地板辐射供暖系统设计注意要点浅析

王晓宇 林伟

摘要在低温地面辐射供暖系统中，根据以往见到过的，各种供热效果不好的现象。从负荷计算，水力计算，管道布置等角度分析，低温地面辐射供暖系统在设计过程中，如何避免由于计算的不准确、设计的不合理，导致局部用户不热、达不到使用要求温度的现象的发生。为了满足国家节能减排的要求，低温地面辐射供暖系统在设计过程中的注意事项。

关键词辐射供暖负荷计算水力计算 节能减排

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

低温地面辐射供暖方式，自从上世纪末在我国开始应用，至今已有近20年的时间了。其舒适、节能、便于分户计量等优点日益被设计人员和用户所认识； 从国家到各个省市已制定了相应的规范规程,这对于指导工程设计、施工起到了良好作用。但在辐射供暖的实际使用中，存在不合理的设计，导致局部用户不热、达不到使用要求温度的现象。本文在作者以往研究基础上,对此提出了计算思路和方法。

1. 热负荷计算：

作为暖通专业的设计人员，在做低温地面辐射供暖设计时，首要的工作就是负荷计算，

根据以往经验，很多设计人在设计时，忽略了以下几点注意事项：

《地面辐射供暖技术规程》JGJ142-2004 第3.4.4条 q x=Q/F,

q x-单位地面面积所需的散热量 Q-房间所需的地面散热量F-敷设加热管的地面面积

这个面积是每个地热房间铺设地暖管道的实际面积，而不是在做负荷计算时的建筑面积，是不包括墙体面积的，在单位地面面积散热量计算时，如果用建筑面积计算，就会导致单位面积散热量偏小。一般在建筑面积的误差就有10-20%。这对最终地面盘管间距的选择有很大的影响。同时家具对地暖地面的遮挡率，也是设计人员需要注意的地方，国家相应规范措施，对此已有明确的规定，本文不再累述。

在《严寒寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2010 第3.0.2条室内热环境计算参数的选取应符合下列规定：

l .冬季采暖室内计算温度应取1 8 ℃ ； 2 .冬季采暖计算换气次数应取0.5次/h。

在实际的热负荷计算中，更多的设计人员门窗冷风渗透耗热量是按照门窗缝隙长度方法计算的，没有核对其计算值与换气次数计算法计算值的差异。在《严寒寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2010这一条中是以“应”出现的，因此是必须执行。如果在负荷计算中没有比较两个计算值的差异就会导致个别房间热负荷计算值偏小。

2.水力计算：

采暖系统的水力平衡计算，是暖通专业的重点，它直接影响到各个末端的供暖效果，对于低温地面辐射采暖系统，也不例外。在现在的住宅建筑中，更多住宅主立管采用下供下回双管系统，但是还有不少地区采用上供下回三管系统。

根据《民用建筑供热通风与空气调节设计规范》GB50736-2012

第5.9.14条热压H=2/3h（Ph-Pg）g

对于住宅建筑来说，由于热水热压的存在 ，即使每层的末端压力相同，按层高3米，供回水水温60/50 °C计算，Ph=988.07kg/m3Pg=983.24 kg/m3。一层和五层的热压就差473.4pa,由于资用压力的不同，每一层的实际供给流量就会不同。相对来说，层数越低的环路得到的流量就会越少，不平衡率就会越高；即使在每层分支处增加静态水力平衡阀，上供下回三管系统与下供下回双管系统相比，因为多了一根立管，管道方面的投资也会增加，在国家节能环保的大环境下，增加一根立管也是对能源的浪费，因此不建议采用上供下回三管系统。

对于下供下回双管系统由于是异程系统，需要考虑热压和水流阻力的相互抵消。但是在实际运行的过程中，由于供热单位根据室外气温的不同，会采用质调节或量调节。当循环水温低于设计参数时，热压的数值就会相对减少，越高楼层的阻力就会越大，在已建成的住宅中就存在，天气冷的时候家里很热，在天气变暖的时候，楼层越高的住宅家里的供暖效果越差。因此设计人员，在管道水力计算时，应有所考虑。

根据《实用供热空调设计手册》管道水力计算，简化计算法⊿P=A(ξd+∑ξ)G2

A-常数（因管径不同而异）G-流量

ξd-当量局部阻力系数ξd=λ/dL 当d=15时，λ/d=2.6

塑料管道一个弯头的ξ为0.3-0.5 ,相对而言一个地暖盘管系统的∑ξ值较小.

对于地暖管道而言，因为管径相同，资用压力相同，所以多个环路的管道长度和流量之间的关系可以用L2/L1≈G12/ G22表示。

因为地热系统需考虑单位面积的散热量及向下传热损失， 一般标准层可以和上下层相互抵消，但是顶层因为没有来自于上一层的补偿，并且有屋顶的冷负荷，顶层的需要的热量大于其它层，所以顶层住户的管道长度和密度都有所增加。在不考虑采用静态平衡阀及采用自动室温调节的前提下，如果顶层地暖管道长度与标准层管道长度相近，而资用压力与标准层相同，顶层住户的供给热量只能与标准层相同，不能满足实际需要，因此笔者建议，设计人应根据L2/L1≈G12/ G22，确定顶层管道长度与标准层管道长度的比例，以满足自然平衡要求。

对于现代建筑复杂多样的变化，很多住宅及公建不能满足每组分水器所提供的热负荷都能保持相同，或保持一定的比例，在所有末端分水器增设静态平衡阀，是满足实际使用要求的一个方法。

3.节能减排：

目前住宅和公建为了满足室内的舒适性，地暖盘管一般都是满铺的。但是这却带来了不节能的因素。譬如，对于普通住宅项目，客厅的面积一般都比较大，标准层的散热量大概在20-30w/m2左右，有两面外墙的拐角房间散热量在50-60w/m2左右，如果采用同样的盘管间距，在满足拐角房间室内温度的前提下，客厅就要浪费将近30w/m2的热量，即使盘管间距不同，也不能保证绝对的不浪费。在国家节能减排的国策下，供热单位的耗煤量，往往都是精确计算的；在实际的使用中，往往存在标准层中间房间的温度达到使用要求，而顶层房间、有多面外墙的拐角房间，室内温度达不到要求。如果供热单位提高供热量，当边角房间达到使用温度要求时，可能中间住户，就要热得开窗了。这在无形中造成了供热单位与住户的矛盾，以及对国家能源的浪费。随着建筑技术的更新，满足分室分户热量调节的方法越来越多。同时也为低温地面辐射供暖分室温控的实现提供了可靠地保证。低温地面辐射盘管分室布置，实现分室温度调节，在保证住户用热的前提下，能够做到把最需要的热能提供到最需要的地方，同时避免能源的浪费，是与国家政策相符的，是值得推广的。

参考文献：

中国建筑科学研究院. JGJ142-2004 地面辐射供暖技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2004

中国建筑科学研究院. JGJ26-2010严寒寒冷地区居住建筑节能设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2010

中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50736-2012民用建筑供热通风与空气调节设计规范[S]

北京：中国建筑工业出版社，2012

陆耀庆 实用供热空调设计手册 [M] 第二版 北京：中国建筑工业出版社，2007