低温热水地板辐射供暖方式简析

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  摘要:随着生活水平的逐步提高,人们追逐舒适居住环境的愿望越来越迫切,这便为辐射供暖的大力发展提供了更大的空间。本文对几种不同的低温热水地面辐射供暖方式及特点进行阐述和分析,以方便初入设计行业的年轻设计师加深对其认识和了解。
  关键词:低温热水地面辐射供暖,混凝土填充式地板供暖,保温板,供暖板
  低温热水地面辐射供暖是利用低于60℃的热水为热媒,通过热媒在敷设于地面内的加热管中流动来提升地面的温度,形成热辐射面。通过该热辐射面以辐射和对流的方式向室内供暖的一种供暖方式。
  由于地面辐射供暖室内温度梯度符合人体舒适度要求,自下而上,足暖头凉,室内温度分布均匀,所以其卫生条件和舒适标准都比较好。近二十年已被广泛的应用到各类建筑的冬季供暖,且使用效果大都令人满意。
  低温热水地面辐射供暖根据其安装方式分为组合式(干式)和混凝土填充式(湿式)两种。对两种不同的地板采暖方式进行简单的分析如下:
  1 混凝土填充式(湿式)地板辐射供暖
  该种方式为目前国内最常见的低温热水地面辐射供暖方式。由于其需要在现场进行铺设绝热层、敷设加热管、浇灌混凝土填充层等全部工序,其中浇灌混凝土为湿式作业,所以该方式也被称为湿式地板辐射供暖。
  1.1 地面构造形式
  混凝土填充式地面辐射供暖的地面构造自下而上一般由基层(结构层)、找平层(水泥砂浆)、防水层(卫生间或与土壤相连的地面时设置)、绝热层、填充层、防潮层(卫生间、游泳池等潮湿房间时设置)和地面覆盖层组成,可参见图1所示。
  1.2 设计注意事项
  混凝土填充式地面辐射供暖系统的绝热层可采用聚苯乙烯泡沫塑料板材或发泡水泥为绝热层。当采用聚苯乙烯泡沫塑料板材为绝热层时,绝热层加填充层的厚度一般要≥70mm;当采用发泡水泥为绝热层时,绝热层加填充层的厚度一般为75~85mm[2];
  由于面层材料的选择对地面散热量影响巨大,为了节省能耗和运行费用,混凝土填充式供暖地面宜采用瓷砖或石材等热阻较小的面层,不适宜采用架空木地板面层[1]。
  1.3 特点 分析
  该种方式虽然存在混凝土填充层的施工(湿式)受气温影响较大,混凝土养护时间较长,占用60~70mm的建筑高度;填充层热阻大,升温慢,室内温度控制不及时;加热管破裂后不好查找和更换等一系列现实缺点。但由于其填充层又有保护加热管,增大地面的蓄热能力,更好的热均衡能力;热舒适度更好;施工技术已臻成熟;盘管相对干式供暖板价格较低等一系列优点,目前还是国内普及度最高的地面辐射供暖形式。
  2 组合式(干式)地板辐射供暖
  组合式地板辐射供暖也称干式地板辐射供暖,其与湿式最大区别是可以取消混凝土填充层。根据具体形式其又分为预制沟槽保温板供暖地板和预制轻薄型热水辐射供暖板两种。
  采用干式地板辐射供暖时,当与供暖房间相邻的楼板可不另设置绝热层;当与土壤接触时,土壤上部应设绝热层,绝热层宜采用发泡水泥;当直接与室外空气或不采暖房相邻的地板,宜在楼板下设置泡沫塑料绝热板。[1]
  2.1 预制沟槽保温板
  预制沟槽保温板供暖地板是将加热管或加热电缆敷设在预制沟槽保温板的沟槽中,加热管或发热电缆与保温板沟槽尺寸吻合且上皮持平,不需要再填充混凝土即可直接铺设面层的地面辐射供暖形式。
  预制沟槽保温板供暖地板在欧洲为地板供暖的主打产品,已有十多年的成功应用。在工厂预制成带有固定间距和尺寸沟槽的聚苯乙烯类泡沫塑料或其他保温材料制成的有负重的模板,在现场拼装后,用于在沟槽内敷设加热管或加热电缆, 可参见图2所示。
  2.1.1 地面构造形式
  其构造自下而上一般由基层(结构层)、找平层(水泥砂浆)、EPE垫层(防潮、隔热、隔音)、预制沟槽保温板、双层导热层、防潮层(卫生间、游泳池等潮湿房间时设置)和地面覆盖层组成,可参见图3所示。
  2.1.2 设计注意事项
  预制沟槽保温板的厚度一般不超过35mm,分为不带金属导热层(地砖型)和带金属导热层(木地板型)2种。前者适用于瓷砖或石材面层的热水地面供暖系统。铺设石材或瓷砖时,预制沟槽保温板及加热管上,应铺设厚度不小于30mm的水泥砂浆找平层和粘接层[2];后者适用于木地板面层供暖地面和加热设备为加热电缆(加热电缆与绝热层不直接接触)的供暖地面,木地板型又分为无木龙骨和有木龙骨两种类型。
  2.1.3 特点分析
  预制沟槽保温板,结合湿式地暖的优点,较好的解决了湿式地暖在施工、结构负重、及时温度控制等各方面的缺陷。
  特别是对采用木地板为面层的建筑来说,预制沟槽保温板供暖厚度比传统湿式地暖供暖系统的地面构造薄50mm左右,增加了房间有效使用空间;无需填充层的回填,降低了室内地板的载荷,有效降低了建筑物的负荷及建筑成本。
  2.2 预制轻薄型温水辐射供暖板
  预制轻薄型温水辐射供暖板是由保温基板、支撑龙骨、塑料加热管、粘接胶、铝箔和小型分集水器等组成的一体化薄板,其成品厚度小于或等于13mm,加热管管径小于或等于8mm在工厂制作的产品,简称供暖板。供暖板的结构形式见图4、5所示;供暖板辐射供暖地面的构造见图6所示。
  2.2.1 设计注意事项
  供暖板上铺设石材或瓷砖时,应在供暖板上面铺设厚度不小于30mm的水泥砂浆找平层和粘接层,以与石材或瓷砖粘接[2];房间内不铺设供暖板的部位和设输配管的部位要铺设填充板。
  由于供暖板地面辐射供暖系统的加热管管径小,易堵塞,应设置脱气除污器以防止加热管堵塞。
  2.2.2 特点分析
  与传统的湿式地板辐射供暖相比,预制轻薄型温水辐射供暖板供暖具有以下优点:(1)施工进度快,由于是干式施工其受气温影响要小得多。(2)供暖效果好,升温快。各供暖地板以并联式连接,板内加热管管径较小、水流速快、距完成地面间距小,可在短时间内使室温达到预设温度。(3)相比传统的湿式地板辐射供暖来说更经济实用,综合初投资低。可节省传统地暖中的钢丝网和混凝土填充层及其养护费用,尤其是其可提高室内净高约50mm,增加了使用空间,相应的便降低初投资。
  同时其也存在一下缺点:(1)加热管比较细,若水质较差时易堵塞。(2)供暖板与盘管相比价格较高。(3)由于薄型地暖没有蓄热层,地面辐射的温度不均匀。(4)没有豆石回填层,地暖盘管容易受损,在一定程度上降低了地暖的使用寿命的情况,甚至容易出现漏水等后期维护保养方面问题。
  3 结语
  综上所述,上述三种低温热水地板辐射供暖方式各有特点,具体采用何种方式应根据具体工程的实际情况合理选择。
  干式地板辐射供暖无湿式作业,施工方便且施工环境不受限制;升温快,室内温度及时控制更胜一筹;需要的建筑空间小;地面荷载小。干式地板辐射供暖可用于改造项目和建筑层高不高的项目,但水质较差时不适宜采用供暖板进行采暖,以防结垢堵塞加热管道。
  混凝土填充式(湿式)地板辐射供暖蓄热能力强,地面温度均匀,热舒适度更好;施工技术完善。随着以空气源热泵为热源的地板采暖在我国北方寒冷地区的大力推广,湿式混凝土填充式(湿式)地板辐射供暖的蓄热能力会更俱显优势。倘若建筑物的建筑空间和地面荷载均能满足相应的要求,混凝土填充式地板辐射供暖几乎可应用于几乎所有的项目。
  参考文献
  [1] JGJ142-2012 辐射供暖供冷技术规程
  [2] 12K404 地面辐射供暖系统施工安装
  [3] 陆耀庆.实用供热空调设计手册(上册).中国建筑工业出版社

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