低温热水地板辐射供暖系统设计及施工问题分析

王乔乔 兰州城市供水（集团）有限公司工程师

随着人们的生活质量逐渐提升，对于居住环境的温度舒适有着较高的要求。传统的供暖系统已经无法满足大众的需求，需要采用低温热水地板辐射供暖系统以满足人们的居住需求。然而，新的供暖系统在实际设计与施工过程中存在较多的问题，如敷设盘管错综复杂、实际供暖温度比预期温差大等，因此要不断优化施工技术，改进设计及施工方案。

1 低温热水地板辐射供暖系统的优点

1.1 节能高效

通常情况下，人体脚部会直接接触建筑物室内的地面，在相同的供暖温度下，人们对地板辐射供暖的体感温度要高出传统散热器式供暖系统2 ～3 ℃，因此对低温热水地板辐射供暖系统进行设计时，可以在传统供暖的温度设置基础上降低2 ～3 ℃。地暖供热比传统散热器式供热更加节约热能，同时能够减少废气、废料的排放，有效节约能源、保护环境。此外，地板辐射供暖敷设的是塑料管材料，更容易开展施工，在施工成本与时间方面均优于散热器供暖系统，具有经济实用的特点。

1.2 节省空间

地暖系统安装于地板以下，所有供热管线均可敷设于结构层中，能增加房间的使用面积。此外，低温热水地板辐射供暖系统采用塑料管作为敷设材料，平均使用寿命为50 年，相比传统的散热钢管材料使用年限更长，且不会在地下留下安装接口，避免渗漏隐患。塑料管道不会被腐蚀和结垢，后期的检验与维护中大大节约了维修费用。

1.3 保暖隔音

在低温热水地板辐射供暖系统施工过程中，会在地下结构层增加一层保温层，提升地暖的保温效果，同时也具有较好的隔音效果。由于地暖系统采用混凝土与砂浆层作为主要的蓄热结构，其蓄热能力较强，热稳定性能较高，还能有效避免外界的干扰，保持室内温度恒定因此，地暖系统也可应用于大型建筑物内部，充分发挥其节能效果。

2 低温热水地板辐射供暖系统设计中的问题

2.1 热负荷计算

在低温热水地板辐射供暖系统的设计环节中，要根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB 50736-2012）进行正确的热负荷计算，并与传统的散热器进行区分。地暖主要敷设管道区域在地面和墙面，因此不需要将敷设加热管辐射面的传热负荷计算到房间外围护结构之中。此外，还需要注意以下几点因素。第一，在进行低温热水地板辐射供暖系统的热负荷计算时，需要将室内的设计温度降低2 ～3 ℃，以确保得到相对准确的结果。由于地板辐射供暖系统是通过辐射的强度与温度共同进行供暖工作，从而在建筑物室内形成均匀的温度分布以及热辐射作用，相比传统的散热器系统可以保留2 ～3 ℃的浮动温度，以形成等效热舒适度效应，在合理范围内降低建筑物的热负荷。第二，不需要计算敷设加热管道楼板的热负荷。在建筑物的各个房间中，每个楼层需要在计算供暖热负荷时扣除来自上层的热量，从而准确计算各房间实际需要的热负荷。第三，在房屋装修过程中，由于不同住户的需求不同，选择的地面材质相应存在差异。因此，在计算热负荷时，应当选择散热量最低的木质地板进行计算，从而确保实际采暖的效果。还需要考虑到墙面装饰厚度、家具覆盖情况等因素，避免因导热性的差异而对供暖温度产生影响。第四，合理区分集中供暖分户计量与分户独立供暖的住宅，考虑好各方面因素对热负荷计算产生的影响，确保计算值符合整体工程实际的采暖热负荷值[1]。

2.2 材料选取及敷设

2.2.1 供热盘管材料的选择

在低温热水地板辐射供暖系统的供热盘管材料选择上，需要充分遵循使用寿命长、热媒温度高、工作压力小以及安装性价比高等原则。目前，行业中使用最广泛的是交联聚乙烯管和耐热增强型交联聚乙烯管，相关供暖工作人员需要在采购材料的过程中充分考察各生产厂商的产品质量，避免出现产品生产规范及标准不完备、质量存在差异的现象。同时，还需要对设计、施工及运行等过程中的工作人员进行统一的知识培训，提高工作人员对塑料管材性质及功能的掌握和了解，最大程度上发挥塑料管材在供暖系统中的价值。

2.2.2 供热盘管的敷设工作

在选择好供热盘管的材料后，需要采取相应的供热盘管的敷设工作。在进行盘管敷设设计工作时，必须要遵循房间内地面温度分布均匀的原则，采用回折式和平行式的敷设方式，确保其中的高温管道能够敷设于各房间热负荷量最大的位置。此外，保证盘管的间距保持在150 ～300 mm，房间外侧缩小间距，房间中间位置加大间距，确保整个房间的温度分布均匀。

2.2.3 地板结构的设计工作

在完成供热盘管的敷设设计后，需要进行地板结构设计。通常建筑物的地板结构由钢筋混凝土楼板、泡沫塑料板、绝热层、供热塑料管、碎石混凝土填充层、找平层以及地面装饰层构成。一些设计人员会在敷设供热管道时添加一层绝热层，从而起到阻断热量向下流动、减少噪声的效果，但相应也会使建筑物的高度增加，成本增加[2]。

2.2.4 系统环路的设计问题

在进行供暖系统管道的设计工作时，需要特别注意环路的合理划分，提升整体的利用率，尽量实现分室控制。同一集水器的各个环路设计长度要尽量保持相近，从而有效避免冷热不均的情况发生。由于采用低温热水地暖系统的水温较低且温度不稳定，水流量需要达到传统散热器的2 ～3 倍才能达到正常的供热效果。此外，需要在各环路上增设调节装置，起到平衡各环路长度的作用。

2.2.5 分集水器的设置问题

供暖系统的分、集水器应当设置在具备防水措施的厨房或卫生间中，一般安装在空间开阔的厨房橱柜内，从而便于后期的检查与维护。由于分、集水器内部储存大量的水，因此其过滤器、阀门等设备必须要采用耐腐蚀材料，并且在其支路进出口都要设置阀门。若后期某段环路出现问题，则只需要关闭相应位置的阀门即可进行检修工作，从而避免对整体的供暖造成影响。

2.3 壁挂炉选择问题

现阶段，住宅主要使用低温地板辐射供暖系统，其热源主要来自于集中供暖分户热计量以及分户独立壁挂炉设备。壁挂炉基本是按照供回水温差进行流量以及配置循环水泵的计算，其温度数值在20 ～25 ℃。低温热水地板辐射供暖系统主要设置的供回水温差在10 ℃左右。基于此，可以确定在流量上会相差两倍以上。按照热量确定壁挂炉会由于流量部分不符合设计需求，难以保证室内温度与设计标准相适应。在小区别墅设计中，其层数为2 ～3 层，建筑面积可确定为170 ～200 m2，耗热量计算后可确定为10 000 W 左右。按照这一热量数值配置壁挂炉，从供应角度上难以满足室内实际设计温度。产生这一现象的原因是配置壁挂炉内循环水泵流量等部分难以满足系统要求。

燃气炉运行过程中会出现空气污染问题。天然气是清洁燃料，但是需要将热量分散到不同的位置。在使用高层住宅过程中，由于CO2以及CO 等排放不够顺利，因此会对环境产生严重影响。结合相应环境试验数据，投入使用的高层住宅小区中，碳氧化合物浓度偏高，最高数值超过国家标准的两倍左右。基于此，低温地板辐射供暖热源设计选择过程中，需要对壁挂炉型号的选择问题进行充分分析，确保客户的用暖需求得到满足，同时在高层住宅热源选择过程中需综合性分析环境影响因素。

3 低温热水地板辐射供暖系统施工中的问题

3.1 试压及排水

在低温热水地板辐射供暖系统的施工过程中，需要先对建筑物的水压强度进行测试，试验压力调整为0.8 MPa。若试压过程中管道不存在泄漏现象，则可以正常安装地暖管道。在完成整体的管道安装工作后，需对整体的供暖系统进行试压，符合标准才能进行下一项工程。合格后进行碎石混凝土填充工作，在填充时需将加热盘管压力保持在0.6 MPa，养护时泄压到0.4 MPa，养护期结束后才能够完全泄压。此外，在北方冬季寒冷天气下，为防止管道排水结冰而造成整个加热盘管损坏，需要用压缩空气法将加热盘管中的水吹出，从而达到保护加热盘管的目的[3]。

3.2 供热房间伸缩缝的布置

由于混凝土现浇板存在热胀冷缩的性能，在受热后会出现变形、体积膨胀的现象，在温度降低后体积随之收缩，从而产生裂缝。这种由变形应力产生的裂缝极有可能向墙体延续，最终造成墙体出现裂缝，严重影响建筑物的安全性，因此在施工过程中设置伸缩缝成为必不可少的环节。根据《辐射供暖供冷技术规程》（JGJ 142-2012）相关规定，当地面面积超过30 m2或边长超过6 m 时，需要按照不大于6 m的间距设置伸缩缝。伸缩缝的宽度不能小于8 mm，在垂直结构的交接处同样需要预留伸缩缝，其宽度需要不小于10 mm。此外，伸缩缝中需要选用高发泡聚乙烯泡沫塑料或弹性膨胀膏等材料。

3.3 供热房间供热盘管布置

在低温热水地板辐射供暖系统的施工过程中，需要根据建筑物的实际情况选择供热盘管的敷设形式，常见的形式有回折型、平行型以及双平行型等。目前，大部分建筑工程采用回折型的敷设形式，该形式具有温度分布均匀、弯曲半径大，便于展开施工的优点。此外，在建筑物的外墙处，应当将供热盘管进行平行敷设，从而使地面温度分布更加均匀。施工人员需要根据实际盘管的散热量与建筑物所需热量进行分析，及时对盘管的数量及位置进行调整。

3.4 室温控制方式的选择

为了方便住户使用，低温热水地板辐射供暖系统在房间内的温度控制方式越来越多，通常分为总体控制与分环路控制两种。总体控制是在指定房间或区域内设置控制器，将分集水器的前端控制阀门与其相连，同时设置可以设定并调节整体温度的功能，以达到对整个房间的温度均衡的调节。分环路控制是在房屋内的各个房间分别设置控制器，同时将分集水器在各个环路上的执行器相连，从而达到对各个房间进行单独控制的目的。

3.5 共用供暖系统的问题

由于主要的供暖区域在住宅区，而住宅区的整体热量供给由换热站提供。目前，住宅区内部的供暖系统普遍为散热器及地板辐射两种供暖系统。若小区内既设置了散热器供暖系统，又设置了低温热水地板辐射供暖系统，则需要选择适当的方法保证小区整体的供暖效果，可以通过采取以下方法展开工作。在换热站内设置两组换热器装置，分别为散热器供暖系统与低温热水地板辐射供暖系统提供热量。该种方法会大大提高整体的建设成本，但同时也会增加运行后期的节能成效。将散热器供暖系统中的回流水用于低温热水地板辐射供暖系统中，将两种系统的水管环路进行串联，从而实现共同供暖的效果。运用这种方法，能够大大降低水资源的消耗，并且建设成本较低，具有很大的可行性[4]。

3.6 加热管损伤造成隐患

在施工过程中，供暖盘管在装车、运输、卸车、施工以及存放等过程中不合理，或受油漆等化学材料的污染，会大大降低盘管的使用寿命，为后期的供暖系统造成了巨大的安全隐患，因此应在此环节加强管理，提升安全保障力度。在进行碎石混凝土的填充工作时也要尽量减少其对盘管造成的影响[5]。此外，在建筑施工过程中需要搭建具有安全措施的脚手板，施工人员应穿着软底鞋，不能使用尖锐器具进行施工，确保施工器具不接触到盘管，同时尽量减少施工人员的踩踏次数。

相关管理人员必须对前期的运输环节予以高度重视，从而对供暖盘管进行有效保护。同时，施工技术人员需要强化施工全过程的管理效果，安装加热盘管前，需仔细检查材料外观和接头部分，对管道与管件内部、外部的污垢以及杂物进行清除。实际安装过程中，应避免攀踏加热管或者是放置高温物体，地板辐射供暖工程不能与其交叉进行，避免对加热管造成破坏。除此之外，需与土建专业密切配合，避免管路不平，出现排气不畅等问题。

4 结语

低温热水地板辐射供暖系统具有节能高效、舒适卫生、节省空间以及保暖隔音的优点，因此受到广大消费者的青睐。然而，因为该工程属于隐蔽工程，容易产生潜在的安全风险，所以要在技术应用与实施方面进行技术优化，从而有效避免地暖地面开裂导致的工程返工现象，同时要严格按照方案要求来执行，提升低温热水地板辐射供暖的技术水平，为居民提供高质量的居住环境。