地板采暖與建筑節能

摘要：本文論述了低溫輻射地板采暖對建筑節能的重要性。并通過實例：盤錦某化工廠生產管理區的辦公樓，介紹地熱系統設計與常規散熱器采暖的區別，以及優缺點和實際應用中應注意的問題。

關鍵詞：低溫地板輻射采暖 節能建筑

1 緒論

在這個“以塑代鋼”的時代，地板采暖作為一項流行的新技術成為一種具有發展前途的新型采暖方式。低溫熱水地板輻射采暖是將熱水管埋置在地面內，通過整個地面作為散熱面，地板再通過對流換熱加熱周圍空氣的同時還與四周的圍護結構和人體進行輻射換熱從而達到供暖的效果，其中輻射換熱量占總換熱量的50%，對促進建筑節能的實施發揮著重要的作用。

2 設計中存在的一些問題

2.1 熱負荷計算問題

這是一個四層的辦公樓，總高度為15.6m，由于受到地理區域因素的制約，盤錦處于嚴寒的北方地區，冬天的采暖熱負荷相對于其它城市要大的多，根據查詢相關技術規程得知有兩種方法來確定地暖的熱負荷：①取對流采暖系統（即散熱器采暖）總熱負荷的90%-95%。②將室內計算溫度的取值比對流采暖系統的室內計算溫度低2℃。這里聲明的是地暖的供回水溫度一般在50℃-60℃之間，而傳統的散熱器采暖系統在70℃-95℃之間。其次，地板采暖的形式是由地面輻射向外散熱，這樣就不用考慮空間問題，最后，地板的熱負荷的取值還與地板裝飾層的厚度有關，即裝飾層厚度越大，地板的表面溫度越低，均勻性越好；裝飾層厚度越小則反之。所以，在確定地暖的熱負荷時要綜合考慮各方面因素帶來的影響，避免掛一漏萬。相對于傳統的采暖負荷的算法，對設計人員的要求更高。

2.2 加熱管的選擇

加熱管是低溫地板輻射采暖的核心，選擇一個合適的管材直接影響到整個系統的散熱均勻性。現在市場一般出現的有交聯鋁塑復合（XPAP）管、聚丁烯管（PB）管、交聯聚乙烯（PE-X）管、聚丙烯（PP-R）管均可作為低溫地板輻射采暖系統的管材。但是必須明確的是有些塑料管分冷水管和熱水管，有些塑料管所承受的壓力隨溫度的升高而急劇下降。因此，在使用時應當充分考慮管材的特性，如果選用不當就會為低溫地板輻射采暖留下很大的隱患。由于加熱管是前期埋進地面，所以強調管子不能有接頭，防止漏水現象產生，PP-R管一般是熱熔連接，所以不采用，常用是PB和PE-X管。

2.3 系統形式的設計

根據傳統的采暖管路形式，此辦公樓采用上供下回，同程式系統，這樣有利于水利平衡，使得房間受熱均勻。房間內部埋管的纏繞形式有“S型（蛇型）”和“回字型”（如圖1所示）。在本次辦公樓設計中我選擇的是辦公室、接待室、會議室都采用“回字型”，洗手間采用“S型”。

根據地熱的技術規程及實際工程來看，地暖盤管的間距一般都在200～300mm之間，又因為南北朝向的方位差別，北面的房間要比南邊盤的要密些，把邊的比中間的要密些，頂層和底層要比中間層密些。所以在布置辦公樓內部管道間距時，頂層和底層的間距都是200mm，中間層一般控制在250mm或者300mm。

2.4 地板輻射采暖對結構專業的要求

低溫熱水地板采暖系統和結構專業有著密不可分的關系， 建筑物地面基層做好以后首先要敷設高效保溫和隔熱的材料，然后將塑料埋管按一定的間接固定在保溫材料上最后回填混凝土。找平層施工完畢以后再用大理石、瓷磚、塑料地板、地毯等材料做地面。在設計的初期就要提出這些條件來，在設計的時候結合本專業予以充分考慮，方便以后的埋管施工。（如圖2所示）

2.5 設計中注意的一些細節問題

在前期資料收集和查閱過程中，以及憑借老工程師們多年來在采暖上設計的一些寶貴經驗，給我在此次設計中細節處理很大的啟示和幫助。①在鋪設管道的時候在細石混凝土上部鋪設一層φ2@200的細鐵絲網可以有效防止管道過熱產生的地面裂縫；②對于面積在30平方米以上的房間，應當在細石混凝土中間設置一條6mm左右的伸縮縫。③在外墻的內側應布置與細石混凝土層高度相同的20mm厚保溫板條。

2.6 施工中注意的問題

首先，地暖不宜在低于5攝氏度的環境下施工，低于0攝氏度需要施工時現場一定要采取保暖升溫措施。主要因為塑料管的韌性、抗彎曲性能都隨溫度的降低而降低，并且低于5攝氏度時，混凝土填充層在施工和養護過程中很難保證質量。

其次，分集水器的所帶的環路不應超過8個環路，宜在開始鋪設加熱管之前進行安裝。為了保證供暖管路系統沖洗時冷水不流進加熱管，在分水器的總進水管與集水器的總出水管之間宜設置旁通管，同時旁通管上應設置閥門。

伸縮縫的連接處應當采用搭接方式且搭接寬度不小于10mm，伸縮縫與墻、柱應當有可靠的固定方式同時與地面的絕熱層連接應緊密，伸縮縫宜采用聚苯乙烯或高發泡聚乙烯泡沫塑料且伸縮縫寬度不宜小于20mm。

對于整個地暖系統來講衛生間的施工是重中之重，由于衛生間要有充分的防水、防滲漏的要求，因此衛生間應當做兩層隔離層，衛生間國門初應當設置止水墻同時在止水墻的內存應當配合土建專業做好防水。加熱管在穿越止水墻的時候要采取隔離措施，同時切記衛生器具下面一定不要鋪設盤管。

3 低溫熱水采暖系統與傳統的采暖系統的比較

3.1 對于普通的采暖房間而言，地板采暖盤管所需的地面面層厚度需加厚90mm左右，一般的辦公樓的層高大約3.0～3.4m，這樣以來，室內凈空約在2.8～3.2m，完全滿足辦公樓高度的要求。

3.2 同樣的室內外氣象條件下，盤管分布于房間地面，通過輻射傳遞熱量，減少了無效耗熱量，使熱量分布均勻，使人感到室內清新、干凈。

3.3 地板采暖都是將管埋置在地面中，不像普通散熱器那樣露在外邊，不僅增加了房間的有效使用面積，而且還提高了室內空間的利用率，方便裝修同時也避免了家具布置受限的情況。

缺點：如果裝修時地板采用傳熱系數小的木地板，房間的溫度就不容易達到設計溫度，由于地暖盤管使用的是塑料管，因此地面裝修施工時若使用鐵釘管道就容易受到損傷，因此房間在地面裝修的時候受到了一定的限制。

4 低溫熱水采暖與建筑節能

建筑節能的目的不僅是要減少能力的損失同時還要提高建筑物中能用的有效利用率，室內供暖的合理設計對于建筑節能有著不可忽視的作用。低溫輻射地板采暖作為一種新的采暖方式，有許多顯著優點，在住宅以及其他公共建筑中已經得到了越來越廣泛的應用。這次做的盤錦辦公樓按照傳統的算法算出的熱負荷是：196176.09W，而地熱只需要171341.34W，從上面可以看出地板采暖比普通采暖節能了6%，因此從長遠看，地板采暖更有利于建筑節能的推廣。

5 結束語

由于低溫地板輻射是一門新技術，發展還不是很完善，有待在今后的工作和實踐過程中逐漸的完善。雖然地板取暖目前還不能完全取代穿透的取暖方式，但是地板取暖有著傳統取暖不可比擬的優勢，相信隨著地板取暖技術的不斷完善，地板取暖必將替代傳統的散熱器取暖，促進建筑節能的有效實施。

參考文獻：

[1]低溫熱水地板輻射供暖應用技術規程.

[2]低溫熱水地板輻射供暖系統施工安裝圖集（03K404）.

[3]民用建筑節能設計標準JGJ26-95.

作者簡介：孫帆（1986-），男，安徽安慶人，本科學歷，安徽實華工程技術股份有限公司助理工程師，研究方向：暖通專業。