熱水地面輻射供暖常見問題及解決措施

郝俊明

【摘 要】分析了低溫熱水地面輻射供暖系統中常見的幾個問題，探討了這些問題的成因，總結了合理的解決措施，對于熱水地面輻射供暖系統的設計和運行具有一定的指導意義。

【關鍵詞】熱水地面輻射供暖；加熱盤管；冷熱不均

1.引言

熱水地面輻射供暖系統由于具有美觀、舒適、衛生、節能、節約空間等顯著的優點，在北方地區的住宅和公共建筑中，得到了越來越廣泛地應用。如何合理設計、發揮優勢、更好服務用戶，是設計者和使用者所關心的問題。在此筆者就個人從事設計的經驗，對熱水地面輻射供暖系統中常出現的問題進行分析說明，以期能對同行有所幫助。

2.常見的問題及解決措施

熱水地面輻射供暖系統在我國得到了快速發展，廣泛地應用于各類公共建筑和住宅當中，應用面積遠遠超過了傳統散熱器供熱建筑，成為北方地區最常采用的供熱方式之一。然而隨著應用范圍的迅速擴大，熱水地面輻射供暖系統存在的一些問題也逐漸暴露出來。

2.1房間冷熱不均問題

工程實際當中，經常出現戶內冷熱不均，戶與戶之間冷熱不均等冷熱失調的問題。戶內冷熱不均往往是由于在設計、施工過程中加熱盤管的設置不合理所致。首先，應重視區分加熱盤管的輻射方向。由于供回水有一定的溫差，供水管溫度較高，應優先敷設在外窗、外墻等熱負荷較大的區域，回水管敷設在房間中心位置等熱負荷較小的區域。一些設計人員往往忽視標注管道方向，而不少施工人員也不重視管道安裝方向，錯誤施工，造成室內中心位置過熱，外圍較冷，達不到采暖效果。其次，加熱盤管宜采用回字形布置，臨近外窗外墻部位的加熱盤管進行加密處理，遠離外維護結構的加熱盤管加大間距，根據不同采暖部位采取差異化設計，以加大臨近外窗外墻等熱負荷較大部位的供熱量，減少房間中心區域熱負荷較小部位的散熱量，達到供熱均衡。最后，戶內各環路管道設計長度應相近，各房間環路設計均勻合理，保障戶內水力平衡。戶與戶之間冷熱不均主要是由于每戶的外窗、外墻面積不一，熱負荷差別較大，在設計過程中沒有充分考慮各戶之間的差別，而加熱盤管的間距在現有資料中大多推薦了諸如100mm，200mm，300mm等固定數據，調節手段僵化，不能靈活設計，造成山墻戶型及外墻、外窗較多的戶型偏冷，而外墻、外窗較少的戶型過熱，產生冷熱失調的問題。因此，應當重視山墻戶型及外墻、外窗較多的戶型的管路設計，同時加強水力平衡計算和調節，達到采暖效果。

2.2房間溫度過熱問題

國內地面輻射供暖系統的實際應用普遍存在過熱現象，中間層的過熱現象尤為突出。究其原因，一是由于集中供熱鍋爐房的調控手段單一，運行粗放，精細化程度較低，對氣候變化反應不及時所致。二是地面輻射供暖系統的熱傳遞方式以輻射占主導，因此同樣舒適條件下，低溫熱水地板輻射采暖的室內設計溫度比對流散熱器采暖的室內設計溫度低2～3℃，節能性較好。亦即在室內平均溫度相同的情況下，地面輻射供暖的實感溫度會更高一些，人體的實際感受會更熱一些。三是樓內冷熱平衡失調，山墻及頂層戶型供熱量不足，為了滿足山墻及頂層戶型的供熱效果，供熱單位往往會采用增加全樓整體供熱量的辦法，導致中間戶型過熱。因此，解決過熱問題還需從設計、施工以及運行調節各個環節進行細化，共同努力共同解決。

2.3調節困難問題

在工程實踐中地面輻射供暖系統的調節存在一定的困難。其主要原因是調節裝置性能欠佳。雖然《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》和《輻射供暖供冷技術規程》中都提出要求“低溫熱水地面輻射供暖系統應具有室溫控制功能”，然而實際工程當中因為造價問題，實際安裝的室溫調控裝置調節效果不太理想，效果較好的室溫調控裝置造價又太高，造成大部分調節裝置難以達到調節效果。另外，由于加熱盤管長度和均衡性的需求，要達到分室控制的要求，在實際管路設計當中確實存在非常大的難度，很難做到。因此，要解決地面輻射供暖系統調節困難的問題，一方面在設計中加熱盤管盡量做到分室控制，同時加強室溫調控裝置，設置自動控制閥，實現室溫調節。

2.4層間傳熱問題

對于地面輻射供暖系統，樓板向上及向下均有傳熱。在30mm厚聚苯乙烯泡沫塑料保溫層的條件下，向下傳熱損失已接近地面散熱量的20%，且其值隨著面層熱阻的增加、水溫的降低而增加。在常見的住宅設計中，垂直相鄰各房間均采用地面輻射供暖系統，除頂層外的標準層房間的得熱量Q為本層樓板向上傳熱量Q1與來自上一層樓板的向下傳熱量Q2上之和，即Q=Q1+Q2上。一般各層地板結構相同，本層樓板向下散熱量Q2可視為與來自上一層樓板的向下傳熱量Q2上相等，即Q=Q1+Q2 。建筑的層間傳熱對于采用集中熱源的建筑來說不算是太大問題。由于集中供熱的局限性，目前也有大量的建筑采用分戶燃氣壁掛爐作為供熱熱源，此種供熱形式從實踐來看也可以滿足供熱的需要。但是由于住房空置率、個人生活習慣等分戶供熱的不確定性，往往會出現大量的熱量從本層樓板向下散失，而缺少來自上一層樓板向下傳遞的熱量來補充，導致該用戶采暖成本大幅增加，造成能源及經濟浪費。因此，層間傳熱問題對采用分戶燃氣壁掛爐作為供熱熱源的建筑產生的影響非常突出，應該采取增加層間絕熱層等措施，減少此類建筑的層間傳熱問題。

2.5維修困難問題

地面輻射供暖系統的加熱盤管暗埋敷設在地面建筑墊層里，一旦出現破裂、漏水現象維修十分困難。其一是確定漏水點十分困難。由于地面輻射供暖系統的加熱盤管敷設在地面建筑墊層里，一旦加熱盤管漏水，水會沿著墊層內的細小縫隙和電氣穿線管四面擴散，很難確定直接漏水點，需把下一層屋面顯示的漏水區域相對應的樓面逐一敲開，找到漏水盤管。此過程工作量大，對地面及裝修破壞較大，加熱盤管易產生人為二次損壞。其二是破損部位維修難度較大。通常采用的PE-X管沒有熱塑性能，不能用熱熔焊接的方法連接和修復，只能采用金屬管件連接修復。采用PE-RT管的可以用管件熱熔連接修復。此兩種修復方法受制于現場環境和人為操作因素，不易保證長期運行和使用壽命。因此，地面輻射供暖系統應盡量減少和避免后期破裂、漏水現象，從管道的選材環節開始嚴格控制，保證管道質量。施工過程嚴格把關，防止施工原因造成管道破損。移交及后期管理嚴格控制，限制住戶不得在地板、樓板（下層住戶）上打洞（眼），在必須打時，應先征詢有關專業人員，并查找非布管處，方可打洞（眼），確保不破壞加熱盤管。

3.建議

3.1對于實行分戶熱計量和采用分戶燃氣壁掛爐作為供熱熱源的建筑，建議保溫層厚度不小于40mm為宜。

3.2由于加熱盤管是無坡度敷設，為了排除管道內的空氣需要足夠的流速，《輻射供暖供冷技術規程》規定“加熱供冷管和輸配管流速不宜小于0.25m/s”。為保證加熱管內水流速度，以供回水溫差10℃計算，管徑De20×1.9管道的熱負荷應不小于2100W，管徑De25×2.3管道的熱負荷應不小于3300W。設計人員往往忽視了對最小流速的限制，容易造成氣塞和水循環中斷，影響供熱效果。

4.結束語

地面輻射供暖系統是輻射供暖的一種形式，隨著建筑節能工作的推進和該技術的日趨成熟，它無論從節約能源，室內溫度場的分布，還是在舒適度、室內美觀、分戶計量等各方面都較傳統的供暖型式具有較明顯的優越性，但是要使地面輻射供暖系統發揮其優點，避免其缺點，使人們充分享受其優異的供暖效果，還需設計、施工、管理等各個環節的專業人員們共同努力，才能做到更加完美。

參考文獻：

[1]陸耀慶.供暖通風設計手冊.北京：中國建筑工業出版社，1987.

[2]中國建筑科學研究院.輻射供暖供冷技術規程.北京：中國建筑工業出版社，2012

[3]中國建筑科學研究院.民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范.北京：中國建筑工業出版社，2012