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低溫熱水地板輻射熱采暖系統(tǒng)工程設計與施工 摘要：本文從低溫熱水地板輻射采暖的 發(fā)展 及材料的 應用 ，綜合的從設計 方法 到地熱施工以及運行調(diào)試等方面進行了論述，并結(jié)合具體工程進行說明地熱采暖的注意 問題 等。 關鍵詞：輻射采暖 施工 調(diào)試 本文從低溫熱水地板輻射采暖的發(fā)展及材料的應用，綜合的從設計方法到地熱施工以及運行調(diào)試等方面進行了論述，并結(jié)合具體工程進行說明地熱采暖的注意問題等。熱水塑料管在70年代,我國還處于研制階段,近年來在國內(nèi)外已廣泛的得到了應用.由于塑料管的耐壓,耐熱,消音降噪,保溫性能好,水阻力小,抗老化和抗沖擊等方面性能均符合使用要求. 目前 塑料管已廣泛用于各類高層建筑，一般住宅，高級別墅，辦公樓，賓館，商場， 體育 場館，會堂等各類建筑物內(nèi)的冷熱水管系統(tǒng)及低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)。低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)，是一種將加熱管埋置于混凝土埋管層中，讓40~60℃的低溫熱水在管內(nèi)循環(huán)流動，加熱整個地面，使表面溫度上升25~29℃左右，然后通過輻射和部分對流供暖方式向室內(nèi)散熱的一種供暖方式。目前市場上使用的地熱管材大多品種為PPC和PEX交聯(lián)聚乙烯管低溫地板輻射供暖器材,其產(chǎn)品具有使用壽命長,高效節(jié)能,運行費用低,溫度均勻,人體感覺舒適,室內(nèi)衛(wèi)生等優(yōu)點,特別是解決了大跨度和矮窗式建筑物的采暖需要,如在韓國普及率已達70%以上.在我們國內(nèi)的吉林省也早已使用.在沈陽市宏偉新都40000平方米的高檔住宅中也得到了大面積的推廣應用，通過使用業(yè)主反映非常好。低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)，與傳統(tǒng)散熱器對流供暖方式相比，它具有許多顯著的特點，熱效率提高20%~30%左右，即可以節(jié)能20%~30%能耗，施工方便簡單易操作,可縮短施工時間,可節(jié)約施工人工費成本,施工費用是鍍鋅鋼管的60%,因而極具有實用 經(jīng)濟 性. PPC和PEX管質(zhì)地柔軟施工方便,由于自重輕,保管,搬運,安裝均十分方便,管道連接十分方便,可與各類管件及閥門連接.任何人都可用簡單的工具進行安裝操作.長期使用溫度范圍零下70度到零上110度,爆破壓力每平方厘米60公斤.還具有很好的施工性和半永久性的壽命，最適合用作建筑物內(nèi)低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)的配管材料，由于地板受熱后散熱面積較大而且放熱均勻，形成一個龐大的熱板，使之傳熱快，穩(wěn)定性好，蓄熱時間長，房間溫度均勻，溫度梯度小，人的舒適的環(huán)境，人居住時腳下不受涼，對身體健康創(chuàng)造一個舒適的環(huán)境。見右下圖所示傳統(tǒng)暖氣對流散熱與地熱輻射的室溫比較圖。PPC和PEX適用于各類建筑物：用于住宅，別墅，寫字樓賓館，銀行， 醫(yī)院 ，養(yǎng)老院，幼兒園，超級市場，劇場，博物館，游泳館動植物園的地熱采暖及冷熱水供應。能很方便的實現(xiàn)國家節(jié)能標準提出的“按戶計量，分戶調(diào)溫”的要求。在建立同樣舒適條件的前提下，用地面輻射采暖在保證同等條件的舒適程度下，房間的設計溫度比對流采暖可降低2-3℃，從而節(jié)省采暖能耗。室內(nèi)沿高度方向溫度分布比較均勻，溫度梯度小。甚至當?shù)匕鍦囟缺容^高，房間也比較高時，室內(nèi)溫度是下高上低減少無效熱損失。根據(jù)個別房間或區(qū)域間使用條件的變化，可以調(diào)解有關配水器各支環(huán)路調(diào)節(jié)閥的開度。易于安裝自動調(diào)節(jié)設施，可最大限度調(diào)節(jié)。使用塑料管本身就具有節(jié)能意義，可以節(jié)省金屬材料。在所有材料加工過程中都需要能量，但生產(chǎn)塑料的費用比生產(chǎn)金屬的費用更經(jīng)濟，為生產(chǎn)1dm3 材料所需要能（公斤石油當量計）以塑料，鋼，銅，鋁比較，則塑料最低。由于有輻射溫度和對流溫度的雙重效應，因而形成了真正符合人體舒適要求的熱環(huán)境。如左圖所示，地面溫度高于呼吸線空氣度，它提供的熱量在人的腳部較強，頭部溫和，這正符合 人體足部血液循環(huán)最差頭部溫 度較高的特點，給人以腳暖頭涼 的舒適感，即體態(tài)舒適度高。在 特定條件下，與對流散熱器采暖比，室內(nèi)相對濕度高，不顯得過于干燥，易于根據(jù)不同的舒適要求，對各別用室，區(qū)間進行室溫調(diào)節(jié)。為達到人體舒適衛(wèi)生要求的熱環(huán)境，室內(nèi)地表平均溫度宜采用下列數(shù)值：經(jīng)常有人停留的地面24℃～26℃。無人停留的地面35℃～40℃。短期有人停留的地面為28℃～30℃。 采用地熱式采暖方式后，傳統(tǒng)的暖氣片散熱器被取消。不需要在室內(nèi)布置散熱設備及連接的管道，既不占建筑面積又可使房間分隔及家具擺設隨意靈活。住戶得到的是有效的使用面積，住戶也不必為暖氣片的外露而進行裝修。這樣每個房間每組暖氣片占用面積約0.35m3.0m=1.05m2, 按現(xiàn)行市場商品房價格平均2500元/m2 計算 ，住戶為有效的可利用面積可節(jié)省投資約2600元。這樣的房間布局，使用相對要方便很多。另一方面，傳統(tǒng)暖氣片裝修費用每居室每組約為: 3m60元/m=180元，人工費：260元=120元。合計裝修費用最低為300元?？傆嫞簽閭鹘y(tǒng)暖氣片所付出的費用為每居室3000元左右，如果按每戶三居室或二居室計算，每戶為此項費用支出約為6000-9000元左右。采用地熱式采暖方式熱源選擇余地寬闊，獨立或區(qū)域的集中熱水供熱鍋爐系統(tǒng)均可。出于特殊情況做出選擇，它可以用在沒有集中供熱的場合，很多情況，可以借助集中供熱加裝換熱器，還可綜合利用采暖，空調(diào)回水，余熱用水及地熱水等。地板輻射采暖系統(tǒng)的熱媒必須采用低溫熱水。最高供水溫度不宜超過75℃，供回水溫差在8℃～5℃為好，設計時可根據(jù)具體情況選擇適宜的供回水溫差，供回水平均溫度宜控制在35℃～55℃。一、低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)的設計低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)的設計與傳統(tǒng)的采暖方式基本一樣，下面敘述一下設計步驟：1.先應根據(jù)《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》的規(guī)定進行基本耗熱量計算，并按輻射采暖特點進行校正。2.算出所需地熱房間的單位耗熱指標。根據(jù)房間的地板表面使用材料的不同查《地面單位面積散熱表》見附表一、附表二確定其配管間距和地板表面溫度。采暖地面構(gòu)造厚度應大于80毫米，管間距在150~300毫米為宜，沿圍護結(jié)構(gòu)外墻敷設的熱管距外墻內(nèi)表面70~100毫米。3.進行供熱房間管道的布置，一般每戶集中設置一組分水器，按房間數(shù)確定支環(huán)路個數(shù)，衛(wèi)生間餐廳廚房可為一環(huán)，如房間面積較大時，可分多環(huán)。敷設管形式可采用回字形或Ｓ字形，通過沈陽市宏偉新都及其大量工程實踐證明，回形比Ｓ形敷設方式要好一些，因回形冷熱水相間，采暖均勻效果好，彎曲半徑大，易于施工。而Ｓ形彎曲半徑小，宜用于配管間距較大、面積較大的房間采用。為了使每環(huán)的總水阻力控制在800~1500mmH2O，每環(huán)長應控制在60~100米，最長不得超過120米。盡量使每環(huán)長度相等?？蓞⒁姼綀D三的實際工程范例。4.根據(jù)分支環(huán)路的個數(shù)選擇適宜的分水器型號。5.采暖系統(tǒng)可采用同程式,即系統(tǒng)布置成水平和垂直均同程式.具體供水方式為上供下回,下供下回雙管系統(tǒng).除地面加熱用PEX、PPC管外，系統(tǒng)其他部分為普通焊接鋼管。采用雙管系統(tǒng)可實現(xiàn)采暖按戶分環(huán)，分室分控的目的。見附圖二。6.系統(tǒng)的水力計算和水力平衡計算可按《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計手冊》的有關規(guī)定進行。7.當采暖面積超過40㎡時，應設伸縮縫，地面短邊長度≤6米時沿長邊每隔7米設一道伸縮縫，其寬度為5~8毫米，在縫中應填充彈性膨脹膏。管道穿越過梁及門口、墻時，應設套管。二、低溫熱水地板輻射采暖的材料的選擇:地板輻射采暖的保溫材料一般宜選用聚乙稀苯板容重要求在15㎏/m３～２５㎏/m３，導熱系數(shù)小，保溫效果好的產(chǎn)品，而且能減輕樓板的荷載，其厚度在２０～２５毫米時，經(jīng)計算完全達到隔熱目的。鋁箔加筋紙，其產(chǎn)品具有防潮、防水、向上反射熱輻射的作用，但有的施工單位不設，為減少造價。建議不應取消此道工序,因取消后,熱量還會沿著苯板連接縫隙向下傳導,造成不必要的熱量損失.地熱管材的選用，可采用ＰＥＸ交聯(lián)聚乙稀管和ＰＰＣ改性聚丙稀管材為宜。其管材的物理特性見附表三。分水器的選擇，目前大多采用國產(chǎn)和南韓的較多，這類產(chǎn)品質(zhì)量基本能達到使用要求。在分水器進水端設的Y型過濾器應用銅質(zhì)的較好，分水器的型號見附表四，分水器的安裝見附圖一。另外還有在敷設管道所用的固定Ｕ形管卡，此管卡的材質(zhì)最好選用與管材同材質(zhì)的材料。低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)的管道敷設，在直線段每隔600毫米設一固定卡，敷設S形管道時，在彎曲部分應設叁處固定卡。一般PEX管材按設計尺寸敷設一個環(huán)路一根管，在地下不能有接頭，如必須進行接頭時，可采用進口地熱管專用接頭管件，此專用接頭管件是利用PEX管的材料記憶特性來將管漲接一起的。永不存在漏水的事情發(fā)生。另外值得一提的是，此接頭管件解決PEX管材在生產(chǎn)過程中的定尺生產(chǎn)和施工過程中的損耗。這將大大降低廠商生產(chǎn)成本和施工費用。決不可用市場外賣的銅質(zhì)管件進行連接，筆者在實際工程中，因人為等因素將管損壞后,用銅質(zhì)管件連接,發(fā)現(xiàn)其連接的管道，均存在不同程度的漏水。給用戶造成經(jīng)濟損失很大,經(jīng) 分析 得出原因是因塑料管與銅管件間的膨脹量及收縮時間率的不同導致漏水。而采用專用接頭管件時，就沒有發(fā)生漏水現(xiàn)象。三、低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)的施工：應參照各地現(xiàn)行的《民用建筑給水供熱水地板輻射采暖用塑料管及鋁塑管設計與施工驗收暫行規(guī)定》及暖通專業(yè)有關技術(shù)標準，以及建設單位要求和設計提供的有關條件進行施工。管材，管件及其它材料應具有檢測報告，產(chǎn)品檢驗合格證并標明生產(chǎn)廠家，材料規(guī)格，檢查管材的管壁是否光滑平整，無氣泡無裂口無明顯的劃痕和凹陷，其它材料應按有關的檢查規(guī)定進行檢查。地熱施工構(gòu)造圖見右下圖：施工作業(yè)流程為：施工前的準備，地板供暖工程施工前要求地面平整，無任何凹凸不平及沙石碎塊，鋼筋頭等現(xiàn)象。因此，要求土建方做水泥沙漿找平層，將地面清掃干凈及干燥；有足夠的施工做業(yè)面；封閉其現(xiàn)場；鋪設保溫材料，要求平整，無縫隙；鋪設鋁箔紙并用鋁箔膠帶固定，也要求平整；按設計圖要求鋪設地熱盤管并用卡具固定；安裝分水器及控制系統(tǒng)的安裝，要求端正，牢固；進行水壓試驗，試驗壓力0.6MPA，十分鐘內(nèi)壓降不超0.05MPA為合格。做膨脹縫及邊角保溫。帶壓鋪豆石混凝土并找平層（由土建單位施工混凝土地面）。豆石混凝土的強度不應低于C20，加入防龜裂乳劑是增強豆石混凝土層抗壓強度及防止龜裂、老化。繼續(xù)封閉現(xiàn)場，并在現(xiàn)場標明注意事項直到地面交付其它使用方。 注意在打壓試驗時，為使地熱管不長時間暴露，請有關單位及時驗收?；靥罨炷梁?，其它單位不能在采暖地面打洞或重載，若重載（含搭設腳手架）應鋪設跳板。澆灌混凝土時，不要使砂漿進入保溫層及沿墻隔熱材料的接縫處。自地熱管鋪設至混凝土最終形成強度前，應進行成品保護，應禁止穿硬底鞋在盤管上面行走，堆放材料及設備，以免損傷管材。四、低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)的運行調(diào)試：系統(tǒng)調(diào)試運行前，應首先對管道進行檢查及沖洗，沖洗過程中應采取措施，防止異物進入系統(tǒng)中，同時對系統(tǒng)進行水力平衡調(diào)整。向低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)供水，供水溫度應由30℃低溫漸漸升至55℃，不允許短時間驟然而溫升。具體作法以30℃水溫循環(huán)一天，然后日升溫5℃之至55℃，然后按設計要求進行正常運行。調(diào)試檢查供暖熱媒溫度控制系統(tǒng)，確保低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)在設計允許溫度范圍內(nèi)工作。在非采暖期運行調(diào)整時，可用清潔水代替以檢查低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)水力特性，待采暖開始重復上述調(diào)試工作。夏季可向系統(tǒng)內(nèi)充滿水進行養(yǎng)護。本文是筆者僅對低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)的組織和設計施工及運行管理的一點體會，隨著低溫熱水地板輻射熱采暖的發(fā)展及其完善，使這種采暖方式的更加能倍受越來越多的人們所關注，已有不少的單位和人員對其表示了興趣和積極推廣應用的熱情。再加上人們對環(huán)境質(zhì)量標準越來越高的要求，都必將推動這種采暖方式在我國獲得迅速發(fā)展和廣泛的應用。　 參考 文獻 ：《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》 GBJ19《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計手冊》中建出版社《改性聚丙烯(PP-C)管地面輻射采暖、建筑給水及熱水供應技術(shù)標準》（試行） DB22/166-1998 吉林省標準《沈陽市民用建筑給水、供熱水、地板輻射采暖用塑料管及鋁塑管設計與施工驗收暫行規(guī)定》 1999.6 沈陽標準《建筑給水、供熱水、采暖用PP-C管道設計與施工驗收規(guī)程》IRBI 003-1997 建設部居住建筑與設備 研究 所編《交聯(lián)聚乙烯（PEX）管材》 Q/OAFS 03-1999 上海企標秦皇島住友新型建材有限公司產(chǎn)品樣本及技術(shù)手冊附表一： 地面單位面積散熱表地板表面使用材料及熱阻系數(shù)：瓷磚、理石、水泥面類 RX=0.02㎡K/W平均溫度℃室內(nèi)溫度℃配管間距(ф201.9) ㎜50100150200250300每平方米所需管子長度 M/㎡20106.77543.4121 單位面積散熱量 W/㎡; 2地板表面溫度℃3810161.424.4146.123.0173.522.3113.020.1107.519.694.218.415132.525.8120.025.7112.925.192.823.388.322.977.421.920103.729.393.928.488.427.972.625.569.125.260.525.42292.230.283.529.578.529.064.537.861.427.553.825.32480.731.273.130.568.730.056.529.053.728.847.128.22852.833.252.232.749.032.440.431.638.431.433.631.04010172.925.4156.524.0147.323.1121.120.8115.120.3100.919.015144.127.9130.525.6122.726.0100.924.095.923.684.122.520115.330.3104.429.398.228.880.727.476.725.967.326.022103.731.393.930.488.429.972.628.569.128.260.527.42492.232.283.531.578.531.064.529.861.429.553.828.82869.234.262.633.658.933.348.532.346.032.140.431.64210184.525.5167.024.9157.124.0129.221.5122.721.0107.619.515155.628.9140.927.6132.526.8109.024.7103.524.290.823.120125.831.3114.830.3108.029.688.827.984.427.574.026.622115.332.3104.831.398.230.680.729.278.728.967.328.024103.733.393.932.488.431.972.730.569.130.260.529.42880.735.273.134.568.734.156.933.153.732.847.132.24510201.728.0182.625.3171.825.3141.322.6134.322.0117.720.515172.930.4156.529.0147.328.2121.125.8115.125.3100.924.020144.132.9130.531.6122.730.6100.929.095.928.584.127.522132.533.9120.032.7112.932.192.830.388.329.977.428.924127.034.6109.533.8103.133.284.731.690.531.270.630.32898.036.888.735.983.535.568.534.165.233.857.233.14710213.329.0193.127.2181.625.3149.423.3141.922.7124.521.115184.531.5187.029.9157.129.0129.225.5122.726.0107.624.620155.533.9140.932.6132.537.8109.029.7183.529.290.828.122144.134.9130.533.6122.733.0100.937.095.930.684.129.524132.335.8120.034.7112.934.192.832.388.331.977.430.928109.537.899.236.993.336.376.734.972.934.563.933.75010230.530.5208.728.6196.427.5161.524.4153.523.7134.522.015201.733.0182.531.3171.830.3141.327.6134.327.0117.725.520172.935.4156.534.0147.333.1121.330.6115.130.3100.929.022167.436.4146.135.0137.534.3113.032.1107.531.894.230.424149.337.4135.636.1127.635.4104.933.499.732.987.538.028126.839.3114.838.3108.037.688.835.984.435.574.034.6覆蓋管子水泥地面厚度：60㎜此表摘與住友新型建材有限公司設計手冊附表二： 地面單位面積散熱表地板表面使用材料及熱阻系數(shù)：木質(zhì)地板、人造纖維類 RX=0.06㎡K/W平均溫度℃室內(nèi)溫度℃配管間距(ф201.9) ㎜50100150200250300每平方米所需管子長度 M/㎡20106.70543.4121 單位面積散熱量 W/㎡; 2 地板表面溫度℃3810142.022.7128.621.5121.020.899.418.994.618.482.917.415116.625.4105.624.499.423.981.722.377.721.568.121.12091.328.282.627.477.826.963.925.760.825.453.324.82281.129.273.428.669.128.256.827.154.026.847.426.22471.030.364.329.760.529.449.828.447.328.241.427.72850.732.545.932.143.231.935.531.233.831.029.630.6254010152.223.6137.822.3129.621.6106.619.5101.319.088.817.915126.826.3114.825.3108.024.688.822.984.422.574.021.620101.429.191.828.286.427.771.026.367.526.059.225.32291.330.282.629.477.828.963.927.760.827.453.326.82481.131.273.430.669.130.256.829.154.028.847.428.22860.933.455.132.951.832.642.632.840.531.635.532.24210162.324.5147.023.1138.222.3113.720.2108.019.694.718.515137.027.2124.026.1116.615.495.923.691.123.179.922.120111.630.0101.029.095.028.578.227.084.226.665.125.822101.431.191.830.286.429.771.028.367.528.059.227.32491.332.282.631.477.830.964.029.760.829.453.328.82871.034.464.333.760.533.449.832.247.332.241.431.74510177.525.9160.724.4151.223.5124.321.1118.220.6105.619.315152.228.6137.827.3129.626.6106.624.5101.324.088.822.920126.831.3144.830.3108.029.688.827.984.427.574.026.622116.032.4105.631.499.430.981.729.377.728.968.128.124106.533.396.432.690.732.174.630.770.930.362.229.62886.235.778.135.073.434.660.433.457.433.150.332.54710187.726.8166.925.2159.824.3131.421.7124.921.2109.519.815162.329.5147.028.1138.227.3113.725.2108.024.694.723.520137.032.2124.031.1116.630.495.928.691.128.179.927.122126.833.3114.832.2108.031.688.829.984.429.574.028.624116.634.4105.533.499.432.981.731.377.730.968.030.12896.436.687.335.882.135.367.534.064.233.756.233.05010202.928.1183.726.4172.825.4142.122.7135.022.1118.420.615177.530.8160.729.4151.228.5124.326.1118.025.6103.624.320152.233.6137.832.2129.631.6106.629.5101.329.088.827.922142.034.7128.633.5121.032.899.430.994.630.482.929.424131.835.8119.434.7112.334.092.332.287.831.877.030.928111.638.0101.037.095.036.578.235.074.234.665.033.8覆蓋管子水泥地面厚度：60㎜此表摘與住友新型建材有限公司設計手冊附表三 PEX管材的物理特性項 目參 數(shù)單 位參照標準規(guī) 格密 度0．938G/M3DIN53465 DIN4725Ф141.9抗 拉強 度20℃19~26N/MM2Ф162.0100℃9~13Ф202.0斷裂延伸率20℃350~500%Ф252.4100℃500~700沖 擊強 度20℃不斷裂K/MM2-140℃不斷裂與鋼材摩擦系數(shù)0.08~0.1溫 度 范 圍-70~+110℃導 熱 系 數(shù)0.35W/M℃工 作 壓 力12.5㎏/CM2附表四 分水器規(guī)格型號型號規(guī)格FPQ-3FPQ-4FPQ-5FPQ-6FPQ-7FPQ-8分支個數(shù)345678長度A(㎜)220280340400460520附圖一 分水器外型及安裝圖圖中：1、回水總管 2、回水管 3、送水管 4、銅質(zhì)球閥 5、Y形過濾器 6、計量表（熱表）7、壓力表 8、溫度計 9、活接頭 10、排氣閥門 11、地熱層 12、結(jié)構(gòu)層 13、分水器附圖二 配管系統(tǒng)圖注：采暖系統(tǒng)可采用同程式,即系統(tǒng)布置成水平和垂直均同程式采用雙管系統(tǒng)可實現(xiàn)采暖按戶分環(huán)，分室分控的目的。 [此文檔可自行編輯修改，如有侵權(quán)請告知刪除，感謝您的支持，我們會努力把內(nèi)容做得更好] 最新可編輯word文檔