淺談地板輻射采暖技術(shù)

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     摘要：主要介紹了地板輻射采暖技術(shù)的歷史、優(yōu)缺點(diǎn)和設(shè)計(jì)上的幾個(gè)注意點(diǎn)。
    關(guān)鍵詞：地板輻射采暖、優(yōu)缺點(diǎn)、設(shè)計(jì)問(wèn)題
    一 地板輻射采暖的歷史
    地板采暖是一種既古老又嶄新的技術(shù)。在很久以前中國(guó)人就發(fā)明了火炕，而且一直延續(xù)至今，這可以看作是地板輻射采暖的雛形。地板采暖正式起源于歐洲，但是最初由于水溫及材料等一系列問(wèn)題而走過(guò)一段彎路。60年代由于采用了高溫水而引起腿部不適，影響其發(fā)展。70年代后期此問(wèn)題得到解決，地板采暖得以加速發(fā)展。到1994年為止，法國(guó)約有20%的住宅建筑裝設(shè)了地板采暖系統(tǒng)，德國(guó)為40%，奧地利為25%，瑞士為48%。而且同時(shí)期的美、日及朝鮮等國(guó)隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，成為地板輻射采暖技術(shù)發(fā)展較快的國(guó)家。
    以上各國(guó)到目前為止，低溫地板輻射采暖使用已較廣泛，而在我國(guó)由于對(duì)該系統(tǒng)的熱工性能和供暖基本規(guī)律的認(rèn)識(shí)尚不完備，對(duì)地板采暖的應(yīng)用研究起步較晚，設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行技術(shù)均不夠完善。早期主要作為輔助供暖手段，應(yīng)用于不大適合單一散熱器供暖的高大建筑空間，以及有特殊需要的場(chǎng)合，例如:侯車大廳、公共建筑大堂和游泳池等。隨著住宅建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和居住者對(duì)熱舒適度要求的提高，在住宅中的應(yīng)用逐年增加，尤其是在東北和西北地區(qū)。然而設(shè)計(jì)應(yīng)用基本上停留于照搬國(guó)外樣本或資料模式。對(duì)原理的研究上并未取得明顯的進(jìn)步，性質(zhì)上有所認(rèn)識(shí)，但量的概念仍不足。
    二 地板輻射采暖的優(yōu)缺點(diǎn)
    地板輻射供暖是熱舒適度最好的一種供暖方式，但不一定能成為住宅供暖方式的首選，更不是唯一選擇。因?yàn)槿魏我环N供暖方式，都會(huì)有其特定的優(yōu)勢(shì)和弊病，應(yīng)根據(jù)具體工程條件，將所采用供暖方式的優(yōu)勢(shì)充分加以發(fā)揮，盡可能減少其弊病。
   （一）優(yōu)點(diǎn)
    1 與其它供暖方式相比有較高的舒適度
    (1)垂直溫度場(chǎng)分布比較均勻。且溫自下而上逐漸遞減，給人以腳暖頭涼的良好感覺(jué)，符合“溫足涼頂”的中醫(yī)健身理論。
各種供暖方式垂直溫度場(chǎng)分布均勻性比較（見(jiàn)表1）

    (2)在室溫相同的條件下，距地面0.05-0.15m(人體對(duì)冷暖的敏感部位)高度的溫度，較對(duì)流供暖方式約高8-10℃，對(duì)人體生理有益。
    (3)因?yàn)橛猩鲜龅臏囟确植?，所以與對(duì)流供暖方式相比，空氣對(duì)流減弱，能減少室內(nèi)因空氣對(duì)流所產(chǎn)生的塵埃飛揚(yáng)，有較好的空氣潔凈度。
    (4)由于地面層及混凝土層蓄熱量大，因此在間歇供暖的情況下，室內(nèi)溫度變化緩慢，熱穩(wěn)定性好。
    (5)平均輻射溫度適當(dāng),可減少人體輻射散熱（見(jiàn)表2）。
    2 與其它供暖方式相比較為節(jié)能和可使用低品位熱媒
    (1)由于垂直溫度分布的差別，有效區(qū)域內(nèi)相同溫度時(shí)，平均溫度最低。
    (2)由于可減少人體輻射散熱，與對(duì)流供暖相比，可取得2-3℃的等效舒適溫度。
    以上兩項(xiàng)因素綜合，節(jié)能幅度約為10%-20%。對(duì)于住宅，主要是等效舒適溫度，節(jié)能幅度約為10%。

    3有利于建筑裝飾
    采用傳統(tǒng)散熱器采暖方式，一般100平方米占有效使用面積達(dá)2平方米左右，而且上下立管、橫管諸多，給用戶裝修和使用帶來(lái)諸多不便，還影響室內(nèi)美觀。采用低溫地板輻射采暖，管道全部埋入地下，地上用一個(gè)分集水器進(jìn)行控制，基本不占用室內(nèi)空間，方便裝修和家具布置，營(yíng)造美觀的室內(nèi)環(huán)境。
    4 有利于實(shí)施分戶熱計(jì)量
    5 有利于隔聲和降低樓板撞擊聲
    由于地暖特殊的地面構(gòu)造，上下層不采暖時(shí)，中間層的采暖效果幾乎不受影響，且可以大大減少上層對(duì)下層的噪音干擾。
6 經(jīng)濟(jì)比較并不占劣勢(shì)
    由于塑料類管材生產(chǎn)的發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，地暖的造價(jià)已呈大幅度降的趨勢(shì)，已從按建筑面積計(jì)的100元/m2，下降到60-70元/m2左右。
   （二）缺點(diǎn)
    1、僅適合于建筑熱工條件較佳的節(jié)能住宅。不節(jié)能住宅地面溫度超標(biāo)，降低舒適度。
    2、需占用空間高度至少80mm，與不設(shè)置輻射供暖的室內(nèi)其它空間形成一定高差，需增加地面荷載約120kg/m2。
    3、地面二次裝修時(shí)，易被損壞。裝修宜一次到位。
    4、因?qū)崦綔囟群土髁康囊蟛煌?，需設(shè)置單獨(dú)熱源系統(tǒng)。
    5、因熱媒溫差較小，相應(yīng)流量較大，熱媒輸送管道斷面和輸送能耗較散熱器供暖系統(tǒng)約增大一倍。
    6、地板采暖要求建筑層高增加6-8厘米，管道安裝需與土建施工同步進(jìn)行。
    7、技術(shù)原理和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料環(huán)節(jié)，仍處在認(rèn)識(shí)過(guò)程中，滯后于應(yīng)用。
    三 設(shè)計(jì)上存在的一些需解決的問(wèn)題
    目前，地板輻射供暖工程的設(shè)計(jì)幾乎都是由專業(yè)從事地板輻射供暖的工程承包單位全權(quán)負(fù)責(zé)，這些單位并不具備合法的設(shè)計(jì)資格，其實(shí)際設(shè)計(jì)水平差距較大。而如前所論及，地板輻射供暖的技術(shù)原理和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料環(huán)節(jié)，大多套用不同途徑的國(guó)外資料，與實(shí)際應(yīng)用條件有較大差異，許多深層次問(wèn)題仍處在認(rèn)識(shí)過(guò)程中。一般設(shè)計(jì)單位只是應(yīng)開(kāi)發(fā)建設(shè)單位的要求，提供按對(duì)流采暖方式的熱負(fù)荷計(jì)算結(jié)果，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果不負(fù)整體技術(shù)責(zé)任。因而設(shè)計(jì)上存在許多問(wèn)題急待加以規(guī)范。
    以下是應(yīng)解決好的設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題:
    1 設(shè)計(jì)室溫和計(jì)算室溫的確定。
    考慮等效舒適溫度，按設(shè)計(jì)室溫降低2℃作為計(jì)算室溫。
    2 按常規(guī)對(duì)流供暖方式進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算及其修正。
    按計(jì)算室溫計(jì)算負(fù)荷，不計(jì)算設(shè)有輻射供暖地板地面的傳熱量。
    3 在計(jì)算采暖熱負(fù)荷時(shí)要扣除上層地板向下的傳熱量，確定所需輻射供暖地板的有效散熱量Q1。
    輻射供暖地板向下部的散熱量Q2，按以下兩種情況計(jì)算。加熱管以下有絕熱層時(shí):Q2=0.1-0.2Q1；加熱管以下無(wú)絕熱層時(shí):Q2=0.3-0.5Q1。
    4．管路布置時(shí)應(yīng)注意保證地面溫度合適且分布均勻。
    地面溫度高低和分布均勻程度主要受埋管深度h、管間距s、布管方式等影響。有的設(shè)計(jì)人員按資料提供的地板散熱量直接查取管間距，甚至根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定管間距，而忽略了其適用條件。如某工程設(shè)計(jì)時(shí)供回水溫度為50℃/40℃，室內(nèi)溫度為18℃，管間距為250mm，地面層為木地板，地板散熱量約89W/m2。由于某種原因供回水溫度改為55℃/45℃,供回水溫差沒(méi)有變，施工時(shí)未做變更，結(jié)果實(shí)際運(yùn)行時(shí)，室內(nèi)溫度卻高達(dá)23～24℃，溫升約5～6℃，地表溫度也升高了5℃左右。
總之，低溫地板輻射采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)認(rèn)真計(jì)算，不應(yīng)簡(jiǎn)單按經(jīng)驗(yàn)套用，否則一方面將造成室內(nèi)不舒適，另一方面造成能源的浪費(fèi)。