高層建筑地熱式供熱與通風的相關問題

陳燕

【摘 要】地熱式采暖方式已經悄然地進入了我國的建筑采暖行業，并已經在采暖行業中形成了主導的地位。由于地熱具有符合人類生理規律、保健、節能、經濟、隔震等眾多優點，因此，地熱已經在我國的采暖行業中受到了更多的青睞。

【關鍵詞】地熱采暖；優點；體會

從我國的高層建筑的采暖實踐過程之中，我們發現，做為一種新興的采暖方式，之所以能夠在極短的時間內成為主導的采暖方式，說明了其本身具有著其他采暖方式所無法與之比擬的優勢。地熱具有著節約建筑空間的優勢，在我國的絕大多數建筑的中的統計結果表明，地熱的方式相對于傳統的暖氣片采暖的方式可以節約百分之四左右的人居空間。此外。地熱也是一種更加節能的采暖方式，由于地熱使用的是低溫加熱技術，因此，較低的水溫即可為人居提供較為舒適的體驗。相對于傳統的暖氣片的采暖方式，在材料方面地熱的采暖方式節省了大量的金屬材料。而且，由于地熱采用的是較細的管材，因此，地熱采暖方式的節水特性也要比傳統的采暖方式好得多。

一、地熱采暖方式的優點

（1）采暖的舒適性好。采暖的目的是為了在嚴寒的冬季獲取溫暖的感覺，然而傳統的采暖方式必須將暖氣片加熱到較高的溫度才能使室內保持較為舒適的溫度，并且，傳統的對流式散熱方式在空氣的對流作用下，熱空氣無法得到有效的利用，因為熱空氣會浮于室內的上部空間。冷氣會下沉給人體的下肢造成寒冷的感覺。而地熱的采暖方式由于熱量來自地面，因此，人體最需要溫暖的部位最先獲得溫暖的體驗，人體的下肢一直處于溫暖的氣流包圍之中，一直處于地熱效應的最強區域。而且與傳統的對流作用不同，地熱的熱能是緩緩向上由熱變涼的，這就使得居室會形成一種上涼下暖的人居環境，而這種頭涼腳熱的環境不僅是我國中醫養生學中最為提倡的，也是最符合人體醫學與保健的一種采暖方式，更是人體的最為自然的一種方式，給人體帶來的舒適感是傳統采暖所無法與之相比的。（2）明顯的節能效果。建筑物由于并非百分百的密閉空間，因

此，其內部的熱量隨時都處在散失的過程，當季節的變化使得室內的溫度過低時，人們就需要進行采暖以保持人體的舒適感。采暖的過程其實就是以人工的制熱方式對抗建筑物的散熱方式。當制熱與散熱處于一定的對人體而言較為舒適的溫度平衡狀態之下，就實現了采暖的過程。由于傳統的對流方式采暖其供熱量較大，因此，同時其通過圍護結構向外散發的熱量也必然較大。而地熱的采暖方式由于其溫度的自底向上逐級遞減，因此其通過轉護結構向外散發的熱量也必然較小。在由我國的傳統采暖方式改造成地熱采暖以后，幾乎百分百的反應是溫度過高，因此，在改造以后，通常都會在既有的供熱程度之上適當調低兩攝氏度，這樣人體才會覺得較為舒適，當我國的絕大多數家庭都調低兩攝氏度時，整個國家節約的能源總量將是驚人的。而且，我國現行標準中地熱采暖采用的是化學材料制成的管材，而取消了原有的金屬散熱管，這就為我國節省了百分之六十左右的金屬消耗量，直接節約的金屬帶來的間接節約，就是還節約了制造金屬過程中的環境污染與能源的連鎖消耗。（3）明顯的經濟效果。在采暖尚未實行按每戶溫度與面積聯合收取采暖費用之前，進行地熱改造為國家節約了較大一部分的供熱開支，在每戶都實行按照采暖溫度與面積聯合收費之后，改造成地熱式采暖可以每年為家庭節約大量的采暖費用開支。前期進行地熱改造的費用也會逐年獲得回收，并在未來逐年持續獲得回報。如果在設計室內采暖一開始就安裝地熱的方式，將會比傳統的方式節約資金百分之十五至百分之二十五左右。（4）增加了住宅的使用面積。由于傳統的采暖方式，其采暖設施安放于室內，必然要占據較大的室內空間，而采用地熱的方式采暖的設施全部在地面以下，雖然會占去五十毫米左右的高度，但是，由于這個高度相對而言微乎其微，幾乎可以忽略不計。地熱的采暖方式完全不影響室內的房間的分割與家具的擺放，因此，這種采暖方式帶給用戶的是空間的自由感。相對于傳統的采暖方式，地熱的采暖方式通常可以為用戶節約大約百分之二至百分之四的居室空間，尤其是對于城市寸土寸金的樓房而言，這筆節約也是較為可觀的。（5）改善戶內的衛生。傳統采暖的對流在室內進入陽光以后，通過觀察可以看到地面會形成一股刮地風，這種刮地風會在地面形成持續不斷灰塵層，這種灰塵層尤其是對于幼齡的兒童的呼吸衛生是極為不利的。（6）良好的隔震效果。因在地熱采暖設施中，為保證采暖效果而鋪設的隔熱泡沫板，不僅給整個地板附加了隔熱層，同時也因其良好的彈性而兼有了地板的隔震層。基本阻斷了地板的撞擊性噪音對下層住戶的干擾，從而提高了居住的舒適度。（7）利于實現采暖分戶計熱量。因整個地面的隔熱層可以減少相鄰層戶之間的傳熱，從而減輕了相鄰層戶在不用暖時增加本戶計熱量的干擾因素，利于實現采暖分戶計熱量的公平性與合理性。（8）可降低供熱輸水能耗。因地熱管均用內壁光滑低流體阻力的塑料管又并聯連接，實踐和計算均表明：地熱采暖方式戶內設施的總水流阻力，僅為傳統采暖方式戶內設施總水流阻力的25%～

35%。從而為降低供熱輸水能耗提供了可能。如在新建采用地熱采暖方式的小區建設供熱站時，如以其戶內設施總水流阻力占水泵揚程的20%計，則可將供暖水泵的揚程選小約15%～13%，即可降低水泵電動機的功率，即降低電耗。故地熱采暖方式還為供暖部門提供了節約的潛力，也就為降低采暖的成本即采暖費創造了條件。（9）更適用于大開間建筑的采暖。因在傳統采暖方式中大都把散熱器設在建筑物的窗下和周邊。如在大開間的建筑上采用傳統采暖方式時，因其供暖需求量大而安設散熱器的位置又有限，多使采暖散熱的面積（數量）不足或不均致采暖效果很差。而地熱采暖方式是以地面散熱的形式均勻供暖，從而解決了大開間建筑采暖的這一難題，故目前北方一些大型的館場大都采用了地熱采暖方式。

二、對地熱采暖方式的幾點體會

（1）隔熱板和熱反射膜的必要性。為減少地熱向下層戶和外墻的散（傳）熱，在地熱管之下和外墻根鋪墊隔熱板和鋁箔熱反射膜是十分必要的，特別是采用高熱阻的擠塑板更為有利。（2）衛生間防水層應作在地熱層的上面。因擔心防水層被地熱所破壞，施工中有將防水層作在地熱層之下者，其結果造成了衛生間的污水滲（竄）入地熱層內，使防水層失效和污染擴大。故防水層作在地熱層之上為佳。（3）地熱采暖應作建筑熱工設計。因現在新建的建筑大都是節能型的，耗熱量已大大降低，其地熱管也應相應減短（增大管間距）。故應按建筑熱工計算設計排列地熱管。切不可套用和估計。以免造成浪費和不熱。計算時需要準確計算建筑物的面積耗熱量、圍護結構的耗熱量、空氣滲透熱量和建筑物內部得熱量等熱工值。（4）地熱采暖的分水器宜安裝在戶外。分水器宜安裝在戶外的公共管井內，如此不僅不占戶內的寶貴地面，還與采暖的戶外設施靠近而簡捷集中方便管理。因城市集中供熱站已按氣溫變化適時調節，分水器可一次調定而無需經常自行調節，故分水器設在戶外無妨。（5）地熱采暖的水管應定期清洗。因供熱管網的銹蝕、水的夾雜物、水的結垢以及為防竊水供熱部門向水中的添加劑等原因，致有部分沉積在地熱水管內而影響采暖效果，故應定期清洗水管。（6）地熱采暖的水管應防凍。未售樓盤的空戶和不開采暖戶內的地熱采暖設施，因施工試壓運行等工作其管內均有存水，故應在冬季到來之前用壓縮空氣把其存水吹凈。（7）關于模塊式地熱采暖。目前開始流行的模塊式地熱采暖方式雖有可拆卸地熱管等諸多優點，但因其熱媒向地面層散熱方式的改變，即普通地熱是由固體（細石混凝土）傳導散熱，而模塊式地熱則主要是以氣體（空氣）對流散熱，致其散熱效率降低很多。

地熱是高層建筑較為適宜的一種采暖方式，不僅因為地熱擁有較大的各方面的優勢，而且還由于地熱的鋪裝無形之中相當于為樓板加裝了一層在冬季保持混凝土不會產生過大的冷縮效應的保護層，使得混凝土在一年四季之中處于一個相對較為平緩的溫度變化之中。采用地熱的高層建筑的通風與采暖同時進行，在采用了地熱式的采暖的同時就把以往的上部濕熱空氣的問題無形之中也化解了。

參 考 文 獻

[1]梁雨晟.住宅室內地熱采暖的特征與應用中的規避問題[J].科技風.2010-12-15

[2]張正本.合理利用地暖利國利民利企[J].中國建設報.2009-09-02