论文部分内容阅读
0.简介
地板辐射采暖技术是目前国际上较为先进的供暖技术，符合现代人的生活要求，发达国家已普遍使用，目前在我国随着塑料高科技工业的飞速发展，及我国新规范的出台，使低温热水地板辐射采暖技术在我国北方地区广泛推广使用。近些年来,随着人们对环境舒适度要求的提高和对能源节约的要求,人们对地板辐射供暖的意义有了更深刻的认识,尤其是近几年适用于低温热水地板辐射供暖的管材愈来愈多且质量的进一步提高,使地板采暖在我国有了更多的应用并逐步得到推广。但是,由于低温热水地板辐射采暖是近些年不断应用于工程的供热方式,尚存在一些问题有待进一步解决。
1.低温热水地板辐射采暖的优势
1.1节约能源,减少环境污染
首先,低温热水地板辐射采暖主要依靠辐射换热,其辐射换热量占总换热量的50%-60%,因而其室内作用温度比采用散热器要高1—2℃。也就是说,在相同的舒适度条件下,低温热水地板辐射采暖的室内设计温度要比散热器采暖的室内设计温度底1—2℃。在通常情况下，住宅室内采暖温度每降低1℃，可以节约燃料10%。标准明确指出,低温热水地板辐射供暖热负荷计算宜将室内计算温度降低2℃,或取常规对流供热方式计算热负荷的90-95%。其次,低温热水地板辐射供暖供水温度较低(一般不超过60℃),因此热水加热时消耗的能量以及管网传送热水时的损耗较少。
1.2室内热舒适性好,卫生保健
低温热水地板辐射采暖提高了室内平均辐射温度,减少了对人体的冷辐射，使人体辐射散热量大量减少,从而提高了人体舒适感。从室温沿高度的分布来看,室内地表温度均匀,室温自下而上递减,给人以脚暖头凉的良好感觉,符合了“温足凉顶”的中医健身理论,能改善人体血液循环,促进人体新陈代谢。由于混凝土热容量大,采用间歇供暖时温差波动小（约为2℃左右）,短时间开窗通风对室温影响也不明显,并且室温比散热器要低,室内空气就不那么干燥 。
1.3初投资不高,维护费用低
随着化学建材的科研水平和生产水平的迅速发展,国内多数厂家可以大批量生产合格的PB、PEX、PPR、XPAP等适用于地板采暖系统的管材,并有配套的阀门、接头、卡钉等零部件,以及地暖系统使用的铝箔纸、分集水器、保温板等也有大批量的生产,这些使得地板采暖系统的初投资已经低于中档散热器系统。由于地板采暖系统属隐蔽工程,只要设计合理、施工得当,管材质量有所保证,后期几乎不需要什么维修,自然维护费用极低。
1.4提高了房间的使用面积
室内取消了散热器和立、支管,使室内使用面积提高5%-10%,同时便于室内装修时家具的布置。
1.5保温隔音,使用寿命长
地板采暖系统的填充层厚度约为60mm,不仅有较强的蓄热功能,还可以大大减少上层对下层的噪音干扰。在使用寿命方面，由于腐蚀等因素的存在，传统供热设备的寿命通常不超过20年，而地板采暖系统的加热管埋入地面的混凝土中，如无人为破坏，使用寿命均在50年以上。
2.设计中存在的问题
地板辐射供暖设计的步骤大致是：计算建筑热负荷，选择加热盘管的规格和布置形式，选择热媒参数，计算敷设管间距，进行水力计算平衡管路，绘制施工图。在以上各环节中，应在以下几个环节引起注意。
2.1热负荷计算中的问题
为了计算方便起见，有许多资料推荐了建筑热负荷单位面积、体积热指标，对于住宅建筑面积热指标为47～81w/m2，而这一指标往往成为一些暖通设计人员的实际供暖热负荷的计算依据。而对于地板辐射供暖系统热负荷计算存在以下幾个方面的问题需要分析，一方面是由于室内温度场分布均匀，且主要是辐射热，在资料中指出可以将室内计算温度降低2℃计算，也就是说，可以适当降低建筑物热负荷；另一方面地板辐射供暖系统是以地板盘管经地面向室内换热，在地板散热模型[1]的建立中一般均未考虑地板被家俱遮挡而增加的热阻的影响，特别是在住宅建筑中，卧室及起居室内，床、衣橱、电视机橱、沙发等家俱的遮挡率约占房间面积的30％～50％，高则占80％，这样就大大降低了地板盘管向室内散出的热量，也就是说应适当增加建筑物的热负荷；另外地板装饰层的厚度、材料也会影响建筑物的散热量，这也应当进行适当的考虑。设计计算建筑物热负荷时，应对以上问题进行综合分析，确定出符合工程实际情况的热负荷值。
2.2根据经验,建议地板采暖设计者可按下述步骤进行设计
①根据平面图确定所需敷设地板采暖的各房间面积及总面积,同时确定分、集水器的位置。
②根据各房间的不同要求确定各房间的室内设计温度(比传统的供热方式低2℃)。
③计算出各房间所需的热负荷。
④根据热源提供的供回水温及房间热负荷从规范中查出各房间的所需的管间距。
⑤计算总管长并确定分集水器的路数,计算出每一回路的大致管长。
⑥在设计过程中根据每一回路的大致管长和各房间的实际情况,对房间的管间距做一些必要的调整,力求每一回路管长大致相同,同时尽可能的做到分室控制。
尽可能采用双回字形布管方式。采用双回字形管路方式时，送回水管均匀，温度分布比较均匀，且易于施工，布管时加热管不易出现翘起现象；
⑧为便于施工,管间距变化的地方要做好标注,标出各回路的管长。
按此种步骤设计,不仅能够在保证舒适度的同时实现节能,还可以避免系统设计出现管长相差太大所带来的水力平衡问题,使设计者少走弯路,节省设计时间,不仅如此,合理的管间距可以避免管材浪费现象,从而节省成本。
2.3分、集水器的选择
低温热水地板辐射采暖系统应有独立的分（集）水器，每户至少设一套，每套分支环路不得多于8个；分（集）水器供、回水管和每一供、回水分支路，均应配置阀门，阀门应具备手动或自动调节室温的功能；分（集）水器应高于地板加热管，并配置排气装置；入户总供水阀门的内侧，应设置不小于60目的过滤器。其安装位置选择要合适，宜设在便于控制，且有排水管道处，如厕所、厨房等处。不宜设于卧室、起居室。
2.4供暖系统管材的选用
由于塑料管道具有热膨胀性较大的特点，因此，对于明装的塑料管，很难保证其安装后不出现弯曲、蛇形等现象，所以，对于干、立等明装管宜采用热镀锌钢管。埋地热辐射管的种类：塑料管、可交联聚乙烯管（PEX）、交联聚乙烯铝塑复合管、及最近使用率较高的PE-RT塑料管。
2.5加热管下的保温层选择
保温层采用聚乙烯泡沫塑料参数，应选用表观密度不小于20kg/m3;导热系数不应大于0.041W／（m.k）;压缩强度不小于100Pa;吸水率不应大于4％；氧指数不应小于30％；燃烧级别达到B2级。
3.施工中存在的问题
3.1试压及排水
安装完毕后对系统进行水压试验，是《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）中作为工程安装合格的基本要求，对于地板辐射供暖系统也不例外，关键是地板辐射供暖系统试压后并不象其他供暖空调系统，打开泄水阀和排气阀系统就可将水完全泄掉，而是有相当一部分水，即加热盘管中存的水不能泄掉，尤其在冬季施工，如果加热盘管中的水不能彻底及时排走，则（下转第111页）（上接第69页）很可能因水结冰而破坏整个加热盘管（事实上，此类现象在实际工程中时有发生），因此在试压或冲洗后，应采用压缩空气将加热盘管中的水全部吹出，以防冻坏管路。
3.2地面预留伸缩缝
为了确保地面在供暖工程中正常工作，当房间的单边跨度大于6米或房间面积大于30M2后应设地面伸缩缝，缝宽以≥5mm为宜，且加热盘管穿越伸缩缝时，应设长度不小于400mm的柔性套管。
4.结语
低温热水地板辐射采暖方式因其节能、具有高舒适度等特点，经济效益和社会效益都十分明显，在我国己经得到越来越多的应用。但是，在工程设计方面,目前国家还没有一套较为详实准确的设计资料、设计措施,国外资料也存在较多矛盾之处,设计者不应盲目采纳,应认真分析后再加以使用。在施工方面，相应的经验也不是很足，不过只要在施工中按要求施工，注意细节问题，即可消除隐患。尽管低温热水地板采暖目前还存在着一些问题，但是，任何新技术的出现都需要一个发展过程，这是不可回避的现实。无论怎样，采用低温热水地板采暖将是大势所趋，发展空间巨大，在我国有着广泛的应用前景。
地板辐射采暖技术是目前国际上较为先进的供暖技术，符合现代人的生活要求，发达国家已普遍使用，目前在我国随着塑料高科技工业的飞速发展，及我国新规范的出台，使低温热水地板辐射采暖技术在我国北方地区广泛推广使用。近些年来,随着人们对环境舒适度要求的提高和对能源节约的要求,人们对地板辐射供暖的意义有了更深刻的认识,尤其是近几年适用于低温热水地板辐射供暖的管材愈来愈多且质量的进一步提高,使地板采暖在我国有了更多的应用并逐步得到推广。但是,由于低温热水地板辐射采暖是近些年不断应用于工程的供热方式,尚存在一些问题有待进一步解决。
1.低温热水地板辐射采暖的优势
1.1节约能源,减少环境污染
首先,低温热水地板辐射采暖主要依靠辐射换热,其辐射换热量占总换热量的50%-60%,因而其室内作用温度比采用散热器要高1—2℃。也就是说,在相同的舒适度条件下,低温热水地板辐射采暖的室内设计温度要比散热器采暖的室内设计温度底1—2℃。在通常情况下，住宅室内采暖温度每降低1℃，可以节约燃料10%。标准明确指出,低温热水地板辐射供暖热负荷计算宜将室内计算温度降低2℃,或取常规对流供热方式计算热负荷的90-95%。其次,低温热水地板辐射供暖供水温度较低(一般不超过60℃),因此热水加热时消耗的能量以及管网传送热水时的损耗较少。
1.2室内热舒适性好,卫生保健
低温热水地板辐射采暖提高了室内平均辐射温度,减少了对人体的冷辐射，使人体辐射散热量大量减少,从而提高了人体舒适感。从室温沿高度的分布来看,室内地表温度均匀,室温自下而上递减,给人以脚暖头凉的良好感觉,符合了“温足凉顶”的中医健身理论,能改善人体血液循环,促进人体新陈代谢。由于混凝土热容量大,采用间歇供暖时温差波动小（约为2℃左右）,短时间开窗通风对室温影响也不明显,并且室温比散热器要低,室内空气就不那么干燥 。
1.3初投资不高,维护费用低
随着化学建材的科研水平和生产水平的迅速发展,国内多数厂家可以大批量生产合格的PB、PEX、PPR、XPAP等适用于地板采暖系统的管材,并有配套的阀门、接头、卡钉等零部件,以及地暖系统使用的铝箔纸、分集水器、保温板等也有大批量的生产,这些使得地板采暖系统的初投资已经低于中档散热器系统。由于地板采暖系统属隐蔽工程,只要设计合理、施工得当,管材质量有所保证,后期几乎不需要什么维修,自然维护费用极低。
1.4提高了房间的使用面积
室内取消了散热器和立、支管,使室内使用面积提高5%-10%,同时便于室内装修时家具的布置。
1.5保温隔音,使用寿命长
地板采暖系统的填充层厚度约为60mm,不仅有较强的蓄热功能,还可以大大减少上层对下层的噪音干扰。在使用寿命方面，由于腐蚀等因素的存在，传统供热设备的寿命通常不超过20年，而地板采暖系统的加热管埋入地面的混凝土中，如无人为破坏，使用寿命均在50年以上。
2.设计中存在的问题
地板辐射供暖设计的步骤大致是：计算建筑热负荷，选择加热盘管的规格和布置形式，选择热媒参数，计算敷设管间距，进行水力计算平衡管路，绘制施工图。在以上各环节中，应在以下几个环节引起注意。
2.1热负荷计算中的问题
为了计算方便起见，有许多资料推荐了建筑热负荷单位面积、体积热指标，对于住宅建筑面积热指标为47～81w/m2，而这一指标往往成为一些暖通设计人员的实际供暖热负荷的计算依据。而对于地板辐射供暖系统热负荷计算存在以下幾个方面的问题需要分析，一方面是由于室内温度场分布均匀，且主要是辐射热，在资料中指出可以将室内计算温度降低2℃计算，也就是说，可以适当降低建筑物热负荷；另一方面地板辐射供暖系统是以地板盘管经地面向室内换热，在地板散热模型[1]的建立中一般均未考虑地板被家俱遮挡而增加的热阻的影响，特别是在住宅建筑中，卧室及起居室内，床、衣橱、电视机橱、沙发等家俱的遮挡率约占房间面积的30％～50％，高则占80％，这样就大大降低了地板盘管向室内散出的热量，也就是说应适当增加建筑物的热负荷；另外地板装饰层的厚度、材料也会影响建筑物的散热量，这也应当进行适当的考虑。设计计算建筑物热负荷时，应对以上问题进行综合分析，确定出符合工程实际情况的热负荷值。
2.2根据经验,建议地板采暖设计者可按下述步骤进行设计
①根据平面图确定所需敷设地板采暖的各房间面积及总面积,同时确定分、集水器的位置。
②根据各房间的不同要求确定各房间的室内设计温度(比传统的供热方式低2℃)。
③计算出各房间所需的热负荷。
④根据热源提供的供回水温及房间热负荷从规范中查出各房间的所需的管间距。
⑤计算总管长并确定分集水器的路数,计算出每一回路的大致管长。
⑥在设计过程中根据每一回路的大致管长和各房间的实际情况,对房间的管间距做一些必要的调整,力求每一回路管长大致相同,同时尽可能的做到分室控制。
尽可能采用双回字形布管方式。采用双回字形管路方式时，送回水管均匀，温度分布比较均匀，且易于施工，布管时加热管不易出现翘起现象；
⑧为便于施工,管间距变化的地方要做好标注,标出各回路的管长。
按此种步骤设计,不仅能够在保证舒适度的同时实现节能,还可以避免系统设计出现管长相差太大所带来的水力平衡问题,使设计者少走弯路,节省设计时间,不仅如此,合理的管间距可以避免管材浪费现象,从而节省成本。
2.3分、集水器的选择
低温热水地板辐射采暖系统应有独立的分（集）水器，每户至少设一套，每套分支环路不得多于8个；分（集）水器供、回水管和每一供、回水分支路，均应配置阀门，阀门应具备手动或自动调节室温的功能；分（集）水器应高于地板加热管，并配置排气装置；入户总供水阀门的内侧，应设置不小于60目的过滤器。其安装位置选择要合适，宜设在便于控制，且有排水管道处，如厕所、厨房等处。不宜设于卧室、起居室。
2.4供暖系统管材的选用
由于塑料管道具有热膨胀性较大的特点，因此，对于明装的塑料管，很难保证其安装后不出现弯曲、蛇形等现象，所以，对于干、立等明装管宜采用热镀锌钢管。埋地热辐射管的种类：塑料管、可交联聚乙烯管（PEX）、交联聚乙烯铝塑复合管、及最近使用率较高的PE-RT塑料管。
2.5加热管下的保温层选择
保温层采用聚乙烯泡沫塑料参数，应选用表观密度不小于20kg/m3;导热系数不应大于0.041W／（m.k）;压缩强度不小于100Pa;吸水率不应大于4％；氧指数不应小于30％；燃烧级别达到B2级。
3.施工中存在的问题
3.1试压及排水
安装完毕后对系统进行水压试验，是《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）中作为工程安装合格的基本要求，对于地板辐射供暖系统也不例外，关键是地板辐射供暖系统试压后并不象其他供暖空调系统，打开泄水阀和排气阀系统就可将水完全泄掉，而是有相当一部分水，即加热盘管中存的水不能泄掉，尤其在冬季施工，如果加热盘管中的水不能彻底及时排走，则（下转第111页）（上接第69页）很可能因水结冰而破坏整个加热盘管（事实上，此类现象在实际工程中时有发生），因此在试压或冲洗后，应采用压缩空气将加热盘管中的水全部吹出，以防冻坏管路。
3.2地面预留伸缩缝
为了确保地面在供暖工程中正常工作，当房间的单边跨度大于6米或房间面积大于30M2后应设地面伸缩缝，缝宽以≥5mm为宜，且加热盘管穿越伸缩缝时，应设长度不小于400mm的柔性套管。
4.结语
低温热水地板辐射采暖方式因其节能、具有高舒适度等特点，经济效益和社会效益都十分明显，在我国己经得到越来越多的应用。但是，在工程设计方面,目前国家还没有一套较为详实准确的设计资料、设计措施,国外资料也存在较多矛盾之处,设计者不应盲目采纳,应认真分析后再加以使用。在施工方面，相应的经验也不是很足，不过只要在施工中按要求施工，注意细节问题，即可消除隐患。尽管低温热水地板采暖目前还存在着一些问题，但是，任何新技术的出现都需要一个发展过程，这是不可回避的现实。无论怎样，采用低温热水地板采暖将是大势所趋，发展空间巨大，在我国有着广泛的应用前景。