低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)設(shè)計(jì)

孫羽

【摘要】本文對(duì)于低溫?zé)崴遢椛洳膳到y(tǒng)的發(fā)展歷史以及原理進(jìn)行了介紹，闡述了地板輻射采暖房間熱負(fù)荷的設(shè)計(jì)方法;探討了地板輻射采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟;并就大家十分關(guān)心的水力工況穩(wěn)定性、系統(tǒng)造價(jià)、加熱管壽命、技術(shù)措施、應(yīng)用場(chǎng)合等問題等進(jìn)行了分析與討論。這對(duì)于地板輻射采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】低溫;熱水地板;輻射;采暖系統(tǒng)

一、引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人們對(duì)室內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量提出了更高的要求。低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)衛(wèi)生條件好，可供選擇的熱源廣泛，能夠?yàn)槿藗儬I(yíng)造一個(gè)舒適的熱環(huán)境，是一種較理想的采暖方式。低溫?zé)崴匕遢椛洳膳夹g(shù)，早在20世紀(jì)二、三十年代國(guó)外就已開始應(yīng)用，到了七十年代發(fā)達(dá)國(guó)家已開始廣泛應(yīng)用。我國(guó)也在五、六十年代就有科研人員開始了此項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)與研究工作，并在人民大會(huì)堂、華僑飯店等項(xiàng)目中進(jìn)行了應(yīng)用。

改革開放以來，地板輻射采暖技術(shù)發(fā)展迅速，1985年我國(guó)吉林省延邊地區(qū)從韓國(guó)引進(jìn)了此項(xiàng)技術(shù);1987年在河北省石家莊會(huì)議大廈引進(jìn)了芬蘭交聯(lián)聚乙燃管地板采暖設(shè)備。最近，隨著國(guó)家“以塑代鋼”產(chǎn)業(yè)政策的推廣，低溫?zé)崴匕遢椛洳膳夹g(shù)的發(fā)展進(jìn)人了“快車道”。為了使低溫?zé)崴匕遢椛洳膳こ套龅郊夹g(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量、迫切需要從材料、施工、驗(yàn)收、特別是設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)加以規(guī)范化和嚴(yán)格控制。

二、加熱管的選擇

本文所研究的低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)的原理，就是將加熱管道埋于地面下面的混凝土中，然后將其中注入40～50攝氏度的熱水使其不斷的循環(huán)和流動(dòng)，在水循環(huán)流動(dòng)的過程中不斷的加熱整個(gè)地面，使得地板表面的溫度上升到25～29攝氏度左右，接著通過相應(yīng)地板輻射向室內(nèi)進(jìn)行供暖。所以在整個(gè)環(huán)節(jié)中低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)對(duì)于加熱管材質(zhì)的要求較高，要有一定的使用年限的要求，承受溫度的要求以及水所形成的壓力的要求，對(duì)于加熱管內(nèi)流動(dòng)的水質(zhì)的要求以及施工方面的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)型要求等幾個(gè)方面，總結(jié)來看對(duì)于加熱管的選擇應(yīng)該要滿足以下幾個(gè)方面的要求：

（一）管道應(yīng)該具有一定的長(zhǎng)期耐靜液壓強(qiáng)的能力，并且一般在這種物理?xiàng)l件下使用壽命應(yīng)該不低于50年。

（二）管理在使用的過程中其本身的材質(zhì)有可能會(huì)發(fā)生氧化、老化，所以其應(yīng)該具有一定的抗氧化老化的能力。

（三）管道其中流動(dòng)的是熱水，熱水的溫度有一定的范圍，在對(duì)水進(jìn)行加熱的過程難免的會(huì)發(fā)生溫度的波動(dòng)所以管道應(yīng)該在一定的溫度范圍正常工作。

（四）此外管道還應(yīng)該具有良好的導(dǎo)熱性能、氣阻隔性、化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)等。

在工程中較為常用的低溫?zé)崴匕遢椛湎到y(tǒng)的采暖管包括XPAP管、PB管、PE-X管以及PP-R管道等，上述的幾種管道均能夠滿足系統(tǒng)中地板輻射采暖的要求，在上述的幾種管道中PE-X和BP管具有比其他兩種管道更佳的性能，結(jié)合工程實(shí)踐的經(jīng)濟(jì)性來考慮，本文在采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中采用了PE-X管。

三、采暖熱負(fù)荷的計(jì)算

地板輻射采暖與一般散熱器對(duì)流采暖方式相比，熱工特性有許多區(qū)別。為簡(jiǎn)化計(jì)算，可在對(duì)流采暖方式熱負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行一些必要的修正和調(diào)整。

由于房間敷設(shè)了采暖地板，不存在室內(nèi)空氣通過地面或地板向外的傳熱，因此，不應(yīng)計(jì)算此部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱損失。由于地板輻射采暖是在輻射強(qiáng)度和溫度的雙重作用下對(duì)房間進(jìn)行采暖，形成較合理的室內(nèi)溫度場(chǎng)分布和熱輻射作用，可有2～3℃的等效熱舒適度效應(yīng)。因此，室內(nèi)計(jì)算溫度與對(duì)流采暖相比可降低2℃。

在采用集中采暖分戶熱計(jì)量或分戶獨(dú)立熱源的住宅，存在部分房間間斷采暖或較大幅度調(diào)節(jié)室溫的可能性，除需考慮熱源條件因素外，還應(yīng)考慮戶間的傳熱負(fù)荷和較無分戶熱計(jì)量更為突出的間歇采暖因素。

四、注意問題

在采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中為了有效的保護(hù)導(dǎo)熱管以及獲得較為合理的溫度分布場(chǎng)，在導(dǎo)熱管道中水的溫度一般不應(yīng)當(dāng)超過60℃，并且供水系統(tǒng)的溫差應(yīng)該保持在10℃以內(nèi)。在設(shè)計(jì)的過程中要考慮到對(duì)于室內(nèi)地面溫度的控制以使得室內(nèi)居住的人員有一個(gè)良好的適應(yīng)性。在加熱選擇的過程中盡量選擇具有彎曲形狀的導(dǎo)熱管，且導(dǎo)熱管彎曲的半徑越大那么越有利于施工，這種彎曲的導(dǎo)熱管在實(shí)際的工程中應(yīng)用非常的廣泛。并且為了排除導(dǎo)熱管內(nèi)部所存在的空氣，那么對(duì)于導(dǎo)熱管的水流速度也有一定的要求，流動(dòng)的速度應(yīng)該控制在0.25m/s，并且在計(jì)算速度的過程中要考慮到沿途的管壁阻力的影響。一般來講在管道內(nèi)部沿途的阻力值應(yīng)當(dāng)在原來基礎(chǔ)阻力的基礎(chǔ)上增加20%到30%，這樣才能夠精確來計(jì)算得到相應(yīng)的速度值。

五、問題與討論

（一）由于低溫?zé)崴匕遢椛洳膳哂惺孢m衛(wèi)生、高效節(jié)能、保溫隔音、熱穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)、不占用室內(nèi)面積等優(yōu)點(diǎn)，因此，可廣泛應(yīng)用于居住建筑、醫(yī)院、別墅、賓館、游泳館、寫字樓、銀行、幼兒園、超市、博物館、動(dòng)物園、植物園，也可用于保持冬季足球場(chǎng)草坪，道路融雪等，還可用于溫室、花房、養(yǎng)魚池等場(chǎng)所。

（二）從現(xiàn)行地板輻射采暖加熱管老化試驗(yàn)數(shù)據(jù)中看到，其壽命為50年，但我們國(guó)內(nèi)還沒有50年的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)。韓國(guó)現(xiàn)在有一部分工程已改用銅管作為加熱管，這對(duì)我們是有益的啟示。

（三）低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)，由于其供回水溫度低，溫差又小，水力工況比較穩(wěn)定，即是垂直距離相差28m（10層樓），其自然作用壓頭也只有103Pa左右，因此，不必?fù)?dān)心采用雙管采暖系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生水力失調(diào)問題。

（四）由于地板輻射采暖系統(tǒng)的環(huán)路長(zhǎng)、管徑細(xì)、熱媒流速大，所以，加熱管的阻力很大，

一般達(dá)到104～3×104Pa。

六、結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)于低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)進(jìn)行了研究，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對(duì)于生活質(zhì)量要求越來越高，傳統(tǒng)的集中供暖和地暖采暖的方式由于存在很多的弊端已經(jīng)不能滿足人們對(duì)于居住環(huán)境的要求了，基于此文對(duì)上述采暖技術(shù)進(jìn)行研究，包括該技術(shù)的原理、發(fā)展歷史，然后對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中導(dǎo)熱管的選擇以及熱負(fù)荷的計(jì)算方式和系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該注意的問題進(jìn)行了一一介紹，為我國(guó)采暖系統(tǒng)的發(fā)展提供了一定的技術(shù)儲(chǔ)備和基礎(chǔ)。為低溫?zé)崴匕遢椛洳膳夹g(shù)在我國(guó)的應(yīng)用普及提供了理論上的支持和技術(shù)的支撐。

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