上海市浦东区汤臣高尔夫别墅恒温泳池设计案例

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本案例在上海市浦东区汤臣高尔夫别墅，是浦东地区最早开发的顶级别墅项目，也是上海浦东唯一的高尔夫球场别墅。别墅区数百坪绿色带、三万颗名贵树种、纯净的蓝天白云终年可见，更有上海罕见的高标准空气指数。140万平方米18栋72杆国际锦标级高尔夫球场，世界级标准恒温游泳池及两所与国际休闲同步的豪华会所。本项目业主要求游泳池水温恒定在28±2℃，减少水的排放和能源的浪费。设计师根据热负荷计算，常规末端无法实现供暖要求，即采用高效末端将游泳池底和墙壁做恒温加热面辐射供暖系统，通以35--40℃的热水，使供热幅度提高，既能保持水温恒定杜绝瞬时高温，从而做成了恒温游泳池。



工程概况
1．工程名称：汤臣高尔夫别墅恒温游泳池加温（此套别墅的舒适系统完全运用在这里只取泳池设计）
2．工程地址：上海市龙东大道
3．地暖铺装面积：99平方米(泳池周边)
4．泳池保温铺装面积：125平方米(泳池壁和底面)
5．建筑参考信息：本别墅为3层，全部地板采暖，新建室内泳池两面对户外，两面连住宅外墙50mm挤塑板保温，墙体总厚度为240；窗户材质为塑钢窗
6.项目内容：商用冷凝壁挂炉 高效末端供热(泳池保温) 墙暖(泳池周边) 板式热交换器(泳池水加热)



设计依据
1．《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003。
2.《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002。
3.《地面辐射供暖技术规程》国家行业标准JGJ142-2004。
4.《住宅建筑采暖分户控制、热表计量技术规程》DB13（J27-2000）
5.《实用供热空调设计手册(第二版)》
设计参数
冬季供暖室外设计参数
冬季室外采暖计算温度：-2℃
冬季室外通风计算温度：3℃
冬季室外平均风速：3.1m/s
冷月相对湿度：75%
热负荷计算
汤臣高尔夫别墅恒温游泳池热负荷计算书_工程信息及计算依据



四.计算依据

1.通过围护结构的基本耗热量计算公式
Qj=aFK(tn-twn)
Qj—基本耗热量,W
K—传热系数,W/(㎡·℃)
F—计算传热面积,㎡
tn—冬季室内设计温度,℃
twn—采暖室外计算温度,℃
α—温差修正系数
2.附加耗热量计算公式
Q=Qj(1 βch βf βlang)·(1 βfg)
Q—考虑各项附加后，某围护的耗热量
Qj—某围护的基本耗热量
βch—朝向修正
βf—风力修正
βlang—两面外墙修正
βfg—房高附加
3.冷风渗透计算
Q=0.28·CP·pwn·V·(tn-twn)
Q—通过门窗冷风渗透耗热量，W
Cp—干空气的定压质量比热容=1.0056kJ/(kg·℃)
pwn—采暖室外计算温度下的空气密度，kg/m3
V—渗透冷空气量，m3/h
tn—冬季室内设计温度，℃
twn—采暖室外计算温度，℃
（1）通过门窗缝隙的冷风渗透耗热量计算
V=L0·l1·mb
L0—在基准高度单纯风压作用下，不考虑朝向修正和内部隔断的情况时,每米门窗缝隙的理论渗透冷空气量，m3/(m·h)
L0=a1·(pwn·v02/2)b

a1—外门窗缝隙渗风系数，m3/(m·h·Pab)当无实测数据时，可根据建筑外窗空气渗透性能分级标准采用

v0—基准高度冬季室外最多方向的平均风速，m/s
l1—外门窗缝隙长度，应分别按各朝向计算，m
b—门窗缝隙渗风指数，b＝0.56～0.78。当无实测数据时，可取b=0.67
m—风压与热压共同作用下，考虑建筑体型、内部隔断和空气流通因素后，不同朝向、不同高度的门窗冷风渗透压差综合修正系数
m=Cr·Cf·(n1/b C)·ch

Cr—热压系数

Cf—风压差系数，当无实测数据时，可取0.7

n—渗透冷空气量的朝向修正系数

Ch—高度修正系数

ch=0.3·h0.4

h—计算门窗的中心线标高

C—作用于门窗上的有效热压差与有效风压差之比，按下式计算：
C=70·(hz-h)/(cf·v02·h0.4)·(t'n-twn)/(273 t'n)

hz—单纯热压作用下，建筑物中和界标高（m），可取建筑物总高度的二分之一

t'n—建筑物内形成热压作用的竖井计算温度（楼梯间温度），℃
（2）忽略热压及室外风速沿房高的递增，只计入风压作用时的渗风量
V=∑(l·L·n)
l—房间某朝向上的可开启门、窗缝隙的长度，m
L—每米门窗缝隙的渗风量，m3/(m·h)，见表5.1-7（详见实用供热空调设计手册）
n—渗风量的朝向修正系数，见表5.1-8（详见实用供热空调设计手册）
（3）换气次数法
L=K·Vf
L—房间冷风渗透量，m3/h
K—换气次数，1/h,见表5.1-13（详见实用供热空调设计手册）
Vf—房间净体积，m3
（4）百分比法计算冷风渗透耗热量
Q=Qo·n
Q—通过外门窗冷风渗透耗热量
Qo—围护结构总耗热量，W
n—渗透耗热量占围护结构总耗热量的百分率，%
4.外门开启冲入冷风耗热量计算公式
Q=Qj·βkq
Q—通过外门冷风侵入耗热量
Qj—某围护的基本耗热量
βkq—外门开启外门开启冲入冷风耗热量附加率

参考书籍
《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
《实用供热空调设计手册(第二版)》
《2003全国民用建筑工程设计技术措施_暖通空调动力》
《2009全国民用建筑工程设计技术措施_暖通空调动力》

                            汤臣高尔夫别墅恒温游泳池 热负荷计算书_详尽表



系统方案
1、散热末端配制
结合本工程热源情况，为达到最佳的采暖效果与节能效果，本工程采用高效末端，该产品的特征为：
●热效率高：因管间距小（50mm），布管密度加大，因而散热量大。常规地暖加热管管间距一般为150～200mm，在进水温度35℃的情况下，散热量一般在60-80W/㎡之间，而高效末端的散热量可以达到100W/㎡以上，因而热效率高，可以确保满足使用者要求。
●散热均匀：由于管间距缩小，使得地面温度更为均匀，同时舒适感更强。
●整体厚度薄：加热管采用Φ10mm*1.5的PE-RT管材,管径变小是减小厚度的原因之一。另一主要因素为蓄热层可以根据需要减薄（一般为1.5～2cm的水泥砂浆保护层）。如果地面材料为石材或面砖，则可以取消保护层直接在上面铺设。
●安全的嵌入式布管结构：特殊的管道预制模板具有固定、承压、保护管道和加强各结构层整体连接的功能。特制的多孔固定板带有标准距离的沟槽，起到等距固定加热管的作用；其中的漏空部分可以使上部的砂浆覆盖层与下层更好地粘接，以增强结构的整体性；模板的承压结构和嵌入式布管结构既可以防止在施工过程中对管道的伤害，也可以起到增加对管路的整体承压保护作用。
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2、热源配制
燃气锅炉，使用天然气，制热快，热效率高，运行稳定，不受季节影响
冷凝壁挂炉是欧洲法规强制推进的节能产品，它带给您的不仅仅是节省了使用费用，更体现您高度的社会责任；本案采用商用冷凝炉采用不锈钢双室换热器，锅炉效率达四星级，减少80%NOx和90%CO排放，超低排烟温度极少热损失。
通过负荷计算得知，本工程采暖总负荷为11.4KW，泳池加热负荷为52KW。采用一台55kw燃气壁挂炉提供热源。
为了发挥锅炉最大热效率，制高温热水，而高效末端——安贞预制沟槽薄型地暖最大发挥功效需采用的是大流量低温热水，因此增加能量调节构件最大限度发挥设备性能和节约能源。通过板式热交换器为泳池注水提温加热。泳池水经过水质处理在进入板式热交换器提温。



施工工艺及流程
1、施工前准备及条件检查
1.1施工时，同一施工操作面不能与其它工种进行交叉施工作业；
1.2供暖系统安装完毕打压验收前不能封闭吊顶、管井；
1.3保温板铺装施工前温控布线安装到位；
1.4所有土建结构施工、户内隔墙施工必须完毕，地面应平整、干燥、无杂物
墙面根部应平直，且无积灰现象，卫生间等应做防水的区域应完成防水并经过闭水试验验收，防水层上如有垫层需施工完成并完成养护；
1.5施工区域地面应平整（二米靠尺高低差不大于5mm）干燥清洁，无裸露的钢筋及任何影响施工进行的设备、材料、杂物等；
1.6施工的环境温度不宜低于5℃，在低于0℃的环境下施工时，现场应采取升温措施
2、具体施工工艺及流程
2.1主管路系统和分集水器应在铺设盘管之前进行安装，建议在主管与热源连接处需设制专用的能量调节构件；
2.2分集水器下杠中心距地面应不小于300mm，按照设计图纸要求安装在确定的位制，用膨胀螺栓固定于墙面、分水器箱体或预制角铁支架，安装平直、牢固、横平竖直；
2.3管道切割，应采用专用工具，切口应平整，断口面应垂直管轴线；注意检查管材、管件接口不能有毛刺、沙尘等异物；热熔前要用专用刮皮器将需热熔连接部位氧化层刮掉，并清洁；
2.4主管路系统施工期间如未完全连接上（未封口），必须用管口帽进行管口保护，避免装修期间杂物进入管路形成堵塞；
2.5主管路安装需用管卡固定，管卡须用膨胀螺栓牢固固定，不能借用现有吊顶、管道固定主管，主管安装要求横平竖直；
2.6主管穿墙体楼板打孔前，需依据前期水电隐蔽工程图纸再次和业主或装修公司确认位制，避免开槽打孔造成原始水电隐蔽工程损坏；
2.7主管穿楼层楼板处必须设制硬质套管，施工前的初次防水前完成立管安装；
2.8主管必须包覆保温，保温管接缝处需采用专用粘接剂密封；
2.9未设分水器箱体的情况下，需把分、集水器进行完全包裹；
2.10主管路高点必须设立排气阀，排气阀前需设截止阀；
2.11每组分水器需独立设制压力表，分水器进回水均需设制阀门；
2.12地暖主管路必须经打压验收，且经装修公司负责人、客户或客户代表签字确认后，才允许装修公司封闭对应区域吊顶和管井；
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3、安贞预制高效供暖系统的检验、调试及验收
3.1一般规定
3.1.1条检查、调试与验收应由施工单位提出书面报告，客户进行检查、验收，并应做好记录。
3.1.2条安贞预制高效供暖系统的检查、调试与验收，应遵循“有关各方协调一致，共同确认”的原则，在各专业、各工序交接后隐蔽前，应对下列内容进行检查和验收，并做出结论：
⑴管道、分、集水器、阀门、配件、预制模块板等的质量；
⑵管道、阀门等安装质量；
⑶隐蔽前水压试验检查验收；
⑷中间交接质量检查验收；
⑸隐蔽后水压试验检查验收；
⑹环路、系统试运行调试。
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