第5章-地板輻射采暖

供熱工程

GONGREGONGCHENG東北石油大學(xué)土木建筑工程學(xué)院教學(xué)講稿1

5-2地板輻射采暖系統(tǒng)的形式1

5-3地板輻射采暖技術(shù)的特點

5-5地板輻射采暖系統(tǒng)的設(shè)計

5-6采暖系統(tǒng)的熱源共用問題

5-4地板輻射采暖系統(tǒng)的施工

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5-1地板輻射采暖技術(shù)的發(fā)展

1第5章低溫熱水地板輻射供暖技術(shù)http:///

5-1地板輻射采暖技術(shù)的發(fā)展

輻射采暖比散熱器采暖早，古代宮殿建筑中的“火地”即屬于地面輻射采暖的方式，我國東北地區(qū)沿用至今的“火炕、火墻”也屬于輻射采暖技術(shù)。上世紀30年代，美國建筑設(shè)計大師萊特采用了地板輻射采暖。但由于當時只能采用銅管作為加熱盤管，不僅價格高昂，而且腐蝕、滲漏導(dǎo)致的維護成本較高。直到60年代末，抗老化、耐高溫、耐高壓、易彎曲的塑料管材進入實際應(yīng)用。塑料管具有價格便宜、地面下埋管無接口、管內(nèi)壁不易結(jié)垢、使用壽命長等優(yōu)點，極大地促進了地板輻射采暖技術(shù)的推廣和應(yīng)用。http:///70%70%70%60%60%40%40%40%40%20%20%2005年，國內(nèi)新建住宅地暖應(yīng)用情況：內(nèi)蒙、東北、新疆：70%；河北、甘肅：60%以上；山東、山西、陜西、寧夏：40%以上；北京、河南：20%以上。地板輻射采暖廣泛用于民用建筑（住宅、醫(yī)療建筑、游泳館、健身房、商場、寫字樓、足球場），工業(yè)建筑（廠房、飛機庫）、農(nóng)業(yè)建筑（花壇、蔬菜大棚）等，以及室外道路、屋頂、機場跑道等，目前歐美發(fā)達國家超過50%的新建建筑中都采用了地板輻射采暖系統(tǒng)。*以上數(shù)據(jù)來自中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會4

5-1地板輻射采暖技術(shù)的發(fā)展

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近幾年，地暖在我國以及其迅猛的速度得到發(fā)展。2007年2月17日，建設(shè)部頒布了《建設(shè)事業(yè)“十一五”重點推廣領(lǐng)域》中，將“低溫熱水地面輻射供暖技術(shù)”作為“新型高效采暖采暖空調(diào)技術(shù)”在民用建筑中推薦使用。據(jù)了解，國內(nèi)地面供暖企業(yè)達5000~8000家，有近百萬人在這個行業(yè)工作。JGJ142-2012輻射供暖供冷技術(shù)規(guī)程；

5-1地板輻射采暖技術(shù)的發(fā)展

http:///一、采暖系統(tǒng)的組成：（1）水平干管系統(tǒng)多為下供下回式；（2）單元立管系統(tǒng)；同程或異程系統(tǒng)；（3）戶內(nèi)采暖系統(tǒng)包括分集水器、溫控裝置，散熱地面盤管等。6

5-2地板輻射采暖系統(tǒng)的形式

http:///分集水器作用：各支路的流量分配，更好的控制熱量均衡，并且起到各支路開關(guān)、系統(tǒng)泄水、自動排氣的作用。分水器：用于連接各路加熱管供水管的配水裝置。集水器：用于連接各路加熱管回水管的匯水裝置。可通過分集水器將地暖水管分成多路控制，比如一個房間一路。分水器7

5-2地板輻射采暖系統(tǒng)的形式

集水器http:///二、地暖管道的布置（1）布置形式：平行型、回轉(zhuǎn)型等。地表溫度場分布有區(qū)別。（a）回字型；（b）S型；（c）L型；（d）U型

5-2地板輻射采暖系統(tǒng)的形式

http:///各環(huán)路長度盡可能相同，環(huán)路長度不超過120m。（不一定每個房間為一個環(huán)路）分集水器靠墻設(shè)置，一般每個區(qū)域分一路。地面的固定設(shè)備和衛(wèi)生潔具下，不應(yīng)布置加熱管。分集水器安置在靠墻處

5-2地板輻射采暖系統(tǒng)的形式

每個分集水器環(huán)路不超過8個。（2）盤管布置要求：http:///（3）地面層構(gòu)造：

5-2地板輻射采暖系統(tǒng)的形式

與土壤相鄰地面，設(shè)置絕熱層及防潮層；與外墻相鄰處，設(shè)置絕熱層；潮濕房間地面應(yīng)設(shè)防水層。

http:///理想人體取暖地暖散熱器空調(diào)11一、地板輻射采暖優(yōu)點

（一）舒適的溫度場“涼頂暖足”，符合中醫(yī)基本養(yǎng)生之道。改善人體血液循環(huán)，有益人體健康。

5-3地板輻射采暖技術(shù)的特點

地暖溫度分布理想溫度分布http:///（二）高效、節(jié)能、運行費用低（1）可利用余熱水、太陽能、地熱等各種低溫熱源；（2）室內(nèi)空氣溫度梯度小，可不考慮高度附加對熱負荷的影響，因而熱能利用率高；（3）室內(nèi)溫度可以比對流式采暖方式低2～5℃，所以溫差傳熱損失減?。唬ㄈQ于壁面溫度）（4）熱媒低溫傳送，在傳送過程中熱量損失小，熱效率高；（流量問題）（5）可以采用分區(qū)溫控，節(jié)能顯著。

5-3地板輻射采暖技術(shù)的特點

http:///（三）衛(wèi)生、健康保健空氣中灰塵流動小，室內(nèi)環(huán)境衛(wèi)生清潔；（四）不占使用面積室內(nèi)取消了暖氣片及其支管，增加室內(nèi)使用面積。

（五）使用壽命長，免維護，安全性能好，節(jié)約維修費用（六）可分區(qū)控制，計量方便。

5-3地板輻射采暖技術(shù)的特點

http:///二、地板輻射采暖缺點地面布管占用建筑層高8-14cm，建筑荷載增加；對地面的裝飾材料有約束，如鋪設(shè)木地板則有干裂的麻煩，最好選用地磚或復(fù)合地板；地板上如鋪地毯將影響采暖效果。

地面不滿足敷設(shè)管線條件時，要借助其他采暖形式補充；對熱媒溫度、流量、壓力的要求與原有散熱器采暖系統(tǒng)不同，需設(shè)置單獨熱源系統(tǒng)。因熱媒溫差較小，相應(yīng)流量較大，熱媒輸送能耗較散熱器供暖系統(tǒng)，約增大一倍。戶間傳熱增大，熱量分攤難處理。

5-3地板輻射采暖技術(shù)的特點

http:///一、加熱盤管材料采暖盤管敷設(shè)于地面填充層內(nèi)，一旦完成施工就不便于維修。因而選擇時應(yīng)特別注意其運行的耐久性和可靠性。一般應(yīng)根據(jù)使用年限要求、熱媒溫度和壓力、施工技術(shù)條件、投資費用等因素選擇合適的盤管。加熱管外經(jīng)一般為16~25mm。目前我國用于地板采暖的管材種類主要有：交聯(lián)鋁塑復(fù)合管（XPAP）交聯(lián)聚乙烯管（PE-X）耐熱聚乙烯管（PE-RT）聚丁烯管（PB）無規(guī)共聚聚丙烯管（PP-R）15

5-4地板輻射采暖系統(tǒng)的施工

價位：5~20元/米。http:///不同管材在耐高溫性、抗沖擊性、可焊性、柔韌性等方面有差別。鋁塑復(fù)合管XPAP：以鋁管為中間層，內(nèi)外均為交聯(lián)聚乙烯塑料。其抗外壓強度高，但在彎曲時容易焊縫脫開，應(yīng)用受到限制。交聯(lián)聚乙烯PE-X管：目前地板輻射采暖系統(tǒng)中應(yīng)用最多的品種。耐熱聚乙烯管PE-RT：擁有良好的穩(wěn)定性和抗沖擊性，管材廢料可以回收，并且可以熱熔連接，具有一定的競爭力。聚丁烯PB管：在塑料中性能相對是最好的，但是價格比較貴。無規(guī)共聚聚丙烯PP-R管：由于柔韌性較差，在地板輻射采暖系統(tǒng)中應(yīng)用較少。16

5-4地板輻射采暖系統(tǒng)的施工

http:///二、地板輻射采暖施工（1）施工準備→（2）固定分、集水器→（3）鋪設(shè)保溫層和地暖反射膜→（4）鋪設(shè)埋地暖管→（5）設(shè)置過門伸縮縫→（6）中間驗收（一次水壓試驗）→（7）回填細石混凝土層→（8）完工驗收（二次水壓試驗）。

5-4地板輻射采暖系統(tǒng)的施工

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5-4地板輻射采暖系統(tǒng)的施工

伸縮縫（邊界保溫條）：

在墻、柱、過門，以及地面長度超過8米時，為防止混凝土開裂應(yīng)設(shè)置伸縮縫。伸縮縫寬度不小于8毫米。http:///1、鋪設(shè)防潮層2、鋪設(shè)絕熱層3、鋪設(shè)反射層鋪設(shè)層作用材料厚度防潮層防止建筑地基或樓層地面下的潮氣透過地面。（若安裝樓層為中間層可不鋪）高發(fā)泡聚乙烯薄層保溫層用以阻擋熱量傳遞，減少無效熱耗。聚苯乙烯（EPS）保溫板20mm反射層保溫層的防潮、防水，并防止熱量向下流失。鋁箔薄層19

5-4地板輻射采暖系統(tǒng)的施工

http:///4、鋪設(shè)鋼網(wǎng)（加固層）5、鋪設(shè)盤管6、填充水泥（填充層）鋪設(shè)層作用材料厚度/管徑鋼網(wǎng)（鐵絲網(wǎng)）為能更好的固定采暖管與保護填充層，使其壽命延長的效果。一般鋼網(wǎng)--盤管層輸送熱水。一般采用塑料加熱管PB、PE-X、PE-RT、PP-R。一般16mm20mm25mm填充層用來保護加熱管和蓄熱作用，使地面溫度均勻，溫降小。C15豆石混凝土，豆石粒徑宜為5-12mm。不宜小于50mm20

5-4地板輻射采暖系統(tǒng)的施工

http:///一、熱負荷計算1、全面輻射采暖熱負荷熱負荷計算方法：按照對流采暖系統(tǒng)的室內(nèi)計算溫度低2度計算熱負荷；按照散熱器采暖熱負荷計算的90%~95%確定。2、局部輻射采暖熱負荷按照采暖面積比例計算局部熱負荷，并考慮熱負荷附加系數(shù)。21

5-5地板輻射采暖系統(tǒng)的設(shè)計

http:///二、供、回水溫度的確定供、回水溫度：供水溫度不應(yīng)大于60℃，供、回水溫差不宜大于10℃。一般民用建筑供水溫度宜采用35℃~50℃，地表溫度要求：例如，人員經(jīng)常停留區(qū)24-26℃

，最高限值28℃

。22

5-5地板輻射采暖系統(tǒng)的設(shè)計

低溫熱水地板輻射供暖：地熱http:///三、加熱盤管的選擇計算地板有效散熱量：地板散熱既有向上的散熱(有效散熱量)，又有向下散熱(熱損失)，熱負荷計算中應(yīng)注意。（附表2-6）房間所需地面散熱量Q=房間熱負荷-來自上層地板傳熱量。23

5-5地板輻射采暖系統(tǒng)的設(shè)計

（1）計算房間單位地面散熱量：

（2）根據(jù)房間單位地面散熱量qx，查附表2-6確定盤管排列間距。（3）根據(jù)盤管排列間距及房間面積，計算盤管長度L。http:///24

5-5地板輻射采暖系統(tǒng)的設(shè)計

（4）校核地表平均溫度http:///四、水力計算（1）水力計算的目的：通過水力計算，確定水平干管管徑、單元立管的管徑。（2）盤管管徑根據(jù)流速要求確定，而不是水力計算確定。盤管工作壓力：盤管工作壓力不大于0.8MPa；（建筑超過50米，應(yīng)該進行豎向分區(qū)）盤管長度：不宜超過120m；每套分水器、集水器環(huán)路的總壓力損失不宜大于30kPa；（盤管阻力計算方法參見有關(guān)塑料管阻力計算）。集水器分支環(huán)路不宜多于8路；管內(nèi)介質(zhì)流速不宜小于0.25m/s；地面的固定設(shè)備和衛(wèi)生潔具下，不應(yīng)布置加熱管。25

5-5地板輻射采暖系統(tǒng)的設(shè)計

http:///一、地熱是否可以直接采用散熱器采暖系統(tǒng)的熱源？

《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準JGJ26-95》規(guī)定，室外采暖設(shè)計溫度低于-6℃的地區(qū)，樓梯間應(yīng)進行采暖。如果采用地板輻射采暖系統(tǒng)，樓梯間通常采用散熱器采暖。散熱器和地暖共用一套熱源，主要存在2個問題：（1）溫度不適應(yīng)：散熱器采暖系統(tǒng)設(shè)計溫度95/70℃，低溫熱水采暖供水35-50℃。如果地熱盤管采用高溫水，不僅地面溫度超標，而且管線壽命縮短；（2）壓力不適應(yīng)：低溫熱水地板采暖管線壓力損失比散熱器系統(tǒng)阻力損失大許多；外網(wǎng)資用壓差滿足散熱器采暖時，不一定能滿足地板輻射采暖要求。

5-6采暖系統(tǒng)的熱源共用