浅谈低温地板辐射采暖设计施工常见问题

浅谈低温地板辐射采暖设计施工常见问题

发表时间：2009-12-18T13:14:44.140Z 来源：《赤子》2009年第18期供稿作者：孙红灵1 李东华2

[导读] 低温地板辐射采暖系统中存在室内实感温度偏高，地板表面温度也偏高和地表温度分布不均匀等问题

孙红灵1 李东华2（1、黑龙江农垦建工有限公司，黑龙江哈尔滨 150000 2、黑龙江省第一建筑工程有限公司，黑龙江哈尔滨 150000）

摘要：低温地板辐射采暖系统中存在室内实感温度偏高，地板表面温度也偏高和地表温度分布不均匀等问题，于是分别从供回水温度，室温选取和地面散热量等方面分析了原因，建议设计时应注意的问题和应遵循的步骤。

关键词：低温地板辐射；散热量；热负荷计算

低温地板辐射采暖系统，以其室内温度均匀性好，舒适性好，温度梯度小，符合人体生理要求及不影响室内使用面积等优点，受到人们普遍欢迎，广泛应用于别墅、住宅、宾馆大堂、游泳池馆等场所，尤其别墅和住宅使用更为普遍。

地板辐射采暖与传统散热器或空调送风采暖在传热原理上有所不同，前者辐射所占比例大，而后者则以对流方式为主，因此两种方式房间得热有所不同，系统设计也有诸多不同之处。

1 室内温感偏高

出现这种情况主要由以下原因引起：

一是负荷确定时未考虑辐射采暖与对流采暖的区别，直接将对流采暖负荷作为辐射采暖负荷进行计算。相同条件下，辐射采暖时壁面温度比对流采暖时高，减少了墙壁对人体的冷辐射，而人对室内热环境的感受常以实感温度来衡量，实感温度可比室内环境温度高2~3℃，

因此在保持相同舒适感的情况下，辐射采暖室内空气温度可比对流采暖时低2~3℃或在负荷计算时取对流采暖热负荷的0.9~0.95（对于全面辐射供暖来说）。

在计算采暖热负荷时没有考虑上层地板向下的传热量，也是造成室内温度升高室内环境偏热的原因。

二是有的设计人员按参考资料提供的地板散热量直接查取管间距，甚至根据经验确定管间距，而忽略了其适用条件。如文献[1]中给出了加热管为铝塑复合管或塑料管，公称外径为20mm，填充层厚度为60mm，供回水温差为10℃时，不同加热管间距和不同平均水温时的地板散热量。当填充层厚度改变时，如改为55mm，地面层热阻减小，地板散热量加大，从而使室内温度升高，室内偏热。同理，供回水温差的改变，管间距的增减，管内平均水温的变化，也将影响地板散热量的大小。如某工程设计时供回水温度为50℃/40℃，室内温度为18℃，管间距为250mm，地面层为木地板，地板散热量约89w/m2。由于某种原因供回水温度改为55℃/45℃，供回水温差没有变，施工时未做变更，结果实际运行时，室内温度却高达23~24℃，温升约5~6℃，地表温度也升高了5℃左右。

因此设计时应进行细致的计算，否则不仅偏离设计要求，而且也将浪费能源。

2 地面温度偏高

地面温度过高，长久之后人体也会感到不适，而且对地面覆盖物也有一定影响，因此根据卫生要求、人体热舒适性条件和房间用途，对地面温度做了一些规定。地板辐射采暖时地板表面平均温度tb与加热管的管径d、管间距s、加热管埋深h、地板导热系数λ、供回水平均温度ｔｐ和室内温度ｔｎ有关，即

ｔｂ＝ｆｄ，ｓ，ｈ，λ，ｔｐ，ｔｎ（1）

由于地板单位面积散热量ｑ与单位面积埋管的散热量有关，即与ｄ、ｓ、ｈ、λ、ｔｐ有关，则有

ｑ＝ｇｄ，ｓ，ｈ，λ，ｔｐ（2）

因此得出近似公式

ｔｂ＝ｔｎ＋９（ｑ/１００）０．９０９（3）

由上述公式可以知道影响地面温度的因素。在工程中引起地面温度偏高的直接原因主要有以下几个方面：（1）负荷偏大。如１中所述，由于多种原因，造成设计热负荷偏大。由于室内热负荷偏大，将使地板单位面积散热量ｑ增加，根据式（３）可知，地板表面平均温度ｔｂ也增大。（2）供回水平均温度偏大。由１中的例子可知，当供回水平均温度ｔｐ升高时，室内温度升高，地表温度也升高。（3）埋管深度不够。有些房地产开发商为了降低房屋造价，将层高减小，用户为了保证室内足够的净高，有的采用减小加热管埋深的做法。由于埋深ｈ减小，使地板热阻减小，而且单位面积地板散热量ｑ增加了，从而使得地面温度ｔｐ偏高。

3 地面温度分布不均匀

地面温度分布均匀程度主要受埋管深度h、管间距s大小、布管方式等影响。

3.1埋管深度与管间距。沿热流线方向填充层的热阻是变化的，这样使得辐射板表面是不等温面，管顶所对应的地面温度tb最高，当相邻两加热管中的热水温度相等（t1=t2）时，两管中间处的地面温度tS/2最低。埋深h越小，tb-tS/2越大，地面温度分布越不均匀。因此埋深减小不仅导致地面温度偏高，而且使地面温度分布也不均匀。

当管间距s增大时，两管间叠加强度减小，tS/2减小，tb-tS/2将增大，地面温度分布更加不均匀。为了保证地面温度分布均匀性，工程中一般限定管间距不宜大于300mm。当地面散热量大时，即使管间距为300mm也显得过密，此时可通过调整加热管水流量，水温等来适应要求。

总之，管间距越小，埋深越大，地板表面温度越均匀，因此设计时应注意这一点。

3.2布管方式。沿加热管水流方向，水温逐渐降低。当两管内水温不等时，如t1>t2，则等温线和热流线分布若温度最低值不在s/2处，而是偏向温度较低的一侧。地板辐射采暖常用的布管方式有平行排管式，蛇形排管式及回字形盘管式，第一种方式地板表面平均温度沿水的流程方向逐步均匀降低；第二种方式地板表面温度在小面积上波动大，但平均温度分布较均匀。第三种方式辐射板表面平均温度也是沿水的流程波动，如果布置合理，辐射板表面平均温度波动将很小，温度分布更均匀。

三种布管方式地面温度分布与波动情况是不一样的，房间内具体采用何种方式应根据房间用途，房间热工热性，遵循温度均匀分布原则而定。

3.3 其他情况。由于沿外窗或外墙侧热损失较大，一般将高温管段优先布置在该处，或在沿外窗外墙一定范围内布管密些，即缩小管间距。这一点工程设计中基本注意了，但个别工程在这些地方布管过密，沿外窗外墙侧地面温度偏高，加大了热损失。

对于局部区域温度过高的情况（如加热管出口处温度较高，而且布管较密），当对该处地面温度有要求时，应在加热管上方加装隔热