郝俊明 / 新疆建筑科學(xué)研究院（有限責(zé)任公司）

熱水地面輻射供暖常見問題及解決措施

郝俊明 / 新疆建筑科學(xué)研究院（有限責(zé)任公司）

分析了低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)中常見的幾個(gè)問題，探討了這些問題的成因，總結(jié)了合理的解決措施，對(duì)于熱水地面輻射供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行具有一定的指導(dǎo)意義。

熱水地面輻射供暖；加熱盤管；冷熱不均

1.引言

熱水地面輻射供暖系統(tǒng)由于具有美觀、舒適、衛(wèi)生、節(jié)能、節(jié)約空間等顯著的優(yōu)點(diǎn)，在北方地區(qū)的住宅和公共建筑中，得到了越來越廣泛地應(yīng)用。如何合理設(shè)計(jì)、發(fā)揮優(yōu)勢、更好服務(wù)用戶，是設(shè)計(jì)者和使用者所關(guān)心的問題。在此筆者就個(gè)人從事設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)熱水地面輻射供暖系統(tǒng)中常出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析說明，以期能對(duì)同行有所幫助。

2.常見的問題及解決措施

熱水地面輻射供暖系統(tǒng)在我國得到了快速發(fā)展，廣泛地應(yīng)用于各類公共建筑和住宅當(dāng)中，應(yīng)用面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)散熱器供熱建筑，成為北方地區(qū)最常采用的供熱方式之一。然而隨著應(yīng)用范圍的迅速擴(kuò)大，熱水地面輻射供暖系統(tǒng)存在的一些問題也逐漸暴露出來。

2.1 房間冷熱不均問題

工程實(shí)際當(dāng)中，經(jīng)常出現(xiàn)戶內(nèi)冷熱不均，戶與戶之間冷熱不均等冷熱失調(diào)的問題。戶內(nèi)冷熱不均往往是由于在設(shè)計(jì)、施工過程中加熱盤管的設(shè)置不合理所致。首先，應(yīng)重視區(qū)分加熱盤管的輻射方向。由于供回水有一定的溫差，供水管溫度較高，應(yīng)優(yōu)先敷設(shè)在外窗、外墻等熱負(fù)荷較大的區(qū)域，回水管敷設(shè)在房間中心位置等熱負(fù)荷較小的區(qū)域。一些設(shè)計(jì)人員往往忽視標(biāo)注管道方向，而不少施工人員也不重視管道安裝方向，錯(cuò)誤施工，造成室內(nèi)中心位置過熱，外圍較冷，達(dá)不到采暖效果。其次，加熱盤管宜采用回字形布置，臨近外窗外墻部位的加熱盤管進(jìn)行加密處理，遠(yuǎn)離外維護(hù)結(jié)構(gòu)的加熱盤管加大間距，根據(jù)不同采暖部位采取差異化設(shè)計(jì)，以加大臨近外窗外墻等熱負(fù)荷較大部位的供熱量，減少房間中心區(qū)域熱負(fù)荷較小部位的散熱量，達(dá)到供熱均衡。最后，戶內(nèi)各環(huán)路管道設(shè)計(jì)長度應(yīng)相近，各房間環(huán)路設(shè)計(jì)均勻合理，保障戶內(nèi)水力平衡。戶與戶之間冷熱不均主要是由于每戶的外窗、外墻面積不一，熱負(fù)荷差別較大，在設(shè)計(jì)過程中沒有充分考慮各戶之間的差別，而加熱盤管的間距在現(xiàn)有資料中大多推薦了諸如100mm，200mm，300mm等固定數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)手段僵化，不能靈活設(shè)計(jì)，造成山墻戶型及外墻、外窗較多的戶型偏冷，而外墻、外窗較少的戶型過熱，產(chǎn)生冷熱失調(diào)的問題。因此，應(yīng)當(dāng)重視山墻戶型及外墻、外窗較多的戶型的管路設(shè)計(jì)，同時(shí)加強(qiáng)水力平衡計(jì)算和調(diào)節(jié)，達(dá)到采暖效果。

2.2 房間溫度過熱問題

國內(nèi)地面輻射供暖系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用普遍存在過熱現(xiàn)象，中間層的過熱現(xiàn)象尤為突出。究其原因，一是由于集中供熱鍋爐房的調(diào)控手段單一，運(yùn)行粗放，精細(xì)化程度較低，對(duì)氣候變化反應(yīng)不及時(shí)所致。二是地面輻射供暖系統(tǒng)的熱傳遞方式以輻射占主導(dǎo)，因此同樣舒適條件下，低溫?zé)崴匕遢椛洳膳氖覂?nèi)設(shè)計(jì)溫度比對(duì)流散熱器采暖的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度低2～3℃，節(jié)能性較好。亦即在室內(nèi)平均溫度相同的情況下，地面輻射供暖的實(shí)感溫度會(huì)更高一些，人體的實(shí)際感受會(huì)更熱一些。三是樓內(nèi)冷熱平衡失調(diào)，山墻及頂層戶型供熱量不足，為了滿足山墻及頂層戶型的供熱效果，供熱單位往往會(huì)采用增加全樓整體供熱量的辦法，導(dǎo)致中間戶型過熱。因此，解決過熱問題還需從設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)行調(diào)節(jié)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)化，共同努力共同解決。

2.3 調(diào)節(jié)困難問題

在工程實(shí)踐中地面輻射供暖系統(tǒng)的調(diào)節(jié)存在一定的困難。其主要原因是調(diào)節(jié)裝置性能欠佳。雖然《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《輻射供暖供冷技術(shù)規(guī)程》中都提出要求“低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)應(yīng)具有室溫控制功能”，然而實(shí)際工程當(dāng)中因?yàn)樵靸r(jià)問題，實(shí)際安裝的室溫調(diào)控裝置調(diào)節(jié)效果不太理想，效果較好的室溫調(diào)控裝置造價(jià)又太高，造成大部分調(diào)節(jié)裝置難以達(dá)到調(diào)節(jié)效果。另外，由于加熱盤管長度和均衡性的需求，要達(dá)到分室控制的要求，在實(shí)際管路設(shè)計(jì)當(dāng)中確實(shí)存在非常大的難度，很難做到。因此，要解決地面輻射供暖系統(tǒng)調(diào)節(jié)困難的問題，一方面在設(shè)計(jì)中加熱盤管盡量做到分室控制，同時(shí)加強(qiáng)室溫調(diào)控裝置，設(shè)置自動(dòng)控制閥，實(shí)現(xiàn)室溫調(diào)節(jié)。

2.4 層間傳熱問題

對(duì)于地面輻射供暖系統(tǒng)，樓板向上及向下均有傳熱。在30mm厚聚苯乙烯泡沫塑料保溫層的條件下，向下傳熱損失已接近地面散熱量的20%，且其值隨著面層熱阻的增加、水溫的降低而增加。在常見的住宅設(shè)計(jì)中，垂直相鄰各房間均采用地面輻射供暖系統(tǒng)，除頂層外的標(biāo)準(zhǔn)層房間的得熱量Q為本層樓板向上傳熱量Q1與來自上一層樓板的向下傳熱量Q2上之和，即Q=Q1+Q2上。一般各層地板結(jié)構(gòu)相同，本層樓板向下散熱量Q2可視為與來自上一層樓板的向下傳熱量Q2上相等，即Q=Q1+Q2 。建筑的層間傳熱對(duì)于采用集中熱源的建筑來說不算是太大問題。由于集中供熱的局限性，目前也有大量的建筑采用分戶燃?xì)獗趻鞝t作為供熱熱源，此種供熱形式從實(shí)踐來看也可以滿足供熱的需要。但是由于住房空置率、個(gè)人生活習(xí)慣等分戶供熱的不確定性，往往會(huì)出現(xiàn)大量的熱量從本層樓板向下散失，而缺少來自上一層樓板向下傳遞的熱量來補(bǔ)充，導(dǎo)致該用戶采暖成本大幅增加，造成能源及經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。因此，層間傳熱問題對(duì)采用分戶燃?xì)獗趻鞝t作為供熱熱源的建筑產(chǎn)生的影響非常突出，應(yīng)該采取增加層間絕熱層等措施，減少此類建筑的層間傳熱問題。

2.5 維修困難問題

地面輻射供暖系統(tǒng)的加熱盤管暗埋敷設(shè)在地面建筑墊層里，一旦出現(xiàn)破裂、漏水現(xiàn)象維修十分困難。其一是確定漏水點(diǎn)十分困難。由于地面輻射供暖系統(tǒng)的加熱盤管敷設(shè)在地面建筑墊層里，一旦加熱盤管漏水，水會(huì)沿著墊層內(nèi)的細(xì)小縫隙和電氣穿線管四面擴(kuò)散，很難確定直接漏水點(diǎn)，需把下一層屋面顯示的漏水區(qū)域相對(duì)應(yīng)的樓面逐一敲開，找到漏水盤管。此過程工作量大，對(duì)地面及裝修破壞較大，加熱盤管易產(chǎn)生人為二次損壞。其二是破損部位維修難度較大。通常采用的PE-X管沒有熱塑性能，不能用熱熔焊接的方法連接和修復(fù)，只能采用金屬管件連接修復(fù)。采用PE-RT管的可以用管件熱熔連接修復(fù)。此兩種修復(fù)方法受制于現(xiàn)場環(huán)境和人為操作因素，不易保證長期運(yùn)行和使用壽命。因此，地面輻射供暖系統(tǒng)應(yīng)盡量減少和避免后期破裂、漏水現(xiàn)象，從管道的選材環(huán)節(jié)開始嚴(yán)格控制，保證管道質(zhì)量。施工過程嚴(yán)格把關(guān)，防止施工原因造成管道破損。移交及后期管理嚴(yán)格控制，限制住戶不得在地板、樓板（下層住戶）上打洞（眼），在必須打時(shí)，應(yīng)先征詢有關(guān)專業(yè)人員，并查找非布管處，方可打洞（眼），確保不破壞加熱盤管。

3.建議

3.1 對(duì)于實(shí)行分戶熱計(jì)量和采用分戶燃?xì)獗趻鞝t作為供熱熱源的建筑，建議保溫層厚度不小于40mm為宜。

3.2 由于加熱盤管是無坡度敷設(shè)，為了排除管道內(nèi)的空氣需要足夠的流速，《輻射供暖供冷技術(shù)規(guī)程》規(guī)定“加熱供冷管和輸配管流速不宜小于0.25m/s”。為保證加熱管內(nèi)水流速度，以供回水溫差10℃計(jì)算，管徑De20×1.9管道的熱負(fù)荷應(yīng)不小于2100W，管徑De25×2.3管道的熱負(fù)荷應(yīng)不小于3300W。設(shè)計(jì)人員往往忽視了對(duì)最小流速的限制，容易造成氣塞和水循環(huán)中斷，影響供熱效果。

4.結(jié)束語

地面輻射供暖系統(tǒng)是輻射供暖的一種形式，隨著建筑節(jié)能工作的推進(jìn)和該技術(shù)的日趨成熟，它無論從節(jié)約能源，室內(nèi)溫度場的分布，還是在舒適度、室內(nèi)美觀、分戶計(jì)量等各方面都較傳統(tǒng)的供暖型式具有較明顯的優(yōu)越性，但是要使地面輻射供暖系統(tǒng)發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，避免其缺點(diǎn)，使人們充分享受其優(yōu)異的供暖效果，還需設(shè)計(jì)、施工、管理等各個(gè)環(huán)節(jié)的專業(yè)人員們共同努力，才能做到更加完美。

[1]陸耀慶.供暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：中國建筑工業(yè)出版社，1987.

[2]中國建筑科學(xué)研究院.輻射供暖供冷技術(shù)規(guī)程.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012

[3]中國建筑科學(xué)研究院.民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012