鄧慶平
杭州中宇建筑設(shè)計有限公司,浙江杭州 325088
我們國家自建國以來,暖通空調(diào)行業(yè)在老一輩從業(yè)人員的努力下,得到了飛速的發(fā)展。到了2000年,傳統(tǒng)的散熱器對流供暖已經(jīng)無法滿足人們對室內(nèi)熱濕環(huán)境以及建筑使用空間的要求。那么地板輻射供暖就作為一種新型、節(jié)能的供暖技術(shù),逐漸被從科研實驗室大量的運用到實際工程中來。地板輻射供暖方式于20世紀60年代的起源在歐洲。 70年代時地板供暖技術(shù)得到本質(zhì)上的提升,加速發(fā)展。而到1994年時,地板輻射供暖系統(tǒng)在歐美國家已經(jīng)得到了大量的運用。
地板輻射供暖系統(tǒng)通過低溫熱水在地埋盤管中循環(huán),以輻射換熱的傳熱方式傳導(dǎo)給室內(nèi)的供暖形式。具體傳熱過程可以如下描述,首先是低溫熱水通過加熱盤管將熱量傳遞到室內(nèi)地面,然后溫度提高之后的室內(nèi)地面通過輻射換熱的形式將熱量傳遞給室內(nèi)空氣。進而室內(nèi)空氣對人體皮膚的“熱點”傳感器產(chǎn)生刺激,從而使人感到溫暖。具體地板輻射供暖系統(tǒng)的特點可以從以下4個方面進行總結(jié)。
傳統(tǒng)的對流換熱散熱器供暖系統(tǒng)中,一般散熱器布置在外墻及外窗處,散熱大量的集中在某一處,室內(nèi)溫度不均勻。而地板輻射供暖系統(tǒng),由于在方面大部分區(qū)域都布置了散熱盤管,所以其溫度分布相對均勻,讓人感覺更為舒適。而且從人的生理學(xué)特點來講,需要一個“足熱頭寒”的舒適環(huán)境,那么在地板輻射供暖系統(tǒng)供熱時,其地表溫度要高于空氣溫度,從而可以形成地板輻射采暖系統(tǒng)特有的溫度高差條件,而這種垂直的溫度高差符合人體這一生理學(xué)特點。
地板輻射供暖系統(tǒng)在設(shè)計時,其計算負荷的室內(nèi)設(shè)計溫度比對流散熱器供暖的室內(nèi)設(shè)計溫度低2℃~3℃,降低室內(nèi)設(shè)計溫度、節(jié)約能源且衛(wèi)生。低溫熱水地板輻射供暖系統(tǒng)的散熱源是在室內(nèi)地面以下,該種系統(tǒng)的溫度分布均勻,與傳統(tǒng)的散熱器供暖系統(tǒng)相比,散熱器供暖時更容易造成空氣中積灰以及揚塵,且較之散熱器供暖干凈、整潔。
傳統(tǒng)的散熱器供暖,散熱片會占據(jù)一定的室內(nèi)空間。而地板輻射供暖由于地埋管布置在地板以下(布置高度不超過8cm,基本不影響室內(nèi)層高),所以該種散熱布置形式有效的節(jié)約了建筑面積,且同時不破壞建筑室內(nèi)環(huán)境的美觀特性,同時也避免了因包裝散熱設(shè)備帶來的能源和資金的浪費。所以就當下房產(chǎn)經(jīng)濟發(fā)展的今天,地板輻射供暖系統(tǒng)具有較大的經(jīng)濟優(yōu)勢和室內(nèi)舒適度條件。
從國家能源管理的角度出發(fā),分戶計量是目前從管理層面上非常必要的節(jié)約能源的措施。以前的散熱器供暖設(shè)計上都是整棟建筑集中計量,在進行熱量收費時,采用了分攤制度。這就導(dǎo)致各個用戶用熱用多、用少,能源費用都一樣,就會直接導(dǎo)致很多用戶無視一些不必要的供暖時間。從而導(dǎo)致能源浪費。地板輻射供暖系統(tǒng)由于其特有的管道鋪設(shè)形式,使得單個用戶的供暖系統(tǒng)可以方便的并聯(lián)于分配器上。同時,在其分配器前安裝的熱計量裝置可以很方便的進行單戶的熱計量。
通過對地板輻射供暖系統(tǒng)節(jié)能、節(jié)約土地以及增強室內(nèi)舒適度水平的幾大特點的分析,設(shè)計師在計算地面輻射供暖系統(tǒng)的熱負荷時,國家《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB 50736-2012 規(guī)定,其室內(nèi)計算溫度的取值要比對流供暖系統(tǒng)的室內(nèi)計算溫度低2℃~3℃,以確保計算的熱負荷是對流供暖系統(tǒng)計算總熱負荷的0.8~0.9之間。從單個區(qū)域來說,《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB 50736-2012 規(guī)定,局部輻射供暖系統(tǒng)的熱負荷按全面輻射供暖的熱負荷乘以表1所示數(shù)值來確定。
輻射供暖在布置散熱盤管的基本原則是,根據(jù)房間的熱工特性,保證供暖溫度均勻。所以地板輻射供暖系統(tǒng)的散熱盤管布置方式目前流行的共有3種:回折型、平行型、雙平行型。
首先,回折型是高溫、低溫管相間布置。這種布置方式有利于室內(nèi)溫度分布均勻,所以在目前的實際工程中采用的最多、最為廣泛,如圖1所示。在回折型供暖形式安裝時,是從整個盤管的中心位置,按設(shè)計的具體位置從地埋管中心點向外鋪設(shè),這種方式可以是盤管的高溫管段與低溫管段相互間隔,從而使房間內(nèi)溫度趨于均勻。
其次,平行型輻射供熱系統(tǒng)地埋管現(xiàn)場安裝時,是保證地面溫度隨著水流動的方向成曲線形逐步降低的,溫度分布是水流入口處較高,但在特定的場所較為實用。
地板輻射供暖系統(tǒng)管路的阻力共包括兩部分:沿程阻力和局部阻力。而地埋管道在目前投資范圍內(nèi)水平設(shè)置時很難做出一定的坡度,所以為了防止管內(nèi)空氣聚集形成氣塞、氣旋,所以設(shè)計時要保證流速不低于0.25m/s,常取水流速為0.25m/s~0.5m/s,單支盤管不宜超過120m,這樣能有效的保證水力平衡。
本文首先從我國地板輻射供暖的發(fā)展狀況出發(fā),在分析我國從建國以來供暖技術(shù)發(fā)展的流線基礎(chǔ)之上,分析總結(jié)了地板輻射供暖系統(tǒng)的主要特點。最后通過對地板輻射供暖系統(tǒng)在設(shè)計時應(yīng)考慮的幾個關(guān)鍵性問題的探討,總結(jié)出地板輻射供暖系統(tǒng)是適應(yīng)當前供暖發(fā)展的必然趨勢,其室內(nèi)舒適性水平大幅度提高的同時,節(jié)約了能源。