李清瑞 陳文濤 馮 衛(wèi)

摘要:低溫?zé)崴椛洳膳到y(tǒng)作為采暖的一次革命,改變了人們的采暖觀念。但同其它的采暖方式相比較,地暖系統(tǒng)在設(shè)計(jì)原理和系統(tǒng)構(gòu)成,以及它的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性等方面與傳統(tǒng)的采暖方式有很大差異,不同階層和不同行業(yè)的人們對(duì)它的理解和認(rèn)識(shí)還存在著一些差異。本文對(duì)地板采暖系統(tǒng)特點(diǎn)及其優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析對(duì)比,供同行參考。

關(guān)鍵詞:低溫;輻射;采暖;設(shè)計(jì)

近年來(lái),低溫?zé)崴匕遢椛洳膳?以下簡(jiǎn)稱(chēng)地板采暖)得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì),自2004年以來(lái)山東省東營(yíng)市所開(kāi)發(fā)住宅的90%以上采用地暖形式。就地板采暖和其它的采暖方式相比較,它的設(shè)計(jì)原理和系統(tǒng)構(gòu)成,以及它的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性,不同階層和不同行業(yè)的人們對(duì)它的理解和認(rèn)識(shí)還存在著一些差異。所以研究地板采暖項(xiàng)目的管理、優(yōu)化地板采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析它的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性就顯得十分必要。

1 地板采暖系統(tǒng)簡(jiǎn)介

地板采暖熱水系統(tǒng)全稱(chēng)低溫?zé)崴匕遢椛洳膳?包括熱源(一般多數(shù)為集體供熱或是燃?xì)獗趻鞝t)、地暖盤(pán)管、分水器、溫控系統(tǒng),將地暖管道暗埋在地面地板下,利用地暖盤(pán)管和鋁板散熱,熱量從地板均勻輻射散熱,非常符合人體對(duì)采暖的舒適需求,符合“溫足涼頂”,“暖人先暖腳”的中醫(yī)論,可防止因天寒受涼而造成的腿部疾病,對(duì)老年人和兒童尤為適用。

通過(guò)分水器控制各房間的采暖溫度及開(kāi)關(guān),同時(shí)滿足2個(gè)衛(wèi)生間恒溫?zé)崴?。濕式地暖運(yùn)行費(fèi)用略高于散熱器采暖,采暖溫度提升時(shí)間較長(zhǎng);干式地暖平均可節(jié)約20%的運(yùn)行費(fèi)用,且升溫時(shí)間較短,不影響層高,是目前最流行的地暖方式。

2 地暖系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

2.1 地暖系統(tǒng)的特點(diǎn)

根據(jù)人體的供暖需求,理想的室內(nèi)溫度應(yīng)當(dāng)是中醫(yī)所提倡的“溫足而涼頂”?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)也證明,腳部毛細(xì)血管較少,血液循環(huán)不如身體其它部位,尤其當(dāng)腳下溫度低時(shí),人的全身都會(huì)感到寒冷,長(zhǎng)期如此,血壓也會(huì)相應(yīng)升高,還會(huì)產(chǎn)生其它疾病。

傳統(tǒng)采熱方式下,由于熱空氣往上升,房間內(nèi)天花板處的溫度偏高,地板附近溫度偏低,這種上高下低的溫度分配正好與我們體感舒適的要求相反,造成頭部燥熱,腿部和腳卻仍舊寒冷的不舒服感覺(jué)。

2.2 地暖系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

不占層高和空間:節(jié)省墻面空間,室內(nèi)潔凈,濕式地暖需占層面6-8cm層高,干式地暖安裝在地塄層間隙內(nèi),高度為2.5-3cm,和地塄高度相等,既不影響層高又保持地板良好的腳感;

室內(nèi)空氣更加潔凈。采用散熱片取暖,散熱片的溫度較好,一般出水溫度在70℃以上,當(dāng)溫度達(dá)到80℃時(shí),就會(huì)產(chǎn)生灰塵圍(碳化塵),使散熱片上方的墻上常常布滿灰塵的斑跡,同時(shí)加大了室內(nèi)空氣的流動(dòng),使空氣變得污濁。相比之下,地板低溫輻射采暖可以完全消除灰塵圍和污濁空氣的對(duì)流,給人一個(gè)清新、溫暖、健康的環(huán)境。

高效率節(jié)省能源。由于地暖的輻射面大,相對(duì)要求供水溫度低,只需40-50℃,如果選用16℃參數(shù)設(shè)計(jì),可達(dá)到20℃的采暖效果,是一種高效節(jié)能的采暖系統(tǒng)。此外,地板加熱系統(tǒng)可以改善一般安放在窗戶下的傳統(tǒng)采暖片,因窗戶密封不良,散失部分熱量所影響之采暖效果。相對(duì)于使用電采暖,使用水暖更加經(jīng)濟(jì)節(jié)能。

熱效應(yīng)快:干式地暖模塊上面直接鋪設(shè)地暖地板,實(shí)現(xiàn)了地暖熱量的輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流的有機(jī)結(jié)合,熱效應(yīng)一般為30-50分鐘即可達(dá)到地暖設(shè)計(jì)溫度(18度以上)。而普通濕式地暖的熱效應(yīng)時(shí)間一般要4-5小時(shí),升溫時(shí)間縮短了6-7倍,和暖氣片的升溫時(shí)間相當(dāng);

減少噪音。地暖系統(tǒng)使用過(guò)程寂靜無(wú)聲,相對(duì)與使用空調(diào)和暖氣片采暖能為您的居室提供更加安靜舒適的居住環(huán)境。

充分增加室內(nèi)空間利用率。相對(duì)與暖氣片采暖,采用地暖取消了暖氣片及其支管,增加了使用面積,便于裝修和家具布置?？煽胤奖?通過(guò)分集水器操作簡(jiǎn)單,調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度方便,可配置室內(nèi)全自動(dòng)溫控系統(tǒng);使用壽命長(zhǎng)。低溫地板采暖,塑料管埋入地板以下的模塊或混凝土層中,如無(wú)人為破壞,使用壽命在50年以上,不腐蝕、不結(jié)垢,大大減少了暖氣片跑、冒、滴、漏水和維修給住戶帶來(lái)的煩惱,可節(jié)約維修費(fèi)用。

3 優(yōu)化地板采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通常地板采暖系統(tǒng)主要包括:隔熱層、加熱層、填充層三部分,但由于目前地板采暖設(shè)計(jì)僅參照《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》,地板采暖的設(shè)計(jì)理論尚不完善,對(duì)于地板采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和材料選用至今沒(méi)有明確要求。因此地板采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也不盡相同。

3.1 地板采暖的隔熱層

地板采暖隔熱層常用的材料為聚苯乙烯泡沫板。用于地板采暖隔熱層的聚苯乙烯泡沫板體積密度不應(yīng)小于20kg/m2,導(dǎo)熱系數(shù)不應(yīng)大于0.04W/(m.k),壓縮應(yīng)力不應(yīng)小于100Kpa。聚苯乙烯泡沫板的導(dǎo)熱系數(shù)較低,隔熱性能好。

氣泡混凝土作為隔熱層材料也是比較理想的,一般氣泡混凝土常用于建筑物屋頂保溫、地板輻射采暖、樓層隔音,它比一般的混凝土制品有著20-30倍的保溫效果,密度為300-600kg/m2是一般混凝土制品重量的1/4-1/5,因?yàn)樗闹饕煞质撬嗨钥箟簭?qiáng)度高,在保溫材料中它的抗壓強(qiáng)度是最好的。施工時(shí)只要水、電能夠滿足發(fā)泡設(shè)備的需求即可現(xiàn)場(chǎng)施工。

我們以某住宅小區(qū)一期工程和二期工程所用兩種不同隔熱材料進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)比。因?yàn)闅馀莼炷恋膶?dǎo)熱系數(shù)高于聚苯乙烯泡沫板一倍,所以用增加氣泡混凝土設(shè)計(jì)厚度來(lái)彌補(bǔ)它的隔熱性能,這樣它們的隔熱效果就會(huì)大致相同。該住宅小區(qū)一期工程地板采暖隔熱層設(shè)計(jì)為2.5cm聚苯乙烯泡沫板,二期工程地板采暖隔熱層設(shè)計(jì)為5cm氣泡混凝土,從兩種材料的物理性能上看,除去導(dǎo)熱系數(shù)以外氣泡混凝土的其它指標(biāo)都高于聚苯乙烯泡沫板。據(jù)了解5cm厚氣泡混凝土要比2.5cm厚聚苯乙烯泡沫板造價(jià)低5%-20%,所以經(jīng)濟(jì)性也是氣泡混凝土的一大優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)兩者之間的比較,我們認(rèn)為應(yīng)用氣泡混凝土作為地板采暖隔熱層是比較合理的,是值得推廣的。

另外隔熱層的設(shè)計(jì)不應(yīng)一成不變,在別墅或辦公樓等不需要分戶、層控制的項(xiàng)目中,除底層外應(yīng)取消隔熱層,考慮雙向傳熱,樓層間的熱損失不同可通過(guò)計(jì)算樓層熱負(fù)荷來(lái)平衡。

3.2 地板采暖的加熱層

地板采暖加熱層一般包括:分(集)水器、加熱管、低碳鋼絲網(wǎng)、固定卡、鍍鋁聚脂薄膜、波紋套管和伸縮縫材料等等。目前地板采暖所用分(集)水器基本類(lèi)似,大多為銅質(zhì),選用分(集)水器的直徑應(yīng)大于總供、回水管徑。從使用需求考慮,分(集)水器本身應(yīng)有過(guò)濾功能,以防止雜物進(jìn)入加熱管。設(shè)計(jì)為普通分(集)水器時(shí),應(yīng)在分(集)水器與立管連接處設(shè)置過(guò)濾器。

用于地板采暖的加熱管有交聯(lián)聚乙烯PEX、PE-RT管、無(wú)規(guī)共聚丙烯PPR管和交聯(lián)聚乙烯復(fù)合XPAP管等。其中最常用的是交聯(lián)聚乙烯PEX和PE-RT管,它具有容易彎曲、易于施工、抗老化、耐腐蝕、不結(jié)垢、承壓高、無(wú)水阻力和膨脹系數(shù)小等特點(diǎn),使用年限可達(dá)50年以上。但對(duì)管材的選擇應(yīng)根據(jù)使用年限、熱水溫度和工作壓力、系統(tǒng)水質(zhì)、材料供應(yīng)條件、施工技術(shù)和投資費(fèi)用的因素綜合考慮。

3.3 地板采暖填充層有關(guān)規(guī)范要求采用C10以上細(xì)石混凝土,但近年來(lái)一種新工藝“自流平水泥沙漿”廣泛應(yīng)用于地板采暖填充層。自流平水泥沙漿施工采用韓國(guó)進(jìn)口沙漿機(jī)自動(dòng)攪拌、輸送,施工速度快效率高,有利于加熱管等設(shè)施的成品保護(hù),而且裂縫較少,地面強(qiáng)度能充分滿足使用要求。細(xì)石混凝土施工時(shí)需要混凝土攪拌設(shè)備,一般在地板采暖施工階段,現(xiàn)場(chǎng)的混凝土攪拌設(shè)備,塔吊等已基本拆除,如果保留混凝土設(shè)備,等待地板采暖填充層施工,就會(huì)增加設(shè)備租賃費(fèi)用,而且細(xì)石混凝土大多為人工填充,不利于成品保護(hù)。

3.4 地板采暖系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)之一是易于分戶計(jì)量,在《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)采暖系統(tǒng)分戶熱計(jì)量有著明確的要求,但很多的地板采暖工程沒(méi)有把分戶熱計(jì)量和地板采暖系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來(lái),這也與供熱的商品化進(jìn)程有一定關(guān)系,但是從設(shè)計(jì)角度應(yīng)提倡分戶熱計(jì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

地板采暖系統(tǒng)在近年施工中積累了一定的經(jīng)驗(yàn),但在很多方面仍有待于規(guī)范,還需要設(shè)計(jì)單位、施工單位和相關(guān)業(yè)人員在工程實(shí)踐中不斷的總結(jié),著力改善我國(guó)低溫地暖應(yīng)用系統(tǒng),造福人民群眾。

參考文獻(xiàn)

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