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5 供 暖
发布者:上海天澜净化工程 时间:2019-08-05

5.1 一般规定

5.1.1 本条规定了选择供暖方式的原则。
    工业建筑的功能及规模差别很大,供暖可以有很多方式。如何选定合理的供暖方式,达到技术经济最优化,是应通过综合技术经济比较确定的。这是因为各地能源结构、价格均不同,经济实力也存在较大差异,还要受到环保、卫生、安全等多方面的制约。而以上各种因素并非固定不变,是在不断发展和变化的。一个大、中型工程项目一般有几年周期,在这期间随着能源市场的变化而更改原来的供暖方式也是完全可能的。在初步设计时,应予以充分考虑。
5.1.2 本条规定了宜采用集中供暖的地区。
    这类地区包括北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、山东、西藏、青海、宁夏、新疆等13个省、直辖市、自治区的全部,河南、陕西、甘肃等省的大部分,江苏、安徽、四川等省的一小部分,以及某些省份的高寒地区,如贵州的威宁、云南的中甸等,其全部面积约占全国陆地面积的70%。
5.1.3 本条规定了可采用集中供暖的地区。
    累年日平均温度稳定低于或等于5℃的日数为60d~89d的地区包括上海,江苏的南京、南通、武进、无锡、苏州,浙江的杭州,安徽的合肥、蚌埠、六安、芜湖,河南的平顶山、南阳、驻马店、信阳,湖北的光华、武汉、江陵,贵州的毕节、水城,云南的昭通,陕西的汉中,甘肃的武都等。
    累年日平均温度稳定低于或等于5℃的日数不足60d,但累年日平均温度稳定低于或等于8℃的日数大于或等于75d的地方包括浙江的宁波、金华、衢州,安徽的安庆、屯溪,江西的南昌、上饶、萍乡,湖北的宜昌、恩施、黄石,湖南的长沙、岳阳、常德、株洲、芷江、邵阳、零陵,四川的成都,贵州的贵阳、遵义、安顺、独山,云南的丽江,陕西的安康等。这两类地区的总面积约占全国陆地面积的15%。
5.1.4 本条是关于设置值班供暖的规定。
    值班供暖的目的之一是为了防冻,防止在非工作时间或中断使用的时间内,水管及其他用水设备等发生冻结。需要指出的是,供暖只是防冻措施之一,技术经济合理时采用。
    值班供暖一般由平时使用的供暖设施承担,也可以设专用设施。
5.1.5 本条是关于设置局部供暖和取暖室的规定。
    当每名工人占用的建筑面积超过100m2时,设置使整个房间都达到某一温度要求的全面供暖是不经济的,仅在固定的工作地点设置局部供暖即可满足要求。有时厂房中无固定的工作地点,设置与办公室或休息室相结合的取暖室,对改善劳动条件也会起到一定的作用,因此作了条文中的相关规定。
5.1.6 本条是关于围护结构最小热阻的规定。本条基于下列原则制订:对围护结构的最小传热阻、最大传热系数及围护结构的耗热量加以限制,使围护结构内表面保持一定的温度,防止产生冷凝水,同时保障人体不致因受冷表面影响而产生不舒适感。
    对于层高小于4m的房间,冬季室内计算温度即取室内设计温度。对于层高大于4m的房间,确定冬季室内计算温度时尚应考虑室内温度梯度的影响,地面处、屋顶和天窗处、外墙外窗及门处分别采用不同的温度。对于不同性质和高度的建筑物,室内温度梯度值与很多因素相关,如供暖方式、工艺设备布置及散热量大小等,难以在规范中给出普遍适用的数据,设计时需根据具体情况确定。
    冬季围护结构室外计算温度的取值方法是根据建筑物围护结构热惰性D值的大小不同,分别采用四种类型的冬季围护结构室外计算温度。按照这一方法,不仅能保证围护结构内表面不产生结露现象,而且将围护结构的热稳定性与室外气温的变化规律紧密地结合起来,使D值较小(抗室外温度波动能力较差)的围护结构具有较大传热阻,使D值较大(抗室外温度波动能力较强)的围护结构具有较小传热阻。这些传热阻不同的围护结构,不论D值大小,不仅在各自的室外计算温度条件下,其内表面温度都能满足要求,而且当室外温度偏离计算温度乃至降低到当地最低日平均温度时,围护结构内表面的温度降低也不会超过1℃。也就是说,这些不同类型的围护结构,其内表面最低温度降低达到大体相同的水平。对于热稳定性最差的Ⅳ类围护结构,实际计算温度不是采用累年极端最低温度,而是采用累年最低日平均温度(两者相差5℃~10℃);对于热稳定性较好的Ⅰ类围护结构,采用供暖室外计算温度,其值相当于寒冷期连续最冷10天左右的平均温度;对于热稳定性处于Ⅰ、Ⅳ类中间的Ⅱ、Ⅲ类围护结构,则利用Ⅰ、Ⅳ类计算温度即供暖室外计算温度和最低日平均温度并采用调整权值的方式计算确定,不但使气象资料的统计工作可以简化,而且也便于应用。
5.1.7 本条规定了供暖热媒的选择。
    1 热水和蒸汽是集中供暖系统最常用的两种热媒。多年的实践证明,与蒸汽供暖相比,热水供暖具有许多优点。从实际使用情况看,热水作热媒不但供暖效果好,而且锅炉设备、燃料消耗和司炉维修人员等比使用蒸汽供暖减少了30%左右。由于热水供暖比蒸汽供暖具有明显的技术经济效果,因此当厂区只有供暖用热或以供暖用热为主时,推荐采用热水作热媒。
    2 有时生产工艺是以高压蒸汽为热源,因此不宜对蒸汽供暖持绝对否定的态度。当厂区供热以工艺用蒸汽为主,在不违反卫生、技术和节能的条件下,生产厂房、仓库、公用辅助建筑物可采用蒸汽作热媒。从舒适、安全的角度考虑,生活、行政辅助建筑物仍应采用热水作为热媒,热水可采用汽-水换热器制备。
    3 利用余热或可再生能源供暖时,热媒及其参数受到工程条件和技术条件的限制,需要根据具体情况确定。
    4 热水辐射供暖有地面辐射供暖、吊顶辐射供暖等方式,热水参数应根据辐射表面需要达到的温度、循环水量等因素确定。

5.2 热 负 荷

5.2.1 本条给出了确定供暖通风系统热负荷的因素。对于建筑物间歇性的内部得热,在确定热负荷时可不予考虑。
5.2.2、5.2.3 这两条规定了围护结构耗热量的分类及基本耗热量的计算。
    式(5.2.3)是按稳定传热计算围护结构耗热量的基本公式。在计算围护结构耗热量的时候,不管围护结构的热惰性指标D值大小如何,室外计算温度均采用供暖室外计算温度,不再分级。当已知或可求出冷侧温度时,twn项可直接用冷侧温度值代入,不再进行α值修正。
5.2.4 本条规定了围护结构平均传热系数的计算,为新增条文。
    计算屋顶、外墙的基本耗热量时,应对主断面传热系数进行修正,采用了考虑热桥影响的平均传热系数。围护结构平均传热系数的计算方法比较复杂,见现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB 50176的相关规定。对于外挑楼板等其他围护结构,因其主体及保温均采用单一材料,且没有或很少有门窗洞口和突出物,热桥影响很小,取值为1。
5.2.5 本条规定了相邻房间的温差传热计算原则。
    与相邻房间的温差小于5℃时,但与相邻房间的传热量大于该房间热负荷的10%时,也应将其传热量计入该房间的热负荷内。
5.2.6 本条规定了围护结构的附加耗热量。
    1 朝向修正率是基于太阳辐射的有利作用和南北向房间的温度平衡要求而在耗热量计算中采取的修正系数。本款给出的一组朝向修正率是综合各方面的论述、意见和要求,在考虑某些地区、某些建筑物在太阳辐射得热方面存在的潜力的同时,考虑到我国幅员辽阔,各地实际情况比较复杂,影响因素很多,南北向房间耗热量客观存在一定的差异(10%~30%左右),以及北向房间由于接受不到太阳直射作用而使人们的实感温度低(约差2℃),而且墙体的干燥程度北向也比南向差,为使南北向房间在整个供暖期均能维持大体均衡的温度,规定了附加(减)的范围值。这样做适应性比较强,并为广大设计人员提供了可供选择的余地,具有一定的灵活性,有利于本规范的贯彻执行。
    2 风力附加率是指在供暖耗热量计算中,基于较大的室外风速会引起围护结构外表面传热系数增大,即大于23W/(m2·℃)而增加的附加系数。由于我国大部分地区冬季平均风速不大,一般为2m/s~3m/s,仅个别地区大于5m/s,影响不大,为简化计算起见,一般建筑物不必考虑风力附加,仅对建筑在不避风的高地、河边、海岸、旷野上的建筑物,以及城镇、厂区内特别高出的建筑物的风力附加系数作了规定。
    3 外门附加率是基于建筑物外门开启的频繁程度以及冲入建筑物中的冷空气导致耗热量增大而增加的附加系数。
    此处所指的外门是建筑物底层入口的门,而不是各层每户的外门。
5.2.7 本条规定了围护结构基本耗热量的简化计算方法。
    在建筑物供暖耗热量计算中,为考虑室内竖向温度梯度的影响,常用两种不同的计算方法:第一种方法室内采用同一计算温度计算房间各部分围护结构耗热量,当房间高于4m时计入高度附加值,即本条规定的计算方法。第二种方法采用不同的室内计算温度计算房间各部分围护结构耗热量,即房间高于4m时不再计入高度附加值,这就是本规范第5.2.3条规定的计算方法。
    第一种方法比较简单,即对于某一具体房高只有一个相对应的高度附加系数,方法比较简单,但不能做到根据建筑物的不同性质区别对待;第二种方法比较烦琐,但可适应各种性质的建筑物,尤其是室内散热量较大、上部空间温度明显升高的建筑物,因此房间高度大于4m的工业厂房宜采用这种方法。通过分析对比,在某些情况下,如室内散热量不大的机械厂房,两种计算方法所得的结果虽有差异,但出入不大。
    高度附加率是基于房间高度大于4m时,由于竖向温度梯度的影响导致上部空间及围护结构的耗热量增大而增加的附加系数。采用对流方式供暖时,由于围护结构的耗热作用等影响,房间竖向温度的分布并不总是逐步提高的,因此对高度附加率的上限值作了不应大于15%的限制。
    辐射供暖室内存在温度梯度,因此辐射供暖同样需要高度附加。辐射供暖室内温度梯度小,因此平均每米高度附加率小,本规范统一取对流供暖高度附加量的一半,每高出1m附加1%。对于地面辐射供暖,总附加率不宜大于8%,相当于自地面起12m的供暖空间的附加量,12m以上空间辐射供暖的影响减小,可不再附加。热水吊顶辐射和燃气红外辐射往往应用于高大空间,高度总附加率不宜大于15%,相当于自地面起19m的供暖空间的附加量,这样的规定基本满足使用的需要。
5.2.8 本条规定了间歇供暖附加率的选取,为新增条文。
    间歇附加率应根据预热时间等因素通过计算确定,当缺少数据时,可按本条规定的数值选用。能快速反应的供暖系统,如热风供暖系统、燃气红外辐射供暖系统等。
5.2.9 本条规定了冷风渗透耗热量的计算。
    在工业建筑的耗热量中,冷风渗透耗热量所占比例是相当大的,有时高达40%左右。根据现有的资料,本规范附录F分别给出了用缝隙法、百分率附加法、换气次数法计算建筑物的冷风渗透耗热量,并在本规范附录G中给出了全国主要城市的冷风渗透耗热量的朝向修正系数n值。目前,计算机技术已很发达,必要时可采用计算机模拟方法计算冷风渗透及其耗热量。
5.2.10 本条规定了局部辐射供暖热负荷的计算。
    局部供暖一般采用辐射供暖方式,包括地面辐射供暖、热水吊顶辐射供暖、燃气红外辐射供暖等。局部供暖的供暖量按全面供暖量乘以局部供暖区面积和总面积的比值,再乘以一个放大系数确定。表5.2.10中的计算系数,就是局部供暖区面积和总面积的比值与放大系数的乘积。

5.3 散热器供暖

5.3.1 本条是关于选择散热器的规定。
    1 散热器在供暖系统中的位置决定了其工作压力,各类型散热器产品标准均明确规定了各种热媒下的允许承压,工作压力应小于允许承压。
    4、5 钢制、铝制散热器腐蚀问题比较突出,选用时应考虑水质和防腐问题。铝制散热器选用内防腐型铝制散热器。供暖系统运行水质应符合现行国家标准《采暖空调系统水质》GB/T 29044的规定,非供暖季节应充水保养。
    6 工程经验表明,板型和扁管型散热器用于蒸汽供暖系统时,易出现漏气情况。近年来,钢管柱式散热器在蒸汽供暖系统中有所应用,运行情况较好,钢管及封头的壁厚均在2.0mm~2.5mm之间,有效地防止了渗漏情况的出现。
    7 由于散热器内不清洁,使系统安装的热量表和恒温阀不能正常运行,因此规定:安装热量表和恒温阀的热水供暖系统中,宜采用水流通道内无粘砂的铸铁等散热器。
    8 实验证明:散热器外表面涂刷非金属性涂料时,其散热量比涂刷金属性涂料时能增加10%左右。
5.3.2 本条是关于散热器布置的规定。
    1 散热器布置在外墙的窗台下,从散热器上升的对流热气流能阻止从玻璃窗下降的冷气流,使流经生活区和工作区的空气比较暖和,给人以舒适的感觉,因此推荐把散热器布置在外墙的窗台下;为了便于户内管道的布置,散热器也可靠内墙安装。
    2 为了防止散热器冻裂,在两道外门之间的门斗内不应设置散热器。
    3 把散热器布置在楼梯间的底层,可以利用热压作用,使加热了的空气自行上升到楼梯间的上部补偿其耗热量,因此规定楼梯间的散热器应尽量布置在底层或按一定比例分配在下部各层。
5.3.3 本条是关于散热器安装的规定。
    本条是根据建筑物的用途,考虑有利于散热器放热、安全、适应室内装修要求以及维护管理等方面制订的。近几年散热器的装饰已很普遍,但很多的装饰罩设计不合理,严重影响了散热器的散热效果,因此强调了暗装时装饰罩的做法应合理。即装饰罩应有合理的气流通道、足够的通道面积,并方便维修。
5.3.4 本条规定了散热器的组装片数。
    规定本条的目的主要是从便于施工安装考虑的。
5.3.5 本条规定了散热器数量的修正。
    散热器的散热量是在特定条件下通过实验测定给出的,在实际工程应用中该值往往与测试条件下给出的值有一定差别,为此设计时除应按不同的传热温差(散热器表面温度与室温之差)选用合适的传热系数外,还应考虑其连接方式、安装形式、组装片数、热水流量以及表面涂料等对散热量的影响。
5.3.6 本条是关于供暖系统明装管道计为有效供暖量的规定。
    管道明设时,非保温管道的散热量有提高室温的作用,可补偿一部分耗热量,其值应通过明装管道外表面与室内空气的传热计算确定。管道暗设于管井、吊顶等处时,均应保温,可不考虑管道中水的冷却温降;对于直接埋设于墙内的不保温立、支管,散入室内的热量、无效热损失、水温降等较难准确计算,设计人可根据暗设管道长度等因素,适当考虑对散热器数量的影响。
5.3.7 本条规定了高层工业建筑供暖系统的布置。
    本条是基于国内的实践经验并参考相关资料制订的。竖向分区可以减小供暖系统规模,对系统压力平衡、安全运行、运行管理有利,因此规定供暖系统高度超过50m时,宜竖向分区设置。
5.3.8 本条是关于散热器分组串接的规定。
    条文中的散热器连接方式一般称为“分组串接”,由于供暖房间的温控要求,各房间散热器均需独立与供暖立管连接,因此只允许同一房间的两组散热器采用“分组串接”。对于水平单管跨越式和双管系统,完全有条件使每组散热器与水平供暖管道独立连接并分别控制,因此“分组串接”仅限于垂直单管和垂直双管系统采用。
    采用“分组串接”的原因一般是房间热负荷过大,散热器片数过多,或为了散热器布置均匀,需分成两组进行施工安装,而单独设置立管或使每组散热器单独与立管连接又有困难或不经济。采用上下接口同侧连接方式时,为了保证距立管较远的散热器的散热量,散热器之间的连接管管径应尽可能大,使其相当于一组散热器,即采用带外螺纹的支管直接与散热器内螺纹接口连接。
5.3.9 本条是关于有冻结危险的场所供热系统的规定。
    对于有冻结危险的场所,一般不应将其散热器同邻室连接,以防影响邻室的供暖效果,甚至冻裂散热器。

5.4 热水辐射供暖

5.4.1 本条是关于低温热水辐射供暖系统供水温度及供回水温差的规定。
    从对地面辐射供暖的安全、寿命和舒适考虑,规定供水温度不应超过60℃。根据国内外技术资料从人体舒适和安全角度考虑,本条对辐射供暖的辐射体表面平均温度作了具体规定。
5.4.2 本条是关于低温热水地面辐射供暖地面表面平均温度的规定。
    应改善建筑热工性能或设置其他辅助供暖设备,减少地面辐射供暖系统负担的热负荷。地面的表面平均温度若高于表5.4.1的最高限值会造成不舒适,此时应减少地面辐射供暖系统负担的热负荷,采取改善建筑热工性能或设置其他辅助供暖设备等措施满足设计要求。现行行业标准《辐射供暖供冷技术规程》JGJ 142给出了校核地面的表面平均温度的近似公式。
5.4.3 本条规定了低温热水地面辐射供暖的有效散热量的确定。
    加热管在整个房间内等同距敷设,而室内设备、家具等地面覆盖物对供暖的有效散热量的影响较大。因此本条强调了地面辐射供暖的有效散热量应通过计算确定。在计算有效散热量时,应重视室内设备、家具等地面覆盖物对有效散热面积的影响。
5.4.4 本条是关于供暖辐射地面绝热层设置的规定。
    1 向土壤的散热应为无效散热,因此土壤上方应设绝热层。为保证绝热效果,规定绝热层与土壤间设置防潮层。
    3 对于地面辐射供暖,一般不允许向下层传热,所以本款首先强调应设绝热层。
    5 对于潮湿房间,在混凝土填充式供暖地面的填充层上、预制沟槽保温板或预制轻薄供暖板供暖地面的地面面层下设置隔离层,以防止水渗入。
5.4.5 本条是关于供暖辐射地面构造的规定。
    覆盖层厚度不应过小,否则人站在上面会有颤动感。一般覆盖层厚度不宜小于50mm。伸缩缝的设置间距与宽度应计算确定,一般在面积超过30m2或长度超过6m时,伸缩缝设置间距宜小于或等于6m;伸缩缝的宽度大于或等于5mm且面积较大时,伸缩缝的设置间距可适当增大,但不宜超过10m。
5.4.6 本条是关于生产厂房等采用地面辐射供暖时的规定。
    地面辐射供暖采用常规做法时,地面平均承载力一般可达到5kN/m225kN/m2,满足使用要求。但对于工业建筑中的生产厂房、仓库、生产辅助建筑物等,上述地面承载力不一定满足要求。根据现行国家标准《建筑地面设计规范》GB 50037,地面平均荷载的标准值有20kN/m230kN/m250kN/m2等,重载地面荷载标准值为80kN/m2100kN/m2120kN/m2150kN/m2200kN/m2,远大于一般地面的允许地面承载力。在这种情况下,地面构造应会同土建专业共同商定。除增加建筑垫层厚度、增强配筋、提高混凝土等级外,还可采用的措施有:
    (1)采用抗压性能较好的材料或其制成品作为绝热层,如采用轻骨料混凝土作为绝热层。
    (2)重载楼面绝热层可设在楼板下,避免绝热层受压。
5.4.7 本条是关于低温热水地面辐射供暖系统加热管的敷设管间距的规定。
    地面散热量的计算都是建立在加热管间距均匀布置的基础上的。实际上房间的热损失主要发生在与室外空气邻接的部位,如外墙、外窗、外门等处。为了使室内温度分布尽可能均匀,在邻近这些部位的区域如靠近外窗、外墙处,管间距可以适当缩小,而在其他区域则可以将管间距适当放大。不过为了使地面温度分布不会有过大的差异,人员长期停留区域的最大间距不宜超过300mm。最小间距要满足弯管施工条件,防止弯管挤扁。
5.4.8 本条是关于设计分水器、集水器的规定。
    分水器、集水器总进、出水管内径一般不小于25mm,当所带加热管为8个环路时,管内热媒流速可以保持不超过最大允许流速0.8m/s。分水器、集水器环路过多,将导致分水器、集水器处管道过于密集。
5.4.9 本条规定了分水器和集水器的安装要求。
    旁通管的连接位置应在总进水管的始端(阀门之前)和总出水管的末端(阀门之后)之间,保证对供暖管路系统冲洗时水不流进加热管。
5.4.10 本条规定了低温热水地面辐射供暖系统的阻力确定方法。
    低温热水地面辐射供暖系统的阻力应计算确定,否则会由于管路过长或流速过快使系统阻力超过系统供水压力或单元式热水机组水泵的扬程。为了使加热管中的空气能够被水带走,加热管内热水流速不应小于0.25m/s,一般为0.25m/s~0.5m/s。
5.4.11 本条是关于低温热水地面辐射供暖系统的工作压力的规定。
    规定本条的目的是为了保证低温热水地面辐射供暖系统管材与配件的强度和使用寿命。本条规定系统压力不超过0.8MPa,系统压力过大时,应选择适当的管材并采取相应的措施。
5.4.12 本条规定了辐射供暖加热管的材质和壁厚的要求,为强制性条文。
    辐射供暖所用的加热管有多种塑料管材,这些塑料管材的使用寿命主要取决于不同使用温度和压力对管材的累计破坏作用。在不同的工作压力下,热作用使管壁承受环应力的能力逐渐下降,即发生管材的“蠕变”,以至不能满足使用压力要求而破坏,壁厚计算方法可参照现行国家相关塑料管的标准执行。
5.4.13 本条规定了热水吊顶辐射板的适用场所。
    热水吊顶辐射板为金属辐射板的一种,可用于层高3m~30m的建筑物的全面供暖和局部区域或局部工作地点供暖,其使用范围很广泛,包括大型船坞、船舶、飞机和汽车的维修大厅等许多场合。
5.4.15 本条规定了热水吊顶辐射板的散热量的修正系数。
    热水吊顶辐射板倾斜安装时,辐射板的有效散热量会随着安装角度的不同而变化。设计时,应根据不同的安装角度按表5.4.15对总散热量进行修正。
    由于热水吊顶辐射板的散热量是在管道内流体处于紊流状态下进行测试的,为保证辐射板达到设计散热量,管内流量不得低于保证紊流状态的最小流量。如果流量达不到所要求的最小流量,辐射板的散热量应乘以0.85的修正系数或者辐射板安装面积应乘以1.18的安全系数。多块板串联连接并保证其供、回水压差可以增加辐射板管中流量。
5.4.16 本条是关于热水吊顶辐射板的安装高度的规定。
    热水吊顶辐射板属于平面辐射体,辐射的范围局限于它所面对的半个空间,辐射的热量正比于开尔文温度的4次方,因此辐射体的表面温度对局部的热量分配起决定作用,影响到房间内各部分的热量分布。而采用高温辐射会引起室内温度的不均匀分布,使人体产生不舒适感。当然辐射板的安装位置和高度也同样影响着室内温度的分布。因此,在供暖设计中,应对辐射板的最低安装高度以及在不同安装高度下辐射板内热媒的最高平均温度加以限制。条文中给出了采用热水吊顶辐射板供暖时,人体感到舒适的允许最高平均水温。这个温度值是依据辐射板表面温度计算出来的。对于在通道或附属建筑物内人们短暂停留的区域,可采用较高的允许最高平均水温。
5.4.17 本条规定了热水吊顶辐射板与供暖系统的连接方式。
    热水吊顶辐射板可以并联和串联,同侧和异侧等多种连接方式接入供暖系统。可根据建筑物的具体情况设计出最优的管道布置方式,以保证系统各环路阻力平衡和辐射板表面温度均匀。对于较长、高大空间的最佳管线布置,可采用沿长度方向平行的内部板和外部板串联连接、热水两侧进出的连接方式,同时采用流量调节阀来平衡每块板的热水流量,使辐射能到最优分布。这种连接方式所需费用低,辐射照度分布均匀,但设计时应注意能满足各个方向的热膨胀。在屋架或横梁隔断的情况下,也可采用沿外墙长度方向平行的两个或多个辐射板串联成一排,各辐射板排之间并联连接、热水异侧进出的方式。
5.4.18 本条规定了热水吊顶辐射板的布置要求。
    热水吊顶辐射板的布置对于优化供暖系统设计,保证室内作业区辐射照度的均匀分布是很关键的。通常吊顶辐射板的布置应与最长的外墙平行设置,如果必要,也可垂直于外墙设置。沿墙设置的辐射板排规格应大于室中部设置的辐射板规格,这是因为供暖系统热负荷主要是由围护结构传热耗热量以及通过外门、外窗侵入或渗入的冷空气耗热量来决定的。因此为保证室内作业区辐射照度分布均匀,应考虑室内空间不同区域的不同热需求,如设置大规格的辐射板在外墙处来补偿外墙处的热损失。房间建筑结构尺寸同样也影响着吊顶辐射板的布置方式。房间高度较低时,宜采用较窄的辐射板,以避免过大的辐射照度;沿外墙布置辐射板且板排较长时,应注意预留长度方向热膨胀的余地。

5.5 燃气红外线辐射供暖

5.5.1 本条规定了燃气红外线辐射供暖的适用要求及安全措施,为新增条文。
    目前在我国使用的燃气红外线辐射供暖加热器产品有进口的,也有国产的,欧美产品占领了主要市场。从形式上基本分为单体型和连续加热型;从压力上分为正压型和负压型;从表面温度上也分为三类(根据美国ASHRAE应用手册关于辐射加热器的分类):高强度辐射加热器表面温度在1000℃~2800℃之间,中强度辐射加热器表面温度在650℃~1000℃之间,低强度辐射加热器(也称柔强辐射加热器)表面温度在150℃~650℃之间。低、中、高强度红外辐射加热器在工业领域经常用于飞机库、工厂、仓库或开放的区域等,也可用于冰雪融化、工业过程加热。
    1 根据现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058规定:易燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限值的10%时,该区可划分为非爆炸危险区,可采用燃气红外辐射供暖。据此,可燃液体或固体表面产生的蒸气与空气形成的混合物质的浓度小于其爆炸下限值的10%时(但还是有易燃易爆物质存在),宜采用燃烧器在室外的燃气辐射供暖系统,主要是从安全角度考虑的。
    2 当燃烧器安装在室内工作时,需对其供应一定比例的空气量,燃烧后放散二氧化碳和水蒸气等燃烧产物,当燃烧不完全时,还会生成一氧化碳,宜直接排至室外。为保证燃烧所需的足够空气或当燃烧产物直接排至室内时,将二氧化碳和一氧化碳稀释到允许浓度以下或间接排至室外,避免水蒸气在围护结构内表面上凝结,应具有一定的通风换气量。
    燃气红外线辐射供暖通常有炙热的表面,因此应采取相应的措施,符合国家现行相关燃气、防火规范的要求,以保证安全。
5.5.2 本条为新增条文,且为强制性条文。
    根据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016规定:甲、乙类厂房不得采用明火供暖。由于甲、乙类厂房或存储场所内有大量的易燃、易爆物质,而一般燃气红外线辐射供暖加热器表面温度均较高,从安全角度考虑,严禁在甲、乙类火灾危险环境中采用。
5.5.3 本条规定了然气质量、种类、供气压力、输配的要求。
    我国城镇燃气是指符合规范的燃气质量要求,供给居民生活、商业和工业企业生产作燃料用的共用性质的燃气,一般包括天然气、液化石油气、人工煤气等,执行现行国家标准《城镇燃气分类和基本特征》GB/T 13611。规定本条的目的是为了防止因燃气成分改变、杂质超标和供气压力不足等引起供暖效果的降低或引发安全问题。
    燃气压力及耗气量应由设备生产厂提供。特别是安装在严寒地区厂房内外的供气管道,应采取如保温或伴热等措施,防止由于气温较低,汽化不充分或汽化后又液化造成燃气量供应不足,影响供暖效果,甚至不能正常开机。
5.5.4 本条规定了辐射供暖热负荷的计算。
    采用燃气红外线辐射供暖,设备辐射效率越高,表面温度也越高,体感温度与室内空气温度的温差越大,温度梯度越小,耗热量越少,节能性越好。目前一些国外的产品标准规定,此类设备的最低辐射效率应达到35%。经国外的实测数据表明,采用35%辐射效率的设备时,辐射供暖的实感温度,比对流供暖室内空气温度高2℃~3℃。目前有最高辐射效率是81%的燃气红外线辐射供暖设备。随着燃气辐射供暖设备辐射效率的提高,实感温度也随之提高,节能效果更明显。
    燃烧器工作时,需要一定比例的空气与燃气相混合,当这部分空气取之室内,且由门、窗自然渗透补充时,应计算加热此部分冷空气渗透量所需的热负荷。
    即使从室内取助燃空气,其实质还是间接来自室外。因此不论从室内取风还是从室外取风,从风平衡和能平衡角度考虑,其燃料的消耗量是基本一致的。
5.5.5 本条规定了燃气红外线辐射加热器的安装要求。
    1 燃气红外线辐射加热器的表面温度较高,除生产工艺要求外,如不对其最小安装高度加以限制,人体所感受到的辐射照度将会超过人体舒适的要求。尤其是人体舒适度与很多因素相关,如供暖方式、环境温度及风速、空气含尘浓度及相对湿度、作业种类和加热器的布置及安装方式等。当用于全面供暖时,既要保持一定的室温,又要求辐射照度均匀,保证人体的舒适度,为此辐射加热器不应安装得过低;当用于局部区域供暖时,由于空气的对流,供暖区域的空气温度比全面供暖时要低,所要求的辐射强度比全面供暖大,为此加热器应安装得低一些。另外,辐射加热器表面温度有300℃~1000℃不等的产品,当表面温度和辐射效率高时,安装高度也相应要高。总之,应根据全面供暖、局部供暖和室外工作地点的供暖人体舒适度和辐射加热器的表面温度、辐射效率不同而定。本款只是作了最小安装高度的限制。
    2 固定工作点的供暖一般采用高强度单体辐射器,应调整辐射器的悬挂高度及角度,达到人体舒适状态。
    3 燃气红外线辐射加热器表面温度、辐射效率及结构形式不同,产品额定供热量的最大安装高度也不同。各企业不同型号的产品额定供热量的最大安装高度也不相同,当安装高度超过标准值时,由于空气中的水蒸气、二氧化碳等混合气体会吸收辐射热量的影响,使到达工作区的辐射强度减小,不能达到额定供热量;同时,会直接导致系统向墙面的辐射热量增加,系统的直接辐射损失也相应增加,地面的吸热量就会减少,蓄热能力也会降低。因此,应根据辐射加热器的实际安装高度,对其总输出热量进行必要的高度附加。由于目前国内燃气红外线辐射加热器产品种类较多,额定供热量的最大安装高度各不相同,有的6m以上就要求附加,有的12m才进行附加。一般是根据加热器的辐射强度由低至高,而标准安装高度也由低至高。但有一点是明确的:修正系数的大小与燃气红外线辐射器的结构、形式及产品的辐射效率相关,产品辐射效率越高,修正系数相应越小。到目前为止,高度附加没有统一方法,各企业根据自己的产品特点自行制订修正值。故设计时应根据所选产品进行附加修正。
5.5.6 本条规定了全面辐射供暖加热器的布置。
    采用辐射供暖进行全面供暖时,不但要使人体感受到较理想的舒适度,而且要使整个厂房的温度比较均匀。通常建筑四周外墙和外门的耗热量一般不少于总耗热量的60%,适当增加该处的加热器的数量对保持室温均匀有较好的效果。
5.5.7 本条规定了燃气红外线辐射供暖系统供应空气的安全要求。
    燃气红外线辐射供暖系统的燃烧器工作时,需对其提供一定比例的空气量。当燃烧器每小时所需的空气量超过该厂房0.5次/h换气时,应由室外提供空气,以避免厂房内缺氧和向燃烧器供应空气量不足而使供暖设备产生故障。
5.5.9 本条规定了燃气红外线辐射供暖尾气排放要求及排风口的要求。
    燃气燃烧后的尾气为二氧化碳和水蒸气,当不完全燃烧时,还存在一氧化碳,为保证厂房内的空气品质,宜将燃气燃烧后的尾气直接排至室外。当采用的燃气红外线辐射供暖设备为尾气室内直接排放时,应符合本规范第5.5.10条的要求。
5.5.10 本条规定了然气红外线辐射供暖尾气直接排放室内时的要求,为新增条文。
    目前工程应用的燃气红外线辐射供暖设备的尾气排放分为室外直排和室内排放两种。欧洲标准《非家用悬挂式燃气辐射加热器安装和使用时的通风要求》EN 13410中表述的A类器具就是指:不连接通向室外的排烟管道或燃烧产物的排放装置的悬挂式燃气辐射加热器,也就是人们常称为的内排式燃气辐射加热器。此时尾部的烟气温度一般在100℃~200℃,比空气轻,易聚集在屋顶上部。当工程中采用的设备为燃烧产物直接排在厂房内部时,必须采取通风措施将燃烧尾气置换到室外,确保室内空气品质与尾气直接外排一样。根据欧洲和北美测试数据,绝大部分燃烧产物可以置换到室外。下部门、窗补充的新风因温度低,大都会聚集在2m以下工作区的供暖空间。
    根据欧洲标准《非家用悬挂式燃气辐射加热器安装和使用时的通风要求》EN 13410,辐射加热器产生的燃烧产物应从安装场所内排放到建筑物外。排放方式可采用热力通风、自然通风和机械通风。热力通风就是通过建筑物顶部的排风口或墙壁上的排风口,以对流通风的方式来排放燃烧产物或空气混合物。自然通风就是根据建筑物室内外的气压差和温差,通过自然通风的方式来排放燃烧产物或空气混合物。机械通风是通过建筑物顶部或墙壁上的多台通风机来排放燃烧产物或空气混合物。由于热力通风和自然通风都需要有足够的排风口和进风口面积,而且还不能受室外风力的影响,在实际工程中满足这两种通风方式的条件较难实现。故本条提出宜采用机械通风方式,一般采用机械排风、自然进风,通过建筑物顶部或侧墙上部的多台排风机,将混合了室内空气的燃烧产物从辐射加热器上方排出。正确的运行方式是:先开启排风机,辐射加热器才能运行。根据国外一些国家、地区的标准,排风或补风的通风量按辐射加热器的输入功率确定,欧洲标准《非家用悬挂式燃气辐射加热器安装和使用时的通风要求》EN 13410规定不应小于10m3(h·kW),美国消防协会标准《National fuel gas code》NFPA 54规定:不应小于23m3(h·kW),加拿大标准《Natural gas and propane installation code》CSA B149.1规定不应小于18m3(h·kW)。以上通风量都是以天然气为燃料,也有资料给出液化石油气的通风量不应小于27m3(h·kW)。由于我国各地的燃气种类、气质质量不尽相同,与欧洲燃气质量也不同;使用单位的运行、维护和管理水平参差不齐。出于安全考虑,本条制订的排风量大于欧美标准。尤其是采用液化石油气时,不完全燃烧的占比很大,故提出不宜小于20m3(h·kW)~30m3(h·kW)的排风量。
    当厂房高度较低,又采用了尾气厂房内直接排放时,尾气排放效果的好坏对下部工作区的影响较高。大厂房要明显,为保证工作区的空气品质,规定了6m以下厂房的最小排气量。
5.5.12 燃气系统的相关安全措施是指当厂房内有消防值班室时,宜设远控的总开关,无消防值班时,可在厂房内方便的位置设置,以便当工作区发出故障信号时应能自动关闭供暖系统,同时还应连锁关闭燃气系统入口处的总阀门,以保证安全。当采用机械进、排风时,为了保证燃烧器所需的空气量,通风机应与供暖系统连锁工作并确保通风机不工作时,供暖系统不能开启。
    当燃气红外线辐射供暖系统的燃烧器安装在室内,并设有燃气泄漏报警装置时,工作区发出燃气泄漏报警信号,应能自动关闭供暖系统,同时还应连锁关闭燃气系统入口处的总阀门,以保证安全。对于燃气泄漏报警探测装置的设置,尚应符合当地消防主管部门及燃气使用主管部门的规定。

5.6 热风供暖及热空气幕

5.6.1 本条规定了热风供暖的适用范围。
    1 对于设置机械送风系统的建筑物,采用与进风相结合的热风供暖,一般在技术经济上是比较合理的。通过对某些工程的调查,其设计原则也是凡有机械送风的,其设备能力都考虑了补偿围护结构的部分或全部耗热量,因此条文中予以推荐。至于一班制的工业建筑,由于在间断使用或非工作时间内需考虑值班供暖问题,以热风供暖补偿围护结构的全部耗热量而不设置散热器供暖是否可行与是否经济合理,则应根据具体情况而定,不能一概而论。
    2 对于室内空气允许循环使用的工业建筑,是否采用热风供暖需要通过技术经济比较确定。
    3 有些工业建筑物内部,由于防火、防爆和卫生等方面的要求,不允许利用循环空气供暖,也不允许设置散热器供暖。如生产过程中放散二硫化碳气体的工业建筑,当二硫化碳气体同散热器和热管道表面接触时有引起自燃的危险。在这种情况下,需要采用全新风的热风供暖系统。
5.6.2 本条规定了热风供暖安全方面的要求。
    采用燃气、燃油加热或电加热作热风供暖的热源,国内外已有成熟的技术和设备,但是在选用时应符合国家现行相关规范的要求。
5.6.3 本条是关于热风供暖的规定。
    1 本条规定在不设置值班供暖的条件下,热风供暖不宜少于两个系统(两套装置),以保证当其中一个系统因故停止运行或检修时,室内温度仍能满足工艺的最低要求且不致低于5℃,这是从安全角度考虑的。如果整个房间只设一个热风供暖系统,一旦发生故障,供暖效果就会急剧恶化,不但无法达到正常的室温要求,还会使室内供排水管道和其他用水设备有冻结的可能。
    2 减小沿高度方向的温度梯度的措施包括加大空气循环量、降低送风温度等。高于10m的空间采用热风供暖时,应采取自上向下的强制对流措施,包括调整送风角度、采用下送型暖风机、在顶板下吊装向下送风的循环风机等。
5.6.4 本条规定了选择暖风机或空气加热器时散热量应留的裕量。
    暖风机和空气加热器产品样本上给出的散热量都是在特定条件下通过对出厂产品进行抽样热工试验得出的数据。在实际使用过程中,受到一些因素的影响,其散热量会低于产品样本标定的数值。影响散热量的因素主要有:加热器表面积尘未能定期清扫、加热盘管内壁结垢和锈蚀、绕片和盘管间咬合不紧或因腐蚀而加大了热阻、热媒参数未能达到测试条件下的要求。另外,放大空气加热器供热能力还可保证在极端工况下送风系统不吹冷风。
5.6.5 本条是关于采用暖风机的相关规定。
    1 设计暖风机台数及位置时,应考虑厂房内部的几何形状、工艺设备布置情况及气流作用范围等因素,做到气流组织合理,室内温度均匀。
    2 规定室内换气次数不宜小于1.5次/h,目的是为了使热射流同周围空气混合的均匀程度达到最起码的要求,保证供暖效果。
    3 每台暖风机单独装设闭门和疏水装置既可改善运行状况,也便于维修,不致影响整个系统的供热。
5.6.6 本条是关于采用集中热风供暖的相关规定。
    (1)据调查,有的工业建筑由于集中送风的出风口装得太低或出口射流向下倾斜角太大,工作区风速太大,工人有直接吹风感,不愿使用,应使生产区风速满足本规范第4.1.2条的规定。规定最小平均风速的目的是为了防止出现空气停滞的“死区”。
    (2)对于送风温度的确定,除考虑减少风量、节省设备投资外,还要尽量减小沿房间高度方向的温度梯度,因此送风温度不宜过高,这里规定不得超过70℃。送风温度偏低会有吹冷风感,故最低送风温度规定为35℃。
    (3)删除了原规范中关于送风口和回风口的安装高度的具体规定。送风口和回风口的安装高度与厂房高度、管道布置、气流组织等多种因素相关,不宜作硬性规定。
5.6.7 本条规定了设置热空气幕的条件。
    把“热风幕”一词改为“热空气幕”。
5.6.8 本条规定了热空气幕送风方式、送风温度、出口风速的要求。
    1 本款规定了热空气幕送风方式的要求。允许设置单侧送风的大门宽度界限定为3m,是根据实际调查情况得出的结论。在实际应用中采用单侧送风的很少,而且效果不好保证,离风口远的地方往往有强烈的冷风侵入室内,有些单侧送风已改为双侧送风。当大门宽度超过18m时,双侧送风也难以达到预期效果,推荐由上向下送风。
    2 本款规定了热空气幕送风温度的要求。热空气幕送风温度主要是根据实践经验并参考国内外相关资料制订的。“高大的外门”系指可通行汽车和机车等的大门。
    3 本款规定了热空气幕出口风速的要求。热空气幕出口风速的要求主要是根据人体的感受、噪声对环境的影响、阻隔冷空气效果的实践经验并参考国内外相关资料制订的。

5.7 电热供暖

5.7.1 本条规定了电供暖散热器的形式和性能要求。
    电供暖散热器按放热方式可以分为直接作用式和蓄热式;按传热类型可分为对流式和辐射式,其中对流式包括自然对流和强制对流两种;按安装方式又可以分为吊装式、壁挂式和落地式。在工程设计中,无论选用哪一种电供暖散热器,其形式和性能都应满足具体工程的使用要求和相关规定。
    电供暖散热器的性能包括电气安全性能和热工性能。电气安全性能主要有泄漏电流、电气强度、接地电阻、防潮等级、防触电保护等。电供暖散热器的热工性能指标主要有输入功率、表面温度和出风温度、升温时间、温度控制功能和蓄热性能等,其中蓄热性能是针对蓄热式电供暖散热器而言的。
5.7.2 本条规定了电热辐射供暖安装形式的要求。
    发热电缆供暖系统是由加热电缆、温度感应器、温度传感器、恒温温控器等构成。发热电缆具有接地体和工厂预制的电气接头,通常采用地板式,将电缆敷设于混凝土中,有直接供热及存储供热等系统两种形式;低温电热膜辐射供暖方式是以电热膜为发热体,大部分热量以辐射方式传入供暖区域,它是一种通电后能发热的半透明聚酯薄膜,由可导电的特制油墨、金属载流条经印刷、热压在两层绝缘聚酯薄膜之间制成,电热膜通常不具有接地体,且须在施工观场进行电气连接,电热膜通常布置在顶棚上,并以吊顶龙骨作为系统接地体,同时配以独立的温控装置。
5.7.3 本条规定了电热辐射供暖加热元件的要求。
    本条要求低温加热电缆辐射供暖和低温电热膜辐射供暖的加热元件及其表面工作温度应符合国家现行相关标准规定的安全要求。普通加热电缆参见现行国家标准《额定电压300/500V生活设施加热和防结冰用加热电缆》GB/T 20841(等同IEC 60800),低温电热膜辐射供暖参见现行行业标准《低温辐射电热膜》JG/T 286。
5.7.4 本条规定了电供暖系统温控装置要求,为强制性条文。
    从节能及安全角度考虑,要求低温加热电缆辐射供暖和低温电热膜辐射供暖增设相应的温控装置。
5.7.5 本条规定了加热电缆的线功率要求。
    普通加热电缆的线功率是基本恒定的,热量不能散出来就会导致局部温度上升,成为安全的隐患。现行国家标准《额定电压300/500V生活设施加热和防结冰用加热电缆》GB/T 20841规定,护套材料为聚氯乙烯的发热电缆,表面工作温度(电缆表面允许的最高连续温度)为70℃;《美国UL认证》规定,加热电缆表面工作温度不超过65℃。当面层采用塑料类材料(面层热阻R=0.075m2·K/W)、混凝土填充层厚度35mm、聚苯乙烯泡沫塑料绝热层厚度20mm,加热电缆间距50mm,加热电缆表面温度70℃时,计算加热电缆的线功率为16.3W/m。因此本条作出了加热电缆的线功率不宜超过17W/m的规定,以控制加热电缆表面温度。
    加热电缆线功率的选择与敷设间距、面层热阻等因素密切相关,敷设间距越大,面层热阻越小,允许的加热电缆线功率可适当放大;而当面层采用地毯等高热组材料时,应选用更低线功率的加热电缆,以确保安全。
5.7.6 本条规定了电热膜辐射供暖的安装功率及其在顶棚上布置时的安装要求。
    为了保证电热膜安装后能满足房间的温度要求,并避免与顶棚上的电气、消防、空调等装置的安装位置发生冲突而影响其使用效果和安全性,作出本条要求。

5.8 供暖管道

5.8.1 本条规定了供暖管道选择的要求。
    本条是根据供暖方式多样化和各种非金属管材的相关标准而制订的。强调了供暖管道材质应通过综合技术经济比较确定。
    在一些工程中,传统的垂直单管或双管散热器供暖系统使用了塑料类管材,使用效果较差,主要表现在管道变形严重。由于塑料类管材线膨胀系数较大,供暖后干管、立管、支管都存在不同程度的变形,视觉效果较差,同时也存在漏水隐患。因此本条明确指出明装管道不宜采用塑料类管材。
5.8.2 本条是关于散热器供暖系统和其他系统分设供、回水管道的规定。
    1~4款所列系统同散热器供暖系统比较,在热媒参数、使用条件、使用时间和系统阻力特性上不是完全一致的,因此提出对各系统管道宜在热力入口处分开设置;其他系统需要单独热计量时,也应分开设置。
5.8.3 本条规定了热水供暖系统的热力入口装置的设置要求。
    1 热力入口配置阀门、仪表为运行调节、检修提供方便。过滤器是保证管道配件及热量表等不堵塞、不磨损的主要措施。在供、回水管道上均装过滤器,能分别过滤室外管网及室内系统产生的杂质。
    2 设循环管的主要目的是防止室内系统检修时,室外管道因没有流动水而产生冻结。
    3 水力平衡装置的要求见本规范第5.9.6条。
5.8.4 本条规定了蒸汽供暖系统的热力入口装置的规定。
    蒸汽供暖系统多数情况采用高压蒸汽供暖系统,低压蒸汽供暖系统已很少使用,本条按高压蒸汽供暖系统规定。有的疏水器有止回功能,其后可不设止回阀。
5.8.5 本条是关于高压蒸汽供暖系统资用压力、管道比摩阻的规定。
    规定本条的目的主要是为了有利于系统各并联环路在设计流量下的压力平衡,为此,本条参考国内外相关资料规定,高压蒸汽供暖系统最不利环路的供汽管,其压力损失不应大于起始压力的25%。
5.8.6 本条是关于室内热水供暖系统总供回水压差及各并联环路的水力平衡的要求。
    热水供暖系统热力入口处资用压差不宜过大,否则供暖各用户之间不易达到平衡。同时限制热力入口资用压差也起到限制供暖系统规模的作用,防止供暖系统过大引起系统内水力不平衡。热水供暖系统各并联环路之间的计算压力损失允许差额不大于15%的规定,是基于保证供暖系统的运行效果,并参考国内外资料规定的。
5.8.7 本条是关于供暖系统末端管径的规定。
    规定干管的最小管径,一是为了防止堵塞,二是因为管道的末端或始端往往安装有自动排气装置,是排气的通道。
5.8.8 本条是关于供暖管道中的热媒最大流速的规定。
    关于供暖管道中的热媒最大允许流速,目前国内尚无专门的试验资料和统一规定,但设计中又很需要这方面的数据,因此参考苏联建筑法规的相关篇章并结合我国管材供应等的实际情况,略加调整作出了条文中的相关规定。据分析,我们认为这一规定是可行的。这是因为:第一,最大流速与推荐流速不同,它只在极少数公用管段中为消除剩余压力或为了计算平衡压力损失时使用,如果把最大允许流速规定的过小,则不易达到平衡要求,不但管径增大,还需要增加调压板等装置。第二,苏联在关于机械循环供暖系统中噪声的形成和水的极限流速的专门研究中得出的结论表明,适当提高热水供暖系统的热媒流速不会产生明显的噪声,其他国家的研究结果也证实了这一点。
5.8.9 本条是关于机械循环热水供暖系统考虑自然作用压力的规定。
    规定本条的目的是为了防止或减少热水在散热器和管道中冷却产生的自然压力而引起的系统竖向水力失调。
5.8.10 本条是关于供暖系统计算压力损失的附加值的规定。规定本条是基于计算误差、施工误差和管道结垢等因素考虑的安全系数。
5.8.11 本条是关于蒸汽供暖系统的凝结水回收方式的规定。
    蒸汽供暖系统的凝结水回收方式,目前设计上经常采用的有三种,即利用二次蒸汽的闭式满管回水,开式水箱自流或机械回水,地沟或架空敷设的余压回水。这几种回水方式在理论上都是可以应用的,但具体使用有一定的条件和范围。从调查来看,在高压蒸汽系统供汽压力比较正常的情况下,有条件就地利用二次蒸汽时,以闭式满管回水为好;低压蒸汽或供汽压力波动较大的高压蒸汽系统,一般采用开式水箱自流回水,当自流回水有困难时,则采用机械回水;余压回水设备简单,凝结水热量可集中利用,因此在一般作用半径不大、凝结水量不多、用户分散的中小型厂区应用地比较广泛。但是应当特别注意两个问题:一是高压蒸汽的凝结水在管道的输送过程中不断汽化,加上疏水器的漏气,余压凝结水管中时汽、水两相流动,极易产生水击,严重的水击能破坏管件及设备;二是余压凝结水系统中有来自供汽压力相差较大的凝结水合流,在设计与管理不当时会相互干扰,以致使凝结水回流不畅,不能正常工作。
5.8.12 本条规定了对疏水器出入口凝结水管的要求。
    在疏水器入口前的凝结水管中,由于汽水混流,如果向上抬升,容易造成水击或因积水不易排除而导致供暖设备不热,因此疏水器入口前的凝结水管不应向上抬升;疏水器出口端的凝结水管向上抬升的高度应根据剩余压力的大小经计算确定,但实践经验证明不宜大于5m。
5.8.13 本条规定了凝结水管的计算原则。
    在蒸汽凝结水管中,由于通过疏水器后二次蒸汽及疏水器本身漏气存在,因此自疏水器至回水箱之间的凝结水管段应按汽水乳状体进行计算。
5.8.14 本条规定了供暖系统的关闭和调节装置的要求。
    供暖系统各并联环路设置关闭和调节装置的目的是为系统的调节和检修创造必要的条件。当有调节要求时,应设置调节阀,必要时尚应同时装设关闭用的阀门;无调节要求时,只需装设关闭用的阀门。
    楼梯间或靠近外门处的供暖散热器及供暖立管,受冷风侵入的影响易冻结,这时散热器前后不装阀门,立管靠近干管处设阀门,阀门至干管的距离不应大于120mm。
5.8.15 本条规定了供暖系统的调节和检修装置的要求。
    规定本条的目的是为了便于调节和检修工作。
5.8.16 本条规定了供暖系统设排气、泄水、排污和疏水装置的要求。
    热水和蒸汽供暖系统根据不同情况设置排气、泄水、排污和疏水装置,是为了保证系统的正常运行并为维护管理创造必要的条件。
    不论是热水供暖还是蒸汽供暖都必须妥善解决系统内空气的排除问题。通常的做法是:对于热水供暖系统,在有可能积存空气的高点(高于前后管段)排气,机械循环热水干管尽量抬头走,使空气与水同向流动;下行上给式系统,在最上层散流器上装排气阀或排气管;水平单管串联系统在每组散热器上装排气阀,如为上进上出式系统,在最后的散热器上装排气阀。对于蒸汽供暖系统,采用干式回水时,由凝结水管的末端(疏水器入口之前)集中排气;采用湿式回水时,如各立管装有排气管时,集中在排气管的末端排气,如无排气管时,则在散热器和蒸汽干管的末端设排气装置。
5.8.17 本条规定了供暖管道设置补偿器的要求,为强制性条文。
    供暖系统的管道由于热媒温度变化而引起热膨胀,不但要考虑干管的热膨胀,也要考虑立管的热膨胀。这个问题很重要,必须重视。在可能的情况下,利用管道的自然弯曲补偿是简单易行的,如果这样做不能满足要求时,则应根据不同情况设置补偿器。
5.8.18 本条规定了供暖管道的坡度要求。
    本条是考虑便于排除空气和蒸汽、凝结水分流,参考国外相关资料并结合具体情况制订的。当水流速度达到0.25m/s时,方能把管中的空气裹挟走,使之不能浮升;因此采用无坡度敷设时,管内流速不得小于0.25m/s。
5.8.19 本条是关于供暖管道穿过建筑物基础和变形缝的规定。
    在布置供暖系统时,若必须穿过建筑物变形缝,应采取预防由于建筑物下沉而损坏管道的措施,如在管道穿过基础或墙体处埋设大口径套管内填以弹性材料等。
5.0.20 本条规定了供暖管道穿过防火墙的要求。
    规定本条的目的是为了保持防火墙墙体的完整性,以防发生火灾时,烟气或火焰等通过管道穿墙处波及其他房间。
5.8.21 本条是关于供暖管道与特殊管道不得同沟敷设的规定。
    规定本条的目的是为了防止表面温度较高的供暖管道,触发其他管道中燃点低的可燃液体、可燃气体引起燃烧和爆炸,同时也是为了防止其他管道中的腐蚀性气体腐蚀供暖管道。在采取了适当的保护措施后,供暖管道可以和可燃液体管道、可燃气体管道、腐蚀性气体管道同沟敷设。如根据现行国家标准《城市综合管廊工程技术规范》GB 50838,供暖管道可以和燃气管道同沟敷设,《城市综合管廊工程技术规范》GB 50838同时对管廊的通风、消防、监控与报警等作出了详细的规定。
5.8.22 本条是关于供暖管道应保温的规定。
    本条是基于使热媒保持一定参数、节能和防冻等因素制订的。根据国家新的节能政策,对海米管道保温后的允许热耗,保温材料的导热系数及保温厚度,以及保护壳做法等都必须在原有基础上加以改善和提高,设计中要给予重视。

5.9 供暖热计量及供暖调节

5.9.1 本条规定了集中供暖系统设置热量表的要求。
    根据国家相关能源政策和自身管理需求配备能源计量装置,通过精细化管理推动主动节能。对于热水供暖系统,通过测定热水流量及供回水温差,积分算出系统供热量。对于蒸汽供暖系统,通过测定蒸汽流量、压力、温度,积分算出蒸汽热值。需说明的是,这里的蒸汽热值并不是供暖系统供热量,需要减去蒸汽凝结水带走热量后才能得出供暖系统供热量。一般情况下凝结水流态呈汽水乳状体状,热量较难测定,工程上也无实例。目前尚无热价数据可循,供暖热计量实际上是在确定分摊费用的系数,用热量数据或热媒流量数据作为分摊供暖费用的依据均满足计量要求。
5.9.2 本条规定了热量表的设置要求。
    热源、换热机房安装热量计量装置便于对用热量进行检测和管理,是总热量表,用户端的热量表是分表,总表、分表计量出的数据满足各成本核算单位分摊供暖费用即可。供暖系统内热量表准确度等级有统一的要求,现行国家标准《用能单位能源计量器具配备和管理通则》GB 17167中对水流量、蒸汽流量、温度、压力的计量准确度等级均提出了要求。
5.9.3 本条规定了热量表的选型和设置要求。
    热量表的选型不能简单地按照管道直径直接选用,而应根据系统的设计流量的一定比例对应热量表的公称流量确定。流量传感器、压力表、温度计的安装位置直接影响计量精度,其安装位置应符合仪表安装要求。
5.9.4 本条规定了供暖热源处调节装置的设置要求。
    热源调节是供暖调节的最基本措施。供暖调节和供暖计量都是供暖节能的要求。热源调节包括对热媒的质调节、量调节或者质、量同时调节。
5.9.5 本条规定了选用散热器恒温控制阀的要求。
    散热器恒温控制阀有高阻型、低阻型之分,选用时双立管系统选高阻型,单管系统选低阻型。
5.9.6 本条是关于热力入口处流量或压力调节装置的设置规定。
    变流量系统能够大量节省水泵耗电,目前应用越来越广泛。在变流量系统的末端(热力入口)采用自力式流量控制阀(定流量阀)是不妥的。当系统根据气候负荷改变循环流量时,我们要求所有末端按照设计要求分配流量,而彼此间的比例基本维持,这个要求需要通过静态水力平衡阀来实现;当用户室内恒温阀进行调节改变末端工况时,自力式流量控制阀具有定流量特性,对改变工况的用户作用相抵触;对未改变工况的用户能够起到保证流量不变的作用,但是未变工况用户的流量变化不是改变工况用户“排挤”过来的,而主要是受水泵扬程变化的影响,如果水泵扬程有控制,这个“排挤”影响是较小的,所以对于变流量系统不应采用自力式流量控制阀。 

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