地暖系統(tǒng)的安全與節(jié)能技術(shù)研究

楊進(jìn)之

摘 要：地暖系統(tǒng)將整個(gè)地面作為散熱設(shè)備，通過(guò)地板輻射層內(nèi)的發(fā)熱電纜或管材，促進(jìn)地面受熱均勻，在地面蓄熱性、熱量輻射作用下，從下至上地傳導(dǎo)熱能，從而達(dá)到供暖的目標(biāo)。系統(tǒng)具有健康環(huán)保、節(jié)能高效、均衡室溫的優(yōu)點(diǎn)，在社會(huì)中得到廣泛應(yīng)用。本文對(duì)地暖系統(tǒng)的安全性與節(jié)能性展開研究。

關(guān)鍵詞：地暖系統(tǒng);水暖系統(tǒng);安全性;節(jié)能性;分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.042

近年來(lái)，隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，對(duì)居住條件提出了更高的要求，尤其是北方地區(qū)，冬季異常寒冷。因此，室內(nèi)地暖系統(tǒng)逐漸得到廣大消費(fèi)者的認(rèn)可與青睞。當(dāng)前市面上主要的地暖系統(tǒng)分為電暖、水暖、防潮、恒溫恒濕等系統(tǒng)。而應(yīng)用最為廣泛的要屬電暖、水暖兩種。以下以水暖系統(tǒng)為例對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析。

1 水暖系統(tǒng)的供熱原理及基本結(jié)構(gòu)

（1）原理。水暖系統(tǒng)以60℃及其以下溫度的熱水為熱媒，分布于地層以下的熱水管預(yù)先均勻地輻射，對(duì)整個(gè)地面?zhèn)鲗?dǎo)熱量，以整個(gè)地面作為散熱器。借助輻射層內(nèi)的熱媒，促進(jìn)地面均勻地受熱。

（2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。水暖系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)參見(jiàn)下圖：

如圖：邊界保溫帶主要為了防止現(xiàn)澆混凝土陷入絕熱層的縫隙進(jìn)行設(shè)置，邊界保溫層帶必須高于現(xiàn)澆層;絕熱層，即復(fù)合保溫層。其設(shè)計(jì)用于阻擋熱量的傳輸，從而使無(wú)效熱損失下降。從經(jīng)濟(jì)性能分析，現(xiàn)階段應(yīng)用最多的是模塑聚苯乙烯的泡沫塑料板，即EPS板，厚度控制在（20-40）mm;填充層，即混凝土層。是指在絕熱層設(shè)置的找平層，減輕從樓板/墻壁造成的熱損失，從安全性分析，一般設(shè)置為50mm。找平層選用干硬的水泥砂漿，在樓板平面以上進(jìn)行抹平;地面層指室內(nèi)的地板裝飾面。

2 地暖系統(tǒng)安全性與節(jié)能性分析

（1）安全性。第一，地面材料的選擇。一般選用的地面材料有木質(zhì)地板、塑料地板，以及瓷磚、大理石。第二，材料的安全性分析。本文側(cè)重于分析瓷磚、木質(zhì)地板常見(jiàn)的地暖材料。1）從安全性考慮，瓷磚的摩擦系數(shù)相對(duì)木質(zhì)地板偏小，易于滑倒;從環(huán)保性分析，大量生產(chǎn)廠家在木質(zhì)地板加工期間，選擇先進(jìn)的技術(shù)，以及天然木材，不含甲醛成分，2）成本分析。瓷磚的制造成本比木質(zhì)地板高，在相同價(jià)格的條件下，由于瓷磚需要鋪貼成本，每平方需要人工、輔料、搬運(yùn)等費(fèi)用。如果安裝木質(zhì)地板，則可節(jié)約相應(yīng)的花銷。3）日常保養(yǎng)分析。瓷磚易于出現(xiàn)黑縫或刮花，萬(wàn)一遭到破壞，則需要全面更新。而木質(zhì)地板可以不經(jīng)過(guò)打蠟工藝，在應(yīng)用時(shí)若產(chǎn)生問(wèn)題，又可對(duì)應(yīng)地更換;4）舒適度分析。若地面偏硬，則易產(chǎn)生不適的腳感;而木質(zhì)地板具有良好的彈性，既增強(qiáng)了走路的舒適感，又減小因樓板之間的撞擊而形成的噪音，相比之下，木質(zhì)地板具有天然美觀、腳感舒適、保溫保濕等優(yōu)越性。在我國(guó)的森林資源日益緊缺的形勢(shì)下，為了促進(jìn)木質(zhì)地板在地暖系統(tǒng)中的發(fā)展，相關(guān)室內(nèi)設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)探索尺寸平穩(wěn)，變形量較小的木材，或經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)等手段，對(duì)原材料的性能加以改變，讓其對(duì)當(dāng)前的地暖系統(tǒng)環(huán)境更為適應(yīng)。值得注意的是，國(guó)家有關(guān)機(jī)構(gòu)還需要強(qiáng)化生產(chǎn)商家對(duì)木質(zhì)地板的加工工藝，禁止不合理加工，使得木質(zhì)地板的甲醛釋放量小等于1.5mg/L，從而強(qiáng)化地暖系統(tǒng)的安全性。第三，加熱管的選擇。加熱管一般布設(shè)于填充層中，其管材包括PB、PE、PERT管，為了確保地暖系統(tǒng)的安全性能，應(yīng)當(dāng)有效地選擇加熱盤管。具體應(yīng)當(dāng)考慮以下幾點(diǎn)：其一，良好的而低溫性、導(dǎo)熱性能;其二，允許壓力值偏大，且抗壓性良好;其三，安裝工藝簡(jiǎn)單，效率較高;其四，良好的抗氧化性;其五，較好的環(huán)保性。經(jīng)過(guò)綜合分析，PERT管具有制造成本低、導(dǎo)熱性好、耐低溫等優(yōu)點(diǎn)。且不含有添加劑，衛(wèi)生環(huán)保。是目前最適合做水暖系統(tǒng)的加熱管材。

（2）節(jié)能性。第一，當(dāng)室內(nèi)空間的風(fēng)速小于0.05米/秒時(shí)，平均的輻射溫度變化與空氣溫度的變化對(duì)人體產(chǎn)生的熱量感覺(jué)大體相同。輻射供暖的平均輻射溫度很高，所以，人們感到相同溫度的時(shí)候，普通供暖的室內(nèi)，其平均的氣溫較對(duì)流采暖室內(nèi)的氣溫要低。另外，對(duì)流采暖的室內(nèi)，溫度的至高點(diǎn)分布于頂棚，而地板輻射的供暖溫度，其最高點(diǎn)在工作區(qū)域，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，一般以低于對(duì)流采暖的室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的平均氣溫1-3℃為宜，即可降低室內(nèi)溫度上升而增加的無(wú)效熱損失，降低房間的熱負(fù)荷，達(dá)到節(jié)約采暖能源消耗的目的。同等的作用溫度環(huán)境下，對(duì)流供暖系統(tǒng)產(chǎn)生的能耗偏大，而輻射供暖系統(tǒng)的能耗偏低。某校園的體育館展開了兩年的測(cè)量，其結(jié)果證明：選擇水暖系統(tǒng)可以節(jié)約16%的空間能耗。第二，500mm管間距條件下熱流密度的分析。本文經(jīng)過(guò)模擬計(jì)算分析，得到下表：以上數(shù)據(jù)是在填充層50mm，管徑20mm，找平層20mm的PERT管材的條件下而得到。因此，500mm管間距條件下的水暖系統(tǒng)通過(guò)模擬計(jì)算后，能夠滿足供暖標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平逐漸提升。在裝飾住房過(guò)程中，往往傾向于安裝水暖系統(tǒng)，在應(yīng)用水暖系統(tǒng)的時(shí)候，管材及加熱管的有效選擇非常重要。相關(guān)設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)綜合分析材料的安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性等。PERT管是目前最適合做水暖系統(tǒng)的加熱管材。而且，水暖系統(tǒng)的盤管間距在500mm以下也能達(dá)到供暖要求，經(jīng)過(guò)分析，這樣的水暖系統(tǒng)更為節(jié)能。當(dāng)選用了上述盤管間距后，再結(jié)合實(shí)際需求確定管徑，從而確保水暖系統(tǒng)地板的均勻受熱性能，增強(qiáng)人們居住的舒適程度。

參考文獻(xiàn)：

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