低溫?zé)崴匕遢椛涔┡膬?yōu)點分析及設(shè)計要點

李靜瑋

(中核新能核工業(yè)工程有限責(zé)任公司，山西太原 030012)

1 低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)的簡介

低溫?zé)崴匕遢椛涔┡且环N將加熱管埋置于混凝土填充層或預(yù)制溝槽保溫板中，讓40℃ ～60℃的低溫?zé)崴诠軆?nèi)循環(huán)流動，加熱整個地面，使其表面溫度上升至25℃ ～27℃左右，然后通過輻射和部分對流方式向室內(nèi)散熱的一種供暖方式。

地暖技術(shù)起源于北美、歐洲的發(fā)達國家，20世紀(jì)80年代初進入我國東北地區(qū)，伴隨著國家“按戶計量，分戶調(diào)溫”的節(jié)能要求迅速推廣，從最初的東北地區(qū)發(fā)展到全國的三北地區(qū)、黃河兩岸。并從住宅走向越來越多的公共建筑項目，如圖書城、禮堂、游泳館等，均達到了很好的供暖效果。

2 低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)的特點

2.1 節(jié)能、高效

1)節(jié)能:人對室內(nèi)熱環(huán)境的感受是以實感溫度來衡量的，在相同的供暖溫度時，地暖的實感溫度比散熱器的實感溫度高2℃ ～3℃，因此房間的設(shè)計溫度比對流供暖可降低2℃ ～3℃，據(jù)日本的研究表明，室溫每降低1℃，可以節(jié)約能源10%左右，再由于地暖的熱媒溫度低，輸送過程中熱損失小，因此，地暖供熱比散熱器供熱可節(jié)能20%以上;在熱源方面，地暖所用熱媒溫度低，一些不能用于散熱器系統(tǒng)的低品位熱源如太陽能，地?zé)崴瑹犭姀S余熱，城市供熱管網(wǎng)回水等都可以用于地暖系統(tǒng)，不僅節(jié)約能源，同時還減少了廢氣、廢渣的排放，既節(jié)能又環(huán)保。在設(shè)有熱泵空調(diào)機組的公建項目中，熱泵機組在夏天不僅可以提供空調(diào)所需的冷源，在冬天也可提供50℃/40℃的熱水，作為地暖系統(tǒng)的熱源，不僅節(jié)省了換熱站、市政入口費等初投資，還節(jié)省了運行費用和管理費用，其經(jīng)濟效應(yīng)和節(jié)能效果更為明顯。

2)高效:與散熱器系統(tǒng)消耗大量的金屬管材相比，地暖系統(tǒng)使用的是塑料管，施工方便簡單，易操作，施工時間短，施工費用是鍍鋅鋼管的60%，極具有經(jīng)濟實用性。

2.2 舒適、衛(wèi)生、節(jié)省空間，布置方便

1)舒適:傳統(tǒng)的散熱器供暖熱量主要集中在房間的中上部，上熱下涼，人們有口干舌燥的感覺。而地暖系統(tǒng)以均勻輻射的方式散熱，室內(nèi)地面溫度均勻，室溫自下而上逐漸遞減，如圖1所示，散熱器供暖時，1.8 m以下人員活動區(qū)的平均溫度為18℃，且溫度梯度分布與理想供暖方式相反。而地板供暖時，1.8 m以下人員活動區(qū)的平均溫度在20℃左右，溫度梯度分布幾乎與理想供暖方式相同，這樣的溫度分布給人以腳暖頭涼的舒適感，符合“溫足涼頂”的中醫(yī)健身理論，能改善人體血液循環(huán)。

2)衛(wèi)生:散熱器表面溫度大于80℃時就會出現(xiàn)氣流團，引起灰塵的擾動，將墻壁和頂棚熏黑。地暖供暖熱媒溫度低，房間溫度均勻，熱空氣對流波動小，流速慢，不會將室內(nèi)灰塵揚起，造成污濁空氣對流，保持干凈衛(wèi)生的室內(nèi)品質(zhì)。

圖1 地暖和散熱器供暖房間溫度場的分布

3)節(jié)省空間，布置方便:地暖安裝隱蔽，便于裝修和家具布置，較暖氣片，能增加2% ～3%的室內(nèi)使用面積。公建項目中，由于建筑造型和使用功能的需要，往往采用大開間，低窗式甚至全玻璃幕式，布置散熱器影響美觀甚至無處安裝，采用地暖供暖可以很好的解決這個問題，對建筑造型沒有影響。

2.3 便于實施智能控制

地暖系統(tǒng)能很方便地實現(xiàn)國家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)提出的“按戶計量，分戶調(diào)溫”的要求。通過調(diào)節(jié)分配器總管或各支環(huán)路調(diào)節(jié)閥的開度，可以輕松實現(xiàn)對各個房間溫度的控制，使室內(nèi)溫度自動保持恒定。

2.4 保溫隔音，熱穩(wěn)定性好

地暖系統(tǒng)由于增加了保溫層，具有非常好的隔音效果。同時由于具有較厚的混凝土和砂漿層作為蓄熱結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的蓄熱能力強，因而熱惰性更強，熱穩(wěn)定性好，抵抗外界干擾的能力強，即使在間歇供暖的條件下，室內(nèi)溫度波動也比較小。對辦公樓，學(xué)校等可以間歇供暖的公建項目，具有明顯的節(jié)能效果。

2.5 壽命長、安全可靠

地暖系統(tǒng)采用的塑料管使用壽命大都在50年左右，遠高于普通焊接鋼管，埋地盤管采用整根管鋪設(shè)，地下不留接口，消除了滲漏隱患。管道不腐蝕，不結(jié)垢，系統(tǒng)運行期間只需定期檢查過濾器，維護費用低。地暖和散熱器的性能對比詳見表1。

3 設(shè)計要點

3.1 耗熱量計算

根據(jù)GB 50736民用建筑供暖通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范(以下簡稱《規(guī)范》)的規(guī)定，建筑物耗熱量包括基本耗熱量、附加耗熱量和加熱冷風(fēng)滲入的耗熱量。

值得注意的是，在計算耗熱量時應(yīng)注意，與傳統(tǒng)散熱器不同，敷設(shè)加熱管的建筑地面和墻面，不存在通過地面或墻面向外的傳熱負(fù)荷，因此房間外圍護結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷不包括敷設(shè)加熱管輻射面的傳熱負(fù)荷，但這部分負(fù)荷應(yīng)計算在輻射供暖房間熱媒的供熱量中。另外，地暖的室內(nèi)計算可比散熱器供暖時的計算溫度低2℃，有些設(shè)計人員不注意，依然采用散熱器供暖時的計算溫度，造成能源浪費。

表1 散熱器與地暖綜合比較

3.2 室內(nèi)環(huán)路的設(shè)計

低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)室內(nèi)環(huán)路的設(shè)計應(yīng)注意以下幾點:

1)對于主要功能房間宜單獨設(shè)置環(huán)路，如老人和兒童居住的房間，因為這些人群對環(huán)境溫度比較敏感，單獨設(shè)置環(huán)路便于根據(jù)需要調(diào)節(jié)房間溫度，更加舒適。

2)溫度要求相同的房間可以合用環(huán)路，如餐廳和客廳。

3)一個環(huán)路負(fù)擔(dān)的房間不能超過3個，包括路過的房間。擔(dān)負(fù)的房間過多影響房間溫度的調(diào)節(jié)，因此原則上一個環(huán)路擔(dān)負(fù)的房間不能超過3個。

3.3 供熱房間伸縮縫的布置

混凝土的線膨脹系數(shù)為10×10－6m/(m·℃)，混凝土現(xiàn)澆板在受熱以后發(fā)生變形，體積膨脹向四周延伸，在熱量降低以后體積縮小向中心集中，這樣，由于熱脹冷縮而在現(xiàn)澆板內(nèi)產(chǎn)生變形應(yīng)力，當(dāng)鋪設(shè)地板供暖以后，其溫度應(yīng)力更大，不可避免地產(chǎn)生沿板長方向的裂縫。這種應(yīng)力有可能傳遞到墻上，引起墻體的裂縫，因此伸縮縫的設(shè)置在低溫?zé)崴匕遢椛涔┡こ讨兄陵P(guān)重要。JGJ 142—2012輻射供暖供冷技術(shù)規(guī)程規(guī)定:當(dāng)?shù)孛婷娣e超過30 m2或邊長超過6 m時，應(yīng)按不大于6 m間距設(shè)置伸縮縫。其寬度不小于8 mm;在填充層與墻(含過門處)、柱等垂直構(gòu)件的交接處，應(yīng)預(yù)留不間斷伸縮縫，寬度不小于10 mm。伸縮縫中應(yīng)填充高發(fā)泡聚乙烯泡沫塑料或彈性膨脹膏。