低溫?zé)崴椛鋯?wèn)題研究論文

時(shí)間:2022-06-02 11:26:00

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低溫?zé)崴椛鋯?wèn)題研究論文

編者按:本論文主要從地暖的主要特點(diǎn);地板輻射采暖在我國(guó)北方各地普遍推廣;地板輻射采暖施工要求高,需要有經(jīng)過(guò)專門訓(xùn)練的專業(yè)隊(duì)伍施工等進(jìn)行講述,包括了由于地板采暖的蓄熱效應(yīng),穩(wěn)定的熱源來(lái)自足下、輻射采暖相應(yīng)提高了室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度、該采暖系統(tǒng)具備分戶熱量計(jì)量和分室控溫的條件等,具體資料請(qǐng)見(jiàn):

【摘要】本文介紹了低溫熱水地板輻射采暖的特點(diǎn)及其應(yīng)用情況。重點(diǎn)闡述了在施工中遇到的問(wèn)題及采取的相應(yīng)措施。

【關(guān)鍵詞】采暖;輻射;施工;質(zhì)量;節(jié)能

低溫地板輻射采暖是一種衛(wèi)生條件和舒適標(biāo)準(zhǔn)都比較好的采暖方式,是一種減少建筑能耗、提高熱舒適性的理想供暖方式。[1]它是通過(guò)地面以對(duì)流、輻射的傳熱方式把熱量傳遞至室內(nèi)空氣及物體,達(dá)到采暖效果。地面?zhèn)鞑サ目偀崃繛閷?duì)流傳熱和輻射傳熱之和。其中輻射傳熱量比例占總傳熱量的60%以上。[2]利用低溫輻射供暖,主要以輻射方式傳送熱量,這種直接迅速的傳送方式熱量無(wú)須通過(guò)任何介質(zhì)便可傳給供暖對(duì)象,降低了傳熱成本,提高了熱效率。因此地面供暖可以用較低的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度(16~20℃)達(dá)到較高室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度(18~22℃)的對(duì)流散熱的供暖效果。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道,室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度每降低1℃可節(jié)約燃料10%,低溫輻射供暖其散熱損失亦小于其他形式的供暖。

1地暖的主要特點(diǎn)

通過(guò)多年的施工、驗(yàn)收和體驗(yàn),低溫?zé)崴匕遢椛洳膳蛯?duì)流散熱器采暖系統(tǒng)相比,具有以下特點(diǎn):[2]

1.1由于地板采暖的蓄熱效應(yīng),穩(wěn)定的熱源來(lái)自足下,室內(nèi)空氣沿高度方向的溫度分布比較均勻,溫度梯度小,由下而上逐漸遞減,是理想的溫度分布,地面溫度高于呼吸線溫度,給人以腳暖頭涼的感覺(jué),感到舒適。同時(shí)由于上部溫度低,相應(yīng)減少了房間的無(wú)效熱損失。

1.2輻射采暖相應(yīng)提高了室內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度,減少了四周表面對(duì)人體的冷輻射,提高了熱舒適感。不會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)空氣急劇流動(dòng),減少了塵埃飛揚(yáng),改善了室內(nèi)衛(wèi)生條件。

1.3由于輻射采暖是將熱量直接投射到人體,在建立同樣熱舒適條件的前提下,室內(nèi)采暖計(jì)算溫度可比對(duì)流采暖降低2℃~3℃,從而減少房間熱量損失,降低采暖能耗約10%~20%,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。

1.4該采暖系統(tǒng)具備分戶熱量計(jì)量和分室控溫的條件。各房間可按自己的需要,根據(jù)室溫調(diào)節(jié)流量,最大限度的節(jié)約能源,減少熱能的浪費(fèi)、減少熱耗的開(kāi)支。[4]

1.5加熱盤管埋在地板內(nèi),無(wú)接頭,使用壽命長(zhǎng),尤其PE-RT地暖管壽命可達(dá)50年。

1.6利用與建筑物相結(jié)合的輻射采暖,不需要在室內(nèi)布置散熱器,不占建筑面積,不影響室內(nèi)家具布置。

1.7樓板基面上敷設(shè)絕熱板層,不僅有保溫作用,同時(shí)具有極佳的隔音效果。

2地板輻射采暖在我國(guó)北方各地普遍推廣

住宅、公共建筑均按照節(jié)能和舒適的要求在實(shí)施地板輻射采暖方式。隨著地板輻射采暖的不斷應(yīng)用,在近幾年的施工中遇到了一些新的問(wèn)題,為了解決設(shè)計(jì)和施工中出現(xiàn)的問(wèn)題,采取了相應(yīng)的措施,具體內(nèi)容如下:

2.1在商住樓地板輻射采暖施工中,開(kāi)發(fā)商為了追求其最大的使用面積,要求設(shè)計(jì)的管井少,一般只有一個(gè),這樣每層的分支環(huán)路就要有很多,目前施工過(guò)的最多高達(dá)13個(gè)分支環(huán)路。本來(lái)按照規(guī)定每根公共管道的分支管不宜超過(guò)3根,但這樣從一個(gè)管道井進(jìn)出的管道就有26根,那么進(jìn)出管道井處的地暖管排的很密集,局部散熱會(huì)很大,可能出現(xiàn)的問(wèn)題就是地面裝飾層開(kāi)裂。所以,如何避免地面脹裂就成了各層的關(guān)鍵問(wèn)題。我們根據(jù)該情況,經(jīng)過(guò)與各方多次協(xié)商采取了以下措施:

2.1.1局部加深地暖管的埋設(shè)深度、加厚地暖管外及管上面的保溫層,以減少管道的散熱;

2.1.2在地暖管上面加強(qiáng)防裂力度。選擇密度大、目數(shù)多、強(qiáng)度高的碳鋼網(wǎng)、加密固定鋼絲網(wǎng)的間距,使管道穩(wěn)定的固定在樓板上。

2.2對(duì)于商住建筑,從管井到最末端房間的管道很長(zhǎng)。如我遇到的最長(zhǎng)的直管段達(dá)L=15米。按照PE-RT管的膨脹系數(shù)k=0.18mm/m•℃,按施工時(shí)的室外溫度tw=15℃,充入采暖熱水后,最終將管道加熱到tg=50℃,所以管道的膨脹量較大,根據(jù)這根長(zhǎng)管道的實(shí)際情況,計(jì)算其熱膨脹量:

△L=k•△t•L=k•(tg-tw)•L=0.18×(50-15)×15=94.5mm

一根管的膨脹量這么大,所以必須采取措施解決管子的膨脹問(wèn)題,在施工中有效的辦法就是靠增加U型彎,在較直管段上固定卡子來(lái)吸收膨脹長(zhǎng)度,

固定卡子方法有很多,最好的固定方法是在水泥地面上鉆小坑,埋入木方,再用U型鋼卡緊管道,用螺釘將管道固定,這樣固定牢固管道不容易松動(dòng),可以避免因熱膨脹將沿途的地板脹裂。

2.3我們遇到的商住建筑,商業(yè)部分的外墻內(nèi)側(cè)大部分都掛裝飾材料,外墻外側(cè)也被廣告牌等裝飾擋住甚至封堵,所以,經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)和計(jì)量,商住建筑的采暖熱指標(biāo)大約為12W/m2左右。所以,原設(shè)計(jì)按著有外窗,且傳熱系數(shù)取值大,布管間距還按照有關(guān)資料中最大不超過(guò)300mm就不合適了。以地面面層為木地板為例,熱阻R=0.1m2•k/m時(shí),參考最新版《地面輻射供暖技術(shù)規(guī)程》(2004年)表A.1.3,當(dāng)平均水溫為45℃、室內(nèi)空氣溫度取18℃時(shí),取加熱管間距為300mm,PEX管單位地面面積散熱量為89.8W/m2,而其向下傳熱損失為34.1W/m2,那么留在室內(nèi)的熱量就有89.8-34.1=55.7W/m2。而商住建筑熱指標(biāo)12W/m2就滿足要求,并且向下傳熱損失并不是都損失掉了不存在了,而是傳給地板,熱量仍存在。所以即使設(shè)計(jì)選用最大管距300mm,仍浪費(fèi)大量熱量,增加大量管材,不節(jié)能,不經(jīng)濟(jì)。我們根據(jù)這一情況,選擇管間距為400mm,經(jīng)過(guò)運(yùn)行和對(duì)室內(nèi)溫度的測(cè)量,在設(shè)計(jì)室外溫度條件下達(dá)到了設(shè)計(jì)室內(nèi)溫度要求,節(jié)約了投資和熱能,人們也感到很舒適。

2.4在集、分水器的選用上,必須采用符合要求的合格產(chǎn)品。因集、分水器材質(zhì)均為銅,銅的強(qiáng)度小,尤其是與熱水管連接的根部,因經(jīng)常的管道熱脹冷縮,容易損壞,所以要選擇壁厚銅密度大的集、分水器。分、集水器附近外露的管道部件較多,應(yīng)注意保護(hù),要加防護(hù)罩,以免損壞。2.5在冬季施工時(shí)應(yīng)特別注意,試壓或沖洗后,應(yīng)將盤管內(nèi)的水全部吹出,以防凍壞管。

2.6正常運(yùn)行后會(huì)遇到室內(nèi)溫感偏高的問(wèn)題,出現(xiàn)這種情況主要由以下原因引起:

2.6.1負(fù)荷確定時(shí)未考慮輻射采暖與對(duì)流采暖的區(qū)別,直接將對(duì)流采暖負(fù)荷作為輻射采暖負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。相同條件下,輻射采暖時(shí)壁面溫度比對(duì)流采暖時(shí)高,減少了墻壁對(duì)人體的冷輻射,而人對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的感受常以實(shí)感溫度來(lái)衡量,實(shí)感溫度可比室內(nèi)環(huán)境溫度高2~3℃,因此在保持相同舒適感的情況下,輻射采暖室內(nèi)空氣溫度可比對(duì)流采暖時(shí)低2~3℃。在計(jì)算采暖熱負(fù)荷時(shí)沒(méi)有考慮上層地板向下的傳熱量,也是造成室內(nèi)溫度升高室內(nèi)環(huán)境偏熱的原因。

2.6.2有的設(shè)計(jì)人員按參考資料提供的地板散熱量直接查取管間距,甚至根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定管間距,而忽略了其適用條件。如加熱管為鋁塑復(fù)合管或塑料管,公稱外徑為20mm,填充層厚度為60mm,供回水溫差為10℃時(shí),有不同加熱管間距和不同平均水溫時(shí)的地板散熱量。當(dāng)填充層厚度改變時(shí),如改為55mm,地面層熱阻減小,地板散熱量加大,從而使室內(nèi)溫度升高,室內(nèi)偏熱。同理,供回水溫差的改變,管間距的增減,管內(nèi)平均水溫的變化,也將影響地板散熱量的大小。如某工程設(shè)計(jì)時(shí)供回水溫度為50℃/40℃,室內(nèi)溫度為18℃,管間距為250mm,地面層為木地板,地板散熱量約89w/m2。由于某種原因供回水溫度改為55℃/45℃,供回水溫差沒(méi)有變,施工時(shí)未做變更,結(jié)果實(shí)際運(yùn)行時(shí),室內(nèi)溫度卻高達(dá)23~24℃,溫升約5~6℃,地表溫度也升高了5℃左右。

因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行按實(shí)際應(yīng)用情況細(xì)致的計(jì)算,否則不僅偏離設(shè)計(jì)要求,而且也浪費(fèi)能源。

3地板輻射采暖施工要求高,需要有經(jīng)過(guò)專門訓(xùn)練的專業(yè)隊(duì)伍施工

地暖人員加強(qiáng)盤管的打壓工作,一般至少應(yīng)打三次壓。盤管完畢后,進(jìn)行第一次打壓,混凝土施工完畢后,進(jìn)行二次打壓,地面面層施工完畢后,進(jìn)行三次打壓。為保證重點(diǎn)工序施工質(zhì)量,在混凝土施工過(guò)程中,壓力表應(yīng)保持壓力,施工人員隨時(shí)注意壓力變化。地板采暖使用壽命長(zhǎng),但一旦損壞進(jìn)行維護(hù)幾乎不可能。

4結(jié)語(yǔ)

專業(yè)設(shè)計(jì)、優(yōu)質(zhì)材料、精心施工是切實(shí)保證地暖總體效果的關(guān)鍵,隨著建筑節(jié)能的要求及建筑保溫程度的提高,地暖專用材料及施工水平的提高,這一技術(shù)也得到了日益廣泛的響應(yīng),并逐漸朝著節(jié)能、環(huán)保智能型方向發(fā)展。