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1、 地 暖 研 究一 地暖常识1.1什么是地暖： 地暖是“低温地板辐射采暖系统”的简称，就是将地暖专用管材按一定规程铺设在地板或地砖下，实现向室内供暖的目的。低温地板辐射采暖，是一种极为理想的供暖方式。低温辐射地板采暖是通过埋设于地板下的加热管铝塑复合管或导电管，把地板加热到表面温度18至32摄氏度，均匀地向室内辐射热量而达到采暖效果再由地板均匀地向室内辐射热量的新型供暖方法。地板均匀地向室内辐射热量的同时在冷热空气的比重差作用下，产生了空气的自然对流现象，从而创造出具有理想温度分布的室内热微气候，使室内环境达到人体感官最舒适的状态。低温地板辐射采暖系统是一种对房间热微气候进行调节的节能采暖系统
2、。1.2地暖的历史： 低温地板辐射采暖并不神秘，早在公元前1300年，土耳其王族的宫殿中就有了地板辐射采暖的雏形，公元前80年著名的古罗马浴室中地板辐射采暖以“火地”的形式出现，我国东北地区沿用至今的火炕也是应用了地板辐射采暖的原理。 低温地板辐射采暖技术开始于上个世纪三十年代，兴起于西方发达国家。我国的地暖是从韩国传入的，最早兴于我国东北的延边朝鲜族自治州。 它在欧美国家尤其是北欧和北美的国家早已广泛的使用，1999年止，韩国约有85%的住宅建筑安装了地暖系统，加拿大为65%、瑞士为48%、德国为41%。日本将地暖住宅当成改善人们居住质量的举措，未安装地暖的住宅很难出售。1.3地暖的优点：1
3、.3.1、舒适、卫生、保健、改善生活质量A、采用地板辐射供暖，室温沿高度呈负梯度分布，即室温自下而上逐渐递减，给人以脚暖头凉的良好感觉，符合了“温足凉顶”的健身理论，从而改善了人体血液循环，促进了新陈代谢，提高了人体的舒适感。B、地面采暖使室内地面保持干燥，从而破坏了微生物、细菌的生存环境，保证了人体的健康C、采用地板辐射供暖，室内空气流速低，大大减少了室内因对流所产生的尘埃飞扬，同时减少了室内空气二次污染，消除了散热设备和管道积尘对室内微气候的影响。1.3.2、有效节约能源A、在地板辐射采暖中，是以实感温度为标准来衡量地面辐射采暖效果的。实测证明，在人体舒适范围内，实感温度可以比室内环境温度
4、高23，因此在同样舒适感的前提下，地板辐射采暖时的室内设计温度可以比对流采暖温度降低23，房间热负荷相应减少。 B、低温地板辐射采暖可实行分室控制，可根据用户自身条件进行控制，因此比传统的采暖方式要节约能源2030%。1.3.3、使用寿命长，维护方便低温地板辐射供暖系统基本不需日常维修，大大减少了暖气片漏水维修给住户带来的烦恼，节约维修费用。如无人为破坏，使用寿命达五十年以上，可与建筑物同等寿命。二 地暖的类型： 1 低温热水地面辐射供暖：以温度不高于60的热水为热媒，在埋置于地面以下填充层中的加热管内循环流动，加热整个地板，通过地面以辐射和对流的热传递方式向室内供热的一种供暖方式。 2 发热
5、电缆地面辐射供暖： 将外表面允许工作温度上限为65的发热电缆埋设在地板中，以发热电缆为热源加热地板，以温控器控制室温或地板温度，实现地面辐射供暖的供暖方式。二者的优缺点比较，包括节能性、舒适性、后期维护保养、造价分析等（目前资料是60平米采暖面积以上适用低温热水地面辐射供暖，60平米以下适用发热电缆地面辐射供暖）三低温热水地板辐射采暖系统的原理、结构及组成三1低温热水地板辐射采暖的原理l 低温热水加热管加热地板，热能由地板的表面垂直向上幅射到室内物体的表面，物体被加热。室内的空气与地板表面和物体接触，空气被地板表面和物体加热。空气的温度在垂直方向呈梯度分布，下面的温度高上面的温度低，热量的大部
6、分集中在人体受益的高度内。而在使用空调或散热片采暖的房间里，空调挂在上方，散热片挂在墙边，温度高的区域是空调出风口或散热片的周围，热量的大部分集中在这个周围内而并非都在人体受益的高度内。所以在同样的热舒适性前提下，就室内的平均温度而言，地板辐射采暖的比空调或散热片采暖的要低23。l 由于室内空气的温度在垂直方向呈梯度分布，下面的温度高上面的温度低，因此地板辐射采暖系统能满足人希望的“腿脚要温暖，头脸要清爽”的生理需求。l 在下面将要介绍的采暖地板结构里可以知道，采暖地板是由一些性能不同的材料建筑安装。装在一起而形成的。为了避免受热时采暖地板不同材料的变形程度差别过大而发生开裂，地面辐射供暖技术
7、规程JGJ 1422004规定加热管中的热水温度不高于60。l 加热管中的热水温度过低，会造成采暖地板单位面积散热量过小。一般，加热管回路的供水温度是55，回水温度是45，平均温度50，供、回水温差10K。l 传统的对流式散热器供暖要求水温在80以上，而低温热水地板辐射供暖只要求水温60以下。在同样的热舒适度的前提下，采用低温热水地板辐射供暖的房间设计温度比用传统的对流式散热器供暖的房间设计温度可低23，因此低温热水地板辐射供暖系统运行中的热损失也相对较小。而且室内供暖温度每降低1就可以节约10%左右的能量消耗，经济效益巨大。三2散热地板的结构在建筑的地面结构层上，铺设一层保温材料，在保温层上
8、按一定间距将加热管用塑料卡钉固定起来。然后灌填豆石混凝土层。最后做找平层，铺装地面层。为了防止混凝土受热后龟裂，除在豆石混凝土中加入适量添加剂外，还须在豆石混凝土层中设置伸缩缝。三3地暖加热管的布管形式地暖加热管的布管可以有多种形式，根据布管区域的宽窄及复杂程度而定，常见的典型布管形式如下： 双管回形布管形式（如图一）：地面温度均匀，可以通过调整加热管的间距来满足局部区域的特殊要求。双管回形布管时管路只弯曲了90度，材料所受的弯曲应力较小。这是首选的布管形式。 图 一 单管之形布管形式（如图二）：通常在狭窄和复杂的区域（如卫生间、通道口）内采用。加热管的间距可以调整，一般不能小于15cm，也不
9、能大于30cm。通常产生的地面温度是一端高一端低。另外以这种形式布管时，管路要弯曲180度，材料所受的弯曲应力较大。 图 二 双管之形布管形式（如图三）：在木地板下面的木龙骨之间的档中安装地暖加热管时常采用双管之形布管形式。加热管的间距是15cm。 图 三三4地暖加热管的安装方式干法安装和湿法安装在散热地板中，加热管的安装有两种方式。第一种安装方式是把加热管埋设在豆石混凝土中，这种安装方式叫作湿法安装。这种散热地板叫作湿法散热地板，这种采暖系统简称为湿法地暖。第一种安装方式是把加热管嵌装在木地板下面的木龙骨之间的档中，这种安装方式叫作干法安装。这种散热地板叫作干法散热地板，这种采暖系统简称为干
10、法地暖。三41 地暖加热管的干法安装方式及其传热原理干法安装适用于地面铺装木龙骨木地板的房间。在木龙骨之间的空档中，用带管槽的高密度保温板将之填平。再铺上有管槽的铝合金板。然后把加热管排列在管槽内，形成回路。经过水压试验无渗漏后在木龙骨上钉装木地板。热量由循环热水通过加热管传导到铝合金板并迅即沿板面均布。铝合金板的均布热量传递到木地板的下表面，再从木地板的下表面传导到木地板的上表面。木地板上表面的热量以辐射的形式垂直向上向室内散发。干法散热地板厚度小重量轻，对于承重小和楼层高度小的建筑结构，干法安装是最佳的解决方案。三42地暖加热管的湿法安装方式及其传热原理湿法安装适用于铺贴地砖、大理石、花岗
11、石等石板的房间，也可以干贴或者平铺木地板或其它种类的地面材料。先将地面找平，铺上高密度的保温板（厚度为20），再铺上反射膜。将加热管按合适的布管形式（双管回形、单管之形）铺在上面，并用塑料卡钉固定。经过水压试验无渗漏后，再浇筑豆石混凝土层（厚度50）。在潮湿的房间（卫生间、厨房、游泳池）还要做上防水层。然后再铺装地面材料。循环热水通过加热管加热混凝土和地砖等地面材料，将热量从地面向上面的空间进行均匀辐射。湿法安装的施工简单快捷，湿法安装方式常用于卫生间、厨房或者厅堂等大面积的采暖区域。三5低温热水地板辐射采暖系统的组成采暖系统是由热水炉、分/集水器、各种阀、泵、控制装置及地暖加热管和散热片等器
12、材在现场安装而形成的。下面第一幅图中：左侧框表示是璧挂式燃气热水炉，中部框表示是各种阀、泵、控制装置所组成的供/回水控制回路，右侧的锯齿线表示是地暖加热管回路。67664455321下面第二幅图中：1是璧挂式燃气热水炉，2是先端分/集水器，3是散热片，4是地暖分/集水器，5是地暖加热管的一个支路，6是室内温度控制器，7是地暖的供/回水温度补偿控制装置。三6低温热水地板辐射采暖系统的设计三6.1设计依据l 采暖通风及空气调节设计规范GB500192003l三6.2参数的简便计算1）供暖热负荷计算方法 房间所需的有效散热量 Q（W） 房间的采暖面积 F () 地板辐射区域的散热量 Q1（W） 地板
13、辐射区域的面积 F1 （）地板辐射采暖系统的房间所需的有效散热量是散热片系统的0.920.95单位辐射区域散热面积所需的有效散热量 q1= Q1/ F1 （W/） 2）辐射区域地板表面的平均温度tEP与室内温度tn的关系为：tEP=tn+9(q1/100)0.909 （）或 q1=（tEP- tn）/91/0.909100（W/） 辐射区域地板表面的平均温度按下表选用环境适宜值最高限制人员长期停留2426一般取 30-2628人员短期停留283032无须停留354042当用式计算出的q1小于用式计算出的q1时，表明地板辐射区域的散热量小于房间所需的有效散热量。此时则应当用其它热源向房间补充供热
14、。3）.计算加热管的管长L（m）加热管聚丁烯PB无规共聚聚丙烯PPR交联聚乙烯PEX导热系数k（W/mK）0.330.370.41 L=Q1/k(t水-tEP) t水=（供水温度+回水温度）/2 （）供水温度一般取55，回水温度取45。一般管长120m，同一分/集水器各支路管长应相近。管间距300mm。也可以根据房间地板辐射区域面积和管间距计算出管长。当管长超过120m时，须再布另一支路。4）水力校核管内流速应0.25m/s炉供/回水阀后系统（含阀门，管，分/集水器等）之阻力应30kpa一般当支路管长120m时，可以满足要求。三6.3散热地板向房间的有效散热量数据表表中数据表明瓷砖、大理石的热传导性优于木地板。（采用低温热水地面辐射供暖方式时，宜优先采用热阻小于0.05K/W的材料作为面层）四 发热电
