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试论环保节能的低温地板辐射采暖

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  论文关键词:辐射采暖 低温地板 采暖方式 环保节能
  论文摘要:介绍低温热水地板辐射采暖的特性,分析了其技术经济上的优缺点及施工过程中需注意的问题。
  引言
    近年来,人们对居住舒适度的要求日益提高,但由于能源利用效率很低,建筑耗能迅速增长,已大大超过了能源增长的速度,建筑能耗占总能耗的比例已接近30 %,仅采暖能耗一项,就已占到能源总消耗的10%左右,能源紧张已严重制约着经济建设,影响到人民生活水平的进一步提高。目前,我国北方城镇居民大多是采用散热器对流采暖,最近几年低温地板辐射采暖开始走进千家万户。低温地板辐射采暖并不是一项新的采暖技术,国外于20世纪初就开始在一些工程中采用,但由于金属管材容易产生腐蚀和渗漏等问题,这种采暖方式未能得到迅速发展。直到20世纪70年代,“以塑代钢”技术的发展以及联聚乙烯管的出现,使得低温热水地板辐射暖焕发了生机。
  1低温地板辐射采暖
    随着居住条件的不断改善,人们对室内采暖也提出了新的要求。许多工程采用低温地板辐射采暖系统来代替传统的散热器采暖,克服了诸如能耗大、舒适性差、难于分户计量、占用房间使用面积等问题。低温热水地板辐射采暖是一种利用建筑物内部地面进行采暖的系统,它将塑料管敷设在楼面现浇混凝土层内,热水温度≯60℃,工作压力≯0.4MPa。该系统以整个地面作为散热面,地板在通过对流换热加热周围空气的同时,还与人体、家具及四周的维护结构进行辐射换热,从而使其表面温度升高,其辐射换热量约占总换热量的50%以上,是一种理想的采暖系统,可以有效地解决散热器采暖存在的问题。低温热水地板辐射采暖节省燃料,电能消耗低,是最经济的供暖系统。
  1. 1舒适、卫生、保健
    传统的散热器采暖热量主要集中在房间的中上部,上热下凉,人们有口干舌燥的感觉。而低温地板辐射采暖是以均匀辐射的方式散热,这是最舒适的采暖方式,室内地面温度均匀,室温自下而上逐渐递减,给人以脚暖头凉的感觉,符合“温足凉顶”的中医健身理论,能改善人体血液循环,促进新陈代谢。同时,散热器采暖方式主要依靠自然对流方式传热,由于热源温度较高,因而空气流速较大;而地板采暖主要依靠辐射和自然对流两种方式传热,使用较低温度的热媒,避免了室内空气的强烈对流热交换,空气流速低,大大减少了因对流所产生的尘埃对室内空气的二次污染。由于风速是影响室内扬尘的重要因素,所以,采用地板采暖的房间扬尘很小,比较卫生,改善了家居环境。
  1.2美观,不占使用面积
    室内各种管线均可铺设在地暖结构层中,取消了散热器的立、支管,不但增加了使用面积,而且房间可以任意分隔,便于装修和家具布置。
  1.3保温隔音,热稳定性好
    目前,我国隔层楼板一般采用预制板或现浇板,其质地脆硬,隔音效果很差。地板采暖由于增加了保温层,可以大大减少上层对下层的噪声干扰,具有非常好的隔音效果。由于地暖特殊的地面构造,当上下层不采暖时,中间层的采暖效果几乎不受影响;地面层及混凝土层蓄热量大,因而在间歇供暖的情况下,室内温度变化缓慢,热稳定性好。地板辐射采暖由于有较厚的混凝土和砂浆层作为蓄热结构,系统的蓄热能力强,因而热惰性更强,热稳定性好,抵抗外界干扰的能力强。因此,即使是在间歇供暖的条件下,房间内的温度波动较小。试验表明,在室温20℃时停止供热,12h后的室温仍可保持在18℃左右。 
  1.4高效节能,运行费用低
    散热器采暖通常采用95一70℃供水温度,需要耗费大量的热能。而地板辐射采暖所用热媒温度较低,一些低温热源也能被利用,如太阳能、地热水。此外,还可利用热电厂余热、城市供热管网回水等热能。这些低温热源的有效利用,不仅节约了数量可观的不可再生资源,同时减少了废气、废渣的排放,既节能又环保。地暖系统在达到同样舒适条件的前提下,室内设计温度的能耗可以比其他采暖形式降低20%一30%,提高了热效率,而且各房间的温度可以独立调节。
  2低温热水地板辐射采暖的施工
  2.1地板辐射采暖管材
    地板辐射采暖常用的管材有钢管、铜管和塑料管。由于塑料管具有无接头、容易弯曲、易于施工等优点,因而在工程中被广泛使用。常用的塑料管有:交联聚乙烯PEX管、改性聚丙烯PP一C管、聚丁烯PB管、交联聚乙烯铝塑复合管XPAP等,它们具有抗老化、耐腐蚀、不结垢、承压高、无环境污染、不易渗漏、水阻力及膨胀系数小等特点,在50℃环境下使用可达50年。不论采用何种管材,管件和管材的内外壁应平整、光滑,无气泡、裂口、裂纹、脱皮和明显的痕纹、凹陷;管件和管材颜色应一致,色泽均匀;装卸、运输时应小心轻放,不能受到剧烈碰撞和尖锐物的冲击,不能抛、摔、滚、拖,避免接触油污;在储存和施工过程中,要严防泥土和杂物进人管内,存放处应避免阳光直射。
  2. 2低温地板辐射采暖埋管铺设方式
    (1)直立型:随水流板面温度逐渐降低,首尾温差大,板面温度场不均匀。
  (2)旋转型和往复型:铺设复杂,高低温管间隔布置,板面温度场均匀,供暖效果好。每个支环路一般为60一80 m,最长宜≯l20m,原则上采取一个房间一个环路,房间面积大的,以20—30m2扩为一环;每个环路宜采用整根管道,中间不允许有接头,以防止渗漏;靠近外墙、外窗处由于热损失大,加热盘管的间距应布置得小一些,以维持该处的地表温度。
  3目前地板辐射采暖存在的问题
    (1)地板辐射采暖需要增加楼板的厚度,使房间的净高减小,同时也增加了楼板荷载,使得土建的造价增加。由于地暖是在楼板下布管,与普通采暖方式相比地面厚度增加了6一9 cm,设计时应考虑适当增加层高,以保证房间的有效净空。
    (2)室内家具及其他物品的布置对地板的遮挡,会影响低温地板辐射采暖的散热,特别是小卧室房间更应该慎重考虑其散热效果。
    (3)由于地板采暖的热惰性,其快速加热能力不足,一般需要1 .5h后才能达到设计温度。
    (4)由于地暖由底板向上散热,容易引起填充层、找平层混凝土收缩,产生温度应力,导致地面产生轻微裂缝。
    (5)可维修性差。地板辐射采暖属于隐蔽性工程,一旦管道渗漏,其维修难度较大,需采用专业设备进行查漏和修复。
  4结语
    低温地板辐射采暖作为一种新兴的采暖系统,在“以塑代钢”技术突破金属管材的局限后,在许多发达国家已得到广泛应用,但目前在我国仍处于使用初期。低温地板辐射采暖具有较好的节能效果,可以给居住者创造健康、舒适、环保的室内环境,是今后建筑采暖的发展方向,具有广阔的应用前景。

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