试议住宅地暖设计方案

试议住宅地暖设计方案

李敬

鸡西市建筑设计院有限公司

【摘要】地板采暖是一种新型节能环保技术，在我国北方城市新建住宅中得到广泛应用。良好的地暖设计方案是保证地暖舒适性的核心。然而，在实际工程中应用的地暖设计方案存在很多问题。本文主要探讨了目前地板采暖设计中存在的问题，并通过详细研究，提出了理想的地板采暖设计方案，供业内人士参考。

[关键词]住宅 地暖；设计方案

1.前言

地板辐射供暖，又称地板辐射供暖，是指利用地板辐射供暖和热对流原理，以60℃以下的热水为热媒，在加热管中循环，对地板进行加热，并将热量传递到房间的供暖方法。近年来，地热供暖技术在我国北方城市住宅中得到了广泛应用。然而，目前我国的地暖工程设计中缺乏详细、准确的设计数据和设计方案，使得地暖工程的设计和施工存在诸多问题。因此，在地板采暖施工中，应根据具体情况制定完善、详细的设计方案，以达到地板采暖的环保、节能、舒适、安全的目的。2地暖的主要特点

地暖工程有称为地热工程，利用地暖采暖具有许多优点：（1）地暖适合人体生理特点，热量由下向上传递，地暖通过地板传向脚部，在慢慢向上，整个环境的温度比较均衡，可以营造一种舒适的环境；（2）地暖采暖具有节约热量的特点，一般地暖采暖能达到19℃-21℃，能保证正常的供暖需求，而传统的设备要达到同样的效果就要达到24℃，这就会耗费大量的能源；（3）地暖能够减少空气中的水分蒸发，稳定室内的湿度；（4）地暖对室内装修没有影响，可以增加室内的有效使用面积；（5）采用地暖比传统采暖更加安全可靠、不会产生漏水、热烫、爆管等现象；（6）地暖发热迅速，经济节电，管壁门窗余热下降缓慢，运用费用比传统方式节约了大量不可再生资源，有利于可持续发展。

3.目前地暖设计存在的问题

虽然我国尚未制定统一的地暖设计标准和设计措施，但行业内也有实用的设计依据。目前，我国地板采暖的设计依据主要包括：《实用采暖设计手册》、《地板采暖通风与空调设计规范》、《低温热水地板辐射采暖及采暖工程技术规范》等，目前的设计方案主要存在以下问题：

3.1设计间距不合理。从目前的情况来看，地板采暖设计人员一般采用按房间等间距铺设盘管的做法。事实上，房间不同位置和不同区域的热负荷分布是不均匀的。如果线圈铺设间距相同，则无法满足不同位置的热耗分布。这种做法会使室内冷热不均，因此还需要根据实际用热需要进行额外的热补偿，浪费资源，甚至因受热不均而导致地面开裂.

3.2埋地线圈壁厚的选择不科学。目前常用的埋地盘管主要有交联铝塑复合管、聚丁烯管、交联聚乙烯管和无规共聚聚丙烯管。几种管道的壁厚不同。选择的管道类型必须经过严格计算，计算公式为：S=GD/P>（D-E）/2E，其中S代表管道系列值，GD代表管道承受的压力值（单位：MPa），P代表系统的工作压力（单位：MPa），D代表管道外径（单位：mm）。E是管壁的厚度，单位为mm。根据该公式，当系统的工作压力P和管道的支撑压力GD已知时，可以计算出管道系列的s值，从而确定所需盘管的管壁厚度，并选择合适的管道。根据行业标准要求，“管径大于或等于15mm的管道壁厚不小于2.0mm”。当系统压力和管道承受压力不明确时，粗略估计管道的s值，所选管道的壁厚可能小于2.0mm，因此工程设计将存在缺陷。

3.3地暖支路缺少温控装置。在大多数设计方案中，地暖支路上只有油水分离器的计量装置，但没有温控装置。例如，大多数地板供暖项目在每个回路上只有一套切断阀，但缺乏温度控制装置。事实上，一个环路通常会经过多个房间。如果一个回路的阀门关闭，多个房间的温度会受到影响，因此不能实现分室调节，这可能会导致空置房间的热量浪费，或者由于阀门关闭，某人的房间无法得到合理的加热。

3.4加热管的最小流量不受限制。行业规范和标准要求中规定：“对于连接到同一油水分离器和收集器的相同管径的每个回路，加热管的长度应接近且不应超过120m”。在大多数设计方案中，设计师只注意根据本规定限制加热管的最大长度。根据行业标准的另一项规定：“加热管中的水流量不应小于0.25m/s”，这一点经常被忽略，因此加热管的流量不受限制。众所周知，埋地管道是无坡度铺设的。为了便于管道中的空气排放，水的流速必须具有最小值。如果水流量过大，容易造成空气堵塞，进而中断水循环，影响居民的集热。在严重情况下，管道将堵塞并破裂。

4.理想的地暖设计方案良好的设计方案是良好施工的开始。要制定理想的设计方案，应遵循以下步骤：

4.1在地板采暖方案设计中，首先根据建筑施工图的相关数据和与业主签订的委托协议计算建筑物的热负荷。其次，根据建筑的具体要求，与施工单位协调地暖埋管的敷设间距。最后，应根据隔间和回路的长度确定集中分配装置和温度控制装置的位置。 

4.2在地板采暖的施工设计中，首先计算建筑物的有效散热面积和有效散热负荷。其次，应进行地板供暖系统的铺设和布局以及液压计算（与施工专业人员协商）。最后，计算并选择其他辅助设备，并会签相关专业，审核后绘制施工图。

4.3地暖设计完成后，应将设计图纸、施工图纸、材料选用清单和示范资料汇总打印装订成册。

5.方案设计过程中应注意的问题

5.1盘管敷设间距的科学计算在地暖设计中，单位地面面积的散热量应按公式QX=q/F计算，盘管的长度和敷设间距应根据地层热阻、盘管材料和管径计算室温和水温。理想的地板采暖设计方案应将房间划分为不同的区域，并根据计算公式计算不同区域的实际耗热量，以确定不同位置和方向的盘管敷设间距。例如，靠近内壁的间距较小，而靠近外墙的间距较大。 

5.2合理划分环路的面积。为了保证室温的要求，尽量实现独立房间的控制。当主阀安装在家用管道上时，应实现一个房间一个回路，并在每个回路上安装阀门，以避免管道相互交叉。只有这样才能有效地控制不同房间的温度，使热量收集更加安全舒适。如果无法避免环路穿过两个以上的房间，则应在房间之间进行主要和次要区分，例如将卫生间和厨房合并为环路。

5.3确保同一水分离器和水收集器上的管道长度相同。同一水分离器和集水器上的管道长度不一致，会导致管道阻力不平衡，严重堵塞甚至爆裂高阻力管道。因此，尽量保持油水分离器和集水罐两端的管道长度大致相同。同时需要注意的是，如果采用独立煤气炉作为热源进行加热，为了减小阻力，保持管道畅通，设计中管道长度不应大于90m。 

5.4合理控制供回水温度和温差。地面供暖以60℃以下的热水为热媒，供回水温度应控制在60℃以下，不得超过60℃。根据管道s系列的计算公式，当系统工作压力保持在0.8MPa左右时，地暖选用的管壁相对合理。因此，为保证系统工作压力在0.8MPa左右，供回水温差应控制在10℃以内。

5.5选择合适的地板和厚度。地板主要包括石材和木材。不同板的散热量不同。为了节约能源，在设计中最好选用散热量低的木板。同时，为了使地板辐射和受热均匀，必须确保木板加热层的厚度符合要求。板外壳的厚度最好为≥ 70mm，其中混凝土厚度为50mm，复合保温层厚度为20mm。 

结论

为适应国家提出的建设节能型社会的要求，环保节能供暖系统受到了广泛关注。地板采暖因其节能、环保、舒适、灵活、适应性强等特点，已被城市住宅建设开发商广泛推广应用。然而，由于地板采暖设计的不成熟，在实际的地板采暖中存在着许多问题，如采暖不均匀导致地板爆裂、室内冷热控制不好等。一个好的地板采暖设计方案是一个好的施工的开始。为了使地板采暖更合理、更广泛地为人们供暖，在地板采暖施工前，必须经过充分的论证和详细的计算，才能制定出完善的地板采暖设计方案。

【参考文献】  

1. 张纯安．地板辐射采暖的模拟及优化设计：天津：天津大学．1988.  

2. 游昱．干式低温热水地板辐射采暖系统的理论计算及实验研究    北京：北京建筑工程学院．2004.