地板輻射供暖系統在民用建筑供暖設計中的應用及分析

鄧慶平

杭州中宇建筑設計有限公司，浙江杭州 325088

1 我國地板輻射供暖系統發展狀況簡介

我們國家自建國以來，暖通空調行業在老一輩從業人員的努力下，得到了飛速的發展。到了2000年，傳統的散熱器對流供暖已經無法滿足人們對室內熱濕環境以及建筑使用空間的要求。那么地板輻射供暖就作為一種新型、節能的供暖技術，逐漸被從科研實驗室大量的運用到實際工程中來。地板輻射供暖方式于20世紀60年代的起源在歐洲。 70年代時地板供暖技術得到本質上的提升，加速發展。而到1994年時，地板輻射供暖系統在歐美國家已經得到了大量的運用。

2 地板輻射供暖系統的特點

地板輻射供暖系統通過低溫熱水在地埋盤管中循環，以輻射換熱的傳熱方式傳導給室內的供暖形式。具體傳熱過程可以如下描述，首先是低溫熱水通過加熱盤管將熱量傳遞到室內地面，然后溫度提高之后的室內地面通過輻射換熱的形式將熱量傳遞給室內空氣。進而室內空氣對人體皮膚的“熱點”傳感器產生刺激，從而使人感到溫暖。具體地板輻射供暖系統的特點可以從以下4個方面進行總結。

2.1 地板輻射供暖系統有效的提高室內環境舒適度水平

傳統的對流換熱散熱器供暖系統中，一般散熱器布置在外墻及外窗處，散熱大量的集中在某一處，室內溫度不均勻。而地板輻射供暖系統，由于在方面大部分區域都布置了散熱盤管，所以其溫度分布相對均勻，讓人感覺更為舒適。而且從人的生理學特點來講，需要一個“足熱頭寒”的舒適環境，那么在地板輻射供暖系統供熱時，其地表溫度要高于空氣溫度，從而可以形成地板輻射采暖系統特有的溫度高差條件，而這種垂直的溫度高差符合人體這一生理學特點。

2.2 地板輻射供暖系統相對散熱器對流供暖系統來講更為節能

地板輻射供暖系統在設計時，其計算負荷的室內設計溫度比對流散熱器供暖的室內設計溫度低2℃～3℃，降低室內設計溫度、節約能源且衛生。低溫熱水地板輻射供暖系統的散熱源是在室內地面以下，該種系統的溫度分布均勻，與傳統的散熱器供暖系統相比，散熱器供暖時更容易造成空氣中積灰以及揚塵，且較之散熱器供暖干凈、整潔。

2.3 該系統有效的節約了建筑使用面積

傳統的散熱器供暖，散熱片會占據一定的室內空間。而地板輻射供暖由于地埋管布置在地板以下（布置高度不超過8cm，基本不影響室內層高），所以該種散熱布置形式有效的節約了建筑面積，且同時不破壞建筑室內環境的美觀特性，同時也避免了因包裝散熱設備帶來的能源和資金的浪費。所以就當下房產經濟發展的今天，地板輻射供暖系統具有較大的經濟優勢和室內舒適度條件。

2.4 便于供暖分戶計量，運行管理方便

從國家能源管理的角度出發，分戶計量是目前從管理層面上非常必要的節約能源的措施。以前的散熱器供暖設計上都是整棟建筑集中計量，在進行熱量收費時，采用了分攤制度。這就導致各個用戶用熱用多、用少，能源費用都一樣，就會直接導致很多用戶無視一些不必要的供暖時間。從而導致能源浪費。地板輻射供暖系統由于其特有的管道鋪設形式，使得單個用戶的供暖系統可以方便的并聯于分配器上。同時，在其分配器前安裝的熱計量裝置可以很方便的進行單戶的熱計量。

3 地板輻射供暖系統設計關鍵技術分析

3.1 地板輻射供暖系統的熱負荷計算

通過對地板輻射供暖系統節能、節約土地以及增強室內舒適度水平的幾大特點的分析，設計師在計算地面輻射供暖系統的熱負荷時，國家《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》GB 50736-2012 規定，其室內計算溫度的取值要比對流供暖系統的室內計算溫度低2℃～3℃，以確保計算的熱負荷是對流供暖系統計算總熱負荷的0.8～0.9之間。從單個區域來說，《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》GB 50736-2012 規定，局部輻射供暖系統的熱負荷按全面輻射供暖的熱負荷乘以表1所示數值來確定。

3.2 加熱盤管不同的敷設形式對室內環境不同

輻射供暖在布置散熱盤管的基本原則是，根據房間的熱工特性，保證供暖溫度均勻。所以地板輻射供暖系統的散熱盤管布置方式目前流行的共有3種：回折型、平行型、雙平行型。

首先，回折型是高溫、低溫管相間布置。這種布置方式有利于室內溫度分布均勻，所以在目前的實際工程中采用的最多、最為廣泛，如圖1所示。在回折型供暖形式安裝時，是從整個盤管的中心位置，按設計的具體位置從地埋管中心點向外鋪設，這種方式可以是盤管的高溫管段與低溫管段相互間隔，從而使房間內溫度趨于均勻。

其次，平行型輻射供熱系統地埋管現場安裝時，是保證地面溫度隨著水流動的方向成曲線形逐步降低的，溫度分布是水流入口處較高，但在特定的場所較為實用。

3.3 地板輻射供暖系統水力平衡的處置措施

地板輻射供暖系統管路的阻力共包括兩部分：沿程阻力和局部阻力。而地埋管道在目前投資范圍內水平設置時很難做出一定的坡度，所以為了防止管內空氣聚集形成氣塞、氣旋，所以設計時要保證流速不低于0.25m/s，常取水流速為0.25m/s～0.5m/s，單支盤管不宜超過120m，這樣能有效的保證水力平衡。

4 結論

本文首先從我國地板輻射供暖的發展狀況出發，在分析我國從建國以來供暖技術發展的流線基礎之上，分析總結了地板輻射供暖系統的主要特點。最后通過對地板輻射供暖系統在設計時應考慮的幾個關鍵性問題的探討，總結出地板輻射供暖系統是適應當前供暖發展的必然趨勢，其室內舒適性水平大幅度提高的同時，節約了能源。