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地板采暖应用技术规范

   2014-07-18 中国节能网3120
核心提示:地板采暖 低温辐射地板采暖是通过埋设于地板下的加热管——铝塑复合管或导电管,把地板加热到表面温度18至32摄氏度,均匀地向室内辐射热量地
地板采暖
   低温辐射地板采暖是通过埋设于地板下的加热管——铝塑复合管或导电管,把地板加热到表面温度18至32摄氏度,均匀地向室内辐射热量地板采暖而达到采暖效果。与传统的采暖方式相比,可以说有以下几个优势:
   首先,房间温度分布均匀。采用采暖方式,由于是整个地板均匀散热,因此房间里的温差极小。而且室内温度是由下而上逐渐降低,地面温度高于人的呼吸系统温度,给人以脚暖头凉的舒适感觉。
   第二,有利于营造健康的室内环境。采用散热片取暖,一般出水温度在70摄氏度以上,但温度达到80度时就会产生灰尘团,使暖气上方的墙面布满灰尘。而地板采暖可以消除灰尘团和浑浊空气的对流,给人一个清新、温暖、健康的环境。
   第三,高效节能。由于采暖的辐射面大,相对要求的供水温度低,只需40至50度。而且可以克服传统采暖片一部分热量从窗户散失掉影响采暖效果的缺点。
   第四,节省空间。由于采暖管全部铺设在地板下,节省了放置采暖片的空间,方便室内装饰及家具的摆放。
总 则

低温热水地板辐射供暖,由于其舒适、节能和有利于装饰等显著优点,正在住宅和其它公共建筑中得到越越广泛的采用,迫切需要从材料、设计、施工和验收等各个环节加以规范化和严格控制。使低温热水地板辐射供暖工程做到技术先进、经济合理、安全适应和确保质量,是制定本规程的目的。
去年十二月,建设部、国家经贸委、质量技监局、建材局,下达了《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》,其中要求“推广应用铝塑复合管、交联聚乙烯(PE-X)管、三型无规共聚聚丙烯(PP-R)管等新型管材……”。本规程对适合于热水地板辐射采暖的各种塑料类管才,从材质要求、设计选用和施工等方面,作了较为详细的规定。按分户热计量要求设计的集中供暖住宅的户内系统,单户独立热源供暖住宅的户内系统,以及生活热水的户内系统,都有可能要将本规程所涵盖的管材敷设于地面垫层内,本规程对此类管道的选材、设计、施工及验收,也可参考执行。
与本规程有关的国家标准、北京市标准和其它有关标准、规范或规定已有的内容,除必要的重申外,本规程不再重复。

材料

一般规定
本条所列出的四种管材,均经工程应用实践证明适合于低温热水地板辐射供暖工程大体上按相同条件下的设计许用应力排序,但并不代表其优劣,应根据耐用年限要求、使用条件等级、热媒温度和工作压力、系统水质要求、材料供应条件、施工技术条件投资费用等方而因素,合理选择采用。
本条对绝热层的原则要求,是为了在尽少占用空间的条件下,能达到较好的物理性能。
材料的质量控制至关重要,针对目前部分地板辐射供暖工程中材料质量失控的倾向,本条强调了对材料标志的严格要求。
管材质量要求
有关管材的国家标准正在编制中。国家标准主要以相关国际标准为依据,因此,在国家标准未正式发布前,应等同采用国际标准或国外先进标准。铝塑复合管目前虽已有一个建设部的行业标准,但其仅限于为拾接焊管,且也是参照美国ASTM F 1281-1998标准,故本规程直接等同采用美国标准。
本条强调供应管材企业,应能提供经可靠的检验合格证明文件,是为严格控制管材质量。除此以外,根据需要开发建设单位也可要求对管材进行随机抽样检验。
本规程附录A提供的各类塑料管的环应力等应变蠕变特性曲线,来源于相关国际标准。交联铝塑复合管的环应力等应变蠕变特性曲线,是根据美国材料与试验协会标准ASTM F 1281-1998的工作压力等应变蠕变特性曲线,经换算所得。
相关管材的标准中,都有对管材各种物理力学性能的要求,本规程附录B列出了与地板辐射供暖工程直接相关的项目,予以强调。
热媒循环水含氧量过高,是形成钢铁材料氧化腐蚀的主要原因,其中尤以用薄钢板为主要材料制成的钢制散热器最为薄弱。一般的塑料类管材都有氧渗透问题。因此,与其它供暖系统共用同一集中热源水系统、且其它供暖系统采用钢制散热器等易腐蚀构件时,提出了阻氧层的要求。铝塑复合管的中间层为增强铝管,可有效阻隔氧的渗透。
本规程附录C提供了管材的外径、最小壁厚及公差,工程选用的壁厚应经设计计算确定。
本条仅一般提出以盘管方式供货时,对管材的最小长度的要求。
连接件的质量要求
铜离子会对PP-R管造成铜害,故本条提出了对PP-R管连接件的要求。
绝热板材的质量要求
本条系参照国家标准《隔热用聚苯乙烯泡沫塑料》(GB 10801-89)对第Ⅱ类聚苯乙烯泡沫塑料物理性能的要求。其中:上述标准要求导热系数不应大于0.041KW/M.K,本规程放宽为不应大于0.05W/M.K,是为了当采用其它绝热材料时,有适度的灵活性;上述标准要求氧指数不应小于30,本规程提高为不应小于32,是按《建设内部装修设计防火规范》(GB 50222-95)关于装修材料燃烧性等级划分的B1级标准确定的。
绝热板材的表面层有多种做法,本规程对所引用的三种通常做法,都加以认同。

设计

供暖热负荷计算
地板辐射供暖与一般散热器对流供暖方式相比,热工特性有许多区别。辐射供暖房间热负荷的严格计算是很复杂的,为简化计算,可近似采用按对流采暖方式热负荷计算的基础上,进行一些特殊的修正和调整:
1)由于房间敷设了供暖地板,不存在室内空气通过地面或地板向外的传热,因此不应计算此部分围护结构热损失。
2)试验研究证明,由于地板辐射供暖是在辐射强度和温度的双重作用下对房间进行供暖,形成较合理的室内温度场分布和热辐射作用,可有2~3℃的等效热舒适度效应。为安全考虑,本规程提出将室内计算温度降低2℃。北京地区室外供暖计算温度为-9℃,如室内设计温度为18℃,计算温差为27℃,按室温降低2℃取值,计算温差为27℃,热负荷为常规计算的93.1%。因此,本规程同时提出的“或取常规对流式供暖方式计算供暖热负荷的90~95%”,应属概略指标。
传统的集中供暖系统负荷计算,除考虑热源条件因素取消同修正系数外,一般不考虑建设物内部房间之间的传热。但在采用集中供暖分户热计量或分户独立热源的住宅,存在部分房间间断供暖或较大幅度调节室温的可能性,除需考虑热源条件因素外,还应考虑户间的传热负荷和较无分户热计量更为突出的间歇供暖等因素,以确保达到设计室温。
同一热源条件对于所有房间供暖负荷的影响,比例大致相同,可以采用同一修正系数。户间传热负荷则还应考虑下列因素:
1)因户间的建筑热工条件不同,不同房间的户间传热负荷,与外围护结构负荷不会形成同一比例,因此不应采用同一修正系数。
2)地板辐射供暖由于铺设有绝热层,与其它共暖方式比,通过楼板的户间的传热负荷会相对较小。
3)户间传热并不会使建筑物总负荷增加,因此户间的传热负荷仅可作为确定户内供暖设备的因素,不应统计在集中供暖系统的总负荷内。
本条规定参照《采暖通风与空气调节设计规范》有关条文编写,但扩大了供暖区面积与房间总面积比值的范围,给出了相应的数值。
对流供暖方式散热器一般布置在靠外墙处,适应热负荷较大的外区的供热量,进深较大房间的地板辐射供暖也应遵循此原则,以确保室温的均匀分布。例如:住宅内通户门的大起居厅,距外墙6M以内无围护结构传热负荷,但有户门开启负荷,也需一定供热量,需分别加以计算。
系统设计
控制供水温度和供回水温差,有利于确保管材的使用寿命和地面温度的均匀。
《采暖通风与空气调节设计规范》规定建筑物高度超过50M的散热器热水采暖系统,“宜竖向分区供热”。本规程考虑了地板辐射供暖的现实技术条件,对热媒工作压力的限制适当放宽,以简化系统,但学是应加以限制。当工程条件必须突破时,应选择采用适当的管材,并采用适合的配件和管道连接方式。
本条规定强调了地板辐射供暖的热媒参数与热源系统相匹配的必要性,提出了对控制装置的要求。
辐射供暖地板存在向上和向下的两部分散热量,房间所在的位置不同,其热媒的供热量和房间所需有效散热量也有所不同,应分别加以确定。
考虑家具和其它地面覆盖物的遮挡因素,对辐射供暖地板的有效散热量影响甚大,应予考虑。
本条给出了确定单位地板面积所需有效散热量的计算式。
计算地板表面平均温度的近似公式,来源于德国资料。有待通过试验研究进一步完善。
控制地板的表面平均温度主要是考虑人员的舒适度。根据工程实践经验和参照国外有关资料,并经与《采暖通风与空气调节设计规范》修编人员协调,本规程确定了对不同使用环境的适宜范围和最高限值要求。
本条提出了限制地板表面温度的措施。
辐射供暖地板对房间的有效散热量向下传热的热损失量,与多种因素有关,严格计算是很复杂的,可得到的国外资料也有较大差异,有待通过试验研究,提出一种相对严密又便于工程应用的计算模式和计算程序,本规程附录E给出的计算数据,来源于北京瑞迪新型建筑材料有娶公司提供的德国资料,应用较为广泛,且偏于安全。
控制加热管内热媒流速,是为利于管内空气的排除,与《采暖通风与空气调节设计规定》对无坡度管道的规定一致。系统阻力的限制。是为利于集中系统的水力平衡,也与分户独立热源设备相匹配。
热媒集配装置、加热管及附件的设计
本条提出的对热媒集配装置的要求,主要根据较为普遍的工程实践经验。
本条及附录G仅提出了辐射供暖地板基本构成的一般模式,应根据工程具体条件,由设计合理加以配置。
本条规定是为利于系统的水力平衡和温度均匀,并满足分室温度控制和调节的要求。
塑料类管材的力学特性与钢管等金属管道有较大的区别。钢管的使用寿命主要取决于腐蚀速度,使用温度对力学特性影响不大。塑料类管材则不同,使用温度的影响极大,冷态下的承压能力不能用以判断在长期使用条件下的耐久性,其使用寿命主要取决于不同使用温度对管材的累积破坏作用,热作用使管壁承受环应力的能力逐步下降即发生的管材的“蠕变”,以至不能满足使用压力而破坏。
由于管材在地板供暖全部使用期内,不可能始终是处在同一温度条件下,必然存在不同温度的时间分布,因此采用塑料类管材时,需要先行按不同温度频率确定使用条件分级。各类塑料管在不同使用条件分级下,有不同的设计许用环应力。
本规程有关附录H、I、J,给出了塑料类管材的计算所需数值和壁厚计算方法,资料来源于塑料管的国家标准编制组,与相关的国际标准等同。
因暂缺交联铝塑复合(XPAP)管的数值,但因其许用设计环应力大PE-X管,为安全起见,可参照PE-X管确定所需最小壁厚。
本条规定主要根据保证室内温度均匀的原则。
有人提出对地板加热管之下设置绝热层的质疑,对于允许双向散热的工程,不设绝热层是可行的,但应对双向散热量进行计算,并解决有关构造问题。对土壤上部、不供暖房间和住宅楼板上部的地板加热管,以及辐射供暖地板沿外墙的周边,根据节能的原则和有利于分户热计量,应铺设绝热层。
考虑到住宅的层高问题,对绝热层的厚度限制,适当予以放宽,但有条件时应尽量做到不小于30MM。
混凝土填充层复盖,是为保护加热管并使地面温度均匀。当地面荷载较大时,加固构造措施应经设计计算确定。
由于辐射供暖地板的使用寿命长于防水层,因此潮湿房间内的防水层宜设于填充层以上,即先施工辐射供暖地板,养护期满后再按要求做防水层。

施工

一般规定
本条强调了对地板辐射采暖安装工程的施工条件要求。
环境温度过低时,管道的抗弯曲性能变差,填充层的浇捣和养护质量难以确保,因此本条提出了对环境温度的要求。
油漆、沥青或其它化学溶剂对塑料类管道有较强的破坏作用,应严格加以防止。
绝热层的铺设
本条提出了对保持绝热层完整性的要求。
加热管的配管和敷设
弯曲半径过小,会对加热管造成机械损伤,故应对弯曲半径加以控制。
接头是形成渗漏的重要原因,填充层内的加热管不应有接头。
加热管的固定有多种做法,本规程对所引用的三种通常做法,都加以认同。
本条提出了加热管固定点最大间距的要求,反弹较大、不易定形的管材因定点的间距应根据需要加密。
热媒集配装置的安装
本条规定主要是为控制热媒集配装置及其连接管道安装的外观质量,也可对加热管始末端出地面的管段,加以可靠保护。
热媒集配装置附近或过门洞等部位,加热管的密度较大,会形成局部地面温度过高,因此应采取保温措施。
混凝土填充层的浇捣和养护
对混凝土填充层提出设置热膨胀裣构造措施的要求,是为避免地面因受热膨胀而被损坏。
混凝土填充层浇捣和养护过程中,系统保持适当压力,既可防止管材因挤压而变形,又可随时发现管材在浇捣和养护过程中的损坏。
检验、调试与验收
调试
地板辐射供暖如未经调试而直接运行使用,会造成系统损坏,应严加控制。
调试是竣工验收的重要内容,工程施工完毕后,当具备供热条件时,可当时进行调试和竣工验收。但实际工程中,地板辐射供暖施工完成时,常不具备供热条件,尤其是单户燃气独立热源系统,很难具备正常供热条件,只能延期调试。对于延期调试问题,宜在合同中妥善处理。
本条强调在任何阶段进行调试,都应以地板辐射供暖的施工单位为主,由工程使用单位密切配合。
调试过程的缓慢升温至关重要,应严格遵守本条规定。
准确调节每一通路的水量是难以实现的,本条从实际情况出发,只提出“调节每一通路水温达到正常范围”的原则要求。所谓“正常范围”,可理解为各通路的回水温度应大致相近。
竣工验收
填充层表面不应有明显裂缝,系指裂缝宽度一般不大于2mm,且每m2内裂缝总长度一般不大于2m。当达不到要求时,应采取适当的补救措施。
 
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