简谈采暖地板辐射采暖设计中负荷计算和管道选择生

论文导读：受常以实感温度来衡量,实感温度比室内环境温度高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(不计算设有辐射供暖地板地面的传热量)的0.9～0.95。1.2扣除来自上层的得热量,确定所需辐射供暖地板的有效散热量Q1。辐射供暖地板向下部的散热量：
[摘要] 本文根据当前低温热水地板辐射供暖工程设计中出现的问题, 从保证工程设计质量出发, 对地板辐射供暖热负荷计算、加热管间距的确定、加热管材质和壁厚的计算进行论述。建议设计时应注意的问题和应遵循的步骤。
[关键词] 地板辐射供暖设计；热负荷计算；管道选择。
Abstract: Combined with the problems existing in the engineerng design of low temperature hot water radiant floor heating, for ensuring the quality, the paper expounds the calculation of thermal load, the determination of heating pipe spacing, the calculation of the materials and wall thickness of heating pipe, as well as the precautions and steps to be followed in design.
Key words: radiant floor heating design; calculation of thermal load; pipeline selection
2095-2104（2012）
引言
低温地板辐射采暖系统是一种节能并对房间微热气候进行相应调节的供暖系统,是一种世界公认的卫生条件和舒适度都十分理想的供暖方式，它以其舒适、卫生、高效节能、不占用使用面积、维护费用低、使用寿命长等优点受到人们普遍欢迎。在居住建筑和某些公共建筑中得到广泛应用。尤以别墅、住宅应用更为普遍。但我们通过几年的施工图设计工作,发现设计中存在较为普遍的问题, 并谈谈对这些问题的思考。
1 热负荷计算采暖系统热负荷是采暖设计的基础数据, 其决定了采暖设计的最终使用效果、系统运行的经济费用及能源的利用
在设计中对热负荷确定不准确的主要原因: 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；二是在计算采暖热负荷时没有考虑上层地板向下的传热量。所以导致采暖热负荷偏大。我们认为，在计算采暖热负荷时应全面考虑。
1.1 全面辐射采暖的热负荷, 应按现行国家标准《采暖通风及空气调节设计规范》GB50019 有关规定进行计算,地板采暖系统热负荷与下列因素有关:
(1) 室内采暖计算温度取值;
(2) 加热盘管向下传热的影响;
(3) 户间传热的影响;
(4) 地面遮盖物的影响。
设计在确定室内采暖计算温度时未考虑地板采暖的特殊性( 辐射强度和温度双重作用)，仍按对流采暖室内温度( 如18℃) , 忽略加热盘管向下传热的影响，强调间歇供热和户间传热的影响和地面遮盖物的影响, 几部分叠加, 使得地板采暖系统热负荷比对流采暖系统热负荷还要大。正确的确定方法应是: 室内采暖计算温度取值可降低2℃。综合考虑加热盘管向下传热与地面遮盖物的影响, 中华人民共和国行业标准地面辐射供暖技术规程规定在确定地面所需的散热量时, 应扣除来自上层地板向下的传热损失,同时又中专生毕业论文www.7ctime.com
规定地面散热量应考虑家具及其他地面覆盖物的影响。地面遮挡因素随机性很大, 情况非常复杂, 一般情况下, 向下的传热量可以弥补部分地面或大部被遮蔽部分的散热量, 故在设计计算时, 除顶层外, 地面遮盖物的影响较小, 设计人员应灵活掌握。实施按热计量收费, 户间传热的影响因素加大,但笔者认为, 尤其对居住建筑, 考虑房间使用功能的一致性和供热的稳定性, 在计算热负荷附加时比例不宜过大。将计算出的热负荷乘以0.9～0.95 修正系数或将室内计算温度取值降低2℃均可。这是因为在相同条件下, 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(不计算设有辐射供暖地板地面的传热量)的0.9～0.95。
1.2 扣除来自上层的得热量, 确定所需辐射供暖地板的有效散热量Q1。辐射供暖地板向下部的散热量：
加热管以下有绝热层时: Q2 为0.1～0.2 Q1；加热管以下无绝热层时: Q2 为0.3～0.5 Q1。
除上述两点外, 还应按《采暖通风及空气调节设计规范》GB50019 有关规定进行逐项计算, 确定出准确的辐射供暖地板所需的有效散热量。
2 供回水温度的确定
为满足人体舒适性要求, 对加热地板的表面平均温度需有一定的限值, 对居住建筑, 中华人民共和国国家标准采暖通风与空气调节设计规范规定为24～26℃, 最高为28℃。地板的表面平均温度可按下式计算:
􀀁 􀀁 􀀁 􀀁 tpj = tn+ 9*() 0.909 (1)
由公式(1)可得到:
􀀁 􀀁 􀀁 􀀁 􀀁 q= 100 ()

1.1 (2)

式中：q —— 加热管单位地面面积的散热量,W/ m2；
Tpj —— 地表面平均温度,℃ ；
tn—— 室内温度,℃ 。
由上式可计算出不同地板表面平均温度下的单位面积允许散热量见表1。
􀀁 不同地板表面平均温度下单位面积允许散热量W/ m2􀀁表1
室温℃t pj ℃
242628
1687.811

2.3137.2

186

4.087.8112.3

204

1.064.087.8

2219.14

1.064.0

从表1 可以看出, 理论上居住建筑所需单位面积的散热量存在一定的范围, 如室内温度为18℃,其上限值为112.3w/ m2, 下限值为64.0w/ m2, 超出或低于上下限值, 会造成室内过热或过冷。加热盘管散热量( q ) 与系统中的热媒平均温度、室内计算温度tn 和加热地板热阻R 有关。
q= (3)
其中: R = ( A+ B ) / 2λ。
式中：R ——加热地板热阻, m2·(K/W) ；
tp——热媒的平均温度, ℃；
λ——加热管上部覆盖材料的导热系数, W/(m·K) ；
A ——加热管间距, m；
B——加热管上部覆盖材料的厚度, m。
为保证地板表面散热的均匀性, 有关技术规程规定了加热盘管间距A 不大于300mm。对同一工程只能有一组供回水温度值( 热媒平均温度) , 通常由最不利房间计算确定( q 最大) 。由于标准房间热负荷小, 在相同的供回水温度下, 往往所需加热盘管间距A 已大于300mm ( 盘管提供的热量超过需求量) , 这时就应综合考虑, 采取改变供回水温度、减少布管面积或者减小最不利房间管道间距的办法。当绝大部分房间满足要求而最不利房间供热量不足时, 可考虑采用其他散热设备分担一部分热负荷的办法。