地面热辐射强度（精选4篇）
地面热辐射强度 第1篇
1 实验方案
1.1 实验样品
实验样品为六安瓜片和黄山毛峰,如图1所示。六安瓜片样品为一级标准茶叶,外形呈瓜子型,具备云整、色绿、上霜、无飘叶等特质;黄山毛峰样品芽叶肥壮,匀齐隐毫,条微卷、绿润。其理化指标如表1所示。
1.2 实验方案
实验采用锥形量热仪,样品尺寸为10 cm×10 cm×1 cm,6组实验分别取六安瓜片14.59、14.60、15.02 g和黄山毛峰15.40、14.99、14.79 g。在室温为25 ℃,湿度为60%的外界环境下,调节锥形量热仪的热辐射功率,选取25 kW/m2(580 ℃)、35 kW/m2(620 ℃)和45 kW/m2(720 ℃)3种辐射强度,记六安瓜片工况为A1、A2和A3,黄山毛峰工况为B1、B2和B3,用电子点火器点燃茶叶(点燃后立即移走点火器),通过计算机辅助分析,研究不同热辐射强度下茶叶点燃时间、热释放速率、CO生成量和质量损失速率,并对两种茶叶的性质进行对比。实验照片如图2所示。
2 实验结果分析
2.1 点燃时间
点燃时间(TTI)测试结果如表2所示。由表2可知,实验热辐射强度越大,茶叶点燃时间越短,而在35～45 kW/m2时时间缩短幅度不大,说明当热辐射强度达到35 kW/m2以上时,热辐射强度的增加对点燃时间的影响会减小。在25 kW/m2热辐射强度下,黄山毛峰比六安瓜片点燃时间短65 s,可能是因为黄山毛峰的粉末和水浸出物少于六安瓜片造成的,但当热辐射强度增加时,二者的点燃时间相差较小。
2.2 热释放速率
热释放速率测试结果如图3所示。
不同热辐射强度下HRR曲线下覆盖面积大小差距不是很大。在A1工况下,六安瓜片受到热辐射作用,表观体积逐渐增大(表观体积可增至2倍),茶叶之间的孔隙率增大,烘干热解的阶段会发出“吱吱”的响声,表面冒着白色的烟雾,经过25 s后,开始加速热解,发生炭化,热释放速率呈线性增长,160 s时,瓜片被点火器点燃,在8 s时间内,热释放速率迅速增长到峰值211.08 kW/m2。因为茶叶量有限,到达峰值后没有停留,热释放速率迅速降到60 kW/m2,茶叶可燃物质不够支持有焰燃烧,所以有焰燃烧结束,在接下来的很长时间里,基本都维持在该热释放速率。当六安瓜片在A2工况下时,在10 s时间内热释放速率从0升至212 kW/m2,与A1工况下热释放速率的峰值相近,说明二者在瞬间燃烧强度接近,但二者热释放速率达到峰值前后时间差为138 s,说明在较低的热辐射强度下,只有当样品热解充分,产生足够的可燃挥发分时才能够点燃。六安瓜片在A2工况下,热释放速率下降的速度明显没有上升速度快,在60 s时,因燃烧池表面瓜片的燃烧殆尽,下层瓜片通过间隙得到较多氧气,此时可燃物质表层由底层代替,燃烧速率变化不是很大,而后再下降到40 kW/m2,在该热释放速率下保持。A3工况下六安瓜片热解,会比A2工况提前2 s开始有焰燃烧,因为没有充分预热,瓜片受到较强的热辐射强度便开始燃烧,可燃气体不是很充足,所以热释放速率没有A2和A3工况下的高,只能达到182.45 kW/m2,因开始未受到热辐射的底层茶叶让燃烧保持足够的后劲,下降阶段中热释放速率没有快速下降,全程都是一个平缓下降的过程。
在B1工况下,热释放速率峰值达到349.97 kW/m2,是A1工况下的1.66倍。对比A2和B2以及A3和B3工况,可以看出黄山毛峰的热释放速率峰值大于六安瓜片,说明黄山毛峰的火灾危险性大于六安瓜片。只有在A2和B2两种工况下,热释放速率出现了双峰,说明在35 kW/m2热辐射作用下,热释放速率达到峰值后,由于热解气体不足,火势变弱,但由于燃烧致使温度升高,燃烧盘底层的茶叶不断热解,故出现第二个波峰。
2.3 危害性评价
危害性评价采用热释放速率峰值与点燃时间比值表示,如图4所示。随着热辐射强度增加,两种茶叶的pkHRR/TTI都增加,说明热辐射强度的增加将会加大潜在危险性,在相同的热辐射强度下,黄山毛峰的pkHRR/TTI比值大于六安瓜片,说明黄山毛峰的潜在火灾危险性大于六安瓜片。当热辐射强度较小时,热辐射强度的增加显著加大潜在火灾危险性,当热辐射强度达到35 kW/m2后,热辐射强度的增加对潜在火灾危险性的变化影响不是很明显。
2.4 CO体积分数
CO气体有毒,其体积分数达到6.4×10-3就可能致人死亡,所以CO生成量也是燃烧特性的一个重要参数。图5为不同辐射强度下CO体积分数变化。
在A1工况下,前125 s的CO生成量几乎为0,说明瓜片在这阶段处于烘烤阶段,没有实质性的热解,在125～170 s有一定的CO生成量,一直保持到有焰燃烧完毕,也就是190 s后,CO生成量才开始大幅上升,经过26 s,CO体积分数峰值达到1.4×10-2。B1工况下CO体积分数和热释放速率一样明显大于A1工况,CO体积分数峰值达到2.7×10-2,是A1工况的1.91倍,说明CO体积分数与热释放速率是正相关的关系。
在A2工况下,出现的2个峰值差距不是很大,第一个峰值为1.46×10-2,在25 s后升至第二个峰值1.6×10-2,两个波峰值差值不大,均大于25 kW/m2辐射强度下的峰值。两个波峰之间的谷底为1.2×10-2。对A2和B2两种工况进行比较,两种工况均出现双波峰现象,其中B2工况CO体积分数第一个峰值小于A2工况,第二个峰值却大于A2工况,峰值出现的浓度均相对滞后,证明黄山毛峰火灾潜在危险性大于六安瓜片,但出现危险性的时刻相对滞后。
在A3工况,CO体积分数的峰值较前两者都小,第一个波峰保持了10 s左右,第二个峰值为8×10-3,波峰间距比A2工况大很多,说明在A3工况,有焰燃烧后的阴燃现象很明显。B3工况下没有出现A3工况波峰持续现象,但出现了双波峰现象,时间差相差不大。
2.5 质量损失
根据不同热辐射强度下茶叶的热解实验,得到茶叶的质量损失和损失时间,运用平均质量损失速率分析茶叶质量损失过程,得表3。由表3显然可知,在热辐射强度为35 kW/m2作用下,两种茶叶的质量损失最小,平均质量损失速率最大,证明35 kW/m2热辐射强度是六安瓜片和黄山毛峰快速燃烧的临界热辐射强度。
在25 kW/m2热辐射强度下,六安瓜片和黄山毛峰质量损失较缓慢,六安瓜片在开始阶段比黄山毛峰质量损失快,当160 s后黄山毛峰质量损失突然加快,超过六安瓜片质量损失速率,说明六安瓜片燃烧保持时间长,但燃烧强度没有黄山毛峰高。A2、A3、B2、B34种工况下质量随时间变化的曲线相似,茶叶最终残余量都为3 g左右,占总重的20%。
3 结 论
(1)点燃时间与热辐射强度有关,随热辐射强度增加点燃时间不断缩短,当热辐射强度大于35 kW/m2时,热辐射强度的增加对点燃时间的影响逐渐减小;
(2)在25 kW/m2热辐射强度下,六安瓜片的热释放速率和CO体积分数均比黄山毛峰小很多,当热释放速率升高到35 kW/m2后,六安瓜片和黄山毛峰的热释放速率和CO体积分数相差不大;
(3)六安瓜片和黄山毛峰热解时CO体积分数都比较高,峰值超过1×10-2,所以茶叶的燃烧危害性非常大;
(4)通过对热释放速率、pkHRR/TTI、CO体积分数、平均质量损失速率进行比较分析,得出黄山毛峰火灾潜在危险性比六安瓜片大。
摘要：采用锥形量热仪,选取六安瓜片和黄山毛峰分别在25、35、45kW/m2热辐射强度下,测定茶叶的点燃时间、热释放速率、CO生成量以及质量损失速率。结果表明:黄山毛峰的火灾潜在危险性大于六安瓜片;随着热辐射强度增加,茶叶的点燃时间缩短,热辐射强度大于35kW/m2后,热辐射强度的增加对点燃时间的影响越来越小;茶叶在热辐射强度为35kW/m2时热释放速率峰值最大,CO体积分数出现双峰,绝对质量损失最小,平均质量损失速率最大。
关键词：茶叶,热辐射,点燃时间,热释放速率,一氧化碳
参考文献
[1]刘干.毛茶仓库内茶叶自燃原因及预防措施[J].茶叶通讯,1991,(1):35-48.
[2]Redfern J P.Rate of Heat Release Measurement Using the ConeCalorimete[J].Journal of Thermal Analysis,1989,(35):1861-1877.
[3]ISO 5660(1991),Fire-Reaction to Fire-Rate of Heat Release fromBuilding Products[S].
浅谈低温热水地面辐射采暖优越性 第2篇
关键词：低温热水 地面辐射 采暖
0 引言
随着社会迅速发展及国家资源越来越缺乏，室内空间的充分利用，越来越多的人们把目光投向低温热水地面辐射采暖。低温热水地面辐射采暖系统三十年代初就在西欧发达国家开始沿用，由于当时金属管成本高、接口多、易腐蚀及横向膨胀系数大，易引起龟裂等诸多 问题，使地板辐射采暖技术没有大面积推广普及。从七十年代以来，随着化学工业的发展，抗老化、耐高温、热稳定性好的塑料材质取代了旧的金属管材。其成本低、不易漏、不易结垢、热效率高、膨胀系数小等优点，为低温热水地面辐射采暖系统提供了可靠的材料保证。通过大量的工程实例，其独特的采暖方式及性能倍受设计院、开发商及有关人士的欢迎。随着建筑业的发展和人民生活水平的提高，一批批宾馆、饭店、写字楼及别墅应运而生、拨地而起，而体现现代建筑布局的落地大玻璃窗和宽敞的大厅，又需要一种新的采暖结构来取代旧的采暖方式。在这种形式下，地板辐射采暖显示了其旺盛的生命力，它的普及与推广，将是一次采暖领域，新的变革。低温热水地板辐射采暖是一种利用建筑物内部地面进行采暖的系统。将塑料管敷设在楼面现浇砼层内，热水温度不超过55℃，工作压力不大于0.4兆帕的地板辐射供暖系统。该系统以整个地面作为散热面，地板在通过对流换热加热周围空气的同时，还与人体、家具及四周的维护结构进行辐射换热，从而使其表面温度提高，其辐射换热量约占总换热量的50%以上，是一种理想的采暖系统，可以有效地解决散热器采暖存在的问题。低温热水地面辐射采暖节省燃料，电力消耗低，是最经济的供暖设备。低温热水地面辐射采暖是利用埋入地面下的管道系统向室内辐射热量而使室温自下而上逐渐升高，达到采暖的目的。具有以下优点：
1 高效、节能、运行费用低
1.1 低温热水地面辐射采暖可利用余热水、太阳能、地热等各种低温热源；
1.2 低温热水地面辐射采暖方式较对流供暖方式热效率高，热量集中在人体受益的高度，较对流方式热效率高（如参数按16℃设计使用，可达到20℃的供暖效果）；热媒低温输送，整个输送过程热损失小，比传统空调节能20％左右，比传统散热器节能30％以上。低温热水地面辐射采暖温度分布均匀,无效热损失少，比一般对流采暖设计温度低2-3℃且能获得同样的舒适环境，也能使人们有同样的温暖感觉,所以温差传热损失会大大减小；可大大节省采暖耗能。并在传递过程中热量损失小。
由于取暖用循环水只需在40－50度之间，室内温度就可以达到20度以上，可以像供热水一样供暖。
2 卫生、环保，健康保健
2.1 卫生 舒适、表面温度低，不会导致室内气流的急剧流动和灰尘飞扬，减少空气中水分蒸发，减少墙面、物品和空气的污染，并可消除热设备和管道积尘面挥发的异味，从而改善了卫生条件。
2.2 环保 可用环境室内卫生明显改善，不会导致室内空气对流所产生的尘埃飞扬，可减少墙面、物品对空气污染。地板辐射采暖的供暖原理为辐射导热，与空调、暖气等通过强制对流循环热风供暖相比，空气中灰尘流动要小的多，减少了空气中有害病菌的蔓延，室内环境更加卫生清洁，有利于支气管炎、呼吸道感染和过敏性症候群的健康；空气对流减弱，水分散失较少，克服了传统散热器供暖方式造成的室内燥热、口干舌燥等不适，避免了女性皮肤因失水而过分干燥。
2.3 健康保健 中医认为“热从头生，寒从足入”。现代医学也表明，人体的内脏器官只有在适宜的温度条件下，才能保持正常生理功能。当外界变冷时，人体机能自动调节，为了不使体内热量散失，手脚血液会回流以保持内脏器官所需的温度。当脚下温度低时，脚部血管收缩，血液回流受阻，导致全身血液循环不顺畅，这样人的全身都会感到寒冷。所以暖人先要暖脚，只有脚温暖了，全身才会感觉温暖。
传统的取暖方式，房间的顶部大约有30℃，而人体所处的位置尤其是脚部仅有15℃甚至更低。坐时间久了就会感觉脚冷腿凉，腿脚受凉会增加寒腿病、关节炎的患病可能。
低温热水地面辐射采暖散热是最舒适的采暖方式，室内地表温度均匀，室温由下而上随着高度的增加温度逐步下降，这种温度曲线正好符合人的生理需求，给人以脚暖头凉的舒适感受。同时，地板采暖可促进居住者足部血液循环，从而改善全身血液循环，促进新陈代谢，并在一定程度上提高免疫能力。此外，“足热头寒”的环境可以避免犯困，有利于增强记忆力、提高学习和工作效率。同时，这种方法不易造成潮湿空气对流，使得室内十分洁净卫生，改善了家居环境。
3 热稳定性好
低温热水地面辐射采暖稳定性好，适于间歇供暖条件。地暖混凝土结构层有较好的蓄热性能，间歇供暖条件下，较之对流采暖室温变化小。但同时由于热惰性大，手动控制不好掌握。由于地面层及蓄热层蓄热量大，因此在间隙供暖的条件下室内温度变化缓慢，热稳定性好。地表温度低（18-25摄氏度）能减少空气中水分的蒸发，从而提高室内湿度。
4 节省空间、美观、安全
隐蔽安装，取消了室内传统的暖气片及其支管，不受建筑形式限制，既不占建筑面积又可使房间分隔及家具摆设随意灵活。尤其适用于大跨度或大玻璃墙装饰的建筑及展厅的采暖需要。家居生活中我们知道，我们不能在暖气及其管道周围摆放家具，这不仅相当数量的使用面积得不到应用，还经常给确定整体装修风格带来很大的麻烦。采用地板采暖，室内不再有暖气片及其支管，无形中增加2%至3%的室内使用面积。房间可以任意分隔，不仅便于装修和家具布置，对于大城市的房价，无疑是节省了数万元的费用。
5 室温调节方便
分水器中的每一个环路配置了各自的控制阀门，各户按各自所需的室温，调节流量，做到最大限度节省能源和开支。各房间温度可以独立调节，有条件的可选用室温和水温自动控制装置。地板辐射采暖采用双管并列式安装，每户各自控制循环水量，解决了多年来供暖系统无法按户正确计量收费的难题。初始建安成本低，可分区控制，计量方便，便于管理。地板辐射采暖与其它单户式供暖方式相比不增加建筑成本及运营维护成本，各房间的温度可根据需要独立调节控制，便于进行分户热计量收费。
6 保温、隔音
6.1 隔音 安静，能隔音。目前我国楼板一般选用预制板或现浇板，其隔音效果极差，楼上人走动，就影响楼下，采用地板采暖增加了保温层，具有非常好的隔音效果，可降低噪音污染。地板采暖过程寂静无声，室内环境清静，没有空调噪音
6.2 保温 热稳定性好。由于地暖特殊的地面构造，上下层不采暖时，中间层的采暖效果几乎不受影响；由于地面层及混凝土层蓄热量大，因此在间歇供暖的情况下，室内温度变化缓慢，热稳定性好。
7 使用寿命长，免维护，安全性能好，节约维修费用
加热盘管使用寿命长，系统采用盘管回路技术，暗敷管道系统中无接头，不易产生渗漏，免维修。由于地板采暖盘管全部暗埋在楼板中，所以在采暖运行中如果不是人为破坏，几乎不存在维修的问题，使用寿命在50年以上，不腐蚀、不结垢，大大减少了暖气片跑、冒、滴、漏水和维修给住户带来的烦恼，可节约维修费用。该系统只需在采暖期间定期检查过滤器即可，运行费用仅为系统泵的电力消耗。由于不存在渗漏隐患，且不易结垢、锈蚀，循环回水相对又很干净，所以正常情况下维护量很小，对于延长设备的寿命很有好处。
建筑隔声与地面辐射供暖 第3篇
随着城市建设的迅速发展和人们生活质量的提高, 创造一个高质量的居住生活环境, 已成为广大住户的迫切愿望。其中良好的住宅室内声环境, 是保证高质量居住区环境的重要组成部分。声环境包括两方面, 即室内音质问题和噪声控制问题。凡是接收者不需要的、认为有干扰的、感到厌烦的声音都是噪声。研究表明, 噪声对人们的正常生活产生明显的影响, 噪声大于45dB (A) 时, 将影响人睡眠, 噪声大于55dB (A) 时, 将引起人的情绪不安, 噪声大于75 dB (A) 时使人讨厌, 降低劳动生产率以及学习和工作效率, 噪声大于90 dB (A) 时能造成临时性听阈偏移, 大于140 dB (A) 时能造成耳急性外伤。同时, 长期噪声容易引发神经衰弱、失眠等精神障碍, 甚至诱发血压、心脏、胃肠等慢性疾病, 尤其对怀孕期间胎儿的健康、婴幼儿听力的发育和专注力的培养、脑力工作者的安眠休整、疾病患者的静养康复都存在较大潜在危害。
楼板传声是建筑噪声最主要来源之一, 混凝土楼板隔绝脚步声、跑跳声、拖动家具等撞击声的能力差, 加之有楼板内可能埋有电管、网线管、采暖管等大量管线, 空洞增多, 质量减小, 楼板隔声问题相当突出。
地面辐射供暖是指通过提升地面温度, 形成热辐射面, 依靠辐射面与人体、家具及房间其余表面的辐射热交换进行供暖的技术方法。由于地暖具有舒适、卫生、节能以及易于实现“分户计量、分时调温”等优点, 近年来在我国开始被采用后, 迅速得到推广。2007年地面辐射供暖系统在北京市铺设超过1000万平方米, 占到20%以上, 在秦皇岛等城市地暖铺设率甚至占到70%以上。由于地暖系统的特殊构造, 盘管与楼板间设有绝热层, 不仅增强了保温效果, 也起到了隔声作用。一直以来人们大多关心地暖系统的热性能与安全性能, 本文对地面辐射供暖系统对建筑隔声的影响进行论述。同时结合中国建筑材料检验认证中心正在筹建的建筑噪声测试实验室, 对地面辐射供暖系统提高楼板隔声性能的能力测试方法进行了阐述。
2 建筑隔声现状及国内要求
2.1 建筑楼板传声的现状
楼板自身有一定厚度和重量, 有一定隔绝空气声能力, 但楼板上人的活动、物体的碰撞等, 对楼下房间干扰特别严重, 通常讲楼板隔声主要是指隔绝撞击声的能力。长期以来, 我国住宅楼板隔绝撞击声性能达不到国家住宅隔声标准, 住宅、公寓等居住建筑隔声问题一直是居民对住宅质量投诉最多的问题之一, 由于楼板隔声太差, 引起上下层住户发生争吵、不和成为社会问题。其实不仅是居住建筑, 办公、教学、医院、体育等建筑, 对隔声都有相应要求, 不少旅馆公共走道或隔壁房间的噪杂声音常常影响房间内旅客的休息。
一般住宅楼板多采用钢筋混凝土现浇板 (80～120mm) 或空心楼板 (150～180mm) , 在上面再做水泥地面, 光秃实心和空心楼板的撞击声级都比较高, 隔绝撞击声性能很差。它们的撞击声级大多数是80～85dB, 与国际标准化组织要求的67dB相差甚远, 与日本的标准50～60dB相比差得更远。表1为楼板计权标准化撞击声压级与主观评价效果, 可以看出, 当楼板计权标准化撞击声压级大于75 dB (A) 时, 住户难以忍受, 不满意率达到50%以上。而普通混凝土楼板的计权标准化声压级大多都在80dB以上, 因此, 大多按混凝土楼板设计的民用住宅, 其楼板隔声都是不达标的, 严重一点讲, 这些住宅都是隔声不合格的。
2.2 我国对建筑楼板隔声的标准要求
早在1988年国家就颁布了《民用建筑隔声设计规范》 (GBJ118-1988) , 并于2005年颁布了多项标准, 对建筑室内噪声环境提出要求, 这些标准包括《建筑隔声评价标准》 (GB/T 50121-2005) , 《民用建筑设计通则》 (GB 50352-2005) , 《住宅性能评定技术标准》 (GB/T 50362-2005) 等。2008年颁布的《社会环境噪声标准》 (GB 22337-2008) 更是对建筑室内环境噪声标准提出了更严格的要求, 该标准规定卧室、医院病房、宾馆客房等区域, 昼间噪声排放限制不大于40d B (A) , 夜间不大于30d B (A) 。当前国内对建筑室内楼板隔声以及室内允许噪声级的要求主要遵循上述标准的规定, 其中《民用建筑隔声设计规范》 (GBJ118-1988) 是所有标准的基础。
根据标准要求, 室内隔声降噪设计标准共分为3个等级, 各等级等含义如下:
一级:较高标准;
二级:一般标准;
三级: (最低标准) 。
民用建筑室内允许噪声级标准见表2。
民用建筑空气声隔声标准见表3。
民用建筑撞击声隔声标准见表4。
2.3 建筑楼板隔声的主要做法
普通混凝土楼板的计权标准化声压级大多都在80dB以上, 难以满足标准对楼板隔声的要求。因此一般需要对楼板进行隔绝撞击声处理。
楼板的隔声一般包括隔绝空气传声和固体传声两方面, 这两种噪声的传播特性不同, 空气声常因传播过程中的扩散和设置屏障而大量地减弱, 因此其干扰往往局限于噪声源附近。空气声的隔绝, 首先是避免有裂缝、孔肩, 并适当增加楼板层的容重, 或采用层叠结构, 基本能满足要求。固体传声主要是通过楼面振动, 并沿房屋结构的钢性连接面传播, 最后振动结构向接受空间辐射形成空气声, 传给接受者, 因此隔绝撞击声主要为隔绝固体传声。楼板撞击声声压级决定于楼板的弹性模量、密度、厚度等因素, 又主要决定于楼板厚度。在其他条件不变的情况下, 当楼板厚度增加1倍时, 楼板下的撞击声级可降低10dB。
改善楼板隔绝撞击声性能的措施包括:
1) 在承重楼板上铺放弹性楼面, 如塑料橡胶楼面、地毯等软质弹性材料, 对于改善楼板隔绝中、高频撞击声的性能有显著作用。
2) 在楼板承重层与楼面之间设置弹性层, 即浮筑楼面以减弱结构层振动。浮筑楼面是在承重楼板上铺设弹性垫层, 再在上面做配筋的钢筋混凝土楼面层, 从而构成一个类似弹簧的隔振系统, 楼面质量越大, 垫层弹性越好, 隔声效果越好。弹性垫层一般选用岩棉板、矿棉板、橡胶板、玻璃纤维块外包橡胶做成的垫块材料。一般浮筑楼板经设计可达到国家楼板撞击声级的一级标准 (≤65dB) 。一般来说, 浮筑楼面法是最行之有效的楼板隔绝撞击声方法。图1为浮筑楼面法进行楼板隔绝撞击声的施工方案。
一般的, 楼板隔绝撞击声的施工流程为混凝土基层 (原浆抹光) 清理找补—墙体四周弹水平线—隔音垫下料、铺设—铺设塑料薄膜-+挤塑板下料、铺设—绑扎冷拔丝—灰饼细石混凝土振实、压光、养护—精装饰面层。
3) 在楼板下加设吊顶, 对改善楼板隔绝空气噪声和撞击噪声的性能都有明显改善。需要特别注意的是不可使用带有穿透孔或有缝的材料;吊顶棚与周围墙壁不可留缝, 以免漏声, 吊顶的吊点在保证吊顶安全下尽量减少, 且吊顶不宜用刚性连接。
3 地面辐射供暖对建筑隔声的作用
地面辐射供暖是指通过提升地面温度, 形成热辐射面, 依靠辐射面与人体、家具及房间其余表面的辐射热交换进行供暖的技术方法。
任何安装在地面的辐射采暖系统均包括发热体、保温 (防潮) 层、填料层等部分。地面辐射采暖在地面和楼板上要设隔热层。隔热层在地面辐射采暖中起着极其重要的作用, 它把由地面向下传的热量隔绝, 形成单一向上的单向传热, 不仅有利于分户计量, 更重要的是使室内的温度分布更趋合理, 即人们的活动空间—较低部分温度较高, 非活动空间—接近顶棚部分温度较低, 并将热能通过地面以低温辐射的形式作用于人体, 从而降低了室内平均温度, 减少了热量损失, 达到节能舒适的效果。
根据热媒的不同, 地面辐射供暖可以分为热水辐射供暖系统以及电热辐射供暖系统。热水辐射供暖系统一般向水管中通入不高于60℃的热水, 依靠热水的热量向室内供热。
根据施工工艺以及结构形式的差异, 热水辐射供暖系统又可分为传统80式地暖和薄型干法地暖两大类。图2为传统80式地暖系统, 图3为薄型干法地暖结构示意图。
发热电缆低温辐射供暖系统是以电力为能源、发热电缆为发热体, 将100%的电能转换为热能, 通过采暖房间的地面 (或墙面、顶面) 以低温热辐射的形式, 把热量送入房间。
图4为发热电缆地面辐射供暖系统结构示意图。
从上述各种地暖结构形式可以看出, 不论是何种地暖, 均需要在楼板上铺设保温、防潮层, 这与前文所述的浮筑楼板隔绝楼板撞击声的施工工艺非常相似, 因此不难推断, 室内安装地暖后, 不但可以享受舒适、卫生、节省空间的采暖, 而且在一定程度上降低楼板传声, 使得居民能够享受到更为安静的私密空间。
4 地面辐射供暖隔声性能评价
地面辐射供暖系统对楼板隔声性能的提高是其一个明显的特点, 然而, 苦于当前国内尚没有实验室提供相关的检测服务, 因此地面辐射供暖系统的隔声性能并不像其其他优势那样为人所知, 同时众多的地暖系统提供商也很少将其作为区别于传统采暖方式的一大优势进行宣传。
针对地面辐射供暖系统铺装后对楼板隔声性能有明显提高的特点, 中国建筑材料检验认证中心即将建成的建筑声学实验室可以提供相关的检测服务。该实验室为上下两层混响室, 上层实验室为发声室, 下层实验室为接收室。实验室为房中房结构, 该结构的优点为发声室和接收室背景噪声足够低, 同时在底面构造浮筑结构, 使整个实验室建立在弹簧减振系统上, 避免外界一切噪声和振动对声学测试的干扰。该实验室将满足现有国内以及国际绝大部分建筑声学标准要求, 为国内一流的建筑声学实验室。
对地面辐射供暖系统进行隔声性能测试时, 首先在上层发声室地面按照实际设计要求铺装地暖系统, 利用地板打击器或标准声源在发声室发声, 同时在发声室和接收室进行声学测试, 对测试结果进行计算分析后即可得到该地暖系统隔绝楼板传声性能的规范化结果。
4 结论
楼板传声是建筑噪声最主要来源之一, 现有普通混凝土楼板的计权标准化声压级大多隔声性能不能满足国家标准, 需要通过构造浮筑楼板、加设吊顶以及铺设弹性楼面等方式提高楼板隔绝撞击声性能, 使其满足国家现行标准要求。地面辐射供暖系统因其特殊的结构形式, 其内在具有提高楼板隔绝撞击声性能的优势, 因此地暖系统提供商应深入研究地暖系统对建筑室内环境的综合提升作用, 并不断提升地暖产品质量, 为人民群众提供更为优质的节能、环保、能够全面优化建筑环境的新型地暖系统, 推进地暖事业的发展。
摘要：楼板传声是建筑噪声最主要来源之一, 现有普通混凝土楼板的计权标准化声压级大多隔声性能不能满足国家标准, 需要通过构造浮筑楼板等方式提高楼板隔绝撞击声性能, 使其满足国家现行标准要求。地面辐射供暖系统因其特殊的结构形式, 其内在具有提高楼板隔绝撞击声性能的优势。本文对建筑楼板隔声现状、地面辐射供暖对建筑隔声的作用以及地面辐射供暖隔声效应的测试方法进行了阐述。
地面辐射采暖技术应用浅析 第4篇
1 地面辐射采暖的特点
1.1 高效节能
研究发现水对热量的吸收效率与水温成反比, 水温越高水对热量的吸收效率越低, 水温越低水对热量的吸收效率越高, 试验证明水温每升高1℃, 水对热量的吸收效率降低4%。采用地面辐射采暖所用循环水只需35~55℃之间, 室内温度就可达到20℃左右, 而传统的散热器出水温度一般在75~90℃之间, 可见地面辐射采暖与传统散热器相比, 水对热量的吸收率可提高10~15%;
采用地面辐射采暖时, 用户可在不同的区域或房间加装采暖分区温控装置或者手动阀门, 这样用户就可对不经常使用房间的温度通过调节阀门进行适当控制, 此项可节约能源15%;
由于地面辐射采暖主要靠地面辐射的方式传导热量, 室内温度下高上低, 室内空间温度变化曲线合理, 在相同条件下, 采用地板辐射采暖后室内计算温度一般可比散热器“对流采暖”方式温度低2~3℃, 研究发现室内温度每提高一度, 就要增加耗能4%, 可见地板辐射采暖室内温度能耗可减少8~12%。
对于整个采暖系统而言采用地暖辐射采暖系统比传统散热器采暖系统节能幅度可达到35%左右, 对于能源紧张的现在有着非常重大的意义。
1.2 舒适
由于地面辐射采暖系统室内温度自下而上随着高度增加室内温度逐渐下降, 室内地表温度均匀, 这种温度变化曲线正好符合人的生理需求, 能够促进人体血液循环, 给人以头凉脚暖的舒适感受。
1.3 卫生、健康环保
地面辐射采暖原理主要为地面辐射导热, 传统散热器主要通过室内冷热空气循环对流使房间温度升高, 地面辐射采暖有效地降低了室内空气循环, 大大减小了室内有害病菌的蔓延;传统散热器出水温度一般在75℃以上, 由于水温高空气对流快, 因此在散热器上方的墙面上经常布满灰尘、墙面被烟气熏黑并且不易清理, 而采用地面辐射采暖时则不会出现以上现象。
1.4 节省空间
采用地面辐射采暖可有效节省室内空间, 便于装修和家具布置, 美化居室、节省二次装修费用。
1.5 使用寿命长
地热采用的塑料盘管使用寿命很长, 由于地暖盘馆在地面内无接头, 不会产生渗漏, 避免挖开地面维修的烦恼。在正常使用情况下 (参考本文地暖使用注意事项) 地暖系统使用寿命可达到40~50年。
2 地面辐射采暖设计与施工过程中的注意事项
良好的设计是施工的基础, 设计良好与否直接关系和影响到采暖系统的使用效果, 如果设计不合理轻则会造成地面龟裂、房间温度不均衡、能源浪费、使用寿命减少等问题, 重则会造成采暖系统不能正常运行、无法使用。因此在地暖施工前必须要有合理的设计, 并且在设计时应注意以下几点:
(1) 地面辐射采暖供回水温度不宜大于55℃, 水温最高不超过60℃, 供回水温差不小于10℃, 系统正常工作压力不宜超过0.6MP, 如果水温超过60℃, 工作压力超过0.6MP, 会大大降低采暖系统的使用寿命。
(2) 传统的集中供暖串联式采暖系统不能改装地暖, 如果将集中供暖串联式采暖系统改成地暖, 会大大增加供回水阻力造成流量减小, 使整个单元采暖系统无法正常使用。集中供暖并联式采暖系统可以改为地面辐射采暖, 但是由于集中供暖系统出水温度较高, 改成地暖后采暖系统使用寿命相对较短, 一般会达到15~20年。
(3) 在地面盘管布局设计时, 盘管中心线间距不得小于100mm, 不大于300mm, 如果地面盘管间距小于100mm, 则会出现地面局部温度过高而引起地面裂缝。如果地面盘管间距过大, 则会出现地面温度分布不均匀。如果局部地面避免不了管道间距小于100mm, 则在局部过密处地面细石混凝土内附应加钢丝网以防止地面出现裂缝。加热盘管管道中心间距应控制在120~250mm之间, 紧邻外墙地面管道间距应小些, 房间中心管道间距应大些。
(4) 保证地面采暖层合理厚度 (不包括装饰面层) , 一般情况下地暖采暖层厚度为70~80mm (保温板厚20mm, 细石混凝土厚50~60mm) , 采暖管上方混凝土厚度控制在20~30mm厚之间, 如果采暖管上混凝土太厚不利于热量传导, 混凝土太薄则地面容易出现裂缝并且会降低采暖系统使用寿命 (见图所示1) 。
(5) 地面辐射采暖系统每户应至少设置一套分水器, 分水器直径大于总供直径, 分水器的安装高度必须高于地面加热管高度。每个供回水支管上均要设手动阀门或温控阀门, 以便调节每个房间的温度。
(6) 在加热盘管敷设设计时, 要合理划分不同房间不同区域的盘管管道环路, 避免不同区域的管道相互交叉造成采暖管外露或出现混凝土保护层不够。在盘管敷设设计时应尽量考虑家具的摆放位置, 在家具下方盘管间距应适当加大。一般情况下一根加热盘管总长不宜超过100m, 最长为120m。
(7) 在采暖盘管及设备安装完毕后一定要进行打压, 试验压力为1.6MP, 24h压力下降值不超过0.02MP, 水管及接头不渗不漏。地暖系统施工完毕后, 在装修时严禁在地面钻眼开洞, 以免盘管损坏。
3 地板辐射采暖技术在使用过程中的注意事项
地暖在使用过程中合理的水温对节省费用和延长采暖系统使用寿命非常重要。人体最舒适的温度一般在20℃左右, 如果室内温度过高, 室内外温差较大, 人很容易感冒, 因此选择合适的室内温度需要观念更新。在春秋季节水温在35~40℃时室内温度就可达到20℃左右, 在冬季水温在45~55℃时室内温度就可达到20℃左右, 如果水温超过60℃采暖系统的使用寿命就会减短。
初次使用采暖系统时, 对地暖的加热一定要循序渐进。在地暖盘管安装时室内温度要保持在18℃左右, 在地暖盘管安装后的头三天室内要持续保持着一温度, 三天后才可根据需要升降温度, 且每天升降温度不超过5℃。在每年第一次使用地暖时应注意缓慢升温, 第一天水温控制在18℃左右, 第二天水温控制在25℃左右, 第三天水温控制在30℃左右, 第四天才可升温至正常水温 (45℃) 左右。如果升温太快地面内水分会迅速气化, 会造成地面空鼓开裂, 并会降低采暖盘管的耐久性。
我国90%以上的建筑采用水暖管道进行采暖, 由于水中含有大量矿物质及微生物, 在条件适宜的情况下会产生大量水垢和生物粘泥, 矿物质在管道内壁结垢, 生物粘泥使管道变黑。据有关资料统计, 采用燃气壁挂炉分户采暖的供暖系统由于水质原因, 在采暖系统中平均每年管道结垢1mm, 在西北地区管道内壁结垢更厚, 水垢会导致管经变细流量减小, 如果长时间得不到有效的清洁处理, 会使地暖系统出现故障, 造成管内栓塞无法使用。地热盘管堵塞已经成为制约地暖市场发展的突出问题。因此为了保证地暖的正常使用, 可采取以下两种方法减少水垢:第一在分户式燃气炉供暖采暖系统中, 在分水器前加装过滤器或者灌装纯净水以降低微生物及矿物质含量, 从而减少结垢;在市政热力管网或小区锅炉提供热源的集中供 (下转69页) (上接74页) 暖系统中, 供暖单位一般对循环水进行了软化, 因此不必加装过滤器。第二在地热使用过程中必须定期对盘管进行清理, 一般3~5年清洗一次, 清洗时根据盘管材质选择不同酸性溶液进行清洗。
总之, 地面辐射采暖是一种节能、环保、高效的新型采暖方式, 在地暖的设计、施工及应用中应结合地暖的特点, 更好的发挥地暖技术的潜力, 使地暖技术健康的发展。
参考文献
[1]DBJ T01-49-00.低温热水地板辐射供暖应用技术规程[S].
[2]03 (05) K404.低温热水地板辐射供暖系统施工安装[S].