地板辐射供暖回路管长的简易计算模型及应用

2014-11-21陶爱荣

建筑热能通风空调 2014年1期

陶爱荣

南京工程学院能源与动力工程学院

进入新世纪以来，地板辐射供暖技术在我国得到了广泛的应用[1]。为了得到较好的应用效果，需要进行一系列详细的工程计算，其中，关于辐射回路管长的计算就是一个值得重视的环节[2]。根据工作程序的先后，这种计算可以分画图前计算和画图后计算两种。所谓画图前计算，指预先算出回路管长，再画辐射盘管布置图。所谓画图后计算，指先画辐射盘管布置图，再计算回路管长。前者常用于设计规划、施工队估算工程量、工程监理等，计算依据主要是已有的工程经验。后者则用于水力计算、设计概算和工程预决算，计算依据为详细的图纸[3]。本文针对第一种情况，以主流的盘管布置方式为研究对象，推导出简易的回路管长计算模型，并与商用软件进行了对比验证。

1 模型及验证

地板辐射供暖的排管方式有很多种，本文选取比较常用的回折型排管和平行型排管为研究对象，进行相应的数学推导，该思路同样适合其它排管方式。

1.1 回折型排管

该排管方式如图1所示[3]。房间的长和宽分别为L和W，热水管间距为d。

图1 回折型排管

为了便于估算，这里忽略管道的拐弯半径。根据图1，从左往右看，竖向管道长度分别近似为L-2d、L-4d、L-6d，……，为一个等差数列，项数约为INT((W/d-1)/2)。

则竖向管道总长度可表示成：长竖=[L-2d+L-2d-(INT((W/d-1)/2)-1)×2d]×INT((W/d-1)/2)

类似的，横向管道总长度可表示成：长横=[W-2d+W-2d-(INT((L/d-1)/2)-1)×2d]×INT((L/d-1)/2)

总管长表示成：长总=长竖+长横

1.2 平行型排管

该排管方式如图2所示[3]。房间的长和宽分别为L和W，热水管间距为d。

图2 平行型排管

为了便于估算，这里同样忽略管道的拐弯半径。根据图2，竖向管道的单根长度约为L-2d，总根数为INT(W/d-1)。

则竖向管道总长度可表示成：长竖=INT(W/d-1)(L-2d)

而横向管道总长度可近似表示成：长横=2W

总管长表示成：长总=长竖+长横=INT(W/d-1)(L-2d)+2W

考虑到实际工程中，图2的排管也可能旋转90°布置，这时总管长为：长总=长竖+长横=INT(L-d-1)(W-2d)+2L

将两种情况统一考虑，总管长又可表示为：总长=max(INT(L/d-1)(W-2d)+2L,INT(W/d-1)(L-2d)+2W)

1.3 验证

为了便于验证计算，本文根据上述简易计算模型编制了电子表格，见表1。

表1地板辐射加热管长度计算电子表格

在该电子表格中，只需输入房间长度、宽度、管道间距，并选择排管形式，就可以自动算出管道总长度。

本文选择了天正采暖计算软件作为验证工具，该软件根据房间的长度、宽度、排管形式及管间距，可以自动生成平面布置图，并自动统计管道长度。

从表2可以看出，本文提出的简易计算模型具有较好的准确度。

表2地板辐射加热管长度计算对照表

2 应用

地板辐射供暖回路管长的计算涉及很多方面，这里仅以设计规划和施工备料为例，介绍其应用。

1）设计规划。已知某房间，长度和宽度分别为6m和4m，拟用外径为16mm的PE-X管，管间距100mm，要求进行设计回路规划。按照本文介绍的简易计算模型，可以计算出回折型排管长度为210m，平行型排管长度为236.2m。按照设计规范的要求，单个回路不宜超过120m，故该房间至少需规划成两个回路，至于采用回折型排管还是平行型排管，可以根据工程实际情况确定[4～6]。如确定采用两个回路，并且采用回折型排管，每个回路占地按长度3m、宽度4m考虑，代入上述简易计算模型，每个回路长度约为108m，满足设计规范要求。

2）施工备料。同样考虑长度和宽度分别为6m和4m的某房间，采用外径为16mm的PE-X管，按平行型排管，管间距100mm，要求进行施工备料。由于施工图中的管道规格数量往往统计的是总数，具体到某个区域、某个房间的施工备料，常需要班组自己确定。利用本文提供的简易计算模型，可以算出管长约为236.2m，考虑10%的损耗并取整数，可按260m的长度进行备料。