详尽地暖知识(水暖) 、地板采暖的历史

2008-4-16 12:42 来源: 本站原创 作者: 大圣团购网
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 地板采暖的历史
  地板采暖是一项既古老又崭新的技术。不知在什么时候,中国人就发明了火炕,而且一直延续迄今。当你步入宏伟宽大的北京故宫太和殿,也许大部分人不会想到即使在北京严寒的冬天,过去的中国皇帝也能够像在春天里一样接受王公大臣的朝拜。其实如图1-1所示,在那黑幽幽宽大方砖底下,有着不少得学问。那是一种传统古老的地面采暖方式。是一种原始火炕的技术革新和改造并将其规模化,集中系统化的尝试。

  另外,韩国(朝鲜)被称为「温垌」的古代地面采暖技术也很有名。但这些采暖方式需要消费大量木材,同时为了保持一定的舒适性,需要专人几乎24小时全天候值班,除了王公贵族,贫民百姓很难使用。而属于局部加热或采暖的火炕、火墙等相对使用比较普遍。

  由于日本气候潮湿,日本传统建筑优先考虑的是房间内、特别是地板下的通风换气问题。另外由于铺设在地板上的「榻榻米」的导热系数很小,虽然是一种很好的保温材料,但它从反面影响了地板下的暖气或凉气的采暖或空调效果,特别是由于日本的建筑物大部分是木制结构,处于防火的原因, 日本自古代一来几乎没有地面采暖技术。
 
  50年代。日本开始重新认识这一传统技术,开始开发热水式地板采暖装置,到了60年代开始开发电加热式的地板采暖技术。但当时仅仅是用于农业,畜牧业,建筑物或道路加热防冻或除雪等工程活动或工业设施,可以说几乎没有用于人们的居住生活的地板采暖系统。1973年,第一次石油危机爆发后,处于节能的角度出发,日本开始将地板采暖用于办公室、医院和学校特别是敬老院等公共设施,也就是地板采暖这一传统而又古老的技术开始在日本造福于人类。80年代第二次石油危机爆发后,日本更加重视节能,人们很快发现, 地板采暖不仅本身热能有效利用率高而节能,而且由于其对建筑材料防潮效果良好,有意外的效果,因此开始向民用住宅应用。到了90年代中期, 地板采暖突然开始飞速发展,其市场平均增长率保持5%以上的好势头,到了2000年其其市场需求增长率达6.6%。另外,由于当初大部分消费者不了解「地板采暖」技术是什么概念,这一技术没有被人们广泛接受,所以,1977年,以大阪燃气,日立电线,松下电器,古河电工等企业还组成「日本地板采暖工业会」,旨在宣传普及地板采暖的基本知识,开拓这一新领域的市场。目前,地板采暖在日本已经成为时尚和新潮的消费热点,其市场占有率高居不下,但价格十分昂贵,目前起价达200美圆/M2,但目前仅仅限于单独的冬季采暖,很少或几乎没有用于夏季的空调一体化系统。

  一、地板采暖系统简介

  建筑物内部地面进行加热采暖的地板辐射采暖,结束了近百年的锅炉暖气等传统方式。这种新的地板辐射采暖具有其它采暖方式不可比拟的优点。它变上热下凉口干舌燥为脚暖头凉舒适无比,符合了人体生理学调节要求,较好地解决了“寒从脚下生”的难题。
                        
  低温热水地板辐射采暖,是一种极为理想的供暖方式。它以低温热水为热媒,通过埋设地板内的塑料管(常用PEX管)把地板加热,均匀地向室内辐射热量,是一种对房间微气候进行调节的节能采暖系统。低温地板辐射采暖起源于北美、北欧的发达国家,因其独特的取暖方式,解决了许多传统取暖方式(散热器)的不便之处,迅速被大量应用,大力推广。该技术在欧洲已有多年的使用和发展历史,是一项在欧洲非常成熟且应用广泛的供热技术。亚洲的日本、韩国由于传统生活习惯的原因,在住宅和取暖方式上更是非它莫属。近年来,在我国也得到了日益广泛的应用。

  低温热水地板辐射采暖成功地解决了高空间、大跨度、矮窗式建筑物的热源紧张问题,如展览馆、厅堂提高了采暖的舒适度和改善生活质量。传统的采暖方式上热下凉,给人们有口干舌燥的感觉。而低温地板辐射采暖给人以脚暖头凉的舒适感,俗话说寒从足下来,低温地板采暖符合人体的生理学调节特点,符合人体理想感受,促进人体血液循环。

  地板采暖扩大了房间面积,减少了楼层噪音,实现了分户分室自动高温,消除了散热设备的积尘和异味,使用寿命长达50年以上。

  地板辐射采暖投入市场以来,受到了广大消费者的青睐,出现了供不应求之势。产品除覆盖河北省外,还销往北京、天津、山东、河南、山西、甘肃、黑龙江、内蒙古等10多个省市自治区。

  二、地板辐射采暖的优点

  1 、"地暖"是与人体取暖生理需求特性最为吻合的供暖方式之一,室内温度均匀、室温由下而上逐渐递减,给人以脚暖头凉的良好感觉,较好地解决了"寒从脚下生"的难题,在此环境下工作,有利于提高工作效率。由于辐射表面温度低,灰尘、细菌不易飘浮运动,或因升华而产生异味,不易造成室内污浊空气对流,室内洁净。在地暖房间居住或办公感到舒适、卫生并具有一定保健作用。
    
  2 、节能:在建立室内同样舒适度条件下,同比室温可比传统采暖低2-3℃,由此减少了冷风渗透的热损失,房间内空气流动减弱,和围护结构内表面之间的热交换温度梯度分布均匀,

  能降低房间上部热损失,再加上热媒温度的大幅度降低可以减少传递过程中热损失,辐射地面不计入又会减少散热围护结构的计算面积等等。几部分节能量在10%-30%左右,是节能经济供暖方式之一。
    
  3、 热稳定性能:由于填充层和地面层的混凝土蓄热量大、热稳性好,因此,在集中供暖间歇运行工况下,室内温度变化缓慢,较好保持室温均衡,使人不会有忽冷忽热的感觉。

  4 、不占室内使用面积。由于使用地暖,取消了居室暖气片及支立管,增加使用面积约2-3%(包括暖气罩),便于室内装修和家具、电器用品的布置,又可节省装修费用。

  5 、为住宅居间隔音、保温带来极大好处,提高了独立性和私密性。
   
  6、 使用寿命长:传统采暖设施,一般约十几年更换一次,而用PEX管材做地暖,在按规定的温度、压力工况下使用,达50年以上,可与建筑寿命同步。
    
  7 、便于室温调节、热力计量,物品管理方便,运行维护费用大大降低。
   
  8 、地暖为双管系统,只须在每户的分水器前安装锁控伐、热能表,即可实现分户计量收费,也可实现强制性收费。如在分水器前设置电磁伐,可实现出门"关暖",极大降低采暖费。
   
  9 、适用范围广:住宅、饭店、游泳池、温室、养鱼场、苗圃、畜牧场、飞机场、车坡边、工业领域。

  三、地暖设计简介

  地暖作为暖通专业的一项新技术,发明与使用不过几十年。引进国内,也不过几年,设计要比传统散热器系统的更加繁杂,设计研究与经验在我国尚欠成熟。

  因为设计是良好施工的基础,设计和合理与否直接关系和影响其使用效果,地面龟裂等一系列问题,也会影响到其他工作的顺利进行与质量水平。

  地暖系统的设计应当经过严密认真的计算与细致的研究。

  设计依据

  1、《地暖通风及空气调节设计规范》(2001年版、修订版)
  2、《实用供热设计手册》
  3、《民用建筑节能设计规范》
  4、《低温热水地板辐射供暖应用技术规程》(北京市2000年10月1日实施)
  5、《低温热水地板辐射采暖工程技术规程》(河北省2001年1月1日实施)
  6、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》
  7、与建设单位签订的合同、设计委托书
地暖系统设计主要参数

  地板表面的平均温度:
  ①人员经常停留的地面,宜采用24℃-26℃,温度上限值28℃。
  ②人员短期停留的地面,宜采用28℃-30℃,温度上限值32℃。
  ③无人员停留的地面,宜采用35℃-40℃,温度上限值42℃。
  2、供回水温度;
  ①供水温度的上限值60℃、65℃、70℃、75℃等。
  从安全和使用寿命考虑,民用建筑的供水温度不应超过60℃。
  ②供回水温差宜小于或等于10℃。
  3、热负荷:
  ①全面辐射采暖的热负荷,应按有关规范进行。对计算出的热负荷乘以0.9-0.95修正系数或将室内计算温度取值降低2℃均可。
  ②局部采暖的热负荷,应再乘以附加系数。

  采暖面积与房间总面积比值 0.55 0.40 0.25
  附 加 系 数            1.30 1.35 1.50

  4、有效散热面:
  计算有效散热量时,必须重视室内设备、家具及地面覆盖物对有效散热面积的影响。

  5、填充层:
  ①厚度不宜小于50mm。
  ②当面积超过30m2或长度超过6m时,填充层宜设置间距小于或等于6m,宽度大于或等于5mm的伸缩缝。
  面积较大时,间距可适当增大,但不宜超过10m。
  ③加热管穿过伸缩缝时,宜设长度不大于100mm的柔性套管。

  6、压力:
  工作压力不宜大于0.8MPa。如超过应采取措施。

  7、流速:
  加速管内水的流速不应小于0.25m/s,不超过0.5m/s。同一集配装置的每个环路加热管长度应尽量接近,一般不超过100m,最长不能超过120m。每个环路的阻力不宜超来30Kpa。

  8、绝热层:
  柚板结构层间应设绝热层,宜采用PS板,容量≥20kg/m3,厚度不宜小于25mm。

  设计步骤

  1、方案设计:
  ①根据建筑施工图及相关数据,计算建筑物热负茶。
  ②与建筑其他相关专业(水、电、装饰等)协调地暖系统设计有关间距。
  ③确定集配装置(分水器)的位置。
  2、施工设计:
  ①计算建筑物的有效散热负荷。
  ②计算建筑物的有效散热面积。
  ③地暖系统布置及水力计算。
  ④其他附属设备选择。
  ⑤与相关专业会签,并经审核绘制出正式施工图。
  3、设计完成,应将设计各有关资料,打印装订成册。

  设计应注意的几个问题

  除(二)部分外,设计时还应注意以下几个问题:
  1、采用分户独立式热源或集中采暖负荷的90%。或将房间温度降低2℃计算。
  2、在住宅中应用,应考虑家具遮挡等因素对散热量的影响,乘以适当修正系数。
  3、垂直相邻房间,除顶层外,各层均应按房间采暖热负荷扣除来自上层的热量,确定房间所需散热量。
  4、不同地面材质、散热量不同,为保证室温要求,设计时应尽量按散热量比石材低的木材板考虑,用户即使选用石材类做地面,也不会影响采暖效果。
  5、为满足一户中各朝向房间室温的匀衡,耗热量计算中应考虑方向附加及附减,外墙多的房间,热损失多,加热管必然密些。南向中间房间热损失少,管间距必然大些。
6、尽量考虑将生产冷水管布置在地板采暖结构层中,但应避免管相互穿越。
  7、合理划分环路区域,昼量做到分室控制,避免与其它管线交叉。
  8、设计中应特别注意,同一分集水器上管长尽量保持一致,避免造成阴力失衡和管材浪费。
  9、对以独立式燃气炉为热源的系统,应控制管长≤90m,以减少阻力,并特别注意阴力平衡和管内流速问题。
  10、为保证地面不裂,管间距不得小于100mm,局部过密处在管上皮10mm处加钢丝网;为保障地温度均匀性,管间距不易大于350mm。
  11、供回水温度宜小于60℃(最大不超过70℃),供回水温差应小于10℃,系统工作压力不宜超过0.8MPa。
  12、无论采用何种热源,地板采暖与供回水系统的温度、水量和所用压差等参数都应匹配。
  13、应特别注意在设计选择参数时,PEX管内流速不得小于0.25m/s,否则会产生气塞现象。
  14、根据规范,在长度超过6-8m应设置膨胀缝材。每30-40m2应设膨胀缝材,但膨胀缝并不是越多越好,应合理设置。
  15、确保地板采暖层的厚度(不包括面层厚度),住宅厚度为≥70mm(复合保温厚度20mm,豆石混凝土厚度为50mm,管上皮豆石混凝土的厚度不少于30mm。
  16、不同地面标高应分别设置分集水器。

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