1,2 山東鼎超熱電設計有限公司 山東濟南 250014;
3山東省城鄉(xiāng)建設勘察院 山東濟南 250031
摘要:低溫地板輻射采暖是一種舒適、節(jié)能、環(huán)保的采暖新技術,近些年以來,被廣泛的應用于寒冷地區(qū),文章闡述了低溫地板輻射的概念與輻射采暖方式機理,對該方式的采暖可行性進行分析探討。
關鍵詞:低溫地板;輻射采暖;新技術
引言
低溫地板輻射采暖是隨著經(jīng)濟和科技的發(fā)展而產生的一項科學合理、節(jié)能高效,利于環(huán)保的先進采暖方式,是對散熱器采暖的革命。它是一種節(jié)能并對房間微氣候進行相應調節(jié)的供暖系統(tǒng),是一種公認的衛(wèi)生條件和舒適程度都十分理想的供暖方式。它通過埋設于地(樓)板上部細石混凝土層內的加熱盤管把地板加熱到表面溫度25℃~32℃,從而均勻地向室內輻射熱量的特殊裝置。能為人體提供熱量,具有管理方便、不占使用面積、衛(wèi)生條件好、無污染、節(jié)能、環(huán)保、保健、維修成本低等優(yōu)點。
1.地板采暖保溫是地板采暖工程非常重要的一個環(huán)節(jié)
地板采暖保溫施工關系到整個工程質量。傳統(tǒng)做法(全國大部分地區(qū))用密度為20~25 kg /m3的苯板做保溫材料。苯板具有良好的保溫性能,但其不可克服的缺點在很多方而影響工程質量。
(1)苯板可燃性很強,即使苯板加入阻燃劑,施工過程如遇明火,苯板產生的氣體也會給人帶來很人傷害。
(2)苯板不耐高溫,用戶使用過程中,由于水溫突然升高會造成苯板軟化,并有人量異味發(fā)生。集中供熱地暖更容易出現(xiàn)此類問題。
(3)苯板抗壓強度很低,為200~ 250 N /m2??箟簭姸鹊?,承載壓力過大時,易造成地面下沉。
(4)苯板對施工要求高:地板采暖施工前,地面必須平整,方能進行苯板的鋪設。對于預制樓板地面必須先用水泥砂漿找平,這樣既增加了建筑成本又增加了荷載,還降低了層高。
2.地板輻射采暖機理
輻射供暖系統(tǒng)按不同工作媒質或不同輻射面位置分別命名為水媒輻射供暖、電熱輻射供暖、頂板輻射供暖和地板輻射采暖等。在水媒輻射采暖中,最常用的是低溫熱水地板輻射采暖(簡稱地板輻射采暖)。
2.1有效的節(jié)約能量
人體的舒適度取決于室內平均輻身溫度(MRT),當采用地板輻射采暖時,由于室內圍護結構內表而溫度的提高,其平均輻射溫度也要加大,一般MRT比室溫高1~3℃。因此,室內設計溫度低1~3℃仍可得到同樣的舒適效果,據(jù)日本的經(jīng)驗,住宅室內采暖溫度每降低1℃,可以節(jié)約燃料10%,因此,使用該系統(tǒng)可以利用相對少的熱量,使人感受舒適,具有可觀的節(jié)能效益,其節(jié)能性還體現(xiàn)在控制方便,便于分戶計量,該系統(tǒng)形式靈活,易于實行分戶計量,若再裝有溫度控制器,就可以隨心所欲的調節(jié)溫度,自動啟閉閥門,對節(jié)約能源將更有好處。
2.2冷熱源選擇寬闊、靈活
由于地板供暖采用30~50℃的低溫熱水,因此可以充分利用低品位熱源,提高一次能源的利用效率。采暖鍋爐、地熱、天然氣、太陽能及余熱均可作為地板輻射采暖的熱源,建筑采暖設計師可根據(jù)用戶要求及周圍熱源條件選定。
2.3擴大房間的有效使用而積
由于地板輻射采暖的熱水管埋置于樓板建筑層內,主管路和控制分配器安裝在衛(wèi)生間、廚房等角落,地面上無任何管道設備,因此不占用房間和地面的有效面積(據(jù)統(tǒng)計,散熱器和室內管道包裝后約占1%~5%建筑面積)??梢?,采用這種采暖方式,不僅相對地增加了建筑面積,而且小破壞室內環(huán)境,便于室內裝修,節(jié)省裝修費用。
2.4使用壽命長
地板輻射采暖采用的PEX塑料管、鋁塑管、復介材料管等新型材料,對水質要求不高,耐腐蝕、不結垢、抗老化、易加工、地面下無接口、水阻力小、膨脹系數(shù)小,可連續(xù)使用50年以上,管材壽命與建筑壽命相當。
2.5清潔衛(wèi)生
該系統(tǒng)主要以輻射換熱為主,對流換熱量較傳統(tǒng)采暖降溫方式小,減少了室內因對流產生的塵埃飛揚以及積塵,可減少室內空氣的二次污染,消除了散熱設備和管道積塵對室內微氣候的影響。由于冷暖輻射地板系統(tǒng)增加了保溫層,這種特殊的地面構造,可以相對地減少各層間的噪音干擾。
3.推廣應用低溫地板輻射采暖的可行性及有利條件
一般而言,城市居民采暖要求隨著生活條件的提高逐漸強烈。但是,由于缺少集中供熱基礎設施的長期積累,鍋爐供熱、熱電余熱等供暖方式短期難以實現(xiàn),而空調采暖耗電量大、成本過高,舒適性差,利用天然氣這一既節(jié)能又適應環(huán)保需求的能源是可行的。單戶燃氣熱水采暖具有很大的調節(jié)靈活性,使用完全獨立,采暖溫度可以自主調節(jié),采暖時間可自行控制,各個房間溫度可自如的控制,無鍋爐房和外熱網(wǎng)熱損失,可節(jié)省外網(wǎng)建設投資。且符合按熱量收費的原則,可準確計量耗氣量。用氣量可由用戶自主控制,加上這種供熱系統(tǒng)的效率高(一般在90%以上),避免了集中供熱按面積收費造成的能源過度浪費,因而能節(jié)約燃氣。同時采暖循環(huán)的動力消耗低,可節(jié)省電能,提高燃氣管線的利用率和使用經(jīng)濟效益。從目前來看,隨著國家“西氣東輸”工程的開工建設,利用天燃氣作為熱源進行采暖顯示了良好的發(fā)展前景。
另外由于低溫熱水地板輻射采暖可利用低品位熱媒,具有較大的蓄熱性,尤其是對夏熱冬冷地區(qū)而言,采用風冷熱泵與低溫熱水地板輻射采暖相結合的系統(tǒng)是最為可行的。根據(jù)測試實驗表明,當模擬外溫為-6℃~8℃時,風冷熱泵的出水溫度為33℃~38℃,能效比為2.5;-9℃~10℃時,風冷熱泵的出水溫度為33℃~37℃,能效比為2.19,都能滿足低溫地板輻射供暖要求。熱泵機組選型時要考慮到化霜的影響,需將額定功率的設計負荷選擇稍大一些,或者考慮到極端天氣加電補熱。熱泵供暖空調一體化,替代了傳統(tǒng)的鍋爐加空調兩套裝置系統(tǒng),節(jié)省初期投資及占地和運行費用。如果采用地源熱泵,利用可再生的地能資源,制冷供熱效率要高于空氣源熱泵,能滿足極端天氣條件下供熱的要求。
4.地板輻射采暖的發(fā)展
80年代以來,隨著非金屬材料的發(fā)展,地板輻射采暖在北美、北歐以及韓國等地得到了迅速推廣和應用。據(jù)資料介紹,加拿大西部新建住宅65%家庭采用了這一采暖技術,德國也在大面積應用,韓國應用地板輻射采暖面積已占新建住宅面積的80%以上,甚至出現(xiàn)未設置地板采暖的住宅難以出售的情況。
近年來,以我國京津地區(qū)為中心的東北、華北、西北地區(qū),地板輻射采暖的應用方興未艾,且發(fā)展勢頭很猛。國家許多重要工程及民用和商用建筑都已采用了這一采暖新技術,如北京水立方國家游泳館、釣魚臺國賓館貴賓樓、亞運村國際會議中心、溫泉花園別墅、炎黃藝術館等;天津環(huán)湖小區(qū)、紅軒小區(qū);石家莊石府房地產公司辦公樓、鐵路分局住宅樓;鄭州碧波園水上樂園以及大同礦物局游泳館等。
5.結語
綜上所述,低溫地板輻射采暖是當前舒適且較為節(jié)能、環(huán)保的新型采暖技術,適合我國冬季的采暖需要,既符介國家節(jié)能環(huán)保政策,又適應人們對室內環(huán)境質量的高標準要求,利國利民,值得廣泛推廣使用。
參考文獻:
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