地面輻射采暖設(shè)計(jì)探索研究

陸玉柱

摘要：地板輻射采暖技術(shù)是目前國(guó)際上較為先進(jìn)的供暖技術(shù)，符合現(xiàn)代人的生活要求，發(fā)達(dá)國(guó)家已普返使用，目前在我國(guó)隨著塑料高科技工業(yè)的飛速發(fā)展以及人們對(duì)供暖舒適性要求的不斷提高，使地板輻射采暖技術(shù)在我國(guó)推廣使用。作為設(shè)計(jì)和施工人員就應(yīng)該不斷采用新的技術(shù)、新的理論、新的材料。本文首先論述了地面輻射采暖與普通采暖相比，這種采暖系統(tǒng)的優(yōu)越性，然后深入分析研究了設(shè)計(jì)中存在一些問(wèn)題，可與同行共同探討。

關(guān)鍵詞：地面輻射采暖;優(yōu)點(diǎn);設(shè)計(jì);問(wèn)題

前 ?言

隨著社會(huì)迅速發(fā)展及國(guó)家資源越來(lái)越缺乏，室內(nèi)空間的充分利用，越來(lái)越多的人們把目光投向地板輻射采暖。地面輻射采暖是通過(guò)在地面下敷設(shè)熱水輸送散熱盤管，利用地面自身的蓄熱輻射而將熱量向地面上的空間散發(fā)。來(lái)改善了人們的居住或辦公環(huán)境條件。從而取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

一、地面采暖系統(tǒng)的優(yōu)越性分析

地板輻射采暖是利用埋入地板下的管道系統(tǒng)向室內(nèi)輻射熱量而使室溫自下而上逐漸升高，達(dá)到采暖的目的。具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.地面采暖使人的舒適感增強(qiáng)

從生理健康角度講，腳下保持一定的溫度，身體才不會(huì)感到寒冷，同時(shí)促進(jìn)全身的血液循環(huán)。地面采暖使室內(nèi)溫度呈現(xiàn)下高上低的溫度梯度，使人產(chǎn)生腳暖頭涼的感覺(jué)，這樣，人的舒適性大大提高。低溫地板輻射方式采暖，室內(nèi)地表溫度均勻，室溫由下而上逐漸遞減，給人以腳暖頭涼的良好感覺(jué)，從而形成真正符合人體要求的熱微環(huán)境。

2.地面采暖節(jié)省室內(nèi)面積與空間，裝修簡(jiǎn)單

地面采暖是隱蔽工程，管線埋于地板下面。沒(méi)有外露的散熱設(shè)備和管線，整個(gè)房間整體感覺(jué)好。同時(shí)，室內(nèi)沒(méi)有散熱器，在裝修時(shí)不必加暖氣罩，節(jié)省了裝修開(kāi)支。隱蔽安裝，取消了室內(nèi)傳統(tǒng)的暖氣片及其支管，便于裝修和家具布置，增加了使用面積，比傳統(tǒng)的暖氣片節(jié)省空間2%-3%。

3.地面采暖具有節(jié)能效果

地面采暖可通過(guò)分水器調(diào)節(jié)水流以達(dá)到調(diào)節(jié)不同房間室溫的目的，這樣即保證了供暖質(zhì)量，又起到了節(jié)能的作用。由于地面采暖以整個(gè)地面作為散熱面，所以地面的溫度不但影響室內(nèi)的溫度，而且也關(guān)系到人的舒適性。一般情況下，人長(zhǎng)期停留區(qū)域的地表面溫度不高于 29℃。這樣，就決定了供水溫度不能過(guò)高，一般不應(yīng)超過(guò) 60℃，所以地面采暖需要的熱水溫度低，所以一般情況下節(jié)約能源。輻射供暖方式熱量集中在人體受益的高度，較對(duì)流方式熱效率高（如參數(shù)按16℃設(shè)計(jì)使用，可達(dá)到20℃的供暖效果）;熱媒低溫輸送，整個(gè)輸送過(guò)程熱損失小，比傳統(tǒng)空調(diào)節(jié)能20%左右，比傳統(tǒng)散熱器節(jié)能30%以上。

4.地面采暖有利于分戶計(jì)量

隨著供熱體制改革的不斷深入，貨幣供暖勢(shì)在必行。采暖費(fèi)由個(gè)人承擔(dān)，按照使用熱量收費(fèi)，這樣對(duì)于具有可調(diào)節(jié)性的地面采暖就非常必要了。由于地面采暖系統(tǒng)和支管都是在分水器、集水器處并聯(lián)，各管路間易于平衡，很少失調(diào)，且整個(gè)系統(tǒng)很容易實(shí)現(xiàn)分戶計(jì)量，所以地面采暖是今后實(shí)行采暖分戶計(jì)量的理想采暖方式。地板輻射采暖采用雙管并列式安裝，每戶各自控制循環(huán)水量，解決了多年來(lái)供暖系統(tǒng)無(wú)法按戶正確計(jì)量收費(fèi)的難題。

5.地面采暖熱穩(wěn)定好

地暖系統(tǒng)和散熱器系統(tǒng)相比，地面層及混凝土層蓄熱量大，熱穩(wěn)定性好，房間內(nèi)的溫度波動(dòng)明顯小。地面采暖過(guò)去由于造價(jià)高，在民用建筑中很少采用。隨著新型材料開(kāi)發(fā)應(yīng)用，越來(lái)越多的優(yōu)質(zhì)廉價(jià)的材料走進(jìn)百姓生活，像鋁塑管，PP- C、PP- R等，這些管材都具有共同特點(diǎn)是耐蝕性好，柔韌度高，接頭少，這些特點(diǎn)正適合地?zé)岵膳瘜?duì)管材的要求。由于地面層及蓄熱層蓄熱量大，因此在間隙供暖的條件下室內(nèi)溫度變化緩慢，熱穩(wěn)定性好。

6.系統(tǒng)壽命長(zhǎng)，免維修

加熱盤管使用壽命長(zhǎng)，系統(tǒng)采用盤管回路技術(shù)，暗敷管道系統(tǒng)中無(wú)接頭，不易產(chǎn)生滲漏，免維修。大概有以下幾方面：一是低溫輻射采暖系統(tǒng)的最高工作溫度不得高于82℃。二是低溫輻射采暖系統(tǒng)的水溫范圍為35℃-60℃，供回水溫差（△t）為8℃-15℃（具體數(shù)據(jù)與熱媒系統(tǒng)流量、供暖管管徑、地面層材質(zhì)性能及墻體的向外散熱量有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體情況統(tǒng)一計(jì)算）。三是加熱管內(nèi)水的流速不宜小于0.25m/s。四是低溫輻射采暖系統(tǒng)中單個(gè)回路的長(zhǎng)度應(yīng)不宜超過(guò)120m，可在此基礎(chǔ)上±20m左右，在100m范圍內(nèi)，其正常的平面高度壓損總值一般在6-18kpa。五是供暖管敷設(shè)方式和數(shù)量由熱輸出量和管材尺寸決定，供暖管彎曲半徑不應(yīng)小于8倍直徑，以200mm為間距進(jìn)行調(diào)整，敷設(shè)方式包括聯(lián)箱排管式、平行排管式、蛇形排管式和蛇形盤管式。六是低溫輻射采暖系統(tǒng)的地板表面溫度，人員經(jīng)常停留區(qū)適宜范圍24-26℃，最高限值28℃，人員短期停留期28-30℃，最高限值32℃，無(wú)人停留區(qū)35-40℃，最高限值42℃。七是低溫輻射采暖系統(tǒng)的分水器宜安裝在衛(wèi)生間、廚房或房間，易于控制調(diào)整，并高于供暖管300mm-500mm，配置排氣閥。八是低溫輻射采暖系統(tǒng)的總進(jìn)水管上應(yīng)設(shè)置過(guò)濾器，與其它供暖方式串聯(lián)并且高于供暖管時(shí)，應(yīng)在供回水連接處放置過(guò)濾器。九是根據(jù)需要可在分（集）水器前端加設(shè)溫控閥、熱流量計(jì)、壓力表等配套設(shè)備。十是保護(hù)層厚度不得小于30mm，地面層設(shè)計(jì)荷載大于2000kg/m2時(shí)，保護(hù)層應(yīng)有加固處理（一般為配筋），并應(yīng)計(jì)算保護(hù)層和熱絕緣層的承重能力。最后是膨脹縫間距不宜大于10m。

二、地面采暖在設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題分析

地面采暖設(shè)計(jì)中為了計(jì)算方便起見(jiàn)，一些資料推薦了建筑熱負(fù)荷單位面積、體積熱指標(biāo)，對(duì)于住宅建筑面積熱指標(biāo)為 47- 81W/m2，而這一指標(biāo)往往成為一些暖通設(shè)計(jì)人員的實(shí)際供暖熱負(fù)荷計(jì)算依據(jù)。但對(duì)于地面供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷計(jì)算存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題需要分析：一方面是由于室內(nèi)溫度場(chǎng)分布均勻且主要是輻射熱，有資料指出可以將室內(nèi)計(jì)算溫度降低2℃計(jì)算，也就是說(shuō)，可以適當(dāng)降低建筑物熱負(fù)荷;另一方面地板輻射供暖是以地板下盤管經(jīng)地面向室內(nèi)換熱，未考慮地板被家俱遮擋而增加的熱阻的影響，特別是在住宅建筑中，臥室及起居室內(nèi)床、衣櫥、電視機(jī)櫥、沙發(fā)等占房間面積30- 50%。這樣就大大降低了地板盤管向室內(nèi)散出的熱量，也就是說(shuō)應(yīng)適當(dāng)增加建筑物的散熱量，這也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目紤]。設(shè)計(jì)計(jì)算建筑物熱負(fù)荷時(shí)應(yīng)進(jìn)行綜合分析，確定出符合工程實(shí)際情況的熱負(fù)荷值。通常地面輻射供暖系統(tǒng)的阻力損失要大于散熱器采暖系統(tǒng)，究竟大多少？這是設(shè)計(jì)人員普遍關(guān)心的問(wèn)題。有資料表明地面輻射供暖系統(tǒng)總阻力損失應(yīng)在 10kPa。若考慮恒溫閥等，則系統(tǒng)總阻力損失可達(dá) 30～50kPa。對(duì)面積較小或熱負(fù)荷較小的房間，其對(duì)應(yīng)環(huán)路的阻力損失相應(yīng)也小，適當(dāng)增加戶內(nèi)系統(tǒng)總阻力損失，有利于變流量系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與穩(wěn)定。此數(shù)據(jù)是否與實(shí)際相符，還需要設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工程中檢驗(yàn)。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，地面采暖具有很多優(yōu)點(diǎn)，是一種極有發(fā)展前途的新型采暖方式。但實(shí)際設(shè)計(jì)中還存在一些問(wèn)題有待解決，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在實(shí)際工作中對(duì)這些問(wèn)題加以分析總結(jié)，以達(dá)到滿意的設(shè)計(jì)效果。隨著人們的生活水平的提高，對(duì)采暖的要求也是越來(lái)越高。不僅要保證溫度還要做到舒適節(jié)能環(huán)保。地面輻射采暖系統(tǒng)正符合這種要求。作為設(shè)計(jì)人員就必須跟上時(shí)代的潮流，為人們美好的生活做出貢獻(xiàn)。