建筑采暖系统教案

建筑设备工程教案

第三章：建筑采暖系统

任务1 采暖系统

一、采暖系统及分类

根据热平衡原理，在冬季以一定的方式向房间补充热量，以维持人们日常生活、工作和生产活动所需要的环境温度。

基本设备组成：产热设备（如锅炉、换热器等）、输热管道、散热器

1、按热媒种类分类

（1）热水采暖系统

（2）蒸汽采暖系统

（3）热风采暖系统

（4）烟气采暖系统

2、按设备相对位置分类

（1）局部采暖系统

（2）集中采暖系统

（3）区域采暖系统

3、按采暖时间分类

（1）连续采暖

（2）间歇采暖

（3）值班采暖

二、集中供热系统的组成及分类

1、采暖系统的原理和组成

主要部分组成：

（1）热源

（2）输热管道

（3）散热设备

集中供热系统的分类：

1、根据规模不同

分散单户供热系统、区域锅炉房供热系统、热电厂供热系统

2、根据热媒不同

热水供应系统、蒸汽供热系统

目前应用最广泛的集中供热系统主要有：区域锅炉房供热系统、热电厂供热系统。（1）区域热水锅炉房供热系统

以热水为热媒；多用于采暖用户占较大面积的住宅小区。

（2）区域蒸汽锅炉房供热系统

既能供蒸汽又能供热水；既能供应工业生产用户，又能供应采暖、通风和生活等不同的用户。（3）热电厂供热系统

适用于生产热负荷稳定的区域供热，根据其汽轮机组的不同，分为抽气式、背压式和蒸汽式等不同形式的供热系统。

三、热水采暖系统

热水采暖系统按系统循环动力可分为自然（重力）循环系统和机械循环系统。

热水采暖系统按热媒温度的不同可分为低温系统和高温系统。

1、自然循环热水采暖系统

（1

（2

A、双管上供下回式

B、单管上供下回式

c、不同高度散热器环路的作用压力

2、机械循环热水采暖系统

有以下几种主要形式:

机械循环双管上供下回式热水采暖系统

机械循环下供下回式双管系统

机械循环中供式热水采暖系统

机械循环下供上回式（倒流式）采暖系统

异程式系统与同程式系统

水平式系统

3、高温高压水采暖系统简介

四、蒸气采暖系统

按照供汽压力的大小，分为三类：

（1）供汽的表压力高于70kPa时，称为高压蒸汽采暖；

（2）供汽的表压力等于或低于70kPa时，称为低压蒸汽采暖；

（3）当系统中的压力低于大气压力时，称为真空蒸汽采暖。

按照蒸汽干管的布置位置，分为三类：

（1）上供式蒸汽采暖系统

（2）中供式蒸汽采暖系统

（3）下供式蒸汽采暖系统

按照立管的布置特点，分为两类：双管系统、单管系统

按凝结水的流动动力，分为两类：重力回水、机械回水蒸汽采暖系统。

1、低压蒸气采暖系统

2、高压蒸气采暖系统

与低压蒸汽供暖相比，高压蒸汽供暖有下述技术经济特点：

（1）高压蒸汽供气压力高，流速大，系统作用半径大，但沿程热损失亦大。对同样热负荷所需管径小，但沿途凝水排泄不畅时会水击严重。

（2）散热器内蒸汽压力高，因而散热器表面温度高。对同样热负荷所需散热面积较小；但易烫伤人，烧焦落在散热器上面的有机灰尘发出难闻的气味，安全条件与卫生条件较差。

任务2 常用采暖设备及附件

目前常用的设备有散热器、暖风机和辐射板。

一、散热器

必具备的条件是：

（1）能够承受热媒传输系统的压力；

（2）有良好的传热和散热能力；

（3）能够安装于室内，不影响室内的美观和必要的使用寿命。

1、铸铁散热器

① 翼形散热器

②柱形散热器

2、钢制散热器

主要形式有闭式钢串片散热器、板式散热器和钢制柱式散热器等。

3、铝合金散热器

4、复合材料型铝制散热器

暖风机是由吸风口、风机、空气加热器和送风口等联合构成的通风供暖联合机组。

供暖所用的散热器是以对流和辐射两种方式进行散热的。

（1）膨胀水箱

膨胀管、循环管、溢流管、信号管、排水管

（2）集气罐

集气罐一般是用直径Φ100～250的钢管焊制而成的，分为立式和卧式两种。

（3）自动排气罐

自动排气罐靠本体内的自动机构使系统中的空气自动排出系统外。

（1）手动排气阀

手动排气阀适用于公称压力P≤600kPa，工作温度t≤100℃的水或蒸汽采暖系统的散热器上。

（5）除污器

（6）散热器温控阀

这是一种自动控制散热器散热量的设备，它由阀体部分和感温元件部分组成。

（1）疏水器

按其工作原理分为机械型疏水器、热动力型疏水器和恒温型疏水器。

机械型疏水器主要有浮筒式、钟形浮于式和倒吊筒式。

热动力式疏水器主要有脉冲式、圆盘式和孔板式等。这种类型的疏水器是利用相变原理靠蒸汽和凝结水热动力学特性的不同来工作的。

恒温型疏水器主要有双金属片式、波纹管式和液体膨胀式等。

2）减压阀

目前国产减压阀有活塞式、波纹管式和薄片式等几种形式。

3）其他凝水回收设备

①水箱——用以收集凝水，有开式(无压)和闭式(有压)两种。

水箱容积一般应按各用户的15～20min最大小时凝水量设计。

①二次蒸发箱——是将用户内各用汽设备排出的凝水在较低的压力下分离出一部分二次

蒸汽，并靠箱内一定的蒸汽压力输送二次汽至低压用户。

任务3 采暖管道的布置与安装

管道的布置与安装应遵循一定的原则：

1、力求管路简单

2、节省管材

3、便于维护管理排气泄水

4、保证系统的正常工作

一、室外采暖管道敷设方式：管沟敷设、埋地敷设和架空敷设

1

根据管沟内人行通道的设置情况，分为通行管沟、半通行管沟和不通行管沟。

埋地敷设

架空敷设

架空敷设所用的支架按其制成材料可分为砖砌、毛石砌、钢筋混凝土预制或现场浇灌、钢结构、木结构等类型。

按照支架的高度不同，可把支架分为下列三种型式：

（1）低支架

（2）中支架在人行频繁、需要通行大车的地方，可采用中支架敷设。其净高为2.5～4.0m。

（3）高支架

按照支架承受的荷载分类时，可分为中间支架和固定支架。

对于中间支架，按照其结构的力学特点，可有三种不同受力性能的支架型式：

① 刚性支架——一种靠自身的刚性抵抗管道热膨胀引起的水平推力的结构。

② 铰接支架——柱脚与基础的连接，在管道轴向为铰接，在径向为固接。

②柔性支架——支架下端为固定，上端为自由。

二、室内采暖管道的布置与安装

1、管道的布置与敷设

(一)热水供暖管路布置与敷设

在布置供暖系统管网时，一般先在建筑平面图上布置散热器，然后布置干管，再布置立管，最后绘出管网系统图。

安装方法：明装和暗装。

1.干管的布置

（1）上供式系统，

（2）下供式系统

2.立管的布置

3.支管的布置

(二)蒸汽供暖管路布置与敷设

2、采暖管道的安装

1．安装遵循的工艺流程：即安装准备→预加工→总管及其入口装置→干管→立管→散热器→支管的顺序。

干管安装程序：管道定位、画线→安装支架→管道就位→接口连接→开立管连接孔、焊接→试压验收

（1）确定干管位置：根据施工图所要求的干管走向、位置、坡度，检查预留孔洞，画出安装中心线。

（2）管道预加工：根据设计图纸进行管道的预加工，包括下料、套丝、焊法兰盘、调直等。

（3）管道就位：

①干管悬吊式安装：安装前，将地沟、地下室、技术层或顶棚内的吊卡穿于型钢上，

将管子初步固定。

②干管在托架上安装：将管子搁置于托架上，先用U形卡固定第一节管道。

（4）在支架上把管段对口，按要求连接。

（5）管道连接好后校核管道坡度，合格后固定.

（6）立管安装:应从底层到顶层逐层安装，安装时首先确定安装位置，管道距左墙净距不得少于150mm，距右墙不得少于300mm。

3、散热器的安装

散热器的安装形式有明装和暗装两种。

散热器的安装主要包括散热器的布置，散热器的组对，散热器的试压，在墙上画线、打眼、安装支架或托钩，安装散热器。

散热器的布置：

有外窗时，一般应布置在每个外窗的窗台下。

在进深较小的房间散热器也可沿内墙布置。

在双层门的外室及门斗中不宜设置散热器。

组对：散热器是由散热器片通过对丝组合而成。

试压：一般按工作压力的1.5倍作为试验压力，稳压5min，逐个观察每个接口是否有渗漏，不渗漏为合格。

画线、打眼、安装托钩和支架：根据安装位置及高度在墙上画出安装中心线、孔洞、安装支托架。

散热器安装：与外墙的距离应符合设计要求和产品说明书要求，如未注明，应为30mm；可按国家标准图N114施工。

4、管道、设备的防腐与保温

1.防腐

1）管道防腐的程序：除锈，刷防锈漆，刷面漆。

2）常用油漆

3）防腐要求

2.保温

1）保温的一般要求：重量轻；来源广泛；热传导率小,隔热性能好；阻燃性能好；吸音率良；绝缘性高；耐腐蚀性高；吸湿率低；施工简单，价格低廉。

2）保温材料及制品

供热管道中常用的保温材料：

（1）水泥膨胀珍珠岩管壳

具有较好的保温性能，产量大，价格低廉，是目前管道保温常用材料。

（2）岩棉、矿棉及玻璃棉管壳，保温效果好，施工方便。

3）保温结构及其安装

保温结构由保温层和保护层两部分组成。

供热管道保温结构的施工方法有：

（1）涂抹式

（2）预制式

（3）填充式

（4）浇灌式

（5）捆扎式

5、采暖系统的试压与冲洗

1.试压

（1）试验压力

（2）试压方法：

2.室内采暖系统的冲洗

热水采暖系统可用水冲洗；

蒸汽采暖系统可采用蒸汽冲洗。

任务4 高层建筑采暖系统

任务：概述

燃气供应方式

措施及特点

存在的问题

1 高层建筑概述

2 燃气供应方式

2.1 低压供应方式——P < 0.01MPa

2.2 中压供应方式——0.01≤P ≤0.4 MPa

2.3 中—低压供应方式

3 措施及特点

3.1 阀门设置——均要求为关、闭两态

1）小区总阀——隔离小区与市政燃气管，以利维护、修理。

2）庭院分支阀——各楼栋独立管线总阀。一般不设置。

3）设备阀——过滤、调压、计量设备

4）引入管总阀——也叫室内管道总阀

5）表前阀——也叫户内管道总阀

6）灶前阀——也叫器具总阀

7）紧急切断阀

a 设备需要时在设备前设置。多为无人值守设备。

b 火灾危害时要求联动切断时设置。如高层建筑燃气表前。

c 重要公共建筑和高层建筑的引入管处。

8）其他阀门

3.2 管道连接

1）熔接——焊接、热熔接或电熔接

用于高层建筑户外立管，室内暗埋管，穿越不利环境的部位。

2）螺纹连接

用于一般明管，暗封部位。多为锥管螺纹连接。

3）卡接——专用卡具

4）法兰连接——设备和阀门为法兰连接时。

3.3 防沉降措施

防沉降破坏，技术上要求将由沉降错位的管段得到有效补偿。手段上要使错位区具有柔（挠）性，如软接或利用管道挠性。

3.4 承重与固定

3.6热应力影响的消除

3.6安保措施：

监控设施、报警设施、自控设施、设备固定、安全放散及防雷防静电等、宣传

与巡检等。

4存在的问题

规范问题

设计问题

技术问题

管理问题。

任务5 室内燃气系统

一、燃气

（一）、燃气的种类：

1、人工燃气

（1）裂化燃气

（2）气化燃气

（3）干馏燃气

（4）液化燃气

2、天然气

（二）、燃气的性质：易燃、易爆、有毒

（三）、燃气的主要成分

可燃成分：CO、H2S、CH4等。

不可燃成分：CO2、H2O、N2等。

助燃成分：O2

（四）、燃气的有害成分：焦油、石蜡、奈、水蒸气、S

二、室内燃气管道系统的安装

室内民用燃气系统的组成：由引入管、总立管、水平干管、立管、水平支管、下垂管、阀门、燃气表及燃气用具等组成。

室内燃气管道安装一般技术要求

①室内燃气管道一般选用镀锌钢管。若采用黑铁管时，施工前做好除锈工作，安装后做好防腐工作。

②为了减少管道的局部阻力，减少漏气的机会，应尽量少用管件，并要选用符合质量要求的管件。

③室内燃气管道一般采用丝扣连接，管件螺纹有圆柱形管螺纹和圆锥形管螺纹之分。

③铰板加工丝扣时，要两遍成活，不要一遍铰成。

④引入管及户内燃气管道不得敷设在卧室、浴室、厕所、密闭地下室、易燃易爆品仓库、

有腐蚀性介质的房间；配电室、变电室、电缆沟、暖气沟、烟道及风道等地方。

⑤活接头。为了安装和维修方便，必须在室内燃气管道的适当位置上设置活接头。一般情

况下，所有阀门后均应设置活接头。

⑥套管的设置

⑦室内燃气管道应为明设。管道安装应横平竖直，水平管应有0.003的坡度，并分别坡向

立管或灶具，不准发生倒坡和凹陷。

⑧室内燃气管道与墙面的净距。

水平支管安装——立管中的燃气分流到各厨房。其管径一般为15～20mm，用三通与立管相连。水平支管距厨房地面不低于1.8m。

下垂管安装：水平支管与灶具之间的一段垂直管线叫下垂管。其管径为15mm，灶前下垂管上至少设一个管卡，若下垂管上装有燃气嘴时，可设两个卡子。

进户总阀门的安装：管径在40～70mm，选用球阀，丝扣连接，阀后加设活接头。管径大于80mm时，选用法兰闸阀。

燃气表安装：燃气表应设在便于安装、维修、观察(抄表)、清洁、无湿汽、无振动、远离电

气设备和远离明火的地方。

燃气炉灶安装：燃气炉通常是放置在砖砌或混凝土制的台子上，进气口与燃气表的出口(或出口短管)以橡胶软管连接。

任务6 建筑采暖施工图

一、一般规定

1.线型

2.比例——总平面图、平面图的比例，宜与工程项目设计的主导专业一致。

3.图例

二、采暖施工图

2.1室内供暖施工图的组成

1.平面图——室内供暖平面图表示建筑各层供暖管道与设备的平面布置。

内容包括：

（1) 建筑物的平面布置，其中应注明轴线、房间主要尺寸、指北针，必要时应注明房间名称。

（2) 热力入口位置，供、回水总管名称、管径。

（3) 干、立、支管位置和走向，管径以及立管编号。

（4) 散热器（一般用小长方形表示）的类型、位置和数量。

（5）对于多层建筑，各层散热器布置基本相同时，也可采用标准层画法。在标准层平面图上，散热器要注明层数和各层的数量。

（6）平面图中散热器与供水(供汽)、回水(凝结水)管道的连接按给规定方式绘制。

（7）当平面图、剖面图中的局部要另绘详图时，应在平面图或剖面图中标注索引符号。

（8）主要设备或管件在平面上的位置。

（9）用细虚线画出的采暖地沟、过门地沟的位置。

2.系统图：又称流程图，也叫系统轴测图，与平面图配合，表明了整个采暖系统的全貌。

系统图包括水平方向和垂直方向的布置情况。

散热器、管道及其附件(阀门、疏水器)均在图上表示出来；还标注各立管编号、各段管径和坡度、散热器片数、干管的标高。

3.详图

在供暖平面图和系统图上表达不清楚、用文字也无法说明的地方，可用详图画出；包括节点图、大样图和标准图。

4.设计说明

5.主要设备材料表

三、室内供暖施工图的识读

1.平面图：识读平面图的主要目的是了解管道、设备及附件的平面位置和规格、数量等。

2.系统图：阅读供暖系统图时，一般从热力入口起，先弄清干管的走向，再逐一看各立、支管。