浅谈低温热水地板辐射采暖系统的优越性及问题

刘志勇

摘 要 低温热水地板辐射采暖系统是一种极具发展前途的供暖方式，它以其独特的优点被广大消费者认可。该系统以其舒适、卫生、不占房间使用面积、节能、低噪音、便于分户计量等优点被广大消费者认可，在工程实践中获得迅速的发展和越来越广泛的应用。笔者结合这几年的工作经验及工程实例，浅谈一下地面辐射供暖系统的应用推广及设计施工中存在的问题。

关键词 地面辐射 采暖 优越性 问题

随着我国住房政策、能源结构及建筑节能等方面改革的逐步深入，人们的居住观念已经从单一注重实用性、功能性等低水平的简单要求向舒适性、环保性及智能性等高层次需求转换，一种新的采暖方式——低温热水地板辐射采暖系统应运而生。该系统以其舒适、卫生、不占房间使用面积、节能、低噪音、便于分户计量等优点被广大消费者认可。近几年，在我国北方地区诸多省、市得到广泛的应用，应用率达到了70%以上

一、低温热水地板辐射采暖系统的优越性

1.舒适环保。地板采暖采用辐射方式供暖，符合人体生理需求曲线。它提供的热量在人的脚部较强，头部温和，这正符合人体足部血液循环最差头部温度较高的特点，给人以脚暖头凉的舒适感，即体态舒适度高。与对流散热器采暖相比，沿高度方向温度分布比较均匀，温度梯度小，室内相对湿度高，不显得过于干燥，不扬尘，有益身体健康，易于根据不同的舒适要求，对各区间分别进行室温调节。为达到人体舒适卫生要求的热环境，室内地表平均温度宜采用下列数值：经常有人停留的地面24 ℃～26 ℃，无人停留的地面35 ℃～40 ℃，短期有人停留的地面为28 ℃～30 ℃。

2.高效节能。在建立同样舒适条件的前提下，用地面采暖在保证同等条件的舒适程度下，房间的设计温度比对流采暖可降低2℃～3℃，从而节省采暖能耗。低温热水地板辐射采暖系统，与传统散热器对流供暖方式相比，热效率提高20%～30%左右，即可以节省20%～30%能耗。再者，地板采暖系统使用塑料管，可以节省金属材料。为生产1dm3材料所需要能（公斤石油当量计），以塑料，钢，铜，铝比较，塑料最低。

3.经济实用。采用低温地板采暖方式后，传统的暖气片散热器被取消。不需要在室内布置散热设备及连接的管道，既不占建筑面积又可使房间分隔及家具摆设随意灵活。住户得到的是有效的使用面积，住户也不必为暖气片的外露而进行装修。按每个三居室或二居室计算，地板采暖系统比传统双管散热器一次性成本高约20 元/m2，但每户实际增加了2m2～3.5m2的使用面积。同时地板采暖采用低温热源，温差传热损失大大减小，热效率较传统散热器供暖大大提高，这可使系统运行费用降低20～30%。如果选取、使用控制系统得当，不仅可以提高房间舒适度，更可以使系统运行费用降低至40%以至更多。

二、低温热水地面辐射采暖中存在的问题

通过在现有住宅工程中的应用，发现其在设计及施工管理过程中也存在着诸多问题。

1.设计中存在的问题。（1）热负荷计算的问题。由于地面辐射供暖是在辐射强度和温度的双重作用下对房间进行供暖，形成较合理的室内温度场分布和热辐射作用，地表温度均匀，室内温度由下而上逐渐递减，给人以脚暖头凉的良好感觉，从而形成真正符合人体要求的热微环境。在相同热舒适条件下的室内温度可比对流采暖是的室内温度低2℃～3℃，因此室内计算温度取值可降低2℃，或将计算总耗热量乘以的0.9～0.95的修正系数。另外，有效散热量应经计算确定，并应计算室内设备、家具等地面覆盖物等对散热量的折减。对于采用集中供暖分户热计量或采用分户独立热源的住宅，应考虑间歇供暖、户间传热等因素，房间的热负荷计算应增加一定的附加量。

（2）低温热水地面辐射供暖系统工程做法的选择。目前，在地面板体结构铺设方面，工程中普遍采用的形式为填埋式，也称传统型湿式做法，即在钢筋混凝土楼板基层上先以水泥砂浆找平，然后铺设厚度不小于20 mm 的高密度发泡水泥或聚苯乙烯泡沫塑料板（板上部复合一层铝箔）做绝热层，在铝箔层上铺装加热盘管，并以塑料卡钉将加热盘管与保温层固定在一起， 最后浇筑40 mm～60 mm 厚的细石混凝土作为填充层，地面装饰层则根据用户的要求在填充层上铺设地砖、花岗岩板或木地板等。这种做法有其自身许多优点，但工程实践中也看到它存在的不足和局限，在一定程度上，阻碍了它的推广应用。例如：维修困难；初投资偏高；对高层建筑加大楼板结构负荷；在许多家庭装修中采用木地板，铺设龙骨时受限等。

另外一种做法不同于以上传统意义上的湿式做法，被称为干式低温热水地面辐射采暖系统，此干式做法是将加热盘管置于基层上的保温层与带龙骨的架空木（竹）地面装饰层之间无任何填埋物的空腔中，它可以用来克服湿式做法中存在的不足，因为它不必破坏地面结构，尤其适用于将现有建筑改造成低温热水地面供暖系统，为低温热水地面辐射供暖系统在我国的推广及普及提供了新动力，从而丰富和完善了地面采暖技术在我国的应用。

（3）加热管的选择加热管是低温热水地面辐射采暖系统的核心，交联铝塑复合（XPAP）管、聚丁烯（PB）管、交联聚乙烯（PE-X）管、无规共聚聚丙烯（PP-R）管均可作为低温热水地面辐射采暖系统的管材。必须明确的是，有些塑料管有冷水、热水管之分，而塑料管对温度很敏感，其所承受的压力随着相应温度的升高而剧烈下降，如果选用不当，将为低温地板辐射采暖留下一大隐患。另外，选用PP-R管作为低温热水地面辐射采暖的管材值得商榷。PP-R 管由于管材壁厚较大且不宜弯曲，其出厂多为6 m～10 m短管而不是盘管，因此需要进行热熔连接形成盘管。根据工程的实际情况，热熔连接容易产生漏水现象，其原因在于一是由于操作不当使得热熔时间不够或超过允许加热时间，在第一连接时间发生转动或插入深度发生变化，直接影响了连接强度。二是由于热熔连接是对塑料管的二次加工，使得优质塑料变成回用塑料，连接的可靠性降低。基于以上原因，《采暖通风与空气调节设计规范》规定：为了管道安全运行，暗埋管道不应有接头。因此，采用PP-R 管将违反上述规定。

（4）绝热层的选择目前实际工程中发现地板辐射采暖系统初投资较高，大致相当于常规散热器对流采暖系统的两倍多，从而制约了地板采暖的发展，这其中除了管材的因素外，地面结构层材料、安装及施工等费用也占了不少的比例。因此有人提出经济型地板采暖模式，采取取消铝箔层、楼层之间不设绝热层、减薄埋管层的厚度等一系列技术措施，从而达到降低部分初投资的目的。但是，在我国大力推广建筑节能，提倡分户热计量的形势下，减少户间传热，铺设绝热层是必须的。另外，作为防止加热盘管向下散热的主要措施，如果取消绝热层，对于房间热负荷的计算增加了难度。《低温热水地板辐射供暖应用技术规程》对采用聚苯乙烯泡沫塑料作为绝热层时提出了厚度要求，并注明当采用其他绝热材料时，宜按等效热阻确定其厚度。

2.施工中存在的问题。低温热水地面辐射供暖系统设计是很重要的环节，但是施工过程也不容忽视，在地面辐射供暖系统施工中应特别注意以下几点：

（1）地热管在施工过程中被人为等因素破坏后用铜质管件连接，其连接的管道渗漏较普遍，主要原因是塑料管与铜管件间的膨胀量与收缩时间率的不同，日后会给用户造成很大的经济损失，建议采用地热管的专用接头； 同时管卡的材质最好选用与管材同材质的材料。

（2）由于产品具有防水、防潮、向上发射热辐射的作用，热量不会沿着苯板连接缝向下传导而造成不必要的热量损失，因而在施工中不应该为减少造价而取消铝箔加筋纸的铺设。

（3）在地热管的试压时，施工现场的各相关单位应及时验收，不使地热管长时间的暴露；回填细石混凝土后，其他专业不能在采暖地面进行打洞或直接重载，必须有一套很好的成品保护措施。

（4）在调试阶段，应首先对管道进行冲洗，同时对整个系统还需要进行水力平衡调整。低温热水向地板（或其他装饰材料）辐射供暖时，应选用预热方式，供热水温不得骤然升高，初始供水温度应为20 ℃～25 ℃，保持3 天，然后以最高设计温度保持4 天，并以≤50 ℃水温正常运行，地面装饰材料易选用传热系数高的优质材料，同时表层装饰施工时务必不能破坏加热管层。另需检查供暖热媒温度控制系统，确保此系统在设计允许温度范围内工作。

低温热水地板辐射采暖方式因其节能、高舒适度等特点，经济效益和社会效益都十分明显， 在我国的住宅行业中推广应用越来越多；但是，它在工程设计和施工方面相应积累的经验不是很足，需要技术的不断完善和发展。无论怎样，采用低温热水地板采暖在住宅项目中的推广应用将是大势所趋，发展空间很大，在我国具有广泛的应用前景。

参考文献

[1]JGJ 142-2004，低温热水地板辐射供暖应用技术规程.

[21]GB50019-2003，采暖通风与空气调节设计规范.