地暖设计中对规范条文应用的探讨

杨 林

(临汾市建筑勘察设计院，山西 临汾 041000)



地暖设计中对规范条文应用的探讨

杨 林

(临汾市建筑勘察设计院，山西 临汾 041000)

结合地暖设计相关规范要求，分析了地暖设计中盘管间距与地表面平均温度的关系，探讨了盘管内流速偏小问题的解决措施，阐述了室温调控装置的选择原则，从而保证地暖设计的合理性。

地暖，盘管间距，水温，室温调控装置

地面辐射采暖系统(简称地暖)因其热舒适性好，对室内装潢影响小，近十年来在我们的周围使用的越来越普遍，住宅、办公、学校等原先以散热器为主的市场，逐渐被地暖所取代。随着认识的不断提高，经验的不断积累，规范的不断调整，我们对地暖的设计也越来越合理，但在具体设计中，对规范一些条文的规定和要求认识的还不是很深入，还有一些困惑。下面针对地暖在规范中的几点规定与编制做一些分析，以便于在设计中更好的理解和运用。

1 盘管间距与地表面平均温度的关系

说到盘管间距，可以重新回顾一下供水水温的变化，在近20年的采暖设计中，热媒的温度取值可以说经历了一个由高到低的过程。散热器系统原先普遍使用95 ℃～70 ℃，历经85 ℃～60 ℃，现在提倡75 ℃～50 ℃；地暖的水温取值也一样经历了类似的变化，开始使用时，可能受传统散热器采暖热媒温度的影响，设计时采用规范的上限60 ℃～50 ℃都担心水温取值偏低，盘管间距也严格按间距不大于300 mm，但当工程实际运行时，发现地暖设计给人的感觉偏于保守，室内环境在不调节的情况下感觉过热，人经常感觉口干舌燥，长时间待在室内甚至有头晕的感觉，室内环境并不是很舒适。历经多年认识，人们在采暖热负荷满足的基本要求下，已经越来越追求采暖的舒适性。设计中不论是水温还是间距都有了相应的调整，现有设计新规范建议按45 ℃～35 ℃考虑，间距也可扩大到500 mm。虽然规范进行了相应的调整，但是作为一名设计人员不研讨一下其中的缘由是不能深刻理解规范的编制的，比如为何给的盘管间距表格是100 mm～500 mm，在此范围内布置盘管对地面平均温度的影响如何。下面就根据规范的基本公式做些分析，以便深刻理解规范编制的用意。

规范对盘管间距布置的限制主要是地表面平均温度，规范3.1.3条和3.4.6条分别给出了辐射供暖表面平均温度的相关规定和地表面平均温度的计算公式tpj=tn+9.82×(q/100)0.969。下面根据规范对地面平均温度上限值的要求按上述计算公式进行相应的复核计算，对照规范附录B.1.1表格进行一些分析：

1)对于人经常停留的地点，地面平均温度上限值为29 ℃，室内计算温度按常用的18 ℃取值，代入公式tpj=tn+9.82×(q/100)0.969，即29=18+9.82×(q1/100)0.969，可得q1=112.4 W/m2。

从上面的计算数据对照规范附录B.1.1可以看出：平均水温35 ℃时，盘管在间距100 mm～500 mm的范围内布置，地面平均温度不会超过上限值29 ℃；平均水温40 ℃时，盘管在间距200 mm～500 mm的范围内布置，地面平均温度不会超过上限值；平均水温45 ℃时，盘管在间距400 mm～500 mm的范围内布置，地面平均温度不会超过上限值；平均水温50 ℃时，盘管按间距500 mm布置，地面平均温度也不会超过上限值；如果水温再高，盘管在间距100 mm～500 mm的范围内布置，地面平均温度就会超过上限值，不再满足规范要求。

由此可以得出：对于人经常停留的地点，平均水温不超50 ℃时，只要调整盘管间距，保证地面向上的散热量不大于112.4 W/m2，地面平均温度就可满足不超上限值。

2)对于人员短期停留的地面，地面平均温度上限值为32 ℃，室内计算温度按16 ℃取值，代入公式tpj=tn+9.82×(q/100)0.969，即32=16+9.82×(q2/100)0.969，可得q2=165.5 W/m2。

从上面的计算数据对照规范附录B.1.1可以看出：平均水温不大于45 ℃时，盘管在间距100 mm～500 mm的范围内布置，地面平均温度不会超过上限值32 ℃；平均水温50 ℃时，盘管在间距300 mm～500 mm的范围内布置，地面平均温度不会超过上限值；平均水温55 ℃时，盘管在间距400 mm～500 mm的范围内布置，地面平均温度不会超过上限值。

由此可以得出：对于人员短期停留的地面，平均水温不超55 ℃时，只要在100 mm～500 mm的范围内调整盘管间距，保证地面向上的散热量不大于165.5 W/m2，地面平均温度就可满足不超上限值。

3)对于无人停留的地面，地面平均温度上限值为42 ℃，室内计算温度按16 ℃取值，代入公式tpj=tn+9.82×(q/100)0.969，即42=16+9.82×(q3/100)0.969，可得q3=273.1 W/m2。

从上面的计算数据对照规范附录B.1.1可以看出，即使选用表格中最高平均水温55 ℃，盘管按表格中给出的最小间距100 mm布置，地面向上的散热量也小于273.1 W/m2，地面平均温度也不会超过上限值。

由此可以得出：对于无人停留的地面，平均水温不超55 ℃时，盘管间距在100 mm～500 mm的范围内布置，地面平均温度都不会超过上限值。

从以上论述分析可以总结出：如果水温按规范推荐的45 ℃～35 ℃选用，在平均水温40 ℃的前提下，对于人经常停留的地点，室内计算温度按常用的18 ℃取值，盘管在间距200 mm～500 mm的范围内调整布置，地面平均温度不会超过上限值；对于人员短期停留和无人停留的地面，室内计算温度按常用的16 ℃取值，盘管间距在100 mm～500 mm的范围内任意布置，地面平均温度都不会超过上限值。因而，具体布置盘管时，盘管间距只要在上述范围内选用，调整间距满足热负荷的要求即可，至于是否会超过地面温度则无需考虑。

以上结论是水温按45 ℃～35 ℃选用和室内计算温度按18 ℃或16 ℃取值得出的，如果设计条件不同，那么按照上述分析过程重新计算核对，也可得出相应的结论。

2 盘管内流速偏小的问题

JGJ 142—2012辐射供暖供冷技术规程中第3.5.11条规定加热供冷管和输配管流速不宜小于0.25 m/s，条文解释为：无坡，保证空气能够被水流带走并在集水器处排除(小房间可将两个房间串联)。

本条为带走管道中气泡的规定并没有什么不妥，但在实际工程设计中并不容易做到，具体设计中还有不少争议。具体情况作以下分析：以100 m2的普通住宅分析，一般布局有客厅、餐厅、厨房、卫生间、2个～3个卧室，地暖一般有3个～4个分支，大约30 m2有一分支，节能建筑热指标暂按30 W/m2考虑，每分支负荷约为900 W,供回水温度45 ℃～35 ℃，温差10 ℃；代入公式G=0.86Q/T得：G=77.4 kg/h,一般地暖支管管径选用管内径di/管外径do(mm/mm)=15.7/20，查表可知流速不足0.12 m/s，远小于0.25 m/s。如果流速要达到0.25 m/s，解决方法不外乎两种，第一种增大分支所带面积，第二种减小盘管管径。采用第一种方法时，经计算地暖分支所带的面积就需要60 m2以上。这显然不论从盘管长度还是房间使用功能的控制都是不合理的。如果采用第二种情况减小盘管管径，支管管径选用管内径di/管外径do(mm/mm)=12.1/16，查表可知流速仍不足0.19 m/s，小于0.25 m/s；减小规格后依然达不到规范要求。而且平常使用时室外温度大部分时间是高于设计采用的不保证5 d的室外采暖温度，不论手动调节还是温控阀自动调节，盘管分支的流量都会小于设计流量，那么盘管集气的可能性就又大了。况且采用常用规格的最小值，因水质问题盘管阻塞的几率较大。从周围实际使用及设计的情况看，目前地暖支管采用的规格普遍为管内径di/管外径do(mm/mm)=15.7/20。既然这一流速不易达到要求，那么如何理解这一规定，又如何解决排气的问题。

按理论上分析，要增大流速就相应要增大流量，如果每户计算的设计流量一定，那么就要设法调整支管的流量；实际运行中，如果判断出盘管内集有气体，散热不好，那么就依次关闭2支～3支，仅开启2支甚至1支，支管流量会变大，对每户来说，如果仅留不多于2支，那么按户内负荷所对应的流量，流速就能满足带走气泡的要求，实际操作中当然还需配合相关阀门的开启与调整。从实际运行情况来看，因过滤器堵塞导致不热的现象较为常见，但因为盘管集气无法排除导致散热不好的情况却很少见。因此，对于这一条的理解不必过分纠结，只要通过调节能使地暖支管的流速在一定条件下满足规范要求，就可以满足排气要求。

3 室温调控装置的选择

规范要求热水辐射供暖系统应设置室温调控装置，并且要求系统应能实现自动控制供水温度，控制方式可采用分环路控制或总体控制，对应这一要求，山西省12系列建筑标准设计图集中提供了六种做法用于选择，但是具体到设计中选择的是否合理还需结合实际情况进行设计，不能一概而论。如何选择应注意以下两点：第一，应注意室温调控装置并不是设置的数量越多越好，而是越适合越好，因为每种做法都有其优缺点，要针对实际情况选用；第二，应注意具体情况具体分析，不能一概而论，即使同一功能性质的建筑也应区别对待。

举例：对于住宅如户内面积在100 m2左右及以下的户型，家中人员数量较少，房间内门关闭的概率不大，则宜采用整体式温度控制，不但经济而且控制相对简单；若户内面积在200 m2左右及以上的户型，一般房间分隔较多且家中人员也较多，为避免相互影响，房间内门关闭的概率比较大，户内各房间单独调节的要求概率较大，则宜采用分环路控制。对于公建，分集水器的环路如果在同一房间内则采用整体式温度控制，若分集水器的环路不在同一房间内则采用分环路控制。

4 结语

实际设计中，针对具体工程，应对规范相关条文进行仔细分析，理解透彻；对条文中有多种选择的应注意辨别使用条件，合理选择，才能在设计中更好的运用。

[1] JGJ 142—2004，地面辐射供暖技术规程[S].

[2] JGJ 142—2012，辐射供暖供冷技术规程[S].

[3] GB 50736—2012，民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].

Several discussion on provisions application in floor heating design

Yang Lin

(LinfenArchitecturalDesignandSurveyInstitute,Linfen041000,China)

Combining with the relevant regulations requirements of heating design, this paper analyzed the relationship between the coil spacing and foundation surface average temperature in floor heating design, discussed the measures to resolve the problem of small coil velocity, discussed the selection principle of temperature control device, so as to ensure the rationality of floor heating design.

floor heating, coil spacing, water temperature, room temperature control device

1009-6825(2016)27-0123-03

2016-07-17

杨 林(1973- )，男，工程师

TU832

A