根据新疆地处范围, 热工设计规范将新疆全部划在严寒和寒冷地区内, 因此, 凡公共、办公、居住等建筑都必须设计室内采暖系统。以前新疆地区采暖基本为散热器采暖。而低温地面辐射供暖从提高室内舒适度, 以及节能、节材、节省建筑空间、卫生等各方面来说, 都是一种较理想的供暖方式。地面辐射供暖还可高效的使用各种能源作为热源, 因为地面辐射采暖供回水温度为45-35℃, 具有较好的节能效果, 已被广泛应用。但并不是所有建筑都适合做地板辐射采暖。应根据建筑物形式、功能、热源种类及运行费用等来考虑。我认为此种采暖方式适合住宅及一些建筑空间较大的建筑为弥补散热器采暖、及空调热风采暖的不足, 采用此方法比较合适。 (如宾馆、商场、侯车大厅等建筑, 以及建筑为落地玻璃窗无法布置散热器等情况。)
一、地面辐射供暖应用情况
据有关资料表明:
在我国热水地面辐射供暖系统最初主要作为辅助供暖手段, 应用于只靠散热器满足不了供暖需求的高大建筑空间, 和有特殊需要的场合, 如:商场、公共建筑大堂和游泳池等。
随着居住建筑建设标准和居住者对建筑室内热环境要求的提高, 在居住建筑中的应用逐年增加, 尤其是在东北三省和西北地区广泛应用。再加上城市热源实施煤改气后, 以及今年的部分地区煤改电, 气改电后, 一次热媒水温较低, 二次换热后水温更低, 采用地面辐射采暖效果的优越性体现的更充分。地面辐射采暖的建筑达到70%以上, 所以对系统的合理性以及节能运行提出了更高的要求。
二、地面辐射供暖的利弊
地面辐射供暖, 是目前热舒适度最理想的一种采暖方式。但不一定是建筑供暖方式的首选。任何一种供暖方式, 都有它特定的优势和弊病, 要根据具体工程条件有所选取, 将所采用供暖方式的优势充分发挥, 尽可能减少其弊病。
主要优点:
1、与其它供暖方式相比有较高的舒适度。对房间微气候进行调节;与对流供暖方式相比, 辐射传热代替了空气对流传热, 保障了居住空间的舒适、健康、环保;自下向上传递热量, 没有燥热感, 减少人体辐射散热。
2、与其它供暖方式相比较为节能并可使用低品位热媒。辐射供暖在相同热舒适条件下室内温度比对流供暖室内温度低2℃。
以上两项因素综合, 采用地面辐射采暖节能幅度约为10--20%。且节约空间、舒适卫生、稳定性能好、运行寿命长、运行成本相对较低, 有利于扩大应用塑料类管材。
主要弊病:
1、适合于建筑热工条件较佳的节能建筑。对于不节能建筑, 加热盘管敷设过密, 产生灼热感, 地面温度超标, 从而降低舒适度。由于地面辐射采暖敷设盘管所需占用空间高度至少80mm, 对层高较低的建筑影响较大, 且需增加地面荷载约120kg/㎡。地面装修只能选择热阻小的瓷砖和大理石等材料, 否则增加能耗。加热盘管一旦铺设后, 地面就不可以再进行如开槽、打孔、钉钉子等改动, 否则就会破坏加热盘管, 对于建筑功能及平面布局不确定的建筑不宜采用。地面辐射采暖对热媒温度与其他采暖方式要求不同, 要设置单独热源。因热媒温差减小, 流量增大, 输送热媒管道断面和输送能耗较其他供暖系统大大增加。地面辐射采暖属隐蔽性工程, 施工及材料都要求较高, 一旦发生漏水等状况时, 不易维修且花费较高。
三、地面辐射采暖塑料类管材及其正确应用
常用于地板辐射供暖的塑料类管材有:交联聚乙烯 (PE-X) 管、交联铝塑复合 (XPAP) 管、聚丁烯 (PB) 管、耐热聚乙烯PE-RT管等。加热盘管应按系统实际工作条件综合比较后确定。
因塑料类管道与金属管道强度的主要区别是管材的抗蠕变能力和热媒的热作用。塑料类管材, 其使用年限主要取决于不同使用温度对管材的累积破坏作用, 在工作温度下, 热作用使塑料管环应力逐步下降即发生管材的“蠕变”, 以至不能满足使用压力而破坏。所以正确选用管材、壁厚以及控制供暖水温等对于地板辐射采暖系统很重要。
四、地板辐射供暖的系统设计
地板辐射供暖系统由热源、一次管网和换热机组 (带温度自动控制装置及气候补偿器) 、室内系统、室内二次管网、分集水器阀组和分室温度控制装置等组成, 每一环节都有其重要作用。
1、设计中需要注意的问题:
热负荷计算时考虑等效舒适温度, 设计室温需降低2℃作为计算室温 (也可按常规对流供暖方式进行负荷计算及其修正) 。按计算室温计算负荷, 不计算设有辐射供暖地板地面的传热量, 扣除来自上层的得热量。考虑地面覆盖物的遮挡因素和房间地面有效散热面积。根据热媒参数、管径、和散热量来选择布管方式及间距。布管时尽量做到分室温度控制。按系统压力选择管材, 进行强度计算并确定壁厚然后进行水力计算。
2、热源系统的选择:
热源系统的选择对于地板采暖尤为重要, 对于上万平方米的住宅小区, 如有集中供热热源 (一次热媒为高温水) 且无燃气管道供给的住宅小区, 采用换热站较为合适, 但对于面积过大, 超过5万平方米的小区应分片设换热站较为合适, 因地板采暖供回水水温为45-35℃, 供回水温差小, 流量大, 所需管径较大, 若供暖服务半径大, 管道用量就大, 不经济, 且系统偏大, 管道不易平衡。
若一次热媒为已经过换热的低温水75-50℃, 设计换热站时, 应考虑供暖初期和末期一次热媒温度低, 换热后二次热媒温度更低, 应增设旁通管 (一次热媒为高温水时严禁设旁通管) 。
对于新建或改建建筑, 面积小于一万平方米, 或建筑采用散热器采暖、空调热风采暖, 对于局部高大空间的大厅、门厅的采暖增设地板辐射采暖时, 应采用混水器的供暖方式, 此方式一次热媒温度为75-50℃, 混合后二次热媒水温为45-35℃。采用此方法用温控器控制一次热媒的管道流量, 能达到较好的供热效果, 此方法既可弥补供热初期和末期一次热媒水温低, 影响供热, 又比设换热站节省投资且占地面积小, 能实现自动控制。
对于有管道天然气供应的住宅小区, 附近没有集中供热热源, 采用分户燃气壁挂炉最为合适, 此方式不需设置集中热源和管网, 减少用地, 控制灵活, 用户可自主的延长供暖时间, 提高供暖质量, 可避免集中供暖开始前和停暖后室温低, 影响身体健康的情况。此方式还可供应卫生热水, 实现一举两得。给实现分户计量, 以及物业管理带来很大方便。节能住宅采用此方法运行费用低, 对近年来使用壁挂炉供暖的住户回访结果, 一个采暖季费用为16元/m2左右。此方法对房地产开发商更加有利, 销售一户, 开通一户, 避免了集中供热必须开通整个系统而浪费能源的费用。但燃气壁挂炉的应用应根据用途对供热量、管道泵扬程、气源、水源等条件综合考虑, 室内盘管敷设长度不宜太长, 尽可能做到分室控制。若分水器上设温控阀, 可达到更节能的目的。
对于建在旅游区的别墅、或周围即无锅炉房又无天然气管道的建筑物, 采用热源形式为电锅炉加蓄热水箱或低温空气源热泵加蓄热水箱的供暖方式较为合适, 利用低谷电将水加热至80-90℃储存于蓄热水箱内, 白天进行混合至45℃采暖, 此方式需要蓄热水箱容积很大, 才能降低运行费用, 故只有特殊情况下采用。
总之, 地面辐射采暖系统的设计是否合理, 取决因素很多, 应充分进行方案比选, 才能达到节能、舒适的目的。
摘要：地面辐射采暖设计实践中, 方案比选尤为重要, 并不是任何建筑都适合设计地面辐射采暖, 应根据建筑物性质功能等多方考虑后决定。设计应进行负荷计算、管材选用计算, 水力计算等环节。更重要的是热源形式选择, 合理的系统才会达到节能、经济、舒适的居住环境。
关键词：地板辐射,设计计算,热源形式
参考文献
[1] 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB 50736-2012.
[2] 《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2015.
[3] 《辐射供暖供冷技术规程》JGJ 142-2012.