淺談低溫熱水地板輻射采暖系統的優越性及問題

劉志勇

摘 要 低溫熱水地板輻射采暖系統是一種極具發展前途的供暖方式，它以其獨特的優點被廣大消費者認可。該系統以其舒適、衛生、不占房間使用面積、節能、低噪音、便于分戶計量等優點被廣大消費者認可，在工程實踐中獲得迅速的發展和越來越廣泛的應用。筆者結合這幾年的工作經驗及工程實例，淺談一下地面輻射供暖系統的應用推廣及設計施工中存在的問題。

關鍵詞 地面輻射 采暖 優越性 問題

隨著我國住房政策、能源結構及建筑節能等方面改革的逐步深入，人們的居住觀念已經從單一注重實用性、功能性等低水平的簡單要求向舒適性、環保性及智能性等高層次需求轉換，一種新的采暖方式——低溫熱水地板輻射采暖系統應運而生。該系統以其舒適、衛生、不占房間使用面積、節能、低噪音、便于分戶計量等優點被廣大消費者認可。近幾年，在我國北方地區諸多省、市得到廣泛的應用，應用率達到了70%以上

一、低溫熱水地板輻射采暖系統的優越性

1.舒適環保。地板采暖采用輻射方式供暖，符合人體生理需求曲線。它提供的熱量在人的腳部較強，頭部溫和，這正符合人體足部血液循環最差頭部溫度較高的特點，給人以腳暖頭涼的舒適感，即體態舒適度高。與對流散熱器采暖相比，沿高度方向溫度分布比較均勻，溫度梯度小，室內相對濕度高，不顯得過于干燥，不揚塵，有益身體健康，易于根據不同的舒適要求，對各區間分別進行室溫調節。為達到人體舒適衛生要求的熱環境，室內地表平均溫度宜采用下列數值：經常有人停留的地面24 ℃～26 ℃，無人停留的地面35 ℃～40 ℃，短期有人停留的地面為28 ℃～30 ℃。

2.高效節能。在建立同樣舒適條件的前提下，用地面采暖在保證同等條件的舒適程度下，房間的設計溫度比對流采暖可降低2℃～3℃，從而節省采暖能耗。低溫熱水地板輻射采暖系統，與傳統散熱器對流供暖方式相比，熱效率提高20%～30%左右，即可以節省20%～30%能耗。再者，地板采暖系統使用塑料管，可以節省金屬材料。為生產1dm3材料所需要能（公斤石油當量計），以塑料，鋼，銅，鋁比較，塑料最低。

3.經濟實用。采用低溫地板采暖方式后，傳統的暖氣片散熱器被取消。不需要在室內布置散熱設備及連接的管道，既不占建筑面積又可使房間分隔及家具擺設隨意靈活。住戶得到的是有效的使用面積，住戶也不必為暖氣片的外露而進行裝修。按每個三居室或二居室計算，地板采暖系統比傳統雙管散熱器一次性成本高約20 元/m2，但每戶實際增加了2m2～3.5m2的使用面積。同時地板采暖采用低溫熱源，溫差傳熱損失大大減小，熱效率較傳統散熱器供暖大大提高，這可使系統運行費用降低20～30%。如果選取、使用控制系統得當，不僅可以提高房間舒適度，更可以使系統運行費用降低至40%以至更多。

二、低溫熱水地面輻射采暖中存在的問題

通過在現有住宅工程中的應用，發現其在設計及施工管理過程中也存在著諸多問題。

1.設計中存在的問題。（1）熱負荷計算的問題。由于地面輻射供暖是在輻射強度和溫度的雙重作用下對房間進行供暖，形成較合理的室內溫度場分布和熱輻射作用，地表溫度均勻，室內溫度由下而上逐漸遞減，給人以腳暖頭涼的良好感覺，從而形成真正符合人體要求的熱微環境。在相同熱舒適條件下的室內溫度可比對流采暖是的室內溫度低2℃～3℃，因此室內計算溫度取值可降低2℃，或將計算總耗熱量乘以的0.9～0.95的修正系數。另外，有效散熱量應經計算確定，并應計算室內設備、家具等地面覆蓋物等對散熱量的折減。對于采用集中供暖分戶熱計量或采用分戶獨立熱源的住宅，應考慮間歇供暖、戶間傳熱等因素，房間的熱負荷計算應增加一定的附加量。

（2）低溫熱水地面輻射供暖系統工程做法的選擇。目前，在地面板體結構鋪設方面，工程中普遍采用的形式為填埋式，也稱傳統型濕式做法，即在鋼筋混凝土樓板基層上先以水泥砂漿找平，然后鋪設厚度不小于20 mm 的高密度發泡水泥或聚苯乙烯泡沫塑料板（板上部復合一層鋁箔）做絕熱層，在鋁箔層上鋪裝加熱盤管，并以塑料卡釘將加熱盤管與保溫層固定在一起， 最后澆筑40 mm～60 mm 厚的細石混凝土作為填充層，地面裝飾層則根據用戶的要求在填充層上鋪設地磚、花崗巖板或木地板等。這種做法有其自身許多優點，但工程實踐中也看到它存在的不足和局限，在一定程度上，阻礙了它的推廣應用。例如：維修困難；初投資偏高；對高層建筑加大樓板結構負荷；在許多家庭裝修中采用木地板，鋪設龍骨時受限等。

另外一種做法不同于以上傳統意義上的濕式做法，被稱為干式低溫熱水地面輻射采暖系統，此干式做法是將加熱盤管置于基層上的保溫層與帶龍骨的架空木（竹）地面裝飾層之間無任何填埋物的空腔中，它可以用來克服濕式做法中存在的不足，因為它不必破壞地面結構，尤其適用于將現有建筑改造成低溫熱水地面供暖系統，為低溫熱水地面輻射供暖系統在我國的推廣及普及提供了新動力，從而豐富和完善了地面采暖技術在我國的應用。

（3）加熱管的選擇加熱管是低溫熱水地面輻射采暖系統的核心，交聯鋁塑復合（XPAP）管、聚丁烯（PB）管、交聯聚乙烯（PE-X）管、無規共聚聚丙烯（PP-R）管均可作為低溫熱水地面輻射采暖系統的管材。必須明確的是，有些塑料管有冷水、熱水管之分，而塑料管對溫度很敏感，其所承受的壓力隨著相應溫度的升高而劇烈下降，如果選用不當，將為低溫地板輻射采暖留下一大隱患。另外，選用PP-R管作為低溫熱水地面輻射采暖的管材值得商榷。PP-R 管由于管材壁厚較大且不宜彎曲，其出廠多為6 m～10 m短管而不是盤管，因此需要進行熱熔連接形成盤管。根據工程的實際情況，熱熔連接容易產生漏水現象，其原因在于一是由于操作不當使得熱熔時間不夠或超過允許加熱時間，在第一連接時間發生轉動或插入深度發生變化，直接影響了連接強度。二是由于熱熔連接是對塑料管的二次加工，使得優質塑料變成回用塑料，連接的可靠性降低。基于以上原因，《采暖通風與空氣調節設計規范》規定：為了管道安全運行，暗埋管道不應有接頭。因此，采用PP-R 管將違反上述規定。

（4）絕熱層的選擇目前實際工程中發現地板輻射采暖系統初投資較高，大致相當于常規散熱器對流采暖系統的兩倍多，從而制約了地板采暖的發展，這其中除了管材的因素外，地面結構層材料、安裝及施工等費用也占了不少的比例。因此有人提出經濟型地板采暖模式，采取取消鋁箔層、樓層之間不設絕熱層、減薄埋管層的厚度等一系列技術措施，從而達到降低部分初投資的目的。但是，在我國大力推廣建筑節能，提倡分戶熱計量的形勢下，減少戶間傳熱，鋪設絕熱層是必須的。另外，作為防止加熱盤管向下散熱的主要措施，如果取消絕熱層，對于房間熱負荷的計算增加了難度。《低溫熱水地板輻射供暖應用技術規程》對采用聚苯乙烯泡沫塑料作為絕熱層時提出了厚度要求，并注明當采用其他絕熱材料時，宜按等效熱阻確定其厚度。

2.施工中存在的問題。低溫熱水地面輻射供暖系統設計是很重要的環節，但是施工過程也不容忽視，在地面輻射供暖系統施工中應特別注意以下幾點：

（1）地熱管在施工過程中被人為等因素破壞后用銅質管件連接，其連接的管道滲漏較普遍，主要原因是塑料管與銅管件間的膨脹量與收縮時間率的不同，日后會給用戶造成很大的經濟損失，建議采用地熱管的專用接頭； 同時管卡的材質最好選用與管材同材質的材料。

（2）由于產品具有防水、防潮、向上發射熱輻射的作用，熱量不會沿著苯板連接縫向下傳導而造成不必要的熱量損失，因而在施工中不應該為減少造價而取消鋁箔加筋紙的鋪設。

（3）在地熱管的試壓時，施工現場的各相關單位應及時驗收，不使地熱管長時間的暴露；回填細石混凝土后，其他專業不能在采暖地面進行打洞或直接重載，必須有一套很好的成品保護措施。

（4）在調試階段，應首先對管道進行沖洗，同時對整個系統還需要進行水力平衡調整。低溫熱水向地板（或其他裝飾材料）輻射供暖時，應選用預熱方式，供熱水溫不得驟然升高，初始供水溫度應為20 ℃～25 ℃，保持3 天，然后以最高設計溫度保持4 天，并以≤50 ℃水溫正常運行，地面裝飾材料易選用傳熱系數高的優質材料，同時表層裝飾施工時務必不能破壞加熱管層。另需檢查供暖熱媒溫度控制系統，確保此系統在設計允許溫度范圍內工作。

低溫熱水地板輻射采暖方式因其節能、高舒適度等特點，經濟效益和社會效益都十分明顯， 在我國的住宅行業中推廣應用越來越多；但是，它在工程設計和施工方面相應積累的經驗不是很足，需要技術的不斷完善和發展。無論怎樣，采用低溫熱水地板采暖在住宅項目中的推廣應用將是大勢所趨，發展空間很大，在我國具有廣泛的應用前景。

參考文獻

[1]JGJ 142-2004，低溫熱水地板輻射供暖應用技術規程.

[21]GB50019-2003，采暖通風與空氣調節設計規范.