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简析低温地板辐射供暖

发布日期:2017-05-10 来源: 地板产业网 查看次数: 541 作者:
核心提示:  世界和我国的统计数字均表明,建筑能耗在社会全部总能耗中所占的比率在30左右,是能源消耗的一种主要形式。在我国,随着人们对建筑环境舒适程度需求的提高,仅城镇采暖用能就已占全国商品能耗的近1,建筑

  世界和我国的统计数字均表明,建筑能耗在社会全部总能耗中所占的比率在30%左右,是能源消耗的一种主要形式。在我国,随着人们对建筑环境舒适程度需求的提高,仅城镇采暖用能就已占全国商品能耗的近1%,建筑节能工作已迫在眉睫。而且随着人们生活水平的不断提高,当今建筑采暧方式的重要性已逐渐引起人们的重视,人们已经意识到它对人的心理和生理健康的影响。医学者们呼吁一种能使室内气温适当、让人感觉舒适、不危害人体健康的采暖方式。因此,采暖方式的节能、环保以及舒适成为现代采暖技术发展的一个基本趋向。现代的建筑节能技术已从单纯地一味抑制需求,降低热舒适性,发展成为提高能置利用率,用最少的能量最大限度地满足人们迅速增长的健康和舒适的需求,并提出了能源需求侧管理技术(DSM),使建筑节能技术步入了可持续发展的轨道。

  低温地板辐射供暖系统就是属于DSM技术中的一种。由于其热舒适性高,卫生条件好,节能效率高等,因此,可称之为是一种较理想的供暖系统。

  1低温地板辐射供暧系统的分类及其采暖机理依据系统用热源的不同,低温地板辐射供暖系统可分为低温热水地板辐射供暧系统和低温电地板辐射供暧系统两大类。

  目前,前者使用较为广泛,所以有时也将低温热水辐射供暖系统简称为低温地板辐射供暧系统。

  低温热水地板辐射供暧系统是以集中供热、锅炉房供热或小型燃气炉等为主要热源,将低温热水通过埋设于地面楼板上部的碎石混凝土或水泥砂浆层内的加热盘管把地板加热,并以地板表面作为辐射换热面,与室内环境(包括室内空气、房间墙壁及顶棚或天花板和室内其它物体,当然也包括人体等)通过辐射和对流两种传热方式来实现热交换,其中辐射占有相当的比重,从而达到采暖目的,实现低温辐射的供暖方式。向下的传热置表现为热损失(实际上,只要当辐射地板不位于楼房首层,向下传热置就对其它房间采暖有所贡献)。

  但在一些特殊场合,例如,列车上、远离市区的别墅等,上述几种热源不存在或不易获得,而这些场合电力又是比较充足的,于是在这些特殊场合,以电为能源的低温电地板辐射供暖系统便发展起来。其采暖机理与上述低温热水地板辐射供暖系统的机理类似,只是低温电地板辐射供暧系统是以电为能源,在电暖线中产生低温辐射波,将热量释放出来,热量再通过电暖线表面、地板层达到地板表面,然后以整个地板表面为散热面与室内环境进行热交换,从而实现低温辐射的供暧方式。

  2低温地板辅射供暖系统特点低温地板辐射采暖作为当今较为先进的一种采暖方式,也是目前国内外暧通界公认的最为理想的采暖方式之一,与其他采暧系统相比,它具有以下诸多优点:eu舒适、卫生、保健,改善了居住环境其体界冷歧地板辐射供暧时,室内温度分布要比散热器供暧时均匀得多。辐射供暧时室内空气平均流速也要低一些,并且四周表面温度的提高,减少了人体的冷辐射。更为重要的是,从室温沿高度的分布来看,地板供暧具有负温度梯度,也即室温自下而上逐渐递减,给人以脚暧头凉的良好感觉,符合了"温足凉顶"的中医健身理论,能改善人体血液循环,促进新陈代谢。所有这些都提高了人体的舒适感。对流式供暧时,在舒适条件下,人体四肢温度与躯干温度之差值为4~6;而在辐射式供暧情况下,房间内平均温度为18:时,这个差值相当小。即由于辐射强度和温度的双重作用,造成了真正符合人体散热的热状态。因此具有最佳的舒适感,能形成比较理想的热环境。

  地板辐射供暖时室内空气流速低,仅有。1m/s左右。地板采暖主要以辐射换热为主,减少了室内因对流所产生的尘埃飞扬及积尘,可减少室内空气二次污染,消除了散热设备和管道积尘对室内微气候的影响。

  有效节约能源在地板辐射采暧中,通常以实感温度作为衡量地面辐射采暧效果的标准。实测证明,在人体舒适范围内,实感温度可以比室内环境温度高2-3,因此,在保持同样舒适感的前提下,地板辐射采暧时的室内设计温度可以比对流采暧降低房间热负荷相应减少。根据日本的经验,住宅室内采暧温度每降低1,可以节约燃料10%.因此,使用该系统可以利用相对少的热量,使人感受舒适,具有可观的节能效益。

  而且,在低温地板辐射供暧系统中,每个用户的采暧系统能够单独进行控制,因此,可方便实行‘’分户计量,分室控制,进而实现单户热计置,有利于物业管理,取暧成为商品得以彻底实现。据国外的统计,采用按计量收费可以节约能源20~扩大房间的有效使用面积采用传统的暧气片采暧,一般1m2的住宅因暧气的装修需占平面有效使用面积达2m2左右,且上下立横管诸多,给装饰房间带来诸多不便,如:家具无法靠墙等,影响房间布局。而采用低温地板辐射供暧时,采暖设备基本不占用室内空间。在低温热水地板辐射供暖系统中,管道全部在地面以下,只有一个60x80x10cm左右的分水器,且可嵌入墙内或装在壁橱、暗柜里;在低温电地板辐射供暖系统中,电暧线全部在地面以下,只有一个小型温控器和两根输入输出导线在地板以上。

  4使用寿命长,维护方便低温地板辐射供暖系统无活动部件,而且完全封闭,故没有其它供热系统的清洗、除垢等问题,基本上不需要日常维修,大大减少了暧气片漏水维修给住户带来的烦恼,节约维修费用。如无人为破坏,使用寿命达五十年以上,可与建筑物同寿。

  而一般暧气片8-10年就需更换一次。

  低温地板辐射供暧系统用于高层建筑中可以很好的消除系统的垂直和水平失调以及分层供热、系统超压等令人头痛的问题。

  节能建筑为利用辐射供暧提供了有利条件从卫生角度出发,地板辐射供暧时,地面温度不得超过3(n:,同时,一个房间可供利用的地板面积有限,因此,地板辐射采暖向房间的供热量是有限的。如果房间的热损失较大,只靠辐射采暧可能产生"供不应求“现象,因而导致室温达不到设计要求。而节能建筑中,其围护结构传热系数的大小均有限值,因此,建筑耗热量很小,所以采用辐射供暧很容易达到所要求的设计工况。

  与低温电地板辐射供暧系统相比,低温热水地板辐射供暖系统还具有热源选择宽阔、灵活的优点。由于低温热水地板辐射供暧系统采用低温热源,使得其可利用多种热源。在集中供热的场所,可以加装换热器;对于单栋楼房也可以设置单独的低温锅炉供热;对有地下水资源的区域,可以直接利用经过处理之后的地热水供热;此外,还可以综合地利用采暧回水、空调回水、发电厂余热热水、城市供热管网回水等余热资源进行供热。

  与低温热水地板辐射供暧系统相比,低温电地板辐射供暧系统还具有温控器辅助节能效果显著的特点。低温电地板辐射供暖系统通过配置智能温控器,可以按用户意愿,自主设定温度,自动运行,真正做到了按需供热,同时达到"随时开启,不同时关闭“的节能目的。并且可随室外温度的变化,按照室内设定的温度自动关断或接通电路。

  3低温地板辐射供暖方式与其它供暧方式的比较3.1不同供暧系统下室内温度纵向分布比较美国R.DODGEWOODSON博士对几种供暖系统下室内温度纵向分布作了一下比较,其中包括:理想供暖系统、强制热风供暖系统、对流供暖系统、散热器供暧系统、地板辐射供暧系统和顶棚辐射供暖系统,得出地板辐射供暧系统室内温度分布较之其它供暖系统热舒适性及节能性更好。、、、、和分别为上述系统下室内温度纵剖面简图。其中,理想供暖系统室内温度纵向分布曲线是依据系统节能及室内最佳热舒适性而确定的。

  由以下六图可知,在上述几种供暖系统中,地板辐射供暧系统室内温度纵向分布曲线最接近于理想供暖系统室内温度纵向分布曲线。

  理想供暧温度曲线强制热风供暖温度曲线3对流供暖温度曲线散热器供暧温度曲线3.2不同供暧系统九个具体方面比较表1低温辐射与其他采暧方式比较暧方式散热器供低遁地板辖射供暧普通空调供暧普通电暧气比较项热源为燃煤锅炉热源为油、气锅炉供暖效果温度不均衡,室不均匀,南、北屋、顶、底同左度均衡,室内温度均匀,各室室温均匀,升温快,但室外室温不均匀层度相差较大度可根据需要调节,升温较慢度低于-10C不能工作环境污染烟尘、灰渣、煤堆造成环污染,锅炉房嗓锅炉、循环泵、系统水流有嗓音,从使用蜻看,无嗓音、无污染有踪音,有废气排放,蛮内无音,无污染音、系统水流有嗓音有废气排放,污染环堍灰尘大能源消耗不管房间内有人无人,系统都要照常运行,同左可根据采暧要求对度进行调耗电较大/可实现单独房可单独房间供暖,无法调节,因此能耗大,水资源浪费严重节,因此能耗较低间滠控供暧耗电大使用寿命15年左右需换一台锅炉同左30年免维修寿命10年寿命5-8年空间占用室外:锅炉房、煤、灰场占地大;室内:管道、暧气占用很多室内空间室外:锅炉房、油库占地大;室内:管道、散热器占用很多室内空间占用屏篼,占用室内、室外空间小占用室内面积可靠性系统可靠性低,易跑、、滴、。系统常年维护,5-8年需进行大修同左系统可靠性高,不宜损坏,基本不需维修需维修、保养需维修,保养。儿童不安全维护成本曰常维护大,人力物力成本高同左无需维护较高较低运行费用较低较篼由于温度可调,同等条件可节省采暧ft用较离较低舒适与美观室内管道、散热器乙炻,不美观:室内空气对流起飞尘,空气干燥同左室内仅见温控器等部分小部件,清洁、卫生室内空气干燥,建筑物外表面不关观取暧效果差总的建筑面积18000m2地上层数18层室和厅内的散热器组数510组用地板供暧每层层高增加值10cm增加楼层层篼合每平米的增加造价18元本楼的商品房ft价每建筑平米5000元普通散热器供暧系统的每平米造价35元普通散热器供暧系统带温控阀的每平米造价48.5元交联聚乙烯管地板供暧系统每平米造价1元可节约装修散热器罩费用51x7035.7万元折合原建筑面积节约费用每平米19.8元可增加实际使用面积是510x0.3153m2折合建筑面积置为153x1.33203.5m2此面积的商品价值203.5x5000101.75万元增加价值折合原面积每平米置为56.5元低温地板辐射供暖方式与其他供暧方式在供暧效果、环堍污染、能源消耗、空间占用、使用寿命、可靠性、维护成本、运行费用和舒适与美观等九个具体方面的比较列于表1. 3.3低温热水地板辐射供暖系统与普通散热器供暖系统经济性分析比较:首先,应当指出的是,这里所讲的经济性分析只是一个狭义上的经济性分析,即系统的成本分析。下面将以一具体采用低温热水地板辐射供暧系统的民用住宅楼为例对其成本进行分析,并将其同普通散热器系统作一比较。

  该民用住宅楼地板层由负荷分配层、塑料管道层和绝热隔热层组成。其中,负荷分配层采用40mm厚的细石混凝土,费用为40元/m2;塑料管道层为交联聚乙烯管,费用为30元/m2;绝热隔热层为25mm厚的苯板加铝箔,费用为15元/m2;另外,施工费用为15元/m2.因此,其总的成本合计为100元/m2.假定将该住宅楼采暖系统改为普通散热器供暧系统,下面的数据是依据建筑物的具体情况对这一假设方案进行的粗略预算以及对于此住宅楼采用两种方案供暧的数据比较。

  低温热水地板辐射供暖系统同带温控阀的普通散热器系统比较低温热水地板辐射供暖系统同不带温控阀的普通散热器系统比较-由上述比较结果可知,采用低温热水地板辐射供暧系统虽然造价较高,并且增加了层高,使土建费用提高,但减少了暖气片的装修费,使主要厅、室散热器加上装修罩的占地面积转化成有效使用面积,假设因而能作为建筑面积出售,则可使低温热水地板辐射供暖系统的投资基本同传统供暖方案持平。当然,上述比较中含有诸多的不现实性,比如,散热器的面积是否能另行出售,散热器装修的费用是否能算作节省建筑造价等。

  但从社会财富的角度看,从购房者的实际使用利益角度看,这种分析是可行的。

  总之,从以上的比较可见,在目前的条件下,从成本比较的角度,低温热水地板辐射供暖系统以足以同传统的散热器供暖系统进行强有力的竞争。

  综上所述,低温地板辐射供暖系统具有舒适、卫生、保健、节能、维护使用方便、寿命长、基本不占用室内面积以及便于分室控制和分户计量等优点;从综合工程造价上考虑,也没有过多的增加。随着建筑保温程度的提高和管材质量及施工水平的提高,低温热水地板辐射供暖系统的使用将会□益广泛。随着国家电力事业的发展,电量将越来越充足,在电力系统和电力较充足、其它热源又不易获得的一些特殊场合,低温电地板辐射供暖系统的应用也会有一定的发展。

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