地板辐射采暖的优点及低温热水系统介绍

自然界中的物体，只要温度在绝对零度以上，均以电磁波的形式不停地向外传递热量，这种传送能量的方式叫辐射。辐射采暖主要依靠供热部件与围护结构内表面之间的辐射换热向房间供热。通常称辐射采暖的供热部件为采暖辐射板。

按辐射板与建筑物的结合关系分为:整体式、贴附式和悬挂式。整体式是指高温金属管或塑料管埋在建筑结构内，与其合为一体，如图9-15所示;贴附式辐射板是将辐射板贴附于建筑结构表面，如图9-16所示;悬挂式辐射是由加热管、挡板、辐射板和隔热层制成的金属辐射板，如图9-17所示。

图9-15　与建筑结构结合的辐射采暖板（整体式）

（a）埋管式;（b）风道式
1—防水层;2—水泥找平层;3—保温层;4—采暖辐射板;5—钢筋混凝土板;6—加热管;7—抹灰层图

（一）辐射采暖主要特点

（1）辐射供暖比对流供暖舒适。辐射采暖同对流采暖相比，辐射采暖时，房间各围护结构内表面（包括供热部件表面）的平均温度ts·m高于室内空气温度tR，即ts·m＞tR，而对流采暖时，ts·m＜tR。围护结构内表面温度ts·m＞tR，创造了对人体有利的热环境，降低了人体向围护结构内表面的辐射放热量，热舒适度增加。辐射采暖同对流采暖相比，提高了辐射换热的比例，但仍存在对流换热。

（2）辐射采暖时沿房间高度方向温度比较均匀，温度梯度小，房间无效热损失减少，节省能耗。

图9-16　贴附于建筑结构表面的辐射采暖板（贴附式）

1—隔热层;2—加热管

图9-17　悬挂式辐射板（单体式）

（a）波状辐射板;（b）平面辐射板
1—热（供冷）管;2—挡板;3—平面辐射板;4—隔热层;5—波纹状辐射板

（3）辐射供暖对流散热量少，室内气流速度低，避免了尘土飞扬，卫生条件好。

（4）辐射供暖初投资大。

（5）与建筑结构相结合，室内不需散热器和连接支管，不占室内面积。

（二）辐射采暖分类

1.低温辐射采暖

指辐射板表面温度小于80℃的辐射采暖系统。主要实现形式有金属顶棚辐射、结构埋管辐射、空气热地面和电热辐射结构（电热膜顶棚、墙面）。

2.中温辐射采暖

辐射板表面温度在80～200℃，主要实现形式为金属辐射采暖板结构，一般用于体育馆辐射采暖。

3.高温辐射采暖

辐射板面温度在500℃以上，一般发热设备为电气红外线，如灯丝、电阻丝、石英灯或石英管等，如燃气红外线，即利用可燃气体、液体或固体燃烧，辐射出各种波长的红外线。

（三）辐射采暖系统的热媒

辐射采暖的热媒可使用:热水、蒸汽、空气和电。

1.蒸汽作热媒

温升快，混凝土板易出现裂缝;不能采用集中质调节。混凝土板热惰性大，与蒸汽迅速加热房间的特点不相适应。

2.用热空气作热媒

将墙板或楼板内的空腔作风道，使建筑结构厚度要增加。

3.用电热媒

用电加热的辐射板，具有许多优越性，板面温度容易控制，调节方便，但要消耗高品位电能。

4.用热水作热媒

温升慢，混凝土板不易出现裂缝;可以采用集中质调节。大多数的民用建筑和公共建筑的地热采暖，均以低温热水作为热媒进行采暖。下面主要讨论常见的低温热水地板辐射供暖系统。

（四）低温热水地板辐射供暖

低温热水地板辐射供暖一般是以温度低于60℃的热水，循环流过预埋在房间地板下的盘管，加热整个地面，使之均匀向室内辐射散热的一种供暖方式。

1.地热盘管布置形式

地热盘管的铺设形式有多种，常用的铺设形式有以下几种，如图9-18所示。图9-18（a）平行排管式:用单根管道平排成蛇形，辐射板表面平均温度沿水的流程逐步均匀降低。图9-18（b）蛇形排管式:用供水管和回水管并列平排成蛇形，辐射板表面温度在小面积上波动大，平均温度分布较均匀。图9-18（b）蛇形盘管式:供水管和回水管并列盘成螺旋形，辐射板表面平均温度也是沿水的流程波动的。(www.xing528.com)

混凝土辐射板表面的平均温度是计算辐射采暖的基本数据，辐射板表面最高允许平均温度应根据卫生要求、人的热舒适性条件和房间的用途来确定。

对不同采暖辐射板，各房间的最高允许平均温度见表9-2。

图9-18　地面采暖辐射板的加热管

（a）平行排管式;（b）蛇形排管式;（c）蛇形盘管式

表9-2　各房间的最高允许平均温度

需要注意的是，地热盘管的回路并非越多越好，地热国家标准中提到:每环路加热管的进、出水口，应分别与分、集水器相连接;分、集水器直径应不小于总供回水管直径，且分、集水器最大断面流速不宜大于0.8m/s;每个分、集水器分支环路不宜多于8路。

2.地热采暖结构

地热盘管埋设方案见图9-19，整体厚度大概在8cm左右。

图9-19　地面采暖辐射板中铝塑复合管的设置

1—地面层（8～10mm）;2—找平层（10～20mm）;3—豆石混凝土层（30～40mm）;4—复合保温层（20～30mm）;5—结构层;6—塑料卡钉;7—侧面隔热层;8—地热管材

3.地热盘管的铺设

地板辐射采暖施工流程:施工准备→固定分、集水器→铺设保温层和地暖反射膜→铺设埋地管材→设置过门伸缩缝→中间验收（一次水压试验）→回填细石混凝土层→完工验收（二次水压试验）。

地辐射采暖设计流程垫层主要包括:地暖专用盘管、复合保温板、反射层（铝箔）、组合分集水器、热电阀和液晶温控器、地暖剖面的构成。

（1）地暖专用盘管。

PEX（高密度交连聚乙烯管6分管）。

性能:耐温小于100℃，内壁平滑、水阻小、不宜结垢，设计使用寿命五十年以上。

作用:温水在管内循环，加热地表层，以辐射的方式向室内散热。

（2）复合保温板层。组成:聚苯乙烯（EPS）保温板（厚度:20mm，容量:25kg/m3）。

作用:保温、隔热、防潮、隔声、承重（2t/m2）。

（3）反射层（铝箔）。作用:加强保温层的防潮、防水、隔热性能。由于铝的导热性好，可以有效地分散管内温水所传递的热量，从而使热量均匀地散布在整个平面上，减少管路下部的局部高温老化的影响，提高整个地暖结构层的使用寿命。

（4）组合分集水器。组成:分集水器干管（选材为精密挤压黄铜造，不生锈，内外壁光滑）、自动排气阀、加压/卸水阀。

作用:将支管供回水配到各个环路，同时排气阀可以排除管内的气体，内置调节阀可调节各环路的水流量从而达到控制采暖温度的目的。

（五）地板辐射采暖的优点

1.地热采暖是目前最舒适的采暖方式

暖人先要暖脚，只有脚温暖了，全身才会感觉温暖。传统的取暖方式，房间的顶部大约有30℃，而人体所处的位置尤其是脚部仅有15℃甚至更低。地板辐射散热是最舒适的采暖方式，室内地表温度均匀，室温由下而上随着高度的增加温度逐步下降，这种温度曲线正好符合人的生理需求，给人以脚暖头凉的舒适感受。

2.地热采暖高效、节能、运行费用低

利用余热水、太阳能、地热等各种低温热源，且地板辐射供暖方式较对流供暖方式热效率高，热量集中在人体受益的高度内，室内设定温度即使比对流式采暖方式低2～5℃，也能使人们有同样的温暖感觉，所以温差传热损失会大大减小。热媒低温传送，在传送过程中热量损失小，热效率高。与其他采暖方式相比，地热采暖节能幅度约为20%，如采用分区温控装置，节能幅度可达到40%。

3.地热采暖环保、卫生，健康保健

地板辐射采暖的供暖原理为辐射导热，与空调、暖气等通过强制对流循环热风供暖相比，空气中灰尘流动要小得多。

4.地热采暖不占使用面积

采用地板采暖，室内不再有暖气片及其支管，无形中增加2%～3%的室内使用面积，便于装修和家具布置。

5.地热采暖初始建设成本低，可分区控制，计量方便，便于管理

地板辐射采暖与其他分户供暖方式，不增加建筑成本及运营维护成本，各房间的温度可根据需要独立调节控制，便于进行分户热计量收费。