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低温地板辐射采暖系统特点
随着我国住房政策、能源结构及建筑节能等方面改革的逐步深入，人们的居住观念已经从单一注重实用性、功能性等低水平的简单要求向舒适性、环保性及智能性等高层次需求转换，一种新的采暖方式——低温热水地板辐射采暖系统应运而生。该系统以其舒适、卫生、不占房间使用面积、节能、低噪音、便于分户计量等优点被广大消费者认可，特别是解决了大跨度和矮窗式建筑物的采暖需要，如在韩国普及率已达70％以上，近年来，在我国北方地区也有了较快的发展。本文将对低温热水地板辐射采暖系统的优越性及施工中出现的一些问题加以说明，以期与同行商榷。　　

低温热水地板辐射采暖系统的优越性

1、舒适环保
　　地板采暖采用辐射方式供暖，符合人体生理需求曲线。它提供的热量在人的脚部较强，头部温和，这正符合人体足部血液循环最差头部温度较高的特点，给人以脚暖头凉的舒适感，即体态舒适度高。与对流散热器采暖相比，沿高度方向温度分布比较均匀，温度梯度小，室内相对湿度高，不显得过于干燥，不扬尘，有益身体健康，易于根据不同的舒适要求，对各区间分别进行室温调节。为达到人体舒适卫生要求的热环境，室内地表平均温度宜采用下列数值：经常有人停留的地面24℃～26℃，无人停留的地面35℃～40℃，短期有人停留的地面为28℃～30℃。

　2、高效节能
　　在建立同样舒适条件的前提下，用地面采暖在保证同等条件的舒适程度下，房间的设计温度比对流采暖可降低2-3℃，从而节省采暖能耗。低温热水地板辐射采暖系统，与传统散热器对流供暖方式相比，热效率提高20％～30％左右，即可以节省20％～30％能耗。再者，地板采暖系统使用塑料管，可以节省金属材料。为生产1dm³材料所需要能(公斤石油当量计)，以塑料，钢，铜，铝比较，塑料最低。

3、经济实用
　　采用低温地板采暖方式后，传统的暖气片散热器被取消。不需要在室内布置散热设备及连接的管道，既不占建筑面积又可使房间分隔及家具摆设随意灵活。住户得到的是有效的使用面积，住户也不必为暖气片的外露而进行装修。按每户三居室或二居室计算，地板采暖系统比传统双管散热器一次性成本高约20元／m²，但每户实际增加了2～3m²的使用面积。同时地板采暖采用低温热源，温差传热损失大大减小，热效率较传统散热器供暖大大提高，这可使系统运行费用降低20～30％。如果选取、使用控制系统得当，不仅可以提高房间舒适度，更可以使系统运行费用降低至40％以至更多。
　　地板采暖施工方便简单易操作，可缩短施工时间，PE-RT和PE-X管材质地柔软，自重轻，安装简单方便，可与各类管件及阀门连接。长期使用温度范围在零下70度到零上110度，具有很好的施工性和半永久性的寿命。
低温地板辐射的应用领域
1、住宅、别墅、写字楼、宾馆、学校、银行、医院、商场、厂矿，
景区、旧房改造等
2、游泳馆、体育馆、博物馆、纪念馆等
3、机场、客运站、停车场、车库、高速路等
4、动物园、植物园、温室、饲养场等
低温地板辐射系统构造和主要材料
1、 地暖系统的构造
地暖系统是由分集水器和地暖管道构成的封闭系统，低温热水经由供水主管道通过阀门、过滤器进入分水器，通过分水器进入地暖管道，再由地暖管道回到集水器，经阀门回到回水主管道。垂直结构分为三层，在平整的地面上安装绝热层，绝热层上面敷设地暖管道，为供暖层，地暖管道间隙及上面是回填层。
图1 供回水系统图

2、地暖系统的主要材料
绝热层主要采用聚苯乙烯EPS、XPS（本板、挤塑板）、EPE（皮棉）、镀铝反射膜等材料。其中，底层必须用苯板或挤塑板，中间层可以用苯板、挤塑板，也可以皮棉。大型工程可以采用轻质发泡水泥做绝热层，以取代苯板、挤塑板、皮棉、反射膜。
地暖管主要有PB、PE-Xa、PE-RT，使用PE-Xa和PE-RT的较多见，其化学成分是交联聚乙烯，耐高温、耐腐蚀。
分集水器有铜质和不锈钢的，也有PPR的，现在用的比较少了。

分水器与主管道连接还有过滤器、阀门、PPR热水管。
回填层用豆石、砂子、水泥，按一定比例混合回填。

低温地板辐射采暖系统设计

随着人们经济生活水平的日益提高，特别是住房市场化的改革，建筑业已成为国民经济发展的主要增长点，并且在功能性和舒适性方面有了很大进步，各种新技术、新建材在住宅建筑中得到充分的开发和应用，低温地板辐射采暖装置就是其中的一种方式。
低温地板辐射采暖是在室内的地面（如水泥地面，瓷砖地面，木板地面）下铺设管道，以低温热水为热媒，通过循环方式将地板加热到一定温度，再由地板均匀地向室内辐射热量，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，这样的采暖装置，能把地热地板的表面加热到25～30℃，从而创造出具有理想温度分布的室内环境，使室内环境达到人体感官最舒适的状态。低温辐射采暖装置具有以下优点：
1、舒适卫生：
以辐射方式向室内散热，使室内地面温度均匀，室温由下而上逐渐递减，符合“暖人先暖脚”、“暖足凉顶“的中医保健理论，而且由于地面辐射采暖空气流速小，能减少尘埃飞扬。
2、高效节能：
在舒适的前提下，低温地面辐射采暖方式较传统供暖方式室内设计温度低2-3度，采暖负荷可降低约20%，加上热效率高，可以利用余热等，因此，它又是一种节能的采暖装置。
3、热稳定性好：
由于地面及混凝土层蓄热量大，热稳定性好，在间歇供暖条件下，室内温度变化小。
4、保温隔音：
由于地暖特殊的地面构造，上层或下层不采暖时中间层的采暖效果几乎不受影响，热煤介质在盘管中流速较低，且保温层起到了隔音作用，大大减少了上下层之间的噪音干扰。
5、使用安全：
寿命长达50年，由于埋入地下的管子为整根铺设，没有接头，彻底消除渗漏隐患。
6、运行费用低：
因低温地面辐射采暖用低温热水为热源，节省燃料，操作管理简单，安全可靠，经济实用。
7、节省空间便于装饰
由于管道都埋在热地板下方，因此，室内空间无明敷的暖气管，使人们更便于个性化的装饰。正因为具备了上述的优点，低温地板辐射采暖在国外20世纪30年代就得到了应用，亚洲的一些国家几乎100%采用地板采暖。在国内从上世纪90年代初至今，地板采暖大面积的应用也已有了十几年的经历，近几年的发展趋势更是明显，已相继在住宅、公寓、办公楼内施工使用。
一、地暖设计主要依据的标准
《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ26-95
《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001 J116-2001
《地面辐射供暖技术规程》JGJ 142-2004 J365-2004
《采暖与卫生工程施工及验收规范》
《建筑设备专业设计技术措施》北京建筑设计院；
《实用供热设计手册》；
《民用建筑节能设计规范》；
《低温热水地板辐射供暖应用技术规程》北京市；
《低温热水地板辐射采暖工程技术规程》河北省；
《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》。
二、设计参数确定
1、供、回水温度
供水温度：≯ 60℃ 供、回水温差不宜大于10℃
民用建筑供水温度宜采用 35℃ ～50℃
2、地表面平均温度计算值 ℃

区域特征
适宜范围
最高限值
人员经常停留区
24～26
28
人员短期停留区
28～30
32
无人停留区
35～40
42

3、热媒系统工作压力
不应大于0.8Mpa 建筑物高度超过50M时宜竖向分区设置
4、加热管内水的流速不宜小于0.25m/s
三、设计计算
1、热负荷计算
先应根据《采暖通风与空气调节设计规范》的规定进行基本耗热量计算，并按辐射采暖特点进行校正：
⑴室内计算温度的取值应比对流采暖系统的室内计算温度低2℃，或取对流采暖系统计算总热负荷的90％～95％相同条件下，辐射采暖时壁面温度比对流采暖时高，减少了墙壁对人体的冷辐射，而人对室内热环境的感受常以实感温度来衡量，实感温度可比室内环境温度高2~3℃，因此在保持相同舒适感的情况下，辐射采暖室内空气温度可比对流采暖时低2~3℃或在负荷计算时取对流采暖热负荷的0.9~0.9（对于全面辐射供暖来说）。
⑵不应计算地面的传热损失
⑶可不考虑高度附加
2、所需地板散热量及热媒供热量计算
⑴地板所需散热量：
地板所需散热量Q1=本层房间所需采暖热负荷（应扣除来自上层的传热量）
⑵热媒供热量
热媒供热量Q2=本层房间所需采暖热负荷（应包括向上、下层的传热量）
⑶单位地面面积所需的散热量
q= 房间所需的地板散热量Q1/敷设加热管的地面面积F
3、单位地板面积的有效散热量计算
⑴单位地板面积的有效散热量由二部分组成：辐射传热量和对流传热量
qx = qf＋qd
PE-X管、PB管的单位地板面积的有效散热量及向下热损失可查《地面辐射供暖技术规程》JGJ 142-2004 J365-2004 附录A
PE-RT管可以参照PE-X管的单位地板面积的有效散热量及向下热损失
PP=R 管可以参照PB管的单位地板面积的有效散热量及向下热损失
⑵地表面平均温度校核
tpj= tn＋9.82×（qx/100）0.969
tn 室内计算温度
tpj 地表面平均温度，应满足上表规定面层、水温等的一致性。
4、加热管系统设计
⑴地热管材的选用：交联聚乙烯管（PE-X）、聚丁烯管（PB）、非交联耐热聚乙烯管(PE-RT)、无规共聚聚丙烯管(PP=R)、铝塑复合管(XPAP)、管铜等
审图重点：
①是否标注塑料管的使用条件级别国家标准GB/T18991《冷热水系统用热塑性塑料管材和管件》的规定，低温热水地面辐射供暖工程中塑料管的使用条件级别为4级
②验算所选管材的S值及其相应壁厚
S = D-e2e ≤ σD p
S为管系列值
σD为管材许用设计应力， Mpa
p为系统工作压力， Mpa
D为管道外直径，单位：mm；
e为管道壁厚度，单位：mm。
用上式可在已知管材的许用设计应力σD和系统工作压力p条件下，直接计算所选塑料类管材的管系列S值，进而确定不同管道外径所需的管壁厚。
③ 设计中应明示对不同塑料管的连接要求
不同管材的连接要求是不同的。不少设计人员或由于忽视这一问题，或由于缺少这方面的经验，没有在设计说明中明示对管材连接的要求，成为设计中的一个盲点。
交联聚乙烯管（PE-X）、聚丁烯管（PB） 机械接头连接
非交联耐热聚乙烯管(PE-RT)、无规共聚聚丙烯管(PP=R) 热熔连接
四、管路系统设计
1、管道敷设
⑴加热管敷设间距 宜大于300mm 最大不应超过400mm应采用不等距布置，在外围护结构1～1.5m内，应采用较小的管间距，如100～200mm，管间距小于100mm时，加热管外部应设置柔性套管
⑵地面上固定设备及卫生器具下不应布置加热管
⑶高温段宜优先布置在外围护结构侧
⑷填充层内的加热管不应有接头
⑸加热管的弯曲半径 塑料机铝塑复合管 6D～8D 铜管 ≮5D
⑹加热管的固定 直管段固定间距宜为500～700mm弯曲段固定间距宜为200～300mm
⑺加热管穿越伸缩缝时应在加热管外部设置≮200mm的柔性套管，伸缩缝内应满填高发泡聚乙烯泡沫塑料或弹性膨胀膏。
2、分、集水器
⑴断面：总热水量流经分、集水器的流速不宜大于0.8m/s
⑵回路：每组分、集水器的分支环路不宜多于8路，每路加热管的
度宜控制在60～100m，最长不宜超过120m。尽量使每环长度相等。
为保证足够的流速，热水流量（热量）应有一最小值，
对于供回水温差为10℃的系统，管径De20×1.9管道的热负荷
不小于2100W，管径De25×2.3管道的热负荷应不小于3300W，
否则流速就达不到要求，容易造成气塞和水循环中断。
⑶连接：加热管与分、集水器连接应采用卡套式、卡压式挤压夹
紧连接，连接件宜为铜质，铜质连接件与PP=R、PP=B直接接触
的表面必须镀镍。
⑷隔热：加热管出地面与分、集水器连接时，其露明部分应加套
150～200mm的塑料套（聚氯乙烯PVC）。
⑸安装：分水器在上，集水器在下，中心距宜为200mm，集水器
中心距地面不应小于300mm。每路加热管与分、集水器连接时均
应设置关断阀。分、集水器上必须设置手动或自动排气阀。
⑹阀门：分水器的总进水管上：关断阀、过滤器、热量计、关断阀
泄水阀。集水器的总回水管上：泄水阀、平衡阀（调节阀）、关断阀
五、地面构造
⑴基层 结构层——楼板或地面
⑵找平层——水泥砂浆
⑶绝热层——减少通过地（楼）板及墙壁的传热损失
应采用导热系数小、难燃或不燃，抗压强度大目前大多数采用聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS）聚苯乙烯泡沫塑料板厚度要求：mm楼层之间楼板上的绝热层 20与土壤或不采暖房间相邻的地板上的绝热层30与室外空气相邻的地板上的绝热层40
⑷填充层——埋置加热管及保护加热管；增大蓄热及均衡地板表面的传热应采用传热性能好，导热系数大，具有一定的刚度和强度，能承载地面设计荷载的材料。目前多采用C15豆石混凝土，豆石粒径宜为5～12mm。加热管的填充层厚度不宜小于50mm
⑸隔离层——与土壤相邻的地面绝热层下部、潮湿房间（卫生室、洗衣房、游泳池等）的填充层上方应设置隔离层。卫生间应做二层隔离层：绝热层下部及填充层上方
⑹找平层、面层——宜采用热阻小于0.05㎡K/W的材料
量；但地面荷载大于20KN/㎡时。应会同结构设计对填充层
行加固措施。
六、自控
应设置分户热计量及温度控制装置

低温地板辐射采暖与暖气片及中央空调采暖系统比较

比较项目
暖气片取暖系统
地板辐射系统
中央空调取暖系统

取暖方式及效果

暖气片明装，热空气往上走，给人头热脚凉的感觉

地板辐射管道暗埋。热量来自脚下，室内温度均匀，温度从下到上逐渐降低的梯度变化，做到脚暖头凉，真正符合人体的最舒适的热环境

升温快，温度高，扬尘大，但空气干燥，不利健康

使用寿命
及日常维护

易胜秀，易结垢，堵塞，管件易漏水，易冻裂，寿命在5-10年需更换一次。
不生锈，不腐蚀，不结垢，地下无接口，不渗漏，抗低温达70度，不冻裂，寿命50年与建筑物同步。

风机暗装，维修困难，管道复杂，维修时费人费时，污染居室。

供热稳定性
热容量小，散热面小，导热快，间歇供热条件下，温度不稳定，热得快，凉的快。
热容量大，散热面积大，散热量均匀，间歇供热条件下，温度变化缓慢，热量稳定性好。

温度变化大，热量稳定性差，供热依赖性强，如停电或停机温度迅速下降。

物业管理方面

传统暖气片供热安装采用上下回串安装方式，只能一单元一控制，不便于管理。
地板辐射安装采用并联，安装简单，实现住宅、建筑、分户计量，便于管理。

系统庞大，不便分户控制，某一户（房）维修时需全部停用。

室内装修方面

全部采用靠墙明装，管道过多，装修需设置及客道包柱等方法，掩饰其美观，点据室空间，缩小居室面积，同时阻碍热能传导。
地板辐射取暖属于地下暗埋，明面不见任何管道，用户可自由设计墙壁装修合理扩大居室面积，特别适合大跨度和大玻璃落地建筑供暖。

电路、管理复杂，降低房屋高度约40CM，造成压抑感，不利于家具随意摆放，装修费用大。

安装及造价

铸铁暖气片重量大，不易搬运，安装需专业技术工人及专用设备，工期长，装修及改造价格，污染居住环境。
地板辐射用PEX交联管质量轻，搬运方便，安装简便，不需要套扣攻丝，非专业人员稍作培训即可安装。综合造价略高。

安装复杂，器材寿命短，需专业人员，施工周期长，房屋结构破坏程度高，造价更高。

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