住宅建筑中的地熱混凝土地面施工技術

李 陽 王曉光 陳克達

在地熱混凝土地面的施工技術中，不同材料層之間的伸縮變化以及后期使用過程中的溫度變化，都會使地熱層與混凝土層之間產生較大的應力，從而出現裂紋、不平整等情況；如果盤管敷設過程中的工藝控制不嚴格，還會造成滲水等問題。上述問題有些可以在施工過程中采取補救措施，有些則必須返工重做。因此，要想避免出現質量問題，提高地熱混凝土地面的施工技術水平很關鍵。

1 地熱混凝土地面施工技術的概述

住宅建筑中的地熱混凝土地面施工是地熱安裝工程的重要組成部分，主要是在既有結構層上安裝發熱層，在保證發熱量的同時起到保護與覆蓋的作用。因此，其安裝質量決定了主要控制指標—發熱功能和觀感質量能否滿足要求。為了實現功能與質量目標，需要研究地熱混凝土地面施工技術，不斷優化和管控施工工序。

1.1 地熱混凝土地面施工工序

地熱混凝土地面施工大體分為基層處理、保溫層施工、盤管安裝以及面層施工幾個步驟，常見地熱混凝土地面結構如圖1所示?；鶎犹幚淼闹饕康氖菍⒔Y構層或基層處理好，該工序作為后續步驟的基礎，其質量關系到絕熱層鋪設的平整性。保溫層施工工序是地熱混凝土地面施工的關鍵，包含邊條定位、保溫板鋪設、平鋪玻璃布基鋁箔以及設置分格縫等，該工序最為復雜，且關系到地熱混凝土地面施工的整體質量。盤管安裝主要是盤管的排布、煨彎及固定，其中的煨彎和固定是關鍵工序。面層施工是最后一道工序，包括填充和面層混凝土澆筑，其質量關系到整體施工的觀感質量，很多質量問題都會出現在這一環節。

圖1 常見地熱混凝土地面結構（來源：網絡）

1.2 地熱供暖方式的優勢

地熱混凝土地面相較于傳統散熱器供暖具有很大的優勢，主要體現在以下2個方面。第一，節能環保。由于地熱是地面均勻輻射的整體散熱形式，相較于傳統的空調對流或散熱器對流的散熱方式，其熱量的分布更加均勻。同時，地熱的散熱方向為從下至上，形成上下對流，使得下部溫度高，上部溫度低，而這正符合人們在室內的生活形式。因此，其出水溫度相比其他對流式的熱源低2～3 ℃，更具節能環保的優勢。第二，舒適衛生。由于地面熱源分布的均勻性，使得房間內各處溫度較為均勻，而且溫度輻射從下至上，體感較為舒適。另外，相較于傳統散熱器，地熱不占用空間面積，對于家居的擺放、墻面的布置均無任何影響，而熱源溫度又比普通散熱器溫度低得多（一般保持在50 ℃左右），使人們的室內活動更加安全。因此，在當前的北方供暖城市中，大多采用地熱式的供暖方式[1]。

2 地熱混凝土地面施工技術中存在的問題

隨著住宅建筑中地熱工程的廣泛安裝，其施工質量問題也逐漸暴露出來，主要表現在地熱混凝土地面的施工過程中。經過研究分析發現，在地熱混凝土施工過程中較易發生的問題主要是混凝土填充層開裂及滲水。

2.1 填充層開裂

填充層開裂是地熱混凝土地面施工中較易出現的問題，主要是受多個方面的施工工藝影響而導致的。第一，施工材料引發開裂，如混凝土的標號不滿足要求、配合比不正確、石料粗細程度超標等。由于混凝土的承載力存在局部差異性，在內部應力的相互作用下，極易在后期養護過程中出現開裂。第二，施工過程控制存在問題。例如，保溫層的施工質量問題，伸縮縫設置位置不合理造成混凝土應力無法釋放，混凝土填充未完全干燥便開始面層施工等，這些都會造成混凝土開裂[2]。

2.2 盤管滲漏或堵塞

盤管滲漏或堵塞由材料選擇、施工過程、成品保護及后期裝修等多方面因素造成。第一，盤管敷設時未使用樣板或規范尺寸進行敷設，致使彎度過大，形成阻塞或薄弱部位。第二，多層盤管交叉敷設或未設置過橋彎，致使保溫層的填充物無法覆蓋，后期混凝土面層施工后形成了薄弱部位，極易造成破壞。

3 地熱混凝土地面施工質量控制措施

地熱混凝土地面施工質量控制應重點針對容易出現的開裂、滲漏等問題，從混凝土澆筑、保溫層施工以及盤管敷設3個方面采取重點控制措施。

3.1 控制混凝土的澆筑質量

混凝土地面施工主要進行保溫層的填充以及面層的澆筑，是對發熱層的保護和覆蓋，也是容易發生開裂問題的主要工序環節。在質量控制中主要把握好材料質量、施工質量以及養護質量[3]。

3.1.1 材料質量

住宅建筑內地熱混凝土一般采用現攪拌混凝土，在保證混凝土配合比的同時，應針對抗裂性能采取措施。一般地暖填充層采用C20標號的混凝土，盡管具有一定的強度，但對于因溫差導致的變形的抵抗能力不足，往往不能有效防止后期的開裂問題。

研究發現，在混凝土中摻入一定比例的抗裂纖維能夠有效提高混凝土的抗裂性能，一般可以按照0.6～1.2 kg/m2添加，不僅抗裂性能良好，還具有抗凍融、抗疲勞以及提高水泥的韌性等優勢。

3.1.2 施工質量

混凝土的施工質量控制是防止開裂的關鍵，也是有效保護盤管的關鍵。以往的施工過程中，在保溫層安裝、盤管敷設完畢后，往往采取直接填充抹面的方式。這種方式由于混凝土厚度較大，其內部溫度在養護過程中隨水化溫度增加而增大，產生的內外溫差十分明顯，最終導致表面裂紋。因此，地熱混凝土地面應分兩次進行施工。第一次采用豆石混凝土填充，并抹高至盤管上沿，一般為25～30 mm。待第一次澆筑干燥后，一般以不少于7 d為宜，再進行第二次澆筑，第二次采用細石混凝土直接澆筑至標高線。分兩次進行澆筑，在確保頭一次干燥的情況下再進行第二次澆筑，相當于降低了混凝土的厚度，有效改善了混凝土內部的水化溫度導致的變形，從而避免了混凝土表面開裂。地熱混凝土面層施工詳見圖2。

圖2 地熱混凝土面層施工（來源：網絡）

3.1.3 養護質量

混凝土的養護質量同樣是防止開裂、確保施工質量的關鍵。為了防止出現開裂情況，在不同季節要采取不同的養護措施，養護時間一般不少于14 d[4]。例如，夏季應防止水分蒸發過快以及陽光直射的危害，可以采取覆蓋浸水毛毯的方式進行養護，在此期間要確保毛毯始終保持潮濕狀態。冬季則要采取防凍措施，可以采用草墊覆蓋進行養護。

3.2 控制保溫層的施工方法

保溫層是確保地熱功能的主要工序，其施工質量關系到地熱的發熱率。由于保溫層直接接觸盤管，若施工不當則更容易出現滲水及混凝土開裂等情況。在研究中，應重點控制保溫密封和伸縮沉降控制兩個方面。

3.2.1 嚴格的保溫及密封設置

第一，嚴格做好保溫層的密封工藝，一般采用厚度20 mm的擠塑聚苯板鋪設，鋪設時保證平整，沒有浮動和翹曲。擠塑聚苯板接縫采用密封膠帶封嚴，接縫處錯開。第二，地熱反射膜面層同樣要做好密封，可以采用玻璃布基鋁箔平鋪的形式，要特別注意陰角、膨脹縫、沉降縫以及偶爾出現的不平整位置的密封。在這些位置可以采用局部裹覆或多層敷設的方式加強密封，防止熱量散失。第三，為了加強絕熱層的強度，避免后期的裂縫問題，應在絕熱層上設置鋼絲網，鋼絲網的直徑和網格尺寸要符合要求，搭接長度應不小于100 mm，而且鋼絲網通過膨脹縫時應斷開。

3.2.2 合理的伸縮與沉降控制

第一，界格縫的設置。傳統的施工工藝中對于反射層上方并未明確要求設置界格縫，但混凝土直接澆筑在絕熱層上往往會造成擠塑聚酯板的局部變形，影響其絕熱保溫能力。通過研究發現，在絕熱層和盤管敷設完畢后，有必要在其上方設置界格縫，從而降低混凝土層對絕熱層的應力作用。

第二，伸縮縫的設置?？紤]地熱的溫度變化會導致一定的形變，以及施工過程中不同材料之間的應力變化，大塊地面必須設置膨脹縫，并使用高發泡聚乙烯泡沫塑料制品進行填充。當面積大于30 m2或邊長大于6 m時，要按6 m間距設置伸縮縫，且伸縮縫寬度不小于8 mm，并穿透填充層。伸縮縫設置如圖3所示。另外，整體面層分格縫與柱、墻之間應留有不小于10 mm的間隙[5]。

圖3 伸縮縫設置（來源：網絡）

3.3 控制盤管敷設與保護

在施工過程中，盤管的滲水問題往往比較嚴重，若在后期發生則有可能返工重做，解決辦法主要是在盤管敷設過程及后續工序中對其采取嚴格的保護措施。

3.3.1 盤管敷設的質量控制

盤管敷設的質量控制關鍵在于煨彎的工序控制。一方面，應注意盤管的煨彎方式。當采用直接煨彎的方式時，工人往往會手工煨彎，若力量掌握不佳，則可能發生煨彎直徑過小造成內徑破壞，因此應采用弧形樣板進行比照或通過煨彎器煨彎。

另一方面，不合理的布管方式會造成多根盤管交叉的情況，因此布管前必須有嚴格的布管走向圖和位置圖，避免交叉。當無法避免時，嚴禁出現3層交叉，而兩層交叉應使用過橋彎減小交叉處的高度。同時，應注意對交叉處強化管卡固定，避免翹曲形成后期的薄弱點。

3.3.2 盤管安裝的成品保護

在盤管安裝完畢后的各道工序中，要時刻注意對盤管進行成品保護。第一，盤管安裝完成后，要嚴格控制填充層、面層施工中所采用的混凝土型號。一般可采用豆石混凝土或細石混凝土，確保石粒表面無尖銳棱角，在保證混凝土強度的同時也避免了刺傷盤管。第二，在填充層和面層澆筑后的振搗環節，必須采用平板振動器進行振搗，并注意不得過度振搗，以避免混凝土離析和沁水。第三，在后期的養護環節，地面裝修過程中要時刻注意保護地面成品，避免砸釘、重擊以及在局部存放高溫物品。

4 結語

隨著社會的發展，建筑行業施工技術也有了很大的進步。住宅建筑中的地熱混凝土地面作為地熱安裝工程中的重要環節，其工序質量關系到整體工程的安裝質量。因此，應認真分析地熱混凝土地面在施工中容易發生的質量問題，并采取先進的措施和嚴格的標準進行控制，在提高施工質量的同時，促使建筑行業持續健康發展。