地板輻射供暖回路管長的簡易計算模型及應用

陶愛榮

南京工程學院能源與動力工程學院

進入新世紀以來，地板輻射供暖技術在我國得到了廣泛的應用[1]。為了得到較好的應用效果，需要進行一系列詳細的工程計算，其中，關于輻射回路管長的計算就是一個值得重視的環(huán)節(jié)[2]。根據(jù)工作程序的先后，這種計算可以分畫圖前計算和畫圖后計算兩種。所謂畫圖前計算，指預先算出回路管長，再畫輻射盤管布置圖。所謂畫圖后計算，指先畫輻射盤管布置圖，再計算回路管長。前者常用于設計規(guī)劃、施工隊估算工程量、工程監(jiān)理等，計算依據(jù)主要是已有的工程經驗。后者則用于水力計算、設計概算和工程預決算，計算依據(jù)為詳細的圖紙[3]。本文針對第一種情況，以主流的盤管布置方式為研究對象，推導出簡易的回路管長計算模型，并與商用軟件進行了對比驗證。

1 模型及驗證

地板輻射供暖的排管方式有很多種，本文選取比較常用的回折型排管和平行型排管為研究對象，進行相應的數(shù)學推導，該思路同樣適合其它排管方式。

1.1 回折型排管

該排管方式如圖1所示[3]。房間的長和寬分別為L和W，熱水管間距為d。

圖1 回折型排管

為了便于估算，這里忽略管道的拐彎半徑。根據(jù)圖1，從左往右看，豎向管道長度分別近似為L-2d、L-4d、L-6d，……，為一個等差數(shù)列，項數(shù)約為INT((W/d-1)/2)。

則豎向管道總長度可表示成：長豎=[L-2d+L-2d-(INT((W/d-1)/2)-1)×2d]×INT((W/d-1)/2)

類似的，橫向管道總長度可表示成：長橫=[W-2d+W-2d-(INT((L/d-1)/2)-1)×2d]×INT((L/d-1)/2)

總管長表示成：長總=長豎+長橫

1.2 平行型排管

該排管方式如圖2所示[3]。房間的長和寬分別為L和W，熱水管間距為d。

圖2 平行型排管

為了便于估算，這里同樣忽略管道的拐彎半徑。根據(jù)圖2，豎向管道的單根長度約為L-2d，總根數(shù)為INT(W/d-1)。

則豎向管道總長度可表示成：長豎=INT(W/d-1)(L-2d)

而橫向管道總長度可近似表示成：長橫=2W

總管長表示成：長總=長豎+長橫=INT(W/d-1)(L-2d)+2W

考慮到實際工程中，圖2的排管也可能旋轉90°布置，這時總管長為：長總=長豎+長橫=INT(L-d-1)(W-2d)+2L

將兩種情況統(tǒng)一考慮，總管長又可表示為：總長=max(INT(L/d-1)(W-2d)+2L,INT(W/d-1)(L-2d)+2W)

1.3 驗證

為了便于驗證計算，本文根據(jù)上述簡易計算模型編制了電子表格，見表1。

表1地板輻射加熱管長度計算電子表格

在該電子表格中，只需輸入房間長度、寬度、管道間距，并選擇排管形式，就可以自動算出管道總長度。

本文選擇了天正采暖計算軟件作為驗證工具，該軟件根據(jù)房間的長度、寬度、排管形式及管間距，可以自動生成平面布置圖，并自動統(tǒng)計管道長度。

從表2可以看出，本文提出的簡易計算模型具有較好的準確度。

表2地板輻射加熱管長度計算對照表

2 應用

地板輻射供暖回路管長的計算涉及很多方面，這里僅以設計規(guī)劃和施工備料為例，介紹其應用。

1）設計規(guī)劃。已知某房間，長度和寬度分別為6m和4m，擬用外徑為16mm的PE-X管，管間距100mm，要求進行設計回路規(guī)劃。按照本文介紹的簡易計算模型，可以計算出回折型排管長度為210m，平行型排管長度為236.2m。按照設計規(guī)范的要求，單個回路不宜超過120m，故該房間至少需規(guī)劃成兩個回路，至于采用回折型排管還是平行型排管，可以根據(jù)工程實際情況確定[4～6]。如確定采用兩個回路，并且采用回折型排管，每個回路占地按長度3m、寬度4m考慮，代入上述簡易計算模型，每個回路長度約為108m，滿足設計規(guī)范要求。

2）施工備料。同樣考慮長度和寬度分別為6m和4m的某房間，采用外徑為16mm的PE-X管，按平行型排管，管間距100mm，要求進行施工備料。由于施工圖中的管道規(guī)格數(shù)量往往統(tǒng)計的是總數(shù)，具體到某個區(qū)域、某個房間的施工備料，常需要班組自己確定。利用本文提供的簡易計算模型，可以算出管長約為236.2m，考慮10%的損耗并取整數(shù)，可按260m的長度進行備料。

3 結論

地板輻射供暖回路管長的計算，是個值得重視的問題。對照驗證表明，本文介紹的簡易計算模型，具有一定的準確度。應用分析表明，該模型靈活高效，可以廣泛應用在設計規(guī)劃、施工備料等領域。

[1] 賀平.供熱工程[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009

[2] 全國勘察設計注冊工程師公用設備專業(yè)管理委員會秘書處.全國勘察設計注冊公用設備工程師暖通空調專業(yè)考試復習教材(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008

[3] 陸耀慶.實用供熱空調設計手冊(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008

[4] 中華人民共和國建設部.采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范(GB50 019-2003)[S].北京:中國計劃出版社,2004

[5] 中華人民共和國建設部.暖通空調制圖標準(GB/T50114-2001)[S].北京:中國計劃出版社,2002

[6] 中華人民共和國建設部.地面輻射供暖技術規(guī)程(JGJ142-2004)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2004