試論環保節能的低溫地板輻射採暖
論文關鍵詞:輻射採暖 低溫地板 採暖方式 環保節能
論文摘要:介紹低溫熱水地板輻射採暖的特性，分析了其技術經濟上的優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，但由於能源利用效率很低，建築耗能迅速增長，已大大超過了能源增長的速度，建築能耗佔總能耗的比例已接近30 %，僅採暖能耗一項，就已佔到能源總消耗的10%左右，能源緊張已嚴重製約著經濟建設，影響到人民生活水平的進一步提高。目前，我國北方城鎮居民大多是採用散熱器對流採暖，最近幾年低溫地板輻射採暖開始走進千家萬戶。低溫地板輻射採暖並不是一項新的採暖技術，國外於20世紀初就開始在一些工程中採用，但由於金屬管材容易產生腐蝕和滲漏等問題，這種採暖方式未能得到迅速發展。直到20世紀70年代，“以塑代鋼”技術的發展以及聯聚乙烯管的出現，使得低溫熱水地板輻射暖煥發了生機。
隨著居住條件的不斷改善，人們對室內採暖也提出了新的要求。許多工程採用低溫地板輻射採暖系統來代替傳統的散熱器採暖，克服了諸如能耗大、舒適性差、難於分戶計量、佔用房間使用面積等問題。低溫熱水地板輻射採暖是一種利用建築物內部地面進行採暖的系統，它將塑料管敷設在樓面現澆混凝土層內，熱水溫度≯60℃，工作壓力≯0．4MPa。該系統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、傢俱及四周的維護結構進行輻射換熱，從而使其表面溫度升高，其輻射換熱量約佔總換熱量的50%以上，是一種理想的採暖系統，可以有效地解決散熱器採暖存在的問題。低溫熱水地板輻射採暖節省燃料，電能消耗低，是最經濟的供暖系統。
傳統的散熱器採暖熱量主要集中在房間的中上部，上熱下涼，人們有口乾舌燥的感覺。而低溫地板輻射採暖是以均勻輻射的方式散熱，這是最舒適的採暖方式，室內地面溫度均勻，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”的中醫健身理論，能改善人體血液迴圈，促進新陳代謝。同時，散熱器採暖方式主要依靠自然對流方式傳熱，由於熱源溫度較高，因而空氣流速較大;而地板採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，避免了室內空氣的強烈對流熱交換，空氣流速低，大大減少了因對流所產生的塵埃對室內空氣的二次汙染。由於風速是影響室內揚塵的重要因素，所以，採用地板採暖的房間揚塵很小，比較衛生，改善了家居環境。
1.2美觀，不佔使用面積
室內各種管線均可鋪設在地暖結構層中，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，便於裝修和傢俱佈置。
1.3保溫隔音，熱穩定性好
目前，我國隔層樓板一般採用預製板或現澆板，其質地脆硬，隔音效果很差。地板採暖由於增加了保溫層，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。由於地暖特殊的地面構造，當上下層不採暖時，中間層的採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，室內溫度變化緩慢，熱穩定性好。地板輻射採暖由於有較厚的混凝土和砂漿層作為蓄熱結構，系統的蓄熱能力強，因而熱惰性更強，熱穩定性好，抵抗外界干擾的能力強。因此，即使是在間歇供暖的條件下，房間內的溫度波動較小。試驗表明，在室溫20℃時停止供熱，12h後的室溫仍可保持在18℃左右。
1.4高效節能，執行費用低
散熱器採暖通常採用95一70℃供水溫度，需要耗費大量的熱能。而地板輻射採暖所用熱媒溫度較低，一些低溫熱源也能被利用，如太陽能、地熱水。此外，還可利用熱電廠餘熱、城市供熱管網回水等熱能。這些低溫熱源的有效利用，不僅節約了數量可觀的不可再生資源，同時減少了廢氣、廢渣的排放，既節能又環保。地暖系統在達到同樣舒適條件的前提下，室內設計溫度的能耗可以比其他採暖形式降低20%一30%，提高了熱效率，而且各房間的溫度可以獨立調節。
2低溫熱水地板輻射採暖的施工
2.1地板輻射採暖管材
地板輻射採暖常用的管材有鋼管、銅管和塑料管。由於塑料管具有無接頭、容易彎曲、易於施工等優點，因而在工程中被廣泛使用。常用的塑料管有:交聯聚乙烯PEX管、改性聚丙烯PP一C管、聚丁烯PB管、交聯聚乙烯鋁塑複合管XPAP等，它們具有抗老化、耐腐蝕、不結垢、承壓高、無環境汙染、不易滲漏、水阻力及膨脹係數小等特點，在50℃環境下使用可達50年。不論採用何種管材，管件和管材的內外壁應平整、光滑，無氣泡、裂口、裂紋、脫皮和明顯的痕紋、凹陷;管件和管材顏色應一致，色澤均勻;裝卸、運輸時應小心輕放，不能受到劇烈碰撞和尖銳物的衝擊，不能拋、摔、滾、拖，避免接觸油汙;在儲存和施工過程中，要嚴防泥土和雜物進人管內，存放處應避免陽光直射。
2. 2低溫地板輻射採暖埋管鋪設方式
***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***旋轉型和往復型:鋪設複雜，高低溫管間隔佈置，板面溫度場均勻，供暖效果好。每個支環路一般為60一80 m，最長宜≯l20m，原則上採取一個房間一個環路，房間面積大的，以20—30m2擴為一環;每個環路宜採用整根管道，中間不允許有接頭，以防止滲漏;靠近外牆、外窗處由於熱損失大，加熱盤管的間距應佈置得小一些，以維持該處的地表溫度。
3目前地板輻射採暖存在的問題
***1***地板輻射採暖需要增加樓板的厚度，使房間的淨高減小，同時也增加了樓板荷載，使得土建的造價增加。由於地暖是在樓板下布管，與普通採暖方式相比地面厚度增加了6一9 cm，設計時應考慮適當增加層高，以保證房間的有效淨空。
***2***室內傢俱及其他物品的佈置對地板的遮擋，會影響低溫地板輻射採暖的散熱，特別是小臥室房間更應該慎重考慮其散熱效果。
***3***由於地板採暖的熱惰性，其快速加熱能力不足，一般需要1 .5h後才能達到設計溫度。
***4***由於地暖由底板向上散熱，容易引起填充層、找平層混凝土收縮，產生溫度應力，導致地面產生輕微裂縫。
***5***可維修性差。地板輻射採暖屬於隱蔽性工程，一旦管道滲漏，其維修難度較大，需採用專業裝置進行查漏和修復。
4結語
低溫地板輻射採暖作為一種新興的採暖系統，在“以塑代鋼”技術突破金屬管材的侷限後，在許多發達國家已得到廣泛應用，但目前在我國仍處於使用初期。低溫地板輻射採暖具有較好的節能效果，可以給居住者創造健康、舒適、環保的室內環境，是今後建築採暖的發展方向，具有廣闊的應用前景。
論文摘要:介紹低溫熱水地板輻射採暖的特性，分析了其技術經濟上的優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，但由於能源利用效率很低，建築耗能迅速增長，已大大超過了能源增長的速度，建築能耗佔總能耗的比例已接近30 %，僅採暖能耗一項，就已佔到能源總消耗的10%左右，能源緊張已嚴重製約著經濟建設，影響到人民生活水平的進一步提高。目前，我國北方城鎮居民大多是採用散熱器對流採暖，最近幾年低溫地板輻射採暖開始走進千家萬戶。低溫地板輻射採暖並不是一項新的採暖技術，國外於20世紀初就開始在一些工程中採用，但由於金屬管材容易產生腐蝕和滲漏等問題，這種採暖方式未能得到迅速發展。直到20世紀70年代，“以塑代鋼”技術的發展以及聯聚乙烯管的出現，使得低溫熱水地板輻射暖煥發了生機。
隨著居住條件的不斷改善，人們對室內採暖也提出了新的要求。許多工程採用低溫地板輻射採暖系統來代替傳統的散熱器採暖，克服了諸如能耗大、舒適性差、難於分戶計量、佔用房間使用面積等問題。低溫熱水地板輻射採暖是一種利用建築物內部地面進行採暖的系統，它將塑料管敷設在樓面現澆混凝土層內，熱水溫度≯60℃，工作壓力≯0．4MPa。該系統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、傢俱及四周的維護結構進行輻射換熱，從而使其表面溫度升高，其輻射換熱量約佔總換熱量的50%以上，是一種理想的採暖系統，可以有效地解決散熱器採暖存在的問題。低溫熱水地板輻射採暖節省燃料，電能消耗低，是最經濟的供暖系統。
傳統的散熱器採暖熱量主要集中在房間的中上部，上熱下涼，人們有口乾舌燥的感覺。而低溫地板輻射採暖是以均勻輻射的方式散熱，這是最舒適的採暖方式，室內地面溫度均勻，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”的中醫健身理論，能改善人體血液迴圈，促進新陳代謝。同時，散熱器採暖方式主要依靠自然對流方式傳熱，由於熱源溫度較高，因而空氣流速較大;而地板採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，避免了室內空氣的強烈對流熱交換，空氣流速低，大大減少了因對流所產生的塵埃對室內空氣的二次汙染。由於風速是影響室內揚塵的重要因素，所以，採用地板採暖的房間揚塵很小，比較衛生，改善了家居環境。
1.2美觀，不佔使用面積
室內各種管線均可鋪設在地暖結構層中，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，便於裝修和傢俱佈置。
1.3保溫隔音，熱穩定性好
目前，我國隔層樓板一般採用預製板或現澆板，其質地脆硬，隔音效果很差。地板採暖由於增加了保溫層，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。由於地暖特殊的地面構造，當上下層不採暖時，中間層的採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，室內溫度變化緩慢，熱穩定性好。地板輻射採暖由於有較厚的混凝土和砂漿層作為蓄熱結構，系統的蓄熱能力強，因而熱惰性更強，熱穩定性好，抵抗外界干擾的能力強。因此，即使是在間歇供暖的條件下，房間內的溫度波動較小。試驗表明，在室溫20℃時停止供熱，12h後的室溫仍可保持在18℃左右。
1.4高效節能，執行費用低
散熱器採暖通常採用95一70℃供水溫度，需要耗費大量的熱能。而地板輻射採暖所用熱媒溫度較低，一些低溫熱源也能被利用，如太陽能、地熱水。此外，還可利用熱電廠餘熱、城市供熱管網回水等熱能。這些低溫熱源的有效利用，不僅節約了數量可觀的不可再生資源，同時減少了廢氣、廢渣的排放，既節能又環保。地暖系統在達到同樣舒適條件的前提下，室內設計溫度的能耗可以比其他採暖形式降低20%一30%，提高了熱效率，而且各房間的溫度可以獨立調節。
2低溫熱水地板輻射採暖的施工
2.1地板輻射採暖管材
地板輻射採暖常用的管材有鋼管、銅管和塑料管。由於塑料管具有無接頭、容易彎曲、易於施工等優點，因而在工程中被廣泛使用。常用的塑料管有:交聯聚乙烯PEX管、改性聚丙烯PP一C管、聚丁烯PB管、交聯聚乙烯鋁塑複合管XPAP等，它們具有抗老化、耐腐蝕、不結垢、承壓高、無環境汙染、不易滲漏、水阻力及膨脹係數小等特點，在50℃環境下使用可達50年。不論採用何種管材，管件和管材的內外壁應平整、光滑，無氣泡、裂口、裂紋、脫皮和明顯的痕紋、凹陷;管件和管材顏色應一致，色澤均勻;裝卸、運輸時應小心輕放，不能受到劇烈碰撞和尖銳物的衝擊，不能拋、摔、滾、拖，避免接觸油汙;在儲存和施工過程中，要嚴防泥土和雜物進人管內，存放處應避免陽光直射。
2. 2低溫地板輻射採暖埋管鋪設方式
***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***旋轉型和往復型:鋪設複雜，高低溫管間隔佈置，板面溫度場均勻，供暖效果好。每個支環路一般為60一80 m，最長宜≯l20m，原則上採取一個房間一個環路，房間面積大的，以20—30m2擴為一環;每個環路宜採用整根管道，中間不允許有接頭，以防止滲漏;靠近外牆、外窗處由於熱損失大，加熱盤管的間距應佈置得小一些，以維持該處的地表溫度。
3目前地板輻射採暖存在的問題
***1***地板輻射採暖需要增加樓板的厚度，使房間的淨高減小，同時也增加了樓板荷載，使得土建的造價增加。由於地暖是在樓板下布管，與普通採暖方式相比地面厚度增加了6一9 cm，設計時應考慮適當增加層高，以保證房間的有效淨空。
***2***室內傢俱及其他物品的佈置對地板的遮擋，會影響低溫地板輻射採暖的散熱，特別是小臥室房間更應該慎重考慮其散熱效果。
***3***由於地板採暖的熱惰性，其快速加熱能力不足，一般需要1 .5h後才能達到設計溫度。
***4***由於地暖由底板向上散熱，容易引起填充層、找平層混凝土收縮，產生溫度應力，導致地面產生輕微裂縫。
***5***可維修性差。地板輻射採暖屬於隱蔽性工程，一旦管道滲漏，其維修難度較大，需採用專業裝置進行查漏和修復。
4結語
低溫地板輻射採暖作為一種新興的採暖系統，在“以塑代鋼”技術突破金屬管材的侷限後，在許多發達國家已得到廣泛應用，但目前在我國仍處於使用初期。低溫地板輻射採暖具有較好的節能效果，可以給居住者創造健康、舒適、環保的室內環境，是今後建築採暖的發展方向，具有廣闊的應用前景。