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地板采暖在建筑节能中的应用

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 建筑节能已在我国全面展开,我区也于1999年就制定了相关的地方标准,实施新的节能50%的(JGJ26-1995)《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》。建筑节能的目的就是要减少能量的损失,提高建筑物中能源的利用率。要达到节能效果,除要求建筑物本身加强围护结构保温、提高门窗的气密性外,室内供暖系统的合理设计有着不可忽视的作用,其中低温热水地板辐射供暖就是节能的重要途径之一。 

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低温辐射地板采暖作为新的采暖形式,由于其舒适性、节能性、和增加房间有效面积、便于装修等显著优点,正在住宅和其他公共建筑中得到越来越广泛的应用。地板采暖的供热形式,符合人体获取热量的规律,热量从脚部逐渐向上热起,使人感到很舒适。有关资料通过测试人的热感觉值而得出结论,地板采暖室内温度取16℃时与普通散热器采暖室内温度取18℃时的热感觉值是一样的,所以当使用地板采暖将室内温度降低2℃时,则房间的计算热负荷也随之减少,这样,对建筑的节能是很有利的。 
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1、工程设计的体会 
1.1工程概况 
银川市某住宅为6层框架结构,坡屋顶顶层带阁楼。建筑物总长57.6m,总进深14.6m,高19.6m,三个单元。室内采暖要求地板供暖,分户计量。建筑体型系数为0.29。 
1.2围护结构传热系数 
1)外墙:一层240mm多孔砖,外贴50mm厚EPS,20mm厚水泥砂浆内外抹面。  Ehvacr
传热系数:K=0.54W/(m2·℃) 
二层以上320mm厚加气混凝土,20mm厚水泥砂浆内外抹面。 
传热系数:K=0.68W/(m2·℃) 
对外露混凝土梁、柱均用60mm厚EPS做保温,解决冷桥问题。 
2)外门窗:均采用塑钢中空玻璃窗,传热系数:K=2.70W/(m2·℃)  www.ehvacr.com
3)屋顶:结构做法采用标准图集:88J1-M11坡屋6B-2传热系数:K=0.58W/(m2·℃) 
4)楼梯间隔墙:250mm厚加气混凝土,20mm厚水泥砂浆内外抹面。 
传热系数:K=0.91W/(m2·℃) 
5)户门:采用乙级防火保温防盗门,外包1mm厚薄钢板,内填充硅酸纤维(岩棉)。 
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传热系数:K=1.84W/(m2·℃) 
以上各围护结构的传热系数均符合节能建筑的要求。 
1.3设计参数的选取和热负荷计算 
室外日平均温度为:-3.8℃,室外采暖计算温度为:-15℃ 
室内计算温度为:卧室、起居室、餐厅:16℃;厨房:13℃;卫生间:23℃;(地板采暖将室内计算温度降低2℃)。 
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经计算,建筑物总耗热量为113.1kW,耗热量指标为19.2W/m2,符合我区制定的耗热量指标。 
为作对比,笔者又对使用普通散热器采暖进行了计算,将上述室内计算温度相应提高2℃,结果,建筑物总耗热量为120.4kW,耗热量指标为20.4W/m2,相比之下,地板采暖比普通散热器采暖节能6%,从长远来看,节能效益较明显。  暖通空调zaixian
由上可知,地板采暖使整个建筑物的总耗热量减少,更有利于建筑节能的推广。 
1.4系统的设置 
分户计量系统采用每单元一付供回水立管,设在单元楼梯间管道井内,每层设热计量表后,分别进入各户室内。室内地板辐射管道以双“回”形方式铺设在地板面层内。每户均在厨房间设分集水器,各回路管道的进、出口均由此连接。 
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1.5地板采暖盘管构造 
根据地板材料的各个导热系数及材料层厚度,计算出地板的平均导热系数λρ,辐射板表面温度宜取tb=28℃~30℃,本工程取tb=28℃,然后根据房间耗热量计算盘管的间距和盘管内热水的平均温度。由于靠近外墙处散热量较大,盘管距外墙间距C,一般宜控制在150mm左右,盘管之间间距A,宜取150~300mm。 

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1.6设计中注意问题 
1)地板采暖管材大多使用PEX管(交联聚乙烯管)、XPAP管(铝塑复合管)或PPR管(无规共聚聚丙烯管),根据对各种管材的使用寿命、稳定性和经济实用性的比较,本工程采用交联聚乙烯管。 
2)管道铺设过程中,为防止管道过热而引起地面裂缝,在细石混凝土上部铺设一层¢2@200的细铁丝网。 
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3)由于房间内一根盘管的长度不能太长,一般应控制在120m以内,所以对面积较大的客厅,盘管宜分成两个回路;另外对于面积大于30m2的房间,应在细石混凝土中间设一条6mm左右宽的伸缩缝,盘管尽量不要穿越伸缩缝,否则应设套管,以利于管道伸缩。 
4)由于卫生间卫生器具较多,地面需找坡,所设盘管长度有限,一般情况下,使用地板辐射采暖达不到设计室温的要求,因而卫生间仍以散热器采暖为主。  暖通空调zaixian
1.7优缺点比较 
1)相对于普通采暖房间而言,地板采暖盘管所需的地面面层厚度需加厚90mm左右,而一般住宅的层高在2.8~2.9m,这样一来,室内净空约在2.6~2.7m,完全满足住宅净高度的要求。由于室内净空相对降低,房间体积也相应减少,使室温达到设计温度所需的热量及时间相应要少。 
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2)在同样的室内外气象条件下,由于盘管分布于整个房间的地面中,通过辐射传递热量,避免了使用普通散热器所产生的室内冷热不均的现象,减少了由于普通散热器靠近外墙而产生的无效耗热量。使热量分布均匀,使人感到室内空气清新、干净。 
3)地板采暖可以增加房间的有效面积,提高室内空间的利用率,也便于房间的装修,避免了家具布置受限的情况。 
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4)地板辐射采暖所使用的是低温热媒,热媒温度:供水取51℃~54℃,回水取36℃~39℃,相对于普通供暖热媒而言温度大为降低,减少了从热源到室内支管部分的热损失,从而做到了从源头到末端的全面节能。 
5)地板采暖大多使用新型材料,交联聚乙烯管或铝塑复合管等,整体沿地面铺设而成,从有关资料得知,PEX管化学稳定性好,抗各种酸、碱、盐的腐蚀,使用寿命长,在热媒温度小于70℃的情况下,可安全使用50年以上。虽然一次性投资比普通散热器高,但从长远利益看,它省去了平时的维护管理和检修等费用。而使用普通散热器采暖,虽然初投资较低,但如果加上日常的维护管理费用,两者的投资在10~15年内就可基本持平。 

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6)缺点:由于所用采暖盘管为塑料管,使房间地面装修时受到一定的限制,当使用木地板时,由于木地板传热系数小,房间温度不易达到设计温度,且地面装修施工时,若使用铁钉,管道易受到损伤。 
2结束语 
由于目前低温热水地板辐射采暖国家标准和规范已出台,工程设计中的有关参数取值、盘管的布置方式和间距及施工安装方法等一些问题已经解决,并在工程实践中进一步总结和完善。地板采暖有着使用普通散热器采暖方式所无法比拟的优点,相信随着技术的日臻完善,在今后的节能建筑采暖中,必然将逐步取代普通散热器采暖。 

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