低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)設(shè)計(jì)及施工問題分析

王喬喬 蘭州城市供水（集團(tuán)）有限公司工程師

隨著人們的生活質(zhì)量逐漸提升，對于居住環(huán)境的溫度舒適有著較高的要求。傳統(tǒng)的供暖系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足大眾的需求，需要采用低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)以滿足人們的居住需求。然而，新的供暖系統(tǒng)在實(shí)際設(shè)計(jì)與施工過程中存在較多的問題，如敷設(shè)盤管錯綜復(fù)雜、實(shí)際供暖溫度比預(yù)期溫差大等，因此要不斷優(yōu)化施工技術(shù)，改進(jìn)設(shè)計(jì)及施工方案。

1 低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

1.1 節(jié)能高效

通常情況下，人體腳部會直接接觸建筑物室內(nèi)的地面，在相同的供暖溫度下，人們對地板輻射供暖的體感溫度要高出傳統(tǒng)散熱器式供暖系統(tǒng)2 ～3 ℃，因此對低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以在傳統(tǒng)供暖的溫度設(shè)置基礎(chǔ)上降低2 ～3 ℃。地暖供熱比傳統(tǒng)散熱器式供熱更加節(jié)約熱能，同時(shí)能夠減少廢氣、廢料的排放，有效節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境。此外，地板輻射供暖敷設(shè)的是塑料管材料，更容易開展施工，在施工成本與時(shí)間方面均優(yōu)于散熱器供暖系統(tǒng)，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)。

1.2 節(jié)省空間

地暖系統(tǒng)安裝于地板以下，所有供熱管線均可敷設(shè)于結(jié)構(gòu)層中，能增加房間的使用面積。此外，低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)采用塑料管作為敷設(shè)材料，平均使用壽命為50 年，相比傳統(tǒng)的散熱鋼管材料使用年限更長，且不會在地下留下安裝接口，避免滲漏隱患。塑料管道不會被腐蝕和結(jié)垢，后期的檢驗(yàn)與維護(hù)中大大節(jié)約了維修費(fèi)用。

1.3 保暖隔音

在低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)施工過程中，會在地下結(jié)構(gòu)層增加一層保溫層，提升地暖的保溫效果，同時(shí)也具有較好的隔音效果。由于地暖系統(tǒng)采用混凝土與砂漿層作為主要的蓄熱結(jié)構(gòu)，其蓄熱能力較強(qiáng)，熱穩(wěn)定性能較高，還能有效避免外界的干擾，保持室內(nèi)溫度恒定因此，地暖系統(tǒng)也可應(yīng)用于大型建筑物內(nèi)部，充分發(fā)揮其節(jié)能效果。

2 低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)設(shè)計(jì)中的問題

2.1 熱負(fù)荷計(jì)算

在低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，要根據(jù)《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50736-2012）進(jìn)行正確的熱負(fù)荷計(jì)算，并與傳統(tǒng)的散熱器進(jìn)行區(qū)分。地暖主要敷設(shè)管道區(qū)域在地面和墻面，因此不需要將敷設(shè)加熱管輻射面的傳熱負(fù)荷計(jì)算到房間外圍護(hù)結(jié)構(gòu)之中。此外，還需要注意以下幾點(diǎn)因素。第一，在進(jìn)行低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)的熱負(fù)荷計(jì)算時(shí)，需要將室內(nèi)的設(shè)計(jì)溫度降低2 ～3 ℃，以確保得到相對準(zhǔn)確的結(jié)果。由于地板輻射供暖系統(tǒng)是通過輻射的強(qiáng)度與溫度共同進(jìn)行供暖工作，從而在建筑物室內(nèi)形成均勻的溫度分布以及熱輻射作用，相比傳統(tǒng)的散熱器系統(tǒng)可以保留2 ～3 ℃的浮動溫度，以形成等效熱舒適度效應(yīng)，在合理范圍內(nèi)降低建筑物的熱負(fù)荷。第二，不需要計(jì)算敷設(shè)加熱管道樓板的熱負(fù)荷。在建筑物的各個房間中，每個樓層需要在計(jì)算供暖熱負(fù)荷時(shí)扣除來自上層的熱量，從而準(zhǔn)確計(jì)算各房間實(shí)際需要的熱負(fù)荷。第三，在房屋裝修過程中，由于不同住戶的需求不同，選擇的地面材質(zhì)相應(yīng)存在差異。因此，在計(jì)算熱負(fù)荷時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇散熱量最低的木質(zhì)地板進(jìn)行計(jì)算，從而確保實(shí)際采暖的效果。還需要考慮到墻面裝飾厚度、家具覆蓋情況等因素，避免因?qū)嵝缘牟町惗鴮┡瘻囟犬a(chǎn)生影響。第四，合理區(qū)分集中供暖分戶計(jì)量與分戶獨(dú)立供暖的住宅，考慮好各方面因素對熱負(fù)荷計(jì)算產(chǎn)生的影響，確保計(jì)算值符合整體工程實(shí)際的采暖熱負(fù)荷值[1]。

2.2 材料選取及敷設(shè)

2.2.1 供熱盤管材料的選擇

在低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)的供熱盤管材料選擇上，需要充分遵循使用壽命長、熱媒溫度高、工作壓力小以及安裝性價(jià)比高等原則。目前，行業(yè)中使用最廣泛的是交聯(lián)聚乙烯管和耐熱增強(qiáng)型交聯(lián)聚乙烯管，相關(guān)供暖工作人員需要在采購材料的過程中充分考察各生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品質(zhì)量，避免出現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)不完備、質(zhì)量存在差異的現(xiàn)象。同時(shí)，還需要對設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行等過程中的工作人員進(jìn)行統(tǒng)一的知識培訓(xùn)，提高工作人員對塑料管材性質(zhì)及功能的掌握和了解，最大程度上發(fā)揮塑料管材在供暖系統(tǒng)中的價(jià)值。

2.2.2 供熱盤管的敷設(shè)工作

在選擇好供熱盤管的材料后，需要采取相應(yīng)的供熱盤管的敷設(shè)工作。在進(jìn)行盤管敷設(shè)設(shè)計(jì)工作時(shí)，必須要遵循房間內(nèi)地面溫度分布均勻的原則，采用回折式和平行式的敷設(shè)方式，確保其中的高溫管道能夠敷設(shè)于各房間熱負(fù)荷量最大的位置。此外，保證盤管的間距保持在150 ～300 mm，房間外側(cè)縮小間距，房間中間位置加大間距，確保整個房間的溫度分布均勻。

2.2.3 地板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作

在完成供熱盤管的敷設(shè)設(shè)計(jì)后，需要進(jìn)行地板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通常建筑物的地板結(jié)構(gòu)由鋼筋混凝土樓板、泡沫塑料板、絕熱層、供熱塑料管、碎石混凝土填充層、找平層以及地面裝飾層構(gòu)成。一些設(shè)計(jì)人員會在敷設(shè)供熱管道時(shí)添加一層絕熱層，從而起到阻斷熱量向下流動、減少噪聲的效果，但相應(yīng)也會使建筑物的高度增加，成本增加[2]。

2.2.4 系統(tǒng)環(huán)路的設(shè)計(jì)問題

在進(jìn)行供暖系統(tǒng)管道的設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要特別注意環(huán)路的合理劃分，提升整體的利用率，盡量實(shí)現(xiàn)分室控制。同一集水器的各個環(huán)路設(shè)計(jì)長度要盡量保持相近，從而有效避免冷熱不均的情況發(fā)生。由于采用低溫?zé)崴嘏到y(tǒng)的水溫較低且溫度不穩(wěn)定，水流量需要達(dá)到傳統(tǒng)散熱器的2 ～3 倍才能達(dá)到正常的供熱效果。此外，需要在各環(huán)路上增設(shè)調(diào)節(jié)裝置，起到平衡各環(huán)路長度的作用。

2.2.5 分集水器的設(shè)置問題

供暖系統(tǒng)的分、集水器應(yīng)當(dāng)設(shè)置在具備防水措施的廚房或衛(wèi)生間中，一般安裝在空間開闊的廚房櫥柜內(nèi)，從而便于后期的檢查與維護(hù)。由于分、集水器內(nèi)部儲存大量的水，因此其過濾器、閥門等設(shè)備必須要采用耐腐蝕材料，并且在其支路進(jìn)出口都要設(shè)置閥門。若后期某段環(huán)路出現(xiàn)問題，則只需要關(guān)閉相應(yīng)位置的閥門即可進(jìn)行檢修工作，從而避免對整體的供暖造成影響。

2.3 壁掛爐選擇問題

現(xiàn)階段，住宅主要使用低溫地板輻射供暖系統(tǒng)，其熱源主要來自于集中供暖分戶熱計(jì)量以及分戶獨(dú)立壁掛爐設(shè)備。壁掛爐基本是按照供回水溫差進(jìn)行流量以及配置循環(huán)水泵的計(jì)算，其溫度數(shù)值在20 ～25 ℃。低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)主要設(shè)置的供回水溫差在10 ℃左右?；诖?，可以確定在流量上會相差兩倍以上。按照熱量確定壁掛爐會由于流量部分不符合設(shè)計(jì)需求，難以保證室內(nèi)溫度與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。在小區(qū)別墅設(shè)計(jì)中，其層數(shù)為2 ～3 層，建筑面積可確定為170 ～200 m2，耗熱量計(jì)算后可確定為10 000 W 左右。按照這一熱量數(shù)值配置壁掛爐，從供應(yīng)角度上難以滿足室內(nèi)實(shí)際設(shè)計(jì)溫度。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是配置壁掛爐內(nèi)循環(huán)水泵流量等部分難以滿足系統(tǒng)要求。

燃?xì)鉅t運(yùn)行過程中會出現(xiàn)空氣污染問題。天然氣是清潔燃料，但是需要將熱量分散到不同的位置。在使用高層住宅過程中，由于CO2以及CO 等排放不夠順利，因此會對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響。結(jié)合相應(yīng)環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)，投入使用的高層住宅小區(qū)中，碳氧化合物濃度偏高，最高數(shù)值超過國家標(biāo)準(zhǔn)的兩倍左右?；诖?，低溫地板輻射供暖熱源設(shè)計(jì)選擇過程中，需要對壁掛爐型號的選擇問題進(jìn)行充分分析，確?？蛻舻挠门枨蟮玫綕M足，同時(shí)在高層住宅熱源選擇過程中需綜合性分析環(huán)境影響因素。

3 低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)施工中的問題

3.1 試壓及排水

在低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)的施工過程中，需要先對建筑物的水壓強(qiáng)度進(jìn)行測試，試驗(yàn)壓力調(diào)整為0.8 MPa。若試壓過程中管道不存在泄漏現(xiàn)象，則可以正常安裝地暖管道。在完成整體的管道安裝工作后，需對整體的供暖系統(tǒng)進(jìn)行試壓，符合標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)行下一項(xiàng)工程。合格后進(jìn)行碎石混凝土填充工作，在填充時(shí)需將加熱盤管壓力保持在0.6 MPa，養(yǎng)護(hù)時(shí)泄壓到0.4 MPa，養(yǎng)護(hù)期結(jié)束后才能夠完全泄壓。此外，在北方冬季寒冷天氣下，為防止管道排水結(jié)冰而造成整個加熱盤管損壞，需要用壓縮空氣法將加熱盤管中的水吹出，從而達(dá)到保護(hù)加熱盤管的目的[3]。

3.2 供熱房間伸縮縫的布置

由于混凝土現(xiàn)澆板存在熱脹冷縮的性能，在受熱后會出現(xiàn)變形、體積膨脹的現(xiàn)象，在溫度降低后體積隨之收縮，從而產(chǎn)生裂縫。這種由變形應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫極有可能向墻體延續(xù)，最終造成墻體出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重影響建筑物的安全性，因此在施工過程中設(shè)置伸縮縫成為必不可少的環(huán)節(jié)。根據(jù)《輻射供暖供冷技術(shù)規(guī)程》（JGJ 142-2012）相關(guān)規(guī)定，當(dāng)?shù)孛婷娣e超過30 m2或邊長超過6 m 時(shí)，需要按照不大于6 m的間距設(shè)置伸縮縫。伸縮縫的寬度不能小于8 mm，在垂直結(jié)構(gòu)的交接處同樣需要預(yù)留伸縮縫，其寬度需要不小于10 mm。此外，伸縮縫中需要選用高發(fā)泡聚乙烯泡沫塑料或彈性膨脹膏等材料。

3.3 供熱房間供熱盤管布置

在低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)的施工過程中，需要根據(jù)建筑物的實(shí)際情況選擇供熱盤管的敷設(shè)形式，常見的形式有回折型、平行型以及雙平行型等。目前，大部分建筑工程采用回折型的敷設(shè)形式，該形式具有溫度分布均勻、彎曲半徑大，便于展開施工的優(yōu)點(diǎn)。此外，在建筑物的外墻處，應(yīng)當(dāng)將供熱盤管進(jìn)行平行敷設(shè)，從而使地面溫度分布更加均勻。施工人員需要根據(jù)實(shí)際盤管的散熱量與建筑物所需熱量進(jìn)行分析，及時(shí)對盤管的數(shù)量及位置進(jìn)行調(diào)整。

3.4 室溫控制方式的選擇

為了方便住戶使用，低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)在房間內(nèi)的溫度控制方式越來越多，通常分為總體控制與分環(huán)路控制兩種?？傮w控制是在指定房間或區(qū)域內(nèi)設(shè)置控制器，將分集水器的前端控制閥門與其相連，同時(shí)設(shè)置可以設(shè)定并調(diào)節(jié)整體溫度的功能，以達(dá)到對整個房間的溫度均衡的調(diào)節(jié)。分環(huán)路控制是在房屋內(nèi)的各個房間分別設(shè)置控制器，同時(shí)將分集水器在各個環(huán)路上的執(zhí)行器相連，從而達(dá)到對各個房間進(jìn)行單獨(dú)控制的目的。

3.5 共用供暖系統(tǒng)的問題

由于主要的供暖區(qū)域在住宅區(qū)，而住宅區(qū)的整體熱量供給由換熱站提供。目前，住宅區(qū)內(nèi)部的供暖系統(tǒng)普遍為散熱器及地板輻射兩種供暖系統(tǒng)。若小區(qū)內(nèi)既設(shè)置了散熱器供暖系統(tǒng)，又設(shè)置了低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)，則需要選擇適當(dāng)?shù)姆椒ūＷC小區(qū)整體的供暖效果，可以通過采取以下方法展開工作。在換熱站內(nèi)設(shè)置兩組換熱器裝置，分別為散熱器供暖系統(tǒng)與低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)提供熱量。該種方法會大大提高整體的建設(shè)成本，但同時(shí)也會增加運(yùn)行后期的節(jié)能成效。將散熱器供暖系統(tǒng)中的回流水用于低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)中，將兩種系統(tǒng)的水管環(huán)路進(jìn)行串聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)共同供暖的效果。運(yùn)用這種方法，能夠大大降低水資源的消耗，并且建設(shè)成本較低，具有很大的可行性[4]。

3.6 加熱管損傷造成隱患

在施工過程中，供暖盤管在裝車、運(yùn)輸、卸車、施工以及存放等過程中不合理，或受油漆等化學(xué)材料的污染，會大大降低盤管的使用壽命，為后期的供暖系統(tǒng)造成了巨大的安全隱患，因此應(yīng)在此環(huán)節(jié)加強(qiáng)管理，提升安全保障力度。在進(jìn)行碎石混凝土的填充工作時(shí)也要盡量減少其對盤管造成的影響[5]。此外，在建筑施工過程中需要搭建具有安全措施的腳手板，施工人員應(yīng)穿著軟底鞋，不能使用尖銳器具進(jìn)行施工，確保施工器具不接觸到盤管，同時(shí)盡量減少施工人員的踩踏次數(shù)。

相關(guān)管理人員必須對前期的運(yùn)輸環(huán)節(jié)予以高度重視，從而對供暖盤管進(jìn)行有效保護(hù)。同時(shí)，施工技術(shù)人員需要強(qiáng)化施工全過程的管理效果，安裝加熱盤管前，需仔細(xì)檢查材料外觀和接頭部分，對管道與管件內(nèi)部、外部的污垢以及雜物進(jìn)行清除。實(shí)際安裝過程中，應(yīng)避免攀踏加熱管或者是放置高溫物體，地板輻射供暖工程不能與其交叉進(jìn)行，避免對加熱管造成破壞。除此之外，需與土建專業(yè)密切配合，避免管路不平，出現(xiàn)排氣不暢等問題。

4 結(jié)語

低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)具有節(jié)能高效、舒適衛(wèi)生、節(jié)省空間以及保暖隔音的優(yōu)點(diǎn)，因此受到廣大消費(fèi)者的青睞。然而，因?yàn)樵摴こ虒儆陔[蔽工程，容易產(chǎn)生潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，所以要在技術(shù)應(yīng)用與實(shí)施方面進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，從而有效避免地暖地面開裂導(dǎo)致的工程返工現(xiàn)象，同時(shí)要嚴(yán)格按照方案要求來執(zhí)行，提升低溫?zé)崴匕遢椛涔┡募夹g(shù)水平，為居民提供高質(zhì)量的居住環(huán)境。