地板采暖在住宅设计中的应用

　　摘要：介绍了地板采暖设计主要指标的计算及设计注意，其直接影响设计合理性和重要性。
　　关键词：地板采暖设计，计算，注意
　　随着社会的发展，生活水平日益改善的人们已经不满足住宅的宽敞，舒适等最基本的居住条件，配置空调制冷采暖的功能应用已十分的普遍，大型商场、住宅、办公写字楼、公交车内等到处都是，特别南方冬季的阴冷、潮湿的环境下，空调已成为人们生活的必备；但是长期使用空调，导致的空气干燥、闷热、感觉不适等诸多问题，在这种背景条件下，辐射供暖越来越被人接受，在世界各地拥有众多的用户。低温热水地板辐射采暖（俗称地板采暖）源于北欧，它以低温热水为媒介，通过铺设在地板内的水管使地面升温，以整个地面作为散热面向室内均匀地辐射热量。比空调及其它供暖设备更具优势的是，地板采暖符合中医学中“足温头凉”的原理，暖空气从下向上，使室内空气形成良好循环，对人体健康很有好处。
　　一、地暖设计中主要指标：热负荷计算、进回水管间距计算、采暖管道水力计算
　　地板采暖通常由三部分组成：热源设备、地暖管材、系统控制三部分；而地暖设计是否合理，是否优化取决与关键指标的选定，继而将为集分水器路数、房间水压平衡、热量平衡等提供依据，也成为影响施工质量水平和用户认可的重要内容。而热负荷计算就是确定热源的关键设备—壁挂炉的容量。壁挂炉的作用是为系统提供所需热量，其是家庭独立采暖系统的心脏设备，因此其技术指标质量的优劣将严重影响整个系统采暖效果，下面以某小区住宅为案例进行分析。
　　项目概况：某住宅小区跃层，建筑面积约800m2,采暖面积约435m2；内设置主人房、钢琴房、会客厅、视厅室、客房，共8个卫生间，2个厨房（中厨和西厨），1个洗衣房等
　　能源情况：天然气；
　　设计依据：
　　1、跃层建筑装修平面图
　　2、《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
　　3、《地面辐射供暖技术规范》JGJ142-2004
　　4、《民用建筑节能设计规程》DB13（J）24-2000
　　5、《建筑给排水与采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002
　　6、《民用建筑给排水设计规范》
　　7、《低温热水地板辐射供暖系统施工安装》03K404
　　设计参数：室外计算温度—冬季：-4℃；
　　室内计算（干球）温度：冬季：18~22℃
　　供水温度宜采用35℃~50℃，供回水温差不宜大于10℃
　　地板表面温度取值：人们经常停留的地面，宜24℃~26℃，温度上限值为28℃
　　人们短期停留的地面，宜28℃~30℃，温度上限值为32℃
　　无人员停留的地面，宜35℃~40℃，温度上限值为42℃
　　1、负荷计算及方案配置
　　方法一：按GB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》的有关规定计算。即应根据建筑物下列散失和获得的热量确定：
　　失热量有：
　　①、围护结构的热耗量Q1；
　　②、加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量Q2；
　　③、加热由门、孔洞及相邻房间侵入的冷空气的耗热量Q3；
　　④、水分蒸发的耗热量Q4；
　　⑤、加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量Q5；
　　⑥、通风耗热量Q6
　　得热量有：
　　⑦、生产车间最小负荷的工艺设备散热量Q7；
　　⑧、热管道及热表面的散热量Q8；
　　⑨、热物料的散热量Q9；
　　⑩、通过其它途径散失或获得的热量Q10；如太阳辐射进入室内热量。
　　对于一般民用建筑、办公楼等，失热量只考虑上述前三项耗热量，对于住宅中其它途径的散热量，因一般散热量不大，且不稳定，通常不予计入。即Q=Q1+Q2+Q3--------------（式5.3.1）
　　上述计算较为复杂，可以通过查表进行计算。
　　方法二：估算法，相对简单，可以作为方案考虑时计算。
　　采暖热负荷：Q=q*A
　　式中，Q----采暖热负荷，W
　　q-----采暖热负荷概算指标，w/m2。根据杭州地区气候特点：卫生间热负荷概算指标180w/m2，其他房间热负荷概算指标150w/m2
　　A-----采暖面积，m2
　　计算步骤如下：
　　如：采暖面积为435m2，房间单位地面面积耗热量Q==150w/m2，总负荷为435*150=65250w/h=65KW
　　2、8个卫生间+2个厨房+1个洗衣房供热水热负荷W1=Ln（T2-T1）,
　　L—1个卫生间小时用水量：250L/H;
　　T1T2—冷水温度5℃，热水温度45℃；
　　N—卫生间数量：8套；厨房数量：2个；洗衣房：1个；
　　W1=250*11*(45-5)=110000W/H=110KW;
　　锅炉的配置按照热水所需的功率为110KW来配，以使用概率为50%（5个用水点同时开启）来计算为110KW*50%=55KW，在本方案中可以配置75KW的冷凝壁挂锅炉+500L水箱来保证本套住宅所需的取暖和热水。
　　2、进回水管间距计算，布管间距用于确定不同位置房间热负荷的要求。
　　加热管平均水温tp：tp=（tg+th）/2=（60+50）/2=55℃
　　式中tg，th——设计供回水温度（℃）。
　　根据房间性质确定地面平均温度tb=26℃。
　　需要的辐射板传热系数K：
　　K=Q/（tp-tb）=150/(55-26)=5.17W/(m2•K)
　　加热管上部覆盖层材料的导热系数：
　　λ=Σδi/(Σδi/λi)=0.042/(0.03/0.93+0.012/0.1)=0.3W/(m•K)
　　式中δi——覆盖层材料厚度（m）；λi——覆盖层材料的导热系数W/(m•K)
　　加热管平均间距A：
　　A=4λ/K-B=4×0.3/5.17-0.045=0.19m
　　按照以上计算得出：地热进回水间距设计为190mm
　　3、采暖管道水力计算
　　水力计算的目的是确定加热管的必须的丫头（阻力损失）。
　　P=LR
　　式中P——沿程阻力（Pa）；L——加热管长度（m）；R——加热管的比摩阻（Pa/m）；
　　例如：家庭视听室地热采暖管长度为92.8m，管内流速为0.25m/s，则比摩阻为102.96Pa/m,
　　P=LR=92.8×102.96=9554.688Pa
　　则31层采暖管总沿程阻力P=194481.144Pa，32层采暖管总沿程阻力P=119423.304Pa，
　　考虑到分集水器和阀门等的局部阻力，盘管管路的总阻力可在沿程阻力的基础上加20%。则，
　　31层系统总阻力为P31=P+20%P=233377.3728Pa
　　32层总阻力P32=143307.9648Pa
　　按照以上计算得出：可以确定供暖循环水泵。
　　通过上述计算，基本可以确定整个地板供暖系统，可以进行施工图设计，施工图设计也是一个至关重要的环节，根据建筑装修图纸及结构分布，确定集分水器的位置，确定管路的最佳走向，确定如何合理分区、分室控制；绘制地热盘管图，地热管线长度一般不超过100m,最长不超过120m。
　　二、地暖设计中还应注意的问题：
　　1、热负荷确定应注意的问题
　　建筑物热负荷根据房屋围护结构的热损失计算得出，在应用地热系统设计时还应注意以下几点：
　　1. 应地热散热盘管埋于地板下，地面的热损失可不考虑。
　　2. 贴地家具覆盖地板表面，其上部热阻接近无求大，该面积可视为不散热。
　　3. 家具覆盖率的大小，直接影响室内的采暖效果。
　　4. 应注意可能的房间过热或超标准热的问题。
　　2、地暖系统中应注意的问题
　　1）加热盘管中水的流速应大于0.5m/s,以防止空气积聚形成气塞，影响系统正常的工作。
　　2）同一集配装置，每一环路管的长度尽量接近，每环路的阻力不宜超过30kpa.
　　3）地热的工作压力应不大于0.8Mpa
　　3、填充层厚度问题
　　填充层的作用
　　1）保护地暖加热管
　　2）使地板表面温度均匀
　　3）增加热稳定性
　　4）储蓄热量
　　在管间距正常的范围内，填充层厚度对温度的均匀性不十分明显，如果增大填充层厚度，会对建筑物的层高、设计荷载与初始投资有一定的影响，故建议填充厚度为30-50mm.。
　　综上所述,低温热水地板辐射采暖是暖通界公认的一种最优良的房间供暖方式，在世界各地拥有众多的用户。随着逐渐成熟的市场和应用形势下，设计工作的合理性和重要性成为影响地热施工质量水平与用户认可的重要内容。
　　
　　参考文献
　　《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
　　《地面辐射供暖技术规范》JGJ142-2004
　　《民用建筑节能设计规程》DB13（J）24-2000
　　《建筑给排水与采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002
　　《民用建筑给排水设计规范》

《地板采暖在住宅设计中的应用》

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文章名称： 地板采暖在住宅设计中的应用

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