地面輻射供暖通過埋設(shè)在地板內(nèi)的加熱管道

1、.：.；地面輻射供暖經(jīng)過埋設(shè)在地板內(nèi)的加熱管道、 HYPERLINK jc.zhulong/list_C161025.htm t _blank 電纜等來加熱地板，以對室內(nèi)進展供暖。它的突出特點是溫馨、節(jié)能，因此，近年來地面輻射供暖越來越多地運用于我國的公共建筑和住宅建筑中。1熱溫馨性好1平均輻射溫度高。輻射采暖不同于對流采暖的一點就是并非直接加熱室內(nèi)空氣，而是經(jīng)過輻射換熱加熱各圍護構(gòu)造內(nèi)外表以及室內(nèi)各物體外表，提高其外表溫度，從而提高室內(nèi)的平均輻射溫度。平均輻射溫度的提高會使人覺得更溫馨。2室內(nèi)垂直溫度分布好。采用地板輻射采暖的房間內(nèi)，室內(nèi)垂直溫度的分布比較均勻，從各種地面輻射供暖資料提供的室

2、內(nèi)垂直溫度的分布曲線可見，在人的活動范圍內(nèi)，0.3m以下溫度較高，此外下部溫度變化很小、比較均勻，上部溫度比下部低，構(gòu)成下熱上冷的溫度梯度，也就是通常所說的，比 HYPERLINK jc.zhulong/list_C157065.htm t _blank 散熱器供暖溫馨的緣由之一。但是，我們對高層住宅的實測發(fā)現(xiàn)，每層均采用地面輻射供暖的建筑的中間層樓板上均有30mm的聚苯板保溫層，室內(nèi)空氣溫度分布并非如以往文獻中所述的下熱上冷。測試結(jié)果闡明，除地板外表溫度高于空氣溫度外，頂板下溫度也高于空氣溫度，因此高度在0.3m-2.0m范圍內(nèi)的室內(nèi)空氣溫度是隨高度升高的，出現(xiàn)了溫度梯度反向的景象，不過溫差

3、不大。頂層房間測試結(jié)果那么仍符合下熱上冷的分布規(guī)律。我們以為，出現(xiàn)這種情況是由于以往資料中提供的多是單層采用地面輻射供暖的情況，屬于單向輻射，上述情況屬于雙向輻射。3熱穩(wěn)定性好。由于地面混凝土層蓄熱量大，熱穩(wěn)定性好，因此，在間歇供暖的情況下，室內(nèi)溫度的動搖也不會太大，提高了熱溫馨性。2節(jié)能1可適當降低室內(nèi)采暖設(shè)計溫度。人員的熱溫馨感主要取決于人體實感溫度。實感溫度是室內(nèi)平均輻射溫度和室內(nèi)空氣溫度綜協(xié)作用的結(jié)果，輻射采暖提高了室內(nèi)各外表溫度，使得室內(nèi)平均輻射溫度升高。因此，在獲得一樣的熱溫馨度的前提下，采用輻射采暖的房間設(shè)計(空氣)溫度可比傳統(tǒng)的對流采暖適當降低，節(jié)約了采暖能耗。在我們對住宅的實

4、測中，對某測試房間只需南向外墻和外 HYPERLINK jc.zhulong/list_C0850.htm t _blank 窗的各內(nèi)外表溫度和空氣溫度進展了長時間的實測，計算得出的實感溫度比空氣溫度平均高了0.5左右，但沒有到達一些資料中所說的1.5-2.0。在0.5溫差的情況下節(jié)能效果是很有限的，在其他單位的測試中也出現(xiàn)了節(jié)能效果不大的景象，這有待于今后進一步的研討，進展更多的實測。2便于實行熱計量。地板輻射采暖單戶自成系統(tǒng)，只需在分配器處加裝熱計量安裝，即可實現(xiàn)分戶熱計量，順應(yīng)了供熱方式的變革，可按需供熱，實現(xiàn)行為節(jié)能。3可節(jié)約高質(zhì)能。低溫熱水地面輻射采暖所需水溫低，可利用地熱、廢汽、廢

5、熱、太陽能等可再生能源和低檔次能源，節(jié)約了高質(zhì)能。4室內(nèi)美觀。與傳統(tǒng)的 HYPERLINK jc.zhulong/list_C157065.htm t _blank 散熱器采暖相比，沒有地面上的 HYPERLINK jc.zhulong/list_C157065.htm t _blank 散熱器，也沒有銜接 HYPERLINK jc.zhulong/list_C157065.htm t _blank 散熱器的管道，不占用室內(nèi)空間和面積，便于裝修和 HYPERLINK jc.zhulong/list_C1250.htm t _blank 家具的布置，使室內(nèi)更加美觀。二地面輻射供暖散熱量和各種要素

6、的關(guān)系北京市中所運用的計算表格是援用德國資料提供的數(shù)據(jù)，運用條件和場所遭到很大的限制，同時，有些參數(shù)例如向下的熱損失等均沒有提供。因此，需求一套實際上可靠同時又符合工程實踐要求的計算方法和手段來處理上述問題。JGJ1422004的計算方法和數(shù)據(jù)，是根據(jù)美國2000版ASHRAEHandbookSystemsandEquipment中提出的一套地面輻射供暖的計算方法，編制了計算程序而提供的。該程序?qū)Σ煌牡匕鍢?gòu)造、不同的保溫層厚度、不同的加熱 HYPERLINK jc.zhulong/list_C151010.htm t _blank 管材、管徑、管間距以及不同的供回水溫度等均可以進展散熱量的計

7、算。不同的 HYPERLINK jc.zhulong/list_C151010.htm t _blank 管材主要是導熱系數(shù)的區(qū)別，資料中提供了下述 HYPERLINK jc.zhulong/list_C151010.htm t _blank 管材的導熱系數(shù)：碳鋼、銅、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、無規(guī)共聚聚乙烯和聚丁烯等。根據(jù)程序計算的結(jié)果得出如下結(jié)論，并可看出各種要素產(chǎn)生的影響。1地面有效散熱量。保溫層厚度15cm時的地板有效散熱量的計算值與北京市附錄E-1中提供的相應(yīng)數(shù)據(jù)德國資料曲線變化規(guī)律一致，但計算值均略高于上述中提供的數(shù)據(jù)，其差值隨管間距及平均水溫的添加而增大。根據(jù)很多工

8、程實踐情況分析，德國的數(shù)據(jù)偏小，是偏于平安的。因此以為本程序的計算值比較合理。2輻射地面散熱量構(gòu)成地面輻射供暖散熱量包括輻射放熱與對流換熱兩部分。當?shù)赝獗砼c周圍的熱交換50%以上以輻射方式進展時，就稱為輻射供暖。經(jīng)計算，當?shù)孛鎸訜嶙铻?.02(m2.K)/W、保溫層厚度為30mm情況下，地板有效散熱量中輻射換熱的比例根本在50%以上，平均約為54%，與傳統(tǒng)的 HYPERLINK jc.zhulong/list_C157065.htm t _blank 散熱器采暖系統(tǒng)相比，以輻射方式散出的熱量較大。且室溫愈高，平均水溫愈高，管間距越大，輻射換熱所占的比例愈大，最大的超越60。而地板向下的熱損失中

9、，輻射換熱所占的比例那么超越了90%，這主要是由于板下外表的溫度高，不利于頂棚外表向下的對流換熱。3地板散熱量中熱損失的比例各不同保溫層厚度及地面層熱阻時的熱損失變化見表1、表2。表1地面層熱阻0.02(m2.K)/W保溫層厚度10mm20mm30mm40mm50mm熱損失與有效散熱量比值%27-4418-3014-2311-1810-16熱損失與總供熱量比值%21-3115-2312-1910-159-14表2保溫層厚度30mm地面層熱阻(m2.K)/W0.020.0750.100.15熱損失與有效散熱量比值%14-2321-2824-3131-36熱損失與總供熱量比值%12-1917-22

10、19-2424-26有些文獻的計算中對地板向下熱損失的修正以地板總供熱量的10%計，但經(jīng)過對計算數(shù)據(jù)的分析，在地面層熱阻0.02(m2.K)/W、保溫層厚度不大于50mm情況下，地板向下的熱損失根本超越了總供熱量的10%。而隨地面層熱阻從0.02(m2.K)/W添加到0.15(m2.K)/W，地板向上的熱阻增大，更使得向下的熱損失增大了近一倍。4保溫層對地面輻射采暖的影響圖1為地面層熱阻0.02(m2.K)/W、管間距200mm時，平均水溫35條件下地板有效散熱量隨保溫層厚度的變化曲線。圖2為地面層熱阻0.02(m2.K)/W、管間距200mm時，平均水溫35條件下地板熱損失隨保溫層厚度的變化

11、曲線。圖3為地面層熱阻0.02(m2.K)/W、管間距200mm時，平均水溫35條件下地板總供熱量隨保溫層厚度的變化曲線。對各圖中的曲線進展分析，可以發(fā)現(xiàn)：保溫層的厚度不但影響地板向下熱損失的大小，同時也影響地板有效散熱量以及總供熱量的大小。地板有效散熱量是隨保溫層厚度增大而添加，地板向下熱損失隨保溫層厚度增大而減小，而地板總供熱量那么隨保溫層厚度的增大而減小，且地板有效散熱量、熱損失以及總供熱量都隨保溫層厚度添加而變化的曲線逐漸趨于平緩。由圖可以看出保溫層厚度添加到4cm以后，其厚度增大對地板散熱的作用曾經(jīng)不是非常明顯。綜上所述，地面輻射采暖樓板合理設(shè)置保溫層有以下益處：1適宜的保溫層厚度可

12、有效提高地面的有效散熱量；同時，可降低熱損失，即減少了經(jīng)過樓板的戶間傳熱負荷，有利于分戶熱計量的實行。2保溫層的設(shè)置，可使樓板下皮的溫度不太高，使得室內(nèi)的溫度梯度分布較為理想，提高了室內(nèi)人員的熱溫馨感。5其它要素對散熱的影響1管徑的影響將管徑De202與De162的PE-X管計算結(jié)果進展比較。De202的PE-X管一樣的工況下有效散熱量及熱損失均略高于De162的PE-X管，由此可知管徑的增大可以使得地板向上、向下的散熱量增大，但管徑的改動對地板散熱量的影響并不大。而采用不同管徑對環(huán)路阻力影響較大。2 HYPERLINK jc.zhulong/list_C151010.htm t _blank

13、 管材的影響表3、4分別為PE-X管、 HYPERLINK jc.zhulong/list_C151010.htm t _blank PB管及 HYPERLINK jc.zhulong/list_C151010.htm t _blank PP-R管在地面層熱阻為0.02(m2.K)/W時的地板有效散熱量與熱損失計算值。表中數(shù)據(jù)顯示：PE-X管的有效散熱量比與熱損失均高于 HYPERLINK jc.zhulong/list_C151010.htm t _blank PB管及 HYPERLINK jc.zhulong/list_C151010.htm t _blank PP-R管， HYPERLI

14、NK jc.zhulong/list_C151010.htm t _blank PB管與 HYPERLINK jc.zhulong/list_C151010.htm t _blank PP-R管那么相差不多。呵斥這種情況的緣由是，PE-X管的導熱系數(shù)為0.38W/(m.K)，而 HYPERLINK jc.zhulong/list_C151010.htm t _blank PB管與 HYPERLINK jc.zhulong/list_C151010.htm t _blank PP-R管導熱系數(shù)分別為0.23W/(m.K)、0.24W/(m.K)，PE-X管高于 HYPERLINK jc.zhul

15、ong/list_C151010.htm t _blank PB管及 HYPERLINK jc.zhulong/list_C151010.htm t _blank PP-R管。不過 HYPERLINK jc.zhulong/list_C151010.htm t _blank 管材的影響并不大。3地面層熱阻的影響圖5為PE-X管De202、保溫層厚度30mm條件下平均水溫45、室溫18時各地面層熱阻的地板有效散熱量及熱損失。由圖中可以看出：地面層熱阻由0.02(m2.K)/W添加到0.075(m2.K)/W，相應(yīng)的地板有效散熱量減少了26%，地面層熱阻添加到0.15(m2.K)/W，相應(yīng)的地板有

16、效散熱量減少了近一半，而地板熱損失隨地面層熱阻增大反而略有添加，從而使得地板總供熱量中熱損失的比例顯著添加如表2。地面層熱阻增大使得地板向上熱阻迅速增大，但與地板向下熱阻相比還是較小。因此，地板向上的有效散熱量隨地面層熱阻增大而明顯減小，熱損失那么變化不大。三地面輻射供暖的設(shè)計1計算供暖熱負荷計算全面地面輻射供暖系統(tǒng)的熱負荷時，室內(nèi)計算溫度的取值應(yīng)比對流采暖的室內(nèi)計算溫度低2，此計算溫度是指室內(nèi)空氣溫度，前文已提到，在實感溫度一樣時，地面輻射采暖的空氣溫度可以降低。熱負荷計算也可以取對流采暖一樣計算總熱負荷的9095。與取空氣溫度低2的計算負荷比較后可見，對冰冷地域約在93，對嚴寒地域約在95

17、，室外溫度越低，所占比例越高。3.3.6條指出，計算地面輻射采暖的熱負荷時，可不思索高度附加。在計算對流采暖熱負荷時，是基于房間高度大于4m時，由于豎向溫度梯度為上高下低，導致上部圍護構(gòu)造的耗熱量增大而要求計算高度附加率。根據(jù)普通資料，地面輻射采暖系統(tǒng)地面溫度高于室內(nèi)空氣溫度，室內(nèi)豎向溫度分布普通為下高上低，因此其采暖負荷計算時，可不思索高度附加。2校核地板外表平均溫度在確定了室內(nèi)設(shè)計空氣溫度和單位地面面積所需的散熱量后，所需的地外表平均溫度也被確定，室內(nèi)設(shè)計溫度越高、所需的供熱量越大那么需求的地外表平均溫度越高，但是，地外表平均溫度過高是不允許的。3.1.2條規(guī)定，地外表平均溫度計算值應(yīng)符合

18、表3.1.2的規(guī)定：表3.1.2地外表平均溫度區(qū)域特征適宜范圍最高限值人員經(jīng)常停留區(qū)242628人員短期停留區(qū)283032無人停留區(qū)354042因此在進展加熱管的布置和設(shè)計前，應(yīng)先校核地外表溫度，確保其不高于表3.1.2的最高限值。利用散熱量計算程序計算了很多數(shù)據(jù)后回歸的，其公式的方式與北京市中提供的德國公式是一樣的，但其中的兩個系數(shù)不同。其緣由是本程序與德國資料采用不同的計算方法，我們不了解德國公式的來歷，為了與散熱量計算一致，因此決議采用本公式數(shù)據(jù)，而不采用德國資料的數(shù)據(jù)。本公式中的室內(nèi)溫度是指室內(nèi)空氣溫度，即比對流采暖低了2的溫度，假設(shè)德國資料中tn也是空氣溫度那么用本公式計算的地外表平

19、均溫度略高于德國公式的數(shù)據(jù)。當?shù)匕逋獗頊囟瘸錾媳淼囊?guī)定值時，應(yīng)采取改善建筑熱工性能的措施，否那么只能設(shè)置其他輔助供暖設(shè)備以補償?shù)孛孑椛涔┡娜狈ΑＡ硗?，?.1.2的溫度規(guī)定數(shù)值引自GB50019，該規(guī)范也是沿用過去規(guī)范的數(shù)據(jù)，近年來，未見到我國在這方面進展測試和研討的資料。日本近年來的研討，對此溫度有不同思索，溫馨范圍比上表更寬。3確定加熱管的敷設(shè)間距，3.4.1條給出了單位地面面積的散熱量計算公式，這只是計算原理，無法直接進展計算。公式中地板外表的平均溫度是，在地板構(gòu)造和加熱管的敷設(shè)方式確定后的實踐值，前一節(jié)所述地外表平均溫度的計算公式是計算需求的溫度，兩者是不同的。在不同的保溫層厚度、

20、不同的加熱管間距、不同的 HYPERLINK jc.zhulong/list_C151010.htm t _blank 管材以及不同的水溫等條件下，實踐的地板外表溫度是不同的，由于影響要素較多而比較復雜，因此3.5.4條規(guī)定，加熱管的敷設(shè)間距，應(yīng)根據(jù)地面散熱量、室內(nèi)計算溫度、平均水溫及地面?zhèn)鳠釤嶙璧冉?jīng)過計算確定，即采用計算程序進展計算。也可按本規(guī)程附錄A確定，附錄A是用計算程序計算出的一部分常用的數(shù)據(jù)。4確定保溫層的厚度和地面構(gòu)造前面已對保溫層的厚度對散熱量和室內(nèi)溫馨度的影響作了引見，設(shè)計人可根據(jù)工程詳細情況進展選擇和確定，但有一條是必需執(zhí)行的，3.2.1條是強條，規(guī)定與土壤相鄰的地面，必需設(shè)

21、絕緣層，且絕緣層下部必需設(shè)置防潮層。直接與室外空氣相鄰的樓板，必需設(shè)絕緣層。應(yīng)留意，對衛(wèi)生間等潮濕房間，在填充層上部應(yīng)設(shè)置隔離層。該條文的闡明提供了地面構(gòu)造的表示圖。3.2.3條要求地板面層宜采用熱阻小于0.05m2K/W的資料。本文前面已引見了面層熱阻對地面的散熱量影響較大，因此宜采用熱阻較小的面層。5室內(nèi)溫度控制規(guī)程3.8.3條提供了幾種控制方法，需求強調(diào)的是，由于設(shè)計和運轉(zhuǎn)管理的緣由，目前很多工程室內(nèi)溫度均偏高，有時會呵斥室內(nèi)極不溫馨且浪費能源，所以溫度控制是非常重要的。當采用手動控制時， HYPERLINK jc.zhulong/list_C151030.htm t _blank 閥門應(yīng)具有很好的調(diào)理性能，而目前的工程中， HYPERLINK jc.zhulong/list_C151030.htm t _blank 閥門往往是只能 HYPERL