試論環(huán)保節(jié)能的低溫地板輻射采暖
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論文關(guān)鍵詞:輻射采暖 低溫地板 采暖方式 環(huán)保節(jié)能
論文摘要:介紹低溫?zé)崴匕遢椛洳膳奶匦?，分析了其技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)缺點及施工過程中需注意的問題。
引言
近年來，人們對居住舒適度的要求日益提高，但由于能源利用效率很低，建筑耗能迅速增長，已大大超過了能源增長的速度，建筑能耗占總能耗的比例已接近30 %，僅采暖能耗一項，就已占到能源總消耗的10%左右，能源緊張已嚴(yán)重制約著經(jīng)濟(jì)建設(shè)，影響到人民生活水平的進(jìn)一步提高。目前，我國北方城鎮(zhèn)居民大多是采用散熱器對流采暖，最近幾年低溫地板輻射采暖開始走進(jìn)千家萬戶。低溫地板輻射采暖并不是一項新的采暖技術(shù)，國外于20世紀(jì)初就開始在一些工程中采用，但由于金屬管材容易產(chǎn)生腐蝕和滲漏等問題，這種采暖方式未能得到迅速發(fā)展。直到20世紀(jì)70年代，“以塑代鋼”技術(shù)的發(fā)展以及聯(lián)聚乙烯管的出現(xiàn)，使得低溫?zé)崴匕遢椛渑療òl(fā)了生機(jī)。
1低溫地板輻射采暖
隨著居住條件的不斷改善，人們對室內(nèi)采暖也提出了新的要求。許多工程采用低溫地板輻射采暖系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的散熱器采暖，克服了諸如能耗大、舒適性差、難于分戶計量、占用房間使用面積等問題。低溫?zé)崴匕遢椛洳膳且环N利用建筑物內(nèi)部地面進(jìn)行采暖的系統(tǒng)，它將塑料管敷設(shè)在樓面現(xiàn)澆混凝土層內(nèi)，熱水溫度≯60℃，工作壓力≯0．4MPa。該系統(tǒng)以整個地面作為散熱面，地板在通過對流換熱加熱周圍空氣的同時，還與人體、家具及四周的維護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行輻射換熱，從而使其表面溫度升高，其輻射換熱量約占總換熱量的50%以上，是一種理想的采暖系統(tǒng)，可以有效地解決散熱器采暖存在的問題。低溫?zé)崴匕遢椛洳膳?jié)省燃料，電能消耗低，是最經(jīng)濟(jì)的供暖系統(tǒng)。
1. 1舒適、衛(wèi)生、保健
傳統(tǒng)的散熱器采暖熱量主要集中在房間的中上部，上熱下涼，人們有口干舌燥的感覺。而低溫地板輻射采暖是以均勻輻射的方式散熱，這是最舒適的采暖方式，室內(nèi)地面溫度均勻，室溫自下而上逐漸遞減，給人以腳暖頭涼的感覺，符合“溫足涼頂”的中醫(yī)健身理論，能改善人體血液循環(huán)，促進(jìn)新陳代謝。同時，散熱器采暖方式主要依靠自然對流方式傳熱，由于熱源溫度較高，因而空氣流速較大;而地板采暖主要依靠輻射和自然對流兩種方式傳熱，使用較低溫度的熱媒，避免了室內(nèi)空氣的強(qiáng)烈對流熱交換，空氣流速低，大大減少了因?qū)α魉a(chǎn)生的塵埃對室內(nèi)空氣的二次污染。由于風(fēng)速是影響室內(nèi)揚塵的重要因素，所以，采用地板采暖的房間揚塵很小，比較衛(wèi)生，改善了家居環(huán)境。
1.2美觀，不占使用面積
室內(nèi)各種管線均可鋪設(shè)在地暖結(jié)構(gòu)層中，取消了散熱器的立、支管，不但增加了使用面積，而且房間可以任意分隔，便于裝修和家具布置。
1.3保溫隔音，熱穩(wěn)定性好
目前，我國隔層樓板一般采用預(yù)制板或現(xiàn)澆板，其質(zhì)地脆硬，隔音效果很差。地板采暖由于增加了保溫層，可以大大減少上層對下層的噪聲干擾，具有非常好的隔音效果。由于地暖特殊的地面構(gòu)造，當(dāng)上下層不采暖時，中間層的采暖效果幾乎不受影響;地面層及混凝土層蓄熱量大，因而在間歇供暖的情況下，室內(nèi)溫度變化緩慢，熱穩(wěn)定性好。地板輻射采暖由于有較厚的混凝土和砂漿層作為蓄熱結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的蓄熱能力強(qiáng)，因而熱惰性更強(qiáng)，熱穩(wěn)定性好，抵抗外界干擾的能力強(qiáng)。因此，即使是在間歇供暖的條件下，房間內(nèi)的溫度波動較小。試驗表明，在室溫20℃時停止供熱，12h后的室溫仍可保持在18℃左右。
1.4高效節(jié)能，運行費用低
散熱器采暖通常采用95一70℃供水溫度，需要耗費大量的熱能。而地板輻射采暖所用熱媒溫度較低，一些低溫?zé)嵩匆材鼙焕茫缣柲?、地?zé)崴４送?，還可利用熱電廠余熱、城市供熱管網(wǎng)回水等熱能。這些低溫?zé)嵩吹挠行Ю?，不僅節(jié)約了數(shù)量可觀的不可再生資源，同時減少了廢氣、廢渣的排放，既節(jié)能又環(huán)保。地暖系統(tǒng)在達(dá)到同樣舒適條件的前提下，室內(nèi)設(shè)計溫度的能耗可以比其他采暖形式降低20%一30%，提高了熱效率，而且各房間的溫度可以獨立調(diào)節(jié)。
2低溫?zé)崴匕遢椛洳膳氖┕?br/> 2.1地板輻射采暖管材
地板輻射采暖常用的管材有鋼管、銅管和塑料管。由于塑料管具有無接頭、容易彎曲、易于施工等優(yōu)點，因而在工程中被廣泛使用。常用的塑料管有:交聯(lián)聚乙烯PEX管、改性聚丙烯PP一C管、聚丁烯PB管、交聯(lián)聚乙烯鋁塑復(fù)合管XPAP等，它們具有抗老化、耐腐蝕、不結(jié)垢、承壓高、無環(huán)境污染、不易滲漏、水阻力及膨脹系數(shù)小等特點，在50℃環(huán)境下使用可達(dá)50年。不論采用何種管材，管件和管材的內(nèi)外壁應(yīng)平整、光滑，無氣泡、裂口、裂紋、脫皮和明顯的痕紋、凹陷;管件和管材顏色應(yīng)一致，色澤均勻;裝卸、運輸時應(yīng)小心輕放，不能受到劇烈碰撞和尖銳物的沖擊，不能拋、摔、滾、拖，避免接觸油污;在儲存和施工過程中，要嚴(yán)防泥土和雜物進(jìn)人管內(nèi)，存放處應(yīng)避免陽光直射。
2. 2低溫地板輻射采暖埋管鋪設(shè)方式
(1)直立型:隨水流板面溫度逐漸降低，首尾溫差大，板面溫度場不均勻。
(2)旋轉(zhuǎn)型和往復(fù)型:鋪設(shè)復(fù)雜，高低溫管間隔布置，板面溫度場均勻，供暖效果好。每個支環(huán)路一般為60一80 m，最長宜≯l20m，原則上采取一個房間一個環(huán)路，房間面積大的，以20—30m2擴(kuò)為一環(huán);每個環(huán)路宜采用整根管道，中間不允許有接頭，以防止?jié)B漏;靠近外墻、外窗處由于熱損失大，加熱盤管的間距應(yīng)布置得小一些，以維持該處的地表溫度。
3目前地板輻射采暖存在的問題
(1)地板輻射采暖需要增加樓板的厚度，使房間的凈高減小，同時也增加了樓板荷載，使得土建的造價增加。由于地暖是在樓板下布管，與普通采暖方式相比地面厚度增加了6一9 cm，設(shè)計時應(yīng)考慮適當(dāng)增加層高，以保證房間的有效凈空。
(2)室內(nèi)家具及其他物品的布置對地板的遮擋，會影響低溫地板輻射采暖的散熱，特別是小臥室房間更應(yīng)該慎重考慮其散熱效果。
(3)由于地板采暖的熱惰性，其快速加熱能力不足，一般需要1 .5h后才能達(dá)到設(shè)計溫度。
(4)由于地暖由底板向上散熱，容易引起填充層、找平層混凝土收縮，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，導(dǎo)致地面產(chǎn)生輕微裂縫。
(5)可維修性差。地板輻射采暖屬于隱蔽性工程，一旦管道滲漏，其維修難度較大，需采用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行查漏和修復(fù)。
4結(jié)語
低溫地板輻射采暖作為一種新興的采暖系統(tǒng)，在“以塑代鋼”技術(shù)突破金屬管材的局限后，在許多發(fā)達(dá)國家已得到廣泛應(yīng)用，但目前在我國仍處于使用初期。低溫地板輻射采暖具有較好的節(jié)能效果，可以給居住者創(chuàng)造健康、舒適、環(huán)保的室內(nèi)環(huán)境，是今后建筑采暖的發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景。
論文摘要:介紹低溫?zé)崴匕遢椛洳膳奶匦?，分析了其技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)缺點及施工過程中需注意的問題。
引言
近年來，人們對居住舒適度的要求日益提高，但由于能源利用效率很低，建筑耗能迅速增長，已大大超過了能源增長的速度，建筑能耗占總能耗的比例已接近30 %，僅采暖能耗一項，就已占到能源總消耗的10%左右，能源緊張已嚴(yán)重制約著經(jīng)濟(jì)建設(shè)，影響到人民生活水平的進(jìn)一步提高。目前，我國北方城鎮(zhèn)居民大多是采用散熱器對流采暖，最近幾年低溫地板輻射采暖開始走進(jìn)千家萬戶。低溫地板輻射采暖并不是一項新的采暖技術(shù)，國外于20世紀(jì)初就開始在一些工程中采用，但由于金屬管材容易產(chǎn)生腐蝕和滲漏等問題，這種采暖方式未能得到迅速發(fā)展。直到20世紀(jì)70年代，“以塑代鋼”技術(shù)的發(fā)展以及聯(lián)聚乙烯管的出現(xiàn)，使得低溫?zé)崴匕遢椛渑療òl(fā)了生機(jī)。
1低溫地板輻射采暖
隨著居住條件的不斷改善，人們對室內(nèi)采暖也提出了新的要求。許多工程采用低溫地板輻射采暖系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的散熱器采暖，克服了諸如能耗大、舒適性差、難于分戶計量、占用房間使用面積等問題。低溫?zé)崴匕遢椛洳膳且环N利用建筑物內(nèi)部地面進(jìn)行采暖的系統(tǒng)，它將塑料管敷設(shè)在樓面現(xiàn)澆混凝土層內(nèi)，熱水溫度≯60℃，工作壓力≯0．4MPa。該系統(tǒng)以整個地面作為散熱面，地板在通過對流換熱加熱周圍空氣的同時，還與人體、家具及四周的維護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行輻射換熱，從而使其表面溫度升高，其輻射換熱量約占總換熱量的50%以上，是一種理想的采暖系統(tǒng)，可以有效地解決散熱器采暖存在的問題。低溫?zé)崴匕遢椛洳膳?jié)省燃料，電能消耗低，是最經(jīng)濟(jì)的供暖系統(tǒng)。
1. 1舒適、衛(wèi)生、保健
傳統(tǒng)的散熱器采暖熱量主要集中在房間的中上部，上熱下涼，人們有口干舌燥的感覺。而低溫地板輻射采暖是以均勻輻射的方式散熱，這是最舒適的采暖方式，室內(nèi)地面溫度均勻，室溫自下而上逐漸遞減，給人以腳暖頭涼的感覺，符合“溫足涼頂”的中醫(yī)健身理論，能改善人體血液循環(huán)，促進(jìn)新陳代謝。同時，散熱器采暖方式主要依靠自然對流方式傳熱，由于熱源溫度較高，因而空氣流速較大;而地板采暖主要依靠輻射和自然對流兩種方式傳熱，使用較低溫度的熱媒，避免了室內(nèi)空氣的強(qiáng)烈對流熱交換，空氣流速低，大大減少了因?qū)α魉a(chǎn)生的塵埃對室內(nèi)空氣的二次污染。由于風(fēng)速是影響室內(nèi)揚塵的重要因素，所以，采用地板采暖的房間揚塵很小，比較衛(wèi)生，改善了家居環(huán)境。
1.2美觀，不占使用面積
室內(nèi)各種管線均可鋪設(shè)在地暖結(jié)構(gòu)層中，取消了散熱器的立、支管，不但增加了使用面積，而且房間可以任意分隔，便于裝修和家具布置。
1.3保溫隔音，熱穩(wěn)定性好
目前，我國隔層樓板一般采用預(yù)制板或現(xiàn)澆板，其質(zhì)地脆硬，隔音效果很差。地板采暖由于增加了保溫層，可以大大減少上層對下層的噪聲干擾，具有非常好的隔音效果。由于地暖特殊的地面構(gòu)造，當(dāng)上下層不采暖時，中間層的采暖效果幾乎不受影響;地面層及混凝土層蓄熱量大，因而在間歇供暖的情況下，室內(nèi)溫度變化緩慢，熱穩(wěn)定性好。地板輻射采暖由于有較厚的混凝土和砂漿層作為蓄熱結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的蓄熱能力強(qiáng)，因而熱惰性更強(qiáng)，熱穩(wěn)定性好，抵抗外界干擾的能力強(qiáng)。因此，即使是在間歇供暖的條件下，房間內(nèi)的溫度波動較小。試驗表明，在室溫20℃時停止供熱，12h后的室溫仍可保持在18℃左右。
1.4高效節(jié)能，運行費用低
散熱器采暖通常采用95一70℃供水溫度，需要耗費大量的熱能。而地板輻射采暖所用熱媒溫度較低，一些低溫?zé)嵩匆材鼙焕茫缣柲?、地?zé)崴４送?，還可利用熱電廠余熱、城市供熱管網(wǎng)回水等熱能。這些低溫?zé)嵩吹挠行Ю?，不僅節(jié)約了數(shù)量可觀的不可再生資源，同時減少了廢氣、廢渣的排放，既節(jié)能又環(huán)保。地暖系統(tǒng)在達(dá)到同樣舒適條件的前提下，室內(nèi)設(shè)計溫度的能耗可以比其他采暖形式降低20%一30%，提高了熱效率，而且各房間的溫度可以獨立調(diào)節(jié)。
2低溫?zé)崴匕遢椛洳膳氖┕?br/> 2.1地板輻射采暖管材
地板輻射采暖常用的管材有鋼管、銅管和塑料管。由于塑料管具有無接頭、容易彎曲、易于施工等優(yōu)點，因而在工程中被廣泛使用。常用的塑料管有:交聯(lián)聚乙烯PEX管、改性聚丙烯PP一C管、聚丁烯PB管、交聯(lián)聚乙烯鋁塑復(fù)合管XPAP等，它們具有抗老化、耐腐蝕、不結(jié)垢、承壓高、無環(huán)境污染、不易滲漏、水阻力及膨脹系數(shù)小等特點，在50℃環(huán)境下使用可達(dá)50年。不論采用何種管材，管件和管材的內(nèi)外壁應(yīng)平整、光滑，無氣泡、裂口、裂紋、脫皮和明顯的痕紋、凹陷;管件和管材顏色應(yīng)一致，色澤均勻;裝卸、運輸時應(yīng)小心輕放，不能受到劇烈碰撞和尖銳物的沖擊，不能拋、摔、滾、拖，避免接觸油污;在儲存和施工過程中，要嚴(yán)防泥土和雜物進(jìn)人管內(nèi)，存放處應(yīng)避免陽光直射。
2. 2低溫地板輻射采暖埋管鋪設(shè)方式
(1)直立型:隨水流板面溫度逐漸降低，首尾溫差大，板面溫度場不均勻。
(2)旋轉(zhuǎn)型和往復(fù)型:鋪設(shè)復(fù)雜，高低溫管間隔布置，板面溫度場均勻，供暖效果好。每個支環(huán)路一般為60一80 m，最長宜≯l20m，原則上采取一個房間一個環(huán)路，房間面積大的，以20—30m2擴(kuò)為一環(huán);每個環(huán)路宜采用整根管道，中間不允許有接頭，以防止?jié)B漏;靠近外墻、外窗處由于熱損失大，加熱盤管的間距應(yīng)布置得小一些，以維持該處的地表溫度。
3目前地板輻射采暖存在的問題
(1)地板輻射采暖需要增加樓板的厚度，使房間的凈高減小，同時也增加了樓板荷載，使得土建的造價增加。由于地暖是在樓板下布管，與普通采暖方式相比地面厚度增加了6一9 cm，設(shè)計時應(yīng)考慮適當(dāng)增加層高，以保證房間的有效凈空。
(2)室內(nèi)家具及其他物品的布置對地板的遮擋，會影響低溫地板輻射采暖的散熱，特別是小臥室房間更應(yīng)該慎重考慮其散熱效果。
(3)由于地板采暖的熱惰性，其快速加熱能力不足，一般需要1 .5h后才能達(dá)到設(shè)計溫度。
(4)由于地暖由底板向上散熱，容易引起填充層、找平層混凝土收縮，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，導(dǎo)致地面產(chǎn)生輕微裂縫。
(5)可維修性差。地板輻射采暖屬于隱蔽性工程，一旦管道滲漏，其維修難度較大，需采用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行查漏和修復(fù)。
4結(jié)語
低溫地板輻射采暖作為一種新興的采暖系統(tǒng)，在“以塑代鋼”技術(shù)突破金屬管材的局限后，在許多發(fā)達(dá)國家已得到廣泛應(yīng)用，但目前在我國仍處于使用初期。低溫地板輻射采暖具有較好的節(jié)能效果，可以給居住者創(chuàng)造健康、舒適、環(huán)保的室內(nèi)環(huán)境，是今后建筑采暖的發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景。