地暖供熱設(shè)計(jì)研究論文

時(shí)間:2022-10-02 03:28:00

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地暖供熱設(shè)計(jì)研究論文

摘要:論述了地暖供熱這種新技術(shù)存在的優(yōu)勢(shì),以及在施工中如何設(shè)計(jì)和應(yīng)注意的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞:地暖供熱;設(shè)計(jì);應(yīng)用

在沈陽(yáng),地暖供熱作為一項(xiàng)新技術(shù)正在許多新建樓盤(pán)被廣泛推廣和應(yīng)用,其使用效果和施工中出現(xiàn)的一些問(wèn)題如龜裂等都與地暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)密切相關(guān)。良好的設(shè)計(jì)是良好施工的基礎(chǔ),我們應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)密認(rèn)真的計(jì)算與細(xì)致的研究做出最好的設(shè)計(jì)方案。

1設(shè)計(jì)依據(jù)

(1)《地暖通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(2001年版、修訂版);

(2)《實(shí)用供熱設(shè)計(jì)手冊(cè)》;

(3)《低溫?zé)崴匕遢椛涔┡瘧?yīng)用技術(shù)規(guī)程》;

(4)《低溫?zé)崴匕遢椛洳膳こ碳夹g(shù)規(guī)程》;

(5)《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》;

(6)與建設(shè)單位簽訂的合同、設(shè)計(jì)委托書(shū)。

2地暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要參數(shù)

(1)地板表面的平均溫度:

①人員經(jīng)常停留的地面,宜采用24℃-26℃,溫度上限值28℃。

②人員短期停留的地面,宜采用28℃-30℃,溫度上限值32℃。

③無(wú)人員停留的地面,宜采用35℃-40℃,溫度上限值42℃。

(2)供回水溫度:

①供水溫度的上限值60℃、65℃、70℃、75℃等。從安全和使用壽命考慮,民用建筑的供水溫度不應(yīng)超過(guò)60℃。

②供回水溫差宜小于或等于10℃。

(3)熱負(fù)荷:

①全面輻射采暖的熱負(fù)荷,應(yīng)按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行。對(duì)計(jì)算出的熱負(fù)荷乘以0.9-0.95修正系數(shù)或?qū)⑹覂?nèi)計(jì)算溫度取值降低2℃均可。

②局部采暖的熱負(fù)荷,應(yīng)再乘以附加系數(shù)。

(4)有效散熱面:計(jì)算有效散熱量時(shí),必須重視室內(nèi)設(shè)備、家具及地面覆蓋物對(duì)有效散熱面積的影響。

(5)填充層:①厚度不宜小于50mm。②當(dāng)面積超過(guò)30m2或長(zhǎng)度超過(guò)6m時(shí),填充層宜設(shè)置間距小于或等于6m,寬度大于或等于5mm的伸縮縫。面積較大時(shí),間距可適當(dāng)增大,但不宜超過(guò)10m。③加熱管穿過(guò)伸縮縫時(shí),宜設(shè)長(zhǎng)度不大于100mm的柔性套管。

(6)壓力:工作壓力不宜大于0.8MPa。如超過(guò)應(yīng)采取措施。

(7)流速:

加速管內(nèi)水的流速不應(yīng)小于0.25m/s,不超過(guò)0.5m/s。同一集配裝置的每個(gè)環(huán)路加熱管長(zhǎng)度應(yīng)盡量接近,一般不超過(guò)100m,最長(zhǎng)不能超過(guò)120m。每個(gè)環(huán)路的阻力不宜超過(guò)30Kpa。

(8)絕熱層:

樓板結(jié)構(gòu)層間應(yīng)設(shè)絕熱層,宜采用PS板,容量≥20kg/m3,厚度不宜小于25mm。

3設(shè)計(jì)步驟

(1)方案設(shè)計(jì):

①根據(jù)建筑施工圖及相關(guān)數(shù)據(jù),計(jì)算建筑物熱負(fù)荷。

②與建筑其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)(水、電、裝飾等)協(xié)調(diào)地暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)有關(guān)間距。

③確定集配裝置(分水器)的位置。

(2)施工設(shè)計(jì):

①計(jì)算建筑物的有效散熱負(fù)荷;

②計(jì)算建筑物的有效散熱面積;

③地暖系統(tǒng)布置及水力計(jì)算;

④其他附屬設(shè)備選擇;

⑤與相關(guān)專(zhuān)業(yè)會(huì)簽,并經(jīng)審核繪制出正式施工圖。

(3)設(shè)計(jì)完成,應(yīng)將設(shè)計(jì)各有關(guān)資料,打印裝訂成冊(cè)。4設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

(1)采用分戶獨(dú)立式熱源或集中采暖負(fù)荷的90%?;?qū)⒎块g溫度降低2℃計(jì)算;

(2)在住宅中應(yīng)用,應(yīng)考慮家具遮擋等因素對(duì)散熱量的影響,乘以適當(dāng)修正系數(shù);

(3)垂直相鄰房間,除頂層外,各層均應(yīng)按房間采暖熱負(fù)荷扣除來(lái)自上層的熱量,確定房間所需散熱量;

(4)不同地面材質(zhì)、散熱量不同,為保證室溫要求,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量按散熱量比石材低的木材板考慮,用戶即使選用石材類(lèi)做地面,也不會(huì)影響采暖效果;

(5)為滿足一戶中各朝向房間室溫的勻衡,耗熱量計(jì)算中應(yīng)考慮方向附加及附減。外墻多的房間,熱損失多,加熱管必然密些。南向中間房間熱損失少,管間距必然大些;

(6)盡量考慮將生產(chǎn)冷水管布置在地板采暖結(jié)構(gòu)層中,但應(yīng)避免管相互穿越;

(7)合理劃分環(huán)路區(qū)域,盡量做到分室控制,避免與其它管線交叉;

(8)設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意,同一分集水器上管長(zhǎng)盡量保持一致,避免造成陰力失衡和管材浪費(fèi);

(9)對(duì)以獨(dú)立式燃?xì)鉅t為熱源的系統(tǒng),應(yīng)控制管長(zhǎng)≤90m,以減少阻力,并特別注意陰力平衡和管內(nèi)流速問(wèn)題;

(10)為保證地面不裂,管間距不得小于100mm,局部過(guò)密處在管上皮10mm處加鋼絲網(wǎng)。為保障地溫度均勻性,管間距不易大于350mm;

(11)供回水溫度宜小于60℃(最大不超過(guò)70℃),供回水溫差應(yīng)小于10℃,系統(tǒng)工作壓力不宜超過(guò)0.8MPa;

(12)無(wú)論采用何種熱源,地板采暖與供回水系統(tǒng)的溫度、水量和所用壓差等參數(shù)都應(yīng)匹配;

(13)應(yīng)特別注意在設(shè)計(jì)選擇參數(shù)時(shí),PEX管內(nèi)流速不得小于0.25m/s,否則會(huì)產(chǎn)生氣塞現(xiàn)象;

(14)根據(jù)規(guī)范,在長(zhǎng)度超過(guò)6-8m應(yīng)設(shè)置膨脹縫材。每30-40m2應(yīng)設(shè)膨脹縫材,但膨脹縫并不是越多越好,應(yīng)合理設(shè)置;

(15)確保地板采暖層的厚度(不包括面層厚度),住宅厚度為≥70mm(復(fù)合保溫厚度20mm,豆石混凝土厚度為50mm,管上皮豆石混凝土的厚度不少于30mm;

(16)不同地面標(biāo)高應(yīng)分別設(shè)置分集水器。

5地暖的應(yīng)用

地暖之所以被廣泛應(yīng)用是因?yàn)樗c常規(guī)的散熱片供暖相比有其自身的優(yōu)勢(shì)。優(yōu)勢(shì)如下:

(1)運(yùn)行費(fèi)用的比較:低溫?zé)崴匕遢椛洳膳ê?jiǎn)稱(chēng)地板采暖)最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省能源。

地板輻射采暖供水溫度在60℃以下,在冬季溫度降至19℃時(shí),普遍采用供水溫度50~55℃之間。因此,供水溫度較低,熱損失小。地板輻射采暖一大特點(diǎn)是在輻射強(qiáng)度和溫度的雙重作用下對(duì)房間進(jìn)行采暖,形成較合理的室內(nèi)溫度場(chǎng)分布和熱輻射作用,地采暖和暖氣片在同樣的供水溫度時(shí),地采暖可以有3~4℃等效熱舒適度效應(yīng)。因此,采用地采暖設(shè)計(jì)房間溫度時(shí),室溫比普通散熱器采暖低2℃就可以滿足散熱器采暖所需的效果。而散熱器片采暖的供水溫度在90℃以上,所以僅此項(xiàng)采用地采暖可以節(jié)省30%能源,從而節(jié)省同樣比例的費(fèi)用。房間的熱梯度下高上低,絕對(duì)滿足人的生理的需求。

(2)維修費(fèi)用的比較:

①任何品牌的暖氣片在使用過(guò)程中,都發(fā)會(huì)生腐蝕現(xiàn)象,經(jīng)過(guò)幾年或十幾年的使用,暖氣片和室內(nèi)支管發(fā)生銹蝕、泄露現(xiàn)象,每到采暖季必須進(jìn)行維修或更換,維修費(fèi)用較大,給住戶和開(kāi)發(fā)商增加了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān);

②地板采暖無(wú)上述缺陷,塑料管材的最大優(yōu)點(diǎn):一是耐腐蝕:不受電解質(zhì)影響;二是抗老化:導(dǎo)致塑料老化的原因是紫外線的照射,而塑料管材埋在水泥層中,就避免了紫外線的照射,所以塑料管材抗老化;三是永不結(jié)垢:塑料管材本身不會(huì)產(chǎn)生水垢,如果管內(nèi)有水垢或銹蝕物可由于水壓的動(dòng)力和塑料管材內(nèi)壁光滑因素,水垢或銹蝕物不會(huì)粘附于管道內(nèi)壁,會(huì)隨壓力沖至回水管;四是塑料管材使用年限為五十年,如沒(méi)有人為損壞屬于永久性不滲漏產(chǎn)品。所以每年冬季第一次供暖時(shí)家中無(wú)需留人,在施工中只要驗(yàn)收合格,此管材屬于永不維修產(chǎn)品;采用塑料管材的地板采暖,給住戶和開(kāi)發(fā)商帶來(lái)省錢(qián)省時(shí)的最大好處。

(3)客戶利益方面的比較。①使用面積的比較:采用暖氣片采暖不但暖氣片占用了使用面積,而且室內(nèi)的暖氣管道同樣占用了使用面積。例如暖氣片的厚度是10cm,安裝時(shí)離墻5cm,再加暖氣罩5cm,厚度是20cm,寬度150cm,高度270cm,這樣占去了0.81m2的空間面積和0.3m2的使用面積。這僅是一組暖氣片所占用的空間面積和使用面積,這套住宅需用11組暖氣片,客戶將失去3.3m2使用面積!但是,地板采暖的優(yōu)點(diǎn)之一就是不占用使用面積,分水器的體積很小,可放在衛(wèi)生間或廚房某個(gè)角落里。特別是開(kāi)發(fā)商采用地板采暖,無(wú)形中給客戶增加戶內(nèi)使用面積,也可作為銷(xiāo)售熱賣(mài)點(diǎn),適當(dāng)提高售樓價(jià)格。②舒適性的比較:暖氣片屬于空氣對(duì)流式散熱,熱氣通過(guò)屋內(nèi)上半部流向地面,所以產(chǎn)生的效果是頭熱腳涼。而地板采暖則不同,熱量從腳下升起,產(chǎn)生下面溫度高而上面溫度低的溫度梯度,產(chǎn)生的效果是腳熱頭部清醒,符合人體生理需要,徹底避免“寒從腳起”的現(xiàn)象,給人感覺(jué)非常的舒適。③裝飾費(fèi)用的比較:為了美觀,對(duì)暖氣片進(jìn)行包裝裝飾,給住戶和開(kāi)發(fā)商增加了經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。而地板采暖則不需要裝飾。④各房室溫可調(diào)節(jié),地板采暖的每一個(gè)回路都有閥門(mén)的控制,用戶可通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)來(lái)調(diào)整適宜的溫度。