均应设置总控制阀或入口装置。 比量法下料进行预制，连成整体。必要时经水压试验合格后， 做好防腐保温，然后整体穿入预留基础孔洞。 热水采暖系统入口示意图 总立管的安装 安装前，应检查楼板预留管洞的位置和尺寸是否符合要求。其 方法是由上至下穿过孔洞挂铅垂线，弹画出总管安装的垂直中 心线，作为总立管定位与安装的基准线。 总立管自下而上逐层安装，应尽可能使用长管，减少接口数量。 每安装一层总立管，应用角钢、U形管卡或立管卡固定，以保 证管道的稳定及各层立管量尺的准确，使其保持垂直度。 总立管与各分支干管连接 主立管的刚性支座 干管的安装 干管分为供水干管（或蒸汽干管）及回水干管（或凝结水干管） 两种。按保温情况分为保温干管和不保温干管两种。当供热干 管安装在地沟、管廊、设备层、屋顶内时应作保温。当明装于 顶层板下和明装于地面上时可不作保温。 干管的安装程序一般是：确定干管位置、画线定位、安装支架 （如管卡、托架、吊架）、管道就位、管道连接、立管短管开 孔焊接、水压试验、防腐保温等施工程序进行。 干管与分支干管连接 a)水平连接； 干管变径图 b)垂直连接 立管的安装 采暖立管安装的关键是垂直度和量尺下料的准确性，否则， 难以保证散热器支管的坡度。 采暖立管安装宜在各楼层地坪施工完毕或散热器挂装后进行， 这样便于干管的预制和量尺下料。 ① 确定立管的安装位置 ② 管的预制与安装 ③ 立管与干管的连接 ④ 立管安装完毕后，应将各层套管内填塞石棉绳或沥青油 麻，并调整其位置使其固定。 采暖立管与顶部干管的连接 a)采暖热水管；b)采暖蒸汽管 散热器支管的安装 ① 散热器支管安装的基本技术要求： a. 散热器支管，宜在立管和散热器安装完毕后进行连接，支 管与散热器之间，不应强制进行连接，以免因受力造成渗漏或 配件损坏；也不应用调整散热器位置的办法，来满足与支管的 连接，以免散热器的安装偏差过大。 b. 所有散热器支管上，都应安装可拆卸的管件。当支管上设 阀门时，应装在可拆卸管件与立管之间。 c. 支管与散热器连接时，对半暗装散热器应用直管段连接； 对明装和全暗装散热器，应用灯叉弯进行连接，尽量避免用弯 头连接。 散热器支管的安装 ② 散热器支管的安装 检查散热器安装位置及立管预留口是否准确，量出支管尺寸和 灯叉弯的大小进行配管，然后安装散热器支管。散热器支管长 度大于15m，应在中间安装管卡或托钧。最后用钢卷尺、水平 尺、线坠校核支管的坡度和平行距墙尺寸，并复查立管及散热 器有无移动，合格后固定套管和堵抹墙洞缝隙。 3．散热器的安装 （1）散热器的组对与试压 散热器水压试验示意图 1-手压泵；2-止回阀；3-压力表；4-截止阀； 5-放气阀；6-放水阀；7-散热器 （2）散热器的安装 3．散热器的安装 （1）散热器的组对与试压 （2）散热器的安装 散热器安装应着重强调其稳固性，支承件应有足够的数量和强 度，支承件安装位置应保证散热器安装位置的准确。从安装的 支承方式分为直立安装、托架安装。 散热器安装 a)砖墙上挂式安装；b)砖墙上落地安装 4．室内采暖系统的试压与清洗 （1）室内采暖系统试压 （2）室内采暖系统清洗 5-6 高层建筑采暖系统概述 （一）分区式采暖系统 （二）双线式系统 （三）单双管混合式 （一）分区式采暖系统 高层建筑分区式采暖系统（高区间接连接） 1-换热器；2-循环水泵；3-膨胀水箱 （一）分区式采暖系统 1加压水泵 2回水箱 3进水箱 4进水箱溢 流管 5信号管 6回水箱溢 流管 高区双水箱或单水箱高层建筑热水采暖系统 （二）双线式系统 （三）单双管混合式