天津城市建设管理职业技术学院 天津 300134
摘要:随着我国采暖技术的不断发展,人们的生活质量也得到了很大的提高。低温地板辐射采暖方式的普及也为人们提供了优质的生活方式,人们对室内环境质量有了更高的要求,即空气的清新卫生、温度舒适宜人、节能经济等。低温地板辐射采暖系统即能高效地使用各种低品位能源,又具有舒适、节能和有利于装饰等特点,正在住宅和公共建筑中得到越来越广泛的应用。但每一种采暖方式都有优缺点以及存在问题。只有经过分析了解,才能更好地应用它。
关键词:低温地板辐射采暖;特点;应用;分析
(一)低温地板辐射采暖概述
低温地板辐射采暖是以温度不高于60℃的热水为热媒,在加热管内循环流动,加热地板,通过地面以辐射和对流的传热方式向室内供热的采暖方式。
(二)工作原理
低温地板辐射采暖应用整个地面为散热器,通过地板辐射层中的热媒,均匀加热整个地面,利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导,来达到取暖的目的。由于在室内形成脚底至头部逐渐递减的温度梯度,从而给人以脚暖头凉的舒适感。地面辐射采暖符合中医“温足而顶凉”的健身理论,是目前最舒适的采暖方式,也是现代生活品质的象征。
二、低温地板辐射采暖的应用现状
低温地板辐射采暖(即地暖)是一种利用建筑物内部地面进行采暖的系统。它以低温热水为热媒,通过埋设在地板内的塑料管把地板加热,以整个地面作为散热面,均匀的向室内辐射热量,是一种对房间微气候进行调节的节能采暖系统。低温地板辐射采暖起源于北美、北欧的发达国家,该技术在欧洲已有多年的使用和发展历史。
由于我国资源紧缺以及环境污染问题的日益凸现,国家对能源政策进行了调整,不少地区已经开始实施电费“分时计价”,并鼓励用户使用可再生能源,目前我国集中供热的燃料大多是煤炭,其对大气的污染可想而知,而近几年国内流行使用燃气挂壁炉来提供低温热水,在一定程度上把烟气分散到城市的各个角落,加剧了居住环境的污染,鉴于这些原因,一些学者开始从事太阳能、空气源热泵、地源热泵联合运行等技术在低温地板辐射采暖系统上的应用研究。从2000年起,我国地暖安装面积年增长率高达60%以上,到2005年,采暖安装面积已突破5000万平方米。
四、低温地板辐射采暖的特点
(一) 节约能源,减少环境污染
在相同的舒适度条件下,低温地板辐射采暖的室内设计温度要比散热器采暖的室内设计温度低1-2℃。在通常情况下,住宅室内采暖温度每降低1℃,可以节约燃料10%。低温地板辐射采暖供水温度较低(一般不超过60℃),因此热水加热时消耗的热量。以及管网传送热水时的消耗较少。比传统的采暖方式节能20%-30%
(二) 室内热舒适性好,卫生保健
低温地板辐射采暖提高了室内平均辐射温度,室内地表温度均匀,室温自下而上递减给人以脚暖头凉的良好感觉,符合了“温足凉顶”的中医健身理论,能改善人体血液循环,促进人体新陈代谢;同时,这种采暖方式不易造成空气对流,减少了室内因对流所产生的尘埃飞扬及沉积,可减少室内空气的二次污染,消除了散热器和管道积沉对室内微气候的影响,从而改善室内空气品质。
(三)初投资不高,维护费用低
随着化学建材的研究水平和生产水平的迅速发展,使得地板采暖系统的初投资已经低于中档散热器系统。由于地板采暖系统属隐蔽工程,只要设计合理、施工得当,管材质量有所保证,后期几乎不需要什么维修,自然维护费用极低。
(四)提高了房间的使用面积
室内取消了散热器和立、支管,使室内使用面积提高5%-10%,同时便于室内装修时家具的布置。
(五) 保温隔音,使用寿命长
地板采暖系统的填充层厚度约为60mm,不仅有较强的蓄热功能,还可以大大减少上层对下层的噪音干扰。在使用寿命方面,由于腐蚀等因素的存在,传统供热设备的寿命通常不超过20年,而地板采暖系统的加热管埋入地面的混凝土中,如无人为破坏,使用寿命均在50年以上。
(六) 便于分户热计量的实现和实施智能控制
地板采暖是一种独立采暖方式,每户可自成一个闭合环路,既能满足计量要求,又具有调控室内温度的功能,是一种适于热计算表计量方法的供热系统。使用智能温控器,能随着室外温度的变化,按照室内的温度自动调节供热,实现智能控制。低温地板辐射采暖系统具备传统采暖方式所不具备的优点,已成为一种较好的采暖方式,1999年被建设部列为先进技术予以大力推广。
五、低温地板辐射采暖在应用中的常见问题
(一)室内温度偏高,不能达到舒适的温度
造成室内温度过高的原因主要是因为对辐射温度的设计不合理导致的。由于对辐射采暖设计的了解不够,把辐射采暖的热量计算方式同传统热量计算方式等同来,没有从辐射的温度实际角度考虑。辐射的采暖方式的温度不需要隔热层的传输,是直接的热量散发,在传递过程中没有造成直接的热损失,所以热量被直接的传递到室内,造成了室内温度过高,在同业昂的热量条件小,辐射地面的温度要比传统的散热器的方式的温度高。另外室内的温度也会传递到地面上,就更加重的温度的升高,所以在低温地板辐射采暖设计中必须要把该热量的传递考虑进去。
(二) 地面温度偏高
低温地板辐射采暖设计的不合理,也会导致地面的温度较高,这不但会对人们身体健康造成威胁,而且也会引发一些安全的隐患,使得室内的温度过高,影响了室内的整体布局。所以有关部门为了给设计者一些参考的资料,就对人体的舒适温度以及室内温度进行了明确的规定,只有在舒适的温度内,人们才能进行良好的工作和生活。
(三) 地面温度分布不均匀
地面温度分布沿加热管水流方向,水温逐渐降低。当两管内水温不等时,则等温线和热流线是偏向温度较低的一侧。地板辐射采暖常用的布管方式有平行排管式,蛇形排管式及回字形盘管式。第一种方式地板表面平均温度沿水的流程方向逐步均匀降低;第二种方式地板表面温度在小面积上波动大,但平均温度分布较均匀。第三种方式辐射板表面平均温度也是沿水的流程波动,如果布置合理,辐射板表面平均温度波动将很小,温度分布更均匀。
六、低温地板辐射采暖设计问题解决措施
(一)辐射采暖系统的具体设计形式
工程设计的低温地板辐射采暖系统常常采用双回管供回水系统,以保证管道供水温度相同。加热管道铺设原则:对于经常有人停留的地方,比如办公室、会议室等,地面温度最高控制在28摄氏度左右,短期有人停留的地板,比如洗手间、走廊等,地面温度不超过30摄氏度,对于无人停留的地板,比如阳台、温度控制在42摄氏度左右,以保障良好的供热效果和人体舒适度。
(二)管道的安装
工厂设计采用回行管道铺设的方式以方便技术施工和管道后期维护,管道间距设为25厘米,沿外围护结构铺设管道使管道与外墙之间间隔8厘米,以防止热量过多丧失。另外,对一些潮湿地方铺设的管道加铺防水层,防止长时间渗水使管道产生腐蚀、溴化,影响系统使用寿命。同时为防止热胀冷缩现象对地板造成伤害,在地板的细石凝土中添加了一定的放龟裂添加剂以及开设了相应的升缩缝,在防止地板开裂的同时,还起到了均匀散热的目的。
(三)安全控制措施
1)在系统最高点设置了排气阀,方便将地板进行运行过程中可能会积存的空气排出;2)加热管道铺设了一定厚度的保护层和隔离层,以保证施工管道不会因为敲击或撞击发生损坏或破裂,影响正常采暖的效果。3)每个房间内安装温控调节开关,方便人员个人情况进行温度的调节,保障舒适性。
参考文献
[1]宗杰.低温地板辐射采暖系统调节性能研究[J].天津大学学报,2003,(1).
[2]程锦红.低温地板辐射采暖设计中的问题[M].新疆低温供暖设计,2002,(4).