地板輻射供暖系統(tǒng)在民用建筑供暖設(shè)計中的應(yīng)用及分析

鄧慶平

杭州中宇建筑設(shè)計有限公司，浙江杭州 325088

1 我國地板輻射供暖系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r簡介

我們國家自建國以來，暖通空調(diào)行業(yè)在老一輩從業(yè)人員的努力下，得到了飛速的發(fā)展。到了2000年，傳統(tǒng)的散熱器對流供暖已經(jīng)無法滿足人們對室內(nèi)熱濕環(huán)境以及建筑使用空間的要求。那么地板輻射供暖就作為一種新型、節(jié)能的供暖技術(shù)，逐漸被從科研實驗室大量的運用到實際工程中來。地板輻射供暖方式于20世紀(jì)60年代的起源在歐洲。 70年代時地板供暖技術(shù)得到本質(zhì)上的提升，加速發(fā)展。而到1994年時，地板輻射供暖系統(tǒng)在歐美國家已經(jīng)得到了大量的運用。

2 地板輻射供暖系統(tǒng)的特點

地板輻射供暖系統(tǒng)通過低溫?zé)崴诘芈癖P管中循環(huán)，以輻射換熱的傳熱方式傳導(dǎo)給室內(nèi)的供暖形式。具體傳熱過程可以如下描述，首先是低溫?zé)崴ㄟ^加熱盤管將熱量傳遞到室內(nèi)地面，然后溫度提高之后的室內(nèi)地面通過輻射換熱的形式將熱量傳遞給室內(nèi)空氣。進(jìn)而室內(nèi)空氣對人體皮膚的“熱點”傳感器產(chǎn)生刺激，從而使人感到溫暖。具體地板輻射供暖系統(tǒng)的特點可以從以下4個方面進(jìn)行總結(jié)。

2.1 地板輻射供暖系統(tǒng)有效的提高室內(nèi)環(huán)境舒適度水平

傳統(tǒng)的對流換熱散熱器供暖系統(tǒng)中，一般散熱器布置在外墻及外窗處，散熱大量的集中在某一處，室內(nèi)溫度不均勻。而地板輻射供暖系統(tǒng)，由于在方面大部分區(qū)域都布置了散熱盤管，所以其溫度分布相對均勻，讓人感覺更為舒適。而且從人的生理學(xué)特點來講，需要一個“足熱頭寒”的舒適環(huán)境，那么在地板輻射供暖系統(tǒng)供熱時，其地表溫度要高于空氣溫度，從而可以形成地板輻射采暖系統(tǒng)特有的溫度高差條件，而這種垂直的溫度高差符合人體這一生理學(xué)特點。

2.2 地板輻射供暖系統(tǒng)相對散熱器對流供暖系統(tǒng)來講更為節(jié)能

地板輻射供暖系統(tǒng)在設(shè)計時，其計算負(fù)荷的室內(nèi)設(shè)計溫度比對流散熱器供暖的室內(nèi)設(shè)計溫度低2℃～3℃，降低室內(nèi)設(shè)計溫度、節(jié)約能源且衛(wèi)生。低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)的散熱源是在室內(nèi)地面以下，該種系統(tǒng)的溫度分布均勻，與傳統(tǒng)的散熱器供暖系統(tǒng)相比，散熱器供暖時更容易造成空氣中積灰以及揚塵，且較之散熱器供暖干凈、整潔。

2.3 該系統(tǒng)有效的節(jié)約了建筑使用面積

傳統(tǒng)的散熱器供暖，散熱片會占據(jù)一定的室內(nèi)空間。而地板輻射供暖由于地埋管布置在地板以下（布置高度不超過8cm，基本不影響室內(nèi)層高），所以該種散熱布置形式有效的節(jié)約了建筑面積，且同時不破壞建筑室內(nèi)環(huán)境的美觀特性，同時也避免了因包裝散熱設(shè)備帶來的能源和資金的浪費。所以就當(dāng)下房產(chǎn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的今天，地板輻射供暖系統(tǒng)具有較大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和室內(nèi)舒適度條件。

2.4 便于供暖分戶計量，運行管理方便

從國家能源管理的角度出發(fā)，分戶計量是目前從管理層面上非常必要的節(jié)約能源的措施。以前的散熱器供暖設(shè)計上都是整棟建筑集中計量，在進(jìn)行熱量收費時，采用了分?jǐn)傊贫?。這就導(dǎo)致各個用戶用熱用多、用少，能源費用都一樣，就會直接導(dǎo)致很多用戶無視一些不必要的供暖時間。從而導(dǎo)致能源浪費。地板輻射供暖系統(tǒng)由于其特有的管道鋪設(shè)形式，使得單個用戶的供暖系統(tǒng)可以方便的并聯(lián)于分配器上。同時，在其分配器前安裝的熱計量裝置可以很方便的進(jìn)行單戶的熱計量。

3 地板輻射供暖系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 地板輻射供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷計算

通過對地板輻射供暖系統(tǒng)節(jié)能、節(jié)約土地以及增強(qiáng)室內(nèi)舒適度水平的幾大特點的分析，設(shè)計師在計算地面輻射供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷時，國家《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB 50736-2012 規(guī)定，其室內(nèi)計算溫度的取值要比對流供暖系統(tǒng)的室內(nèi)計算溫度低2℃～3℃，以確保計算的熱負(fù)荷是對流供暖系統(tǒng)計算總熱負(fù)荷的0.8～0.9之間。從單個區(qū)域來說，《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB 50736-2012 規(guī)定，局部輻射供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷按全面輻射供暖的熱負(fù)荷乘以表1所示數(shù)值來確定。

3.2 加熱盤管不同的敷設(shè)形式對室內(nèi)環(huán)境不同

輻射供暖在布置散熱盤管的基本原則是，根據(jù)房間的熱工特性，保證供暖溫度均勻。所以地板輻射供暖系統(tǒng)的散熱盤管布置方式目前流行的共有3種：回折型、平行型、雙平行型。

首先，回折型是高溫、低溫管相間布置。這種布置方式有利于室內(nèi)溫度分布均勻，所以在目前的實際工程中采用的最多、最為廣泛，如圖1所示。在回折型供暖形式安裝時，是從整個盤管的中心位置，按設(shè)計的具體位置從地埋管中心點向外鋪設(shè)，這種方式可以是盤管的高溫管段與低溫管段相互間隔，從而使房間內(nèi)溫度趨于均勻。

其次，平行型輻射供熱系統(tǒng)地埋管現(xiàn)場安裝時，是保證地面溫度隨著水流動的方向成曲線形逐步降低的，溫度分布是水流入口處較高，但在特定的場所較為實用。

3.3 地板輻射供暖系統(tǒng)水力平衡的處置措施

地板輻射供暖系統(tǒng)管路的阻力共包括兩部分：沿程阻力和局部阻力。而地埋管道在目前投資范圍內(nèi)水平設(shè)置時很難做出一定的坡度，所以為了防止管內(nèi)空氣聚集形成氣塞、氣旋，所以設(shè)計時要保證流速不低于0.25m/s，常取水流速為0.25m/s～0.5m/s，單支盤管不宜超過120m，這樣能有效的保證水力平衡。

4 結(jié)論

本文首先從我國地板輻射供暖的發(fā)展?fàn)顩r出發(fā)，在分析我國從建國以來供暖技術(shù)發(fā)展的流線基礎(chǔ)之上，分析總結(jié)了地板輻射供暖系統(tǒng)的主要特點。最后通過對地板輻射供暖系統(tǒng)在設(shè)計時應(yīng)考慮的幾個關(guān)鍵性問題的探討，總結(jié)出地板輻射供暖系統(tǒng)是適應(yīng)當(dāng)前供暖發(fā)展的必然趨勢，其室內(nèi)舒適性水平大幅度提高的同時，節(jié)約了能源。