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低温热水地板辐射供暖的应用研究

2016-06-15 09:05 发布人:王育辉     来源: 《城市建筑》

摘要:低温热水地板辐射供暖作为暖通专业的一项新技术,在国内使用几十年,其舒适性、节能性和环保性越来越受到人们的认可,近些年在新建建筑中使用率逐年增大。对这种新兴的产物,我们要在设计、施工中尤为缜密、严谨,让这种有诸多优点的采暖方式更好地为人们服务。 
关键词:低温热水;热负荷;地板辐射;供暖;应用 
 Abstract: Low temperature hot water floor radiant heating is a new technology in HVAC, for use in the country for decades, its comfort, energy conservation and environment protection is more and more recognized by people in recent years, new building to use rate increased year by year. On this new product, we have in the design, construction especially careful, rigorous, let it have many advantages of heating way of better service for the people 
Key words: low temperature hot water; heat load; Radiant floor; heating; application 
中图分类号:TU995.3                  文献标识码:A 
一、引言 
地板辐射供暖目前在北美、北欧已是十分普及,加拿大西部65%的新建住宅采用地板采暖系统。亚洲的韩国、日本等地,地暖的普及率已超过80%。国内的地暖发源于上世纪80年代,近年来发展迅速,开发商更倾向于在新建建筑中采用地板辐射供暖,住户在选房时也将采暖方式作为参考条件之一。舒适、节能和环保等代名词逐渐成为社会对地暖的普遍评价,得到了广大消费群体的认可。作为一种国内新兴的供暖方式,人们对其优缺点及在施工中的注意事项还不是特别熟悉,地暖以热水为热媒或以发热电缆为加热元件分为低温热水地板辐射供暖和发热电缆地面辐射供暖,下面就低温热水地板辐射供暖(简称水地暖)作以简单的阐述。 
二、水地暖的组成 
水地暖一般由加热管、分(集)水器、绝热层、填充层、面层等组成:分(集)水器是在热水系统中连接各路加热管供水管(回水管)的配水装置。它相当于地暖系统的心脏,整个地暖系统的热水靠分、集水器均匀地分配到每个支路里,在地暖管内循环后汇集到一起。加热管是通过热水循环,加热地板的管道。填充层是在加热管安装完毕且水压试验合格后,加热管环路处于不小于0.4MPa的有压状态下,由土建施工方施工,安装单位密切配合,用豆石混凝土填充,豆石粒径不宜大于12mm,并宜参入适量防止龟裂的添加剂,填充层要有不小于48h的养护周期。面层一般是室内地板的装饰面,宜采用以下材料:1、水泥砂浆、混凝土地面;2、瓷砖、大理石、花岗岩等石材地面;3、符合国家标准的复合木地板、实木复合地板及耐热实木地板【1】。 

三、水地暖与传统供暖的工作原理分析 
传统采暖方式,由于热空气往上升,房间内天花板处的温度偏高,地板附近温度偏低,这种上高下低的温度分配正好与我们体感舒适的要求相反,造成头部燥热,腿部和脚却仍旧寒冷的不舒服感觉【2】。另外,空调和暖气片的传统采暖方式以点热源为主,在热源附近温度较高,离热源越远温度越低,温度在房间内的横向分布也不均匀,影响舒适度。低温热水地板辐射供暖很好地弥补了传统采暖的缺点,其工作原理是将加热管埋设于混凝土填充层中,让40~60℃的低温热水在管内循环流动,加热整个地板,使地板表面以辐射和部分对流方式向室内散热,因而形成了真正符合人体舒适要求的热环境,是一种理想的采暖系统【4】。 
四、水地暖的优缺点 
1、其优点主要表现为: 
1.1舒适、卫生、保健。辐射散热是最舒适的采暖方式,室内地面温度均匀,室温自下而上逐渐递减,给人以脚暖头凉的理想热环境,符合中国的中医健身理论。同时,这种方法不宜造成潮湿空气对流,使得室内十分洁净卫生,改善了家居环境。地板采暖给人以脚暖头凉的感觉,这种感觉与对流传热形成的头热脚凉的感觉相比,人体的舒适感受度要求会低1-3℃。因此,在采用地板采暖的室内,16℃即可达到对流采暖18℃的人体舒适度效果。 
1.2增加室内使用面积,室内各种管线均可铺设在地暖结构层中,室内取消了散热器及其立、支管。这不但增加了房间的使用面积,而且房间可以灵活分隔,便于装修和家具布置。 
1.3安静、隔音。目前我国楼板一般选用预制板或现浇板。其隔音效果极差,楼上人走动,就影响楼下,采用地板采暖增加了保温层,具有非常好的隔音效果,可降低噪音污染;地板采暖过程寂静无声,室内环境清静,这有助于人们学习或休息。 
1.4高效节能,运行费用低。地暖系统可利用低温热水,在建立同样舒适条件的前提下,室内设计温度的能耗可以比其它形式采暖降低2%-3%,提高了热效率;该系统使热量集中在人体受益的高度内,热媒低温传递(供水温度为60℃,回水温度为50℃),并且传递过程中热量损失小【3】。 
2、地暖系统也存在一定缺点: 
2.1对层高有3-8厘米左右的占用(选用保温材料、地暖管材不同,施工方案、方法不同,对层高的影响不同)。 
2.2可维修性差。地板采暖属隐蔽性工程,如果出现问题,维修非常困难,同时代价很大。 
五、水地暖在系统优化中应注意的问题 
1、设计方面 
要根据《采暖通风与空气调节设计规范》的规定进行基本耗热量计算,并按辐射采暖的特点进行校正,并进行系统水力计算和水力平衡计算,保证设计精确合理【3】。在设计中参照《地面辐射供暖技术规程》、、《低温热水地板辐射供暖系统施工安装》等规范进行严谨设计,考察工程实施地点进行合理计算,保证设计合理。 
在正常情况下,盘管的间距是由房间热负荷、供回水温度及温差、填充层及厚度、装饰面层及厚度等一系列的因素所决定的,设计时必须综合考虑。盘管的布置应与房间的热负荷分布相适应,即外墙等热负荷大的地方盘管应相对加密,而对于房间中心负荷较小的地方,盘管间距应大一些。如此,才能使室内温度均匀,减少空气对流,提高空气品质,发挥地暖效果【5】。 
2、施工方面 
2.1地面清理。铺设绝热层的地面应平整、干燥、无杂物。墙面根部应平直,且无积土和各类杂物,保持地面干净,防止损坏保温板。 
2.2 绝热层安装。绝热层可采用聚苯乙烯保温板(EPS)或挤塑聚苯乙烯保温板(XPS),当地面不需要找平层时,可直接将保温板平铺在楼板上,保温板要平整、搭接要严密,板下无空鼓及凸起现象,除将加热管固定在绝热层上的塑料卡钉穿越外,不能有其他破损【6】。在保温板面上铺一层反射膜,一层钢丝网,便于管材固定,使管距更均匀,更平直,网格间距视设计管间距而选择。 
2.3安装分、集水器。分、集水器的安装宜在开始铺设加热管之前进行安装。水平安装时(图1),宜将分水器安装在上,集水器安装在下,中心距宜为200mm,集水器中心距地面不应小于300mm;当垂直安装时,分、集水器下端距地面不应小于150mm【7】。 

图1   分、集水器水平安装 
2.4安装加热管。安装前应对材料的外观和接头进行检查,并清除管道污垢和杂物。填充层内的加热管的管段中不应有接头。另外,要采用专用工具切管,断面要平整,并应垂直于管轴线,加热管应用固定卡子将其直接固定在敷有铝箔的绝热板上。根据图纸要求将加热管盘在保温板面上,加热管的敷设间距不宜大于300mm。根据房间的格局、热工特性和保证温度均匀的原则,分别采用回形、蛇形等布置方式。加热管始、末端至分、集水器连接处的管段应设置在硬质套管内。在分、集水器附近以及其他局部加热管排列比较密集的部位,当管间距小于150mm时,加热管外部应采取设置柔性套管。 

图2  加热管铺设 
2.5水压试验。地暖系统打压前,必须事先冲洗管道,以防止管道内建筑垃圾及污物堵塞盘管系统。水压试验分别在浇捣混凝土填充层之前和混凝土填充层养护期满之后进行。地暖系统试验压力为工作压力的1.5倍,且不应小于0.6MPa。在试验压力下稳压1h,压力降不得超过0.05MPa,同时检查各连接处无渗漏为合格【8】。 
六、结束语 
随着人们生活水平的提高,对采暖的要求也是越来越高。不仅要保证温度还要做到舒适节能环保。地面辐射采暖系统正符合这种要求。然而乐观的同时我们也应该考虑到地暖存在的缺点譬如维修问题。作为设计人员及技术人员必须跟上时代的潮流,吸取经验,采取更好的办法来弥补这些缺憾,为人们美好的生活做出贡献。 
参考文献: 
[1]03K404.低温热水地板辐射供暖系统施工安装[S].北京:中国计划出版社.2008 
[2]JGJ142-2004.地面辐射供暖技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社.2004 
[3]GB50019-2003.采暖通风与空气调节设计规范[S].北京:中国计划出版社.2004.  
[4]王会斌.低温热水地面辐射供暖系统回水温度的确定[J].建筑节能,2011,(11):12-13. 
[5]张智广、陈广峰.低温热水地面辐射采暖系统的设计问题浅析[J].建筑设计管理,2010,27(6):55-56. 
[6]李海娟.低温热水地面辐射采暖系统设计探讨[J].山西建筑,2012,38(16):109-110. 
[7]王剑.浅析低温热水地面辐射供暖系统安装工艺[J].山西建筑,2011,37(23):122-123. 
[8]GB50242-2002.建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范[S].北京:中国建筑工业出版社.2002

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