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【摘 要】分析了低温热水地面辐射供暖系统中常见的几个问题，探讨了这些问题的成因，总结了合理的解决措施，对于热水地面辐射供暖系统的设计和运行具有一定的指导意义。
【关键词】热水地面辐射供暖；加热盘管；冷热不均
1.引言
热水地面辐射供暖系统由于具有美观、舒适、卫生、节能、节约空间等显著的优点，在北方地区的住宅和公共建筑中，得到了越来越广泛地应用。如何合理设计、发挥优势、更好服务用户，是设计者和使用者所关心的问题。在此笔者就个人从事设计的经验，对热水地面辐射供暖系统中常出现的问题进行分析说明，以期能对同行有所帮助。
2.常见的问题及解决措施
热水地面辐射供暖系统在我国得到了快速发展，广泛地应用于各类公共建筑和住宅当中，应用面积远远超过了传统散热器供热建筑，成为北方地区最常采用的供热方式之一。然而随着应用范围的迅速扩大，热水地面辐射供暖系统存在的一些问题也逐渐暴露出来。
2.1房间冷热不均问题
工程实际当中，经常出现户内冷热不均，户与户之间冷热不均等冷热失调的问题。户内冷热不均往往是由于在设计、施工过程中加热盘管的设置不合理所致。首先，应重视区分加热盘管的辐射方向。由于供回水有一定的温差，供水管温度较高，应优先敷设在外窗、外墙等热负荷较大的区域，回水管敷设在房间中心位置等热负荷较小的区域。一些设计人员往往忽视标注管道方向，而不少施工人员也不重视管道安装方向，错误施工，造成室内中心位置过热，外围较冷，达不到采暖效果。其次，加热盘管宜采用回字形布置，临近外窗外墙部位的加热盘管进行加密处理，远离外维护结构的加热盘管加大间距，根据不同采暖部位采取差异化设计，以加大临近外窗外墙等热负荷较大部位的供热量，减少房间中心区域热负荷较小部位的散热量，达到供热均衡。最后，户内各环路管道设计长度应相近，各房间环路设计均匀合理，保障户内水力平衡。户与户之间冷热不均主要是由于每户的外窗、外墙面积不一，热负荷差别较大，在设计过程中没有充分考虑各户之间的差别，而加热盘管的间距在现有资料中大多推荐了诸如100mm，200mm，300mm等固定数据，调节手段僵化，不能灵活设计，造成山墙户型及外墙、外窗较多的户型偏冷，而外墙、外窗较少的户型过热，产生冷热失调的问题。因此，应当重视山墙户型及外墙、外窗较多的户型的管路设计，同时加强水力平衡计算和调节，达到采暖效果。
2.2房间温度过热问题
国内地面辐射供暖系统的实际应用普遍存在过热现象，中间层的过热现象尤为突出。究其原因，一是由于集中供热锅炉房的调控手段单一，运行粗放，精细化程度较低，对气候变化反应不及时所致。二是地面辐射供暖系统的热传递方式以辐射占主导，因此同样舒适条件下，低温热水地板辐射采暖的室内设计温度比对流散热器采暖的室内设计温度低2～3℃，节能性较好。亦即在室内平均温度相同的情况下，地面辐射供暖的实感温度会更高一些，人体的实际感受会更热一些。三是楼内冷热平衡失调，山墙及顶层户型供热量不足，为了满足山墙及顶层户型的供热效果，供热单位往往会采用增加全楼整体供热量的办法，导致中间户型过热。因此，解决过热问题还需从设计、施工以及运行调节各个环节进行细化，共同努力共同解决。
2.3调节困难问题
在工程实践中地面辐射供暖系统的调节存在一定的困难。其主要原因是调节装置性能欠佳。虽然《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》和《辐射供暖供冷技术规程》中都提出要求“低温热水地面辐射供暖系统应具有室温控制功能”，然而实际工程当中因为造价问题，实际安装的室温调控装置调节效果不太理想，效果较好的室温调控装置造价又太高，造成大部分调节装置难以达到调节效果。另外，由于加热盘管长度和均衡性的需求，要达到分室控制的要求，在实际管路设计当中确实存在非常大的难度，很难做到。因此，要解决地面辐射供暖系统调节困难的问题，一方面在设计中加热盘管尽量做到分室控制，同时加强室温调控装置，设置自动控制阀，实现室温调节。
2.4层间传热问题
对于地面辐射供暖系统，楼板向上及向下均有传热。在30mm厚聚苯乙烯泡沫塑料保温层的条件下，向下传热损失已接近地面散热量的20%，且其值随着面层热阻的增加、水温的降低而增加。在常见的住宅设计中，垂直相邻各房间均采用地面辐射供暖系统，除顶层外的标准层房间的得热量Q为本层楼板向上传热量Q1与来自上一层楼板的向下传热量Q2上之和，即Q=Q1+Q2上。一般各层地板结构相同，本层楼板向下散热量Q2可视为与来自上一层楼板的向下传热量Q2上相等，即Q=Q1+Q2 。建筑的层间传热对于采用集中热源的建筑来说不算是太大问题。由于集中供热的局限性，目前也有大量的建筑采用分户燃气壁挂炉作为供热热源，此种供热形式从实践来看也可以满足供热的需要。但是由于住房空置率、个人生活习惯等分户供热的不确定性，往往会出现大量的热量从本层楼板向下散失，而缺少来自上一层楼板向下传递的热量来补充，导致该用户采暖成本大幅增加，造成能源及经济浪费。因此，层间传热问题对采用分户燃气壁挂炉作为供热热源的建筑产生的影响非常突出，应该采取增加层间绝热层等措施，减少此类建筑的层间传热问题。
2.5维修困难问题
地面辐射供暖系统的加热盘管暗埋敷设在地面建筑垫层里，一旦出现破裂、漏水现象维修十分困难。其一是确定漏水点十分困难。由于地面辐射供暖系统的加热盘管敷设在地面建筑垫层里，一旦加热盘管漏水，水会沿着垫层内的细小缝隙和电气穿线管四面扩散，很难确定直接漏水点，需把下一层屋面显示的漏水区域相对应的楼面逐一敲开，找到漏水盘管。此过程工作量大，对地面及装修破坏较大，加热盘管易产生人为二次损坏。其二是破损部位维修难度较大。通常采用的PE-X管没有热塑性能，不能用热熔焊接的方法连接和修复，只能采用金属管件连接修复。采用PE-RT管的可以用管件热熔连接修复。此两种修复方法受制于现场环境和人为操作因素，不易保证长期运行和使用寿命。因此，地面辐射供暖系统应尽量减少和避免后期破裂、漏水现象，从管道的选材环节开始严格控制，保证管道质量。施工过程严格把关，防止施工原因造成管道破损。移交及后期管理严格控制，限制住户不得在地板、楼板（下层住户）上打洞（眼），在必须打时，应先征询有关专业人员，并查找非布管处，方可打洞（眼），确保不破坏加热盘管。
3.建议
3.1对于实行分户热计量和采用分戶燃气壁挂炉作为供热热源的建筑，建议保温层厚度不小于40mm为宜。
3.2由于加热盘管是无坡度敷设，为了排除管道内的空气需要足够的流速，《辐射供暖供冷技术规程》规定“加热供冷管和输配管流速不宜小于0.25m/s”。为保证加热管内水流速度，以供回水温差10℃计算，管径De20×1.9管道的热负荷应不小于2100W，管径De25×2.3管道的热负荷应不小于3300W。设计人员往往忽视了对最小流速的限制，容易造成气塞和水循环中断，影响供热效果。
4.结束语
地面辐射供暖系统是辐射供暖的一种形式，随着建筑节能工作的推进和该技术的日趋成熟，它无论从节约能源，室内温度场的分布，还是在舒适度、室内美观、分户计量等各方面都较传统的供暖型式具有较明显的优越性，但是要使地面辐射供暖系统发挥其优点，避免其缺点，使人们充分享受其优异的供暖效果，还需设计、施工、管理等各个环节的专业人员们共同努力，才能做到更加完美。
参考文献：
[1]陆耀庆.供暖通风设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1987.
[2]中国建筑科学研究院.辐射供暖供冷技术规程.北京：中国建筑工业出版社，2012
[3]中国建筑科学研究院.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范.北京：中国建筑工业出版社，2012
【关键词】热水地面辐射供暖；加热盘管；冷热不均
1.引言
热水地面辐射供暖系统由于具有美观、舒适、卫生、节能、节约空间等显著的优点，在北方地区的住宅和公共建筑中，得到了越来越广泛地应用。如何合理设计、发挥优势、更好服务用户，是设计者和使用者所关心的问题。在此笔者就个人从事设计的经验，对热水地面辐射供暖系统中常出现的问题进行分析说明，以期能对同行有所帮助。
2.常见的问题及解决措施
热水地面辐射供暖系统在我国得到了快速发展，广泛地应用于各类公共建筑和住宅当中，应用面积远远超过了传统散热器供热建筑，成为北方地区最常采用的供热方式之一。然而随着应用范围的迅速扩大，热水地面辐射供暖系统存在的一些问题也逐渐暴露出来。
2.1房间冷热不均问题
工程实际当中，经常出现户内冷热不均，户与户之间冷热不均等冷热失调的问题。户内冷热不均往往是由于在设计、施工过程中加热盘管的设置不合理所致。首先，应重视区分加热盘管的辐射方向。由于供回水有一定的温差，供水管温度较高，应优先敷设在外窗、外墙等热负荷较大的区域，回水管敷设在房间中心位置等热负荷较小的区域。一些设计人员往往忽视标注管道方向，而不少施工人员也不重视管道安装方向，错误施工，造成室内中心位置过热，外围较冷，达不到采暖效果。其次，加热盘管宜采用回字形布置，临近外窗外墙部位的加热盘管进行加密处理，远离外维护结构的加热盘管加大间距，根据不同采暖部位采取差异化设计，以加大临近外窗外墙等热负荷较大部位的供热量，减少房间中心区域热负荷较小部位的散热量，达到供热均衡。最后，户内各环路管道设计长度应相近，各房间环路设计均匀合理，保障户内水力平衡。户与户之间冷热不均主要是由于每户的外窗、外墙面积不一，热负荷差别较大，在设计过程中没有充分考虑各户之间的差别，而加热盘管的间距在现有资料中大多推荐了诸如100mm，200mm，300mm等固定数据，调节手段僵化，不能灵活设计，造成山墙户型及外墙、外窗较多的户型偏冷，而外墙、外窗较少的户型过热，产生冷热失调的问题。因此，应当重视山墙户型及外墙、外窗较多的户型的管路设计，同时加强水力平衡计算和调节，达到采暖效果。
2.2房间温度过热问题
国内地面辐射供暖系统的实际应用普遍存在过热现象，中间层的过热现象尤为突出。究其原因，一是由于集中供热锅炉房的调控手段单一，运行粗放，精细化程度较低，对气候变化反应不及时所致。二是地面辐射供暖系统的热传递方式以辐射占主导，因此同样舒适条件下，低温热水地板辐射采暖的室内设计温度比对流散热器采暖的室内设计温度低2～3℃，节能性较好。亦即在室内平均温度相同的情况下，地面辐射供暖的实感温度会更高一些，人体的实际感受会更热一些。三是楼内冷热平衡失调，山墙及顶层户型供热量不足，为了满足山墙及顶层户型的供热效果，供热单位往往会采用增加全楼整体供热量的办法，导致中间户型过热。因此，解决过热问题还需从设计、施工以及运行调节各个环节进行细化，共同努力共同解决。
2.3调节困难问题
在工程实践中地面辐射供暖系统的调节存在一定的困难。其主要原因是调节装置性能欠佳。虽然《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》和《辐射供暖供冷技术规程》中都提出要求“低温热水地面辐射供暖系统应具有室温控制功能”，然而实际工程当中因为造价问题，实际安装的室温调控装置调节效果不太理想，效果较好的室温调控装置造价又太高，造成大部分调节装置难以达到调节效果。另外，由于加热盘管长度和均衡性的需求，要达到分室控制的要求，在实际管路设计当中确实存在非常大的难度，很难做到。因此，要解决地面辐射供暖系统调节困难的问题，一方面在设计中加热盘管尽量做到分室控制，同时加强室温调控装置，设置自动控制阀，实现室温调节。
2.4层间传热问题
对于地面辐射供暖系统，楼板向上及向下均有传热。在30mm厚聚苯乙烯泡沫塑料保温层的条件下，向下传热损失已接近地面散热量的20%，且其值随着面层热阻的增加、水温的降低而增加。在常见的住宅设计中，垂直相邻各房间均采用地面辐射供暖系统，除顶层外的标准层房间的得热量Q为本层楼板向上传热量Q1与来自上一层楼板的向下传热量Q2上之和，即Q=Q1+Q2上。一般各层地板结构相同，本层楼板向下散热量Q2可视为与来自上一层楼板的向下传热量Q2上相等，即Q=Q1+Q2 。建筑的层间传热对于采用集中热源的建筑来说不算是太大问题。由于集中供热的局限性，目前也有大量的建筑采用分户燃气壁挂炉作为供热热源，此种供热形式从实践来看也可以满足供热的需要。但是由于住房空置率、个人生活习惯等分户供热的不确定性，往往会出现大量的热量从本层楼板向下散失，而缺少来自上一层楼板向下传递的热量来补充，导致该用户采暖成本大幅增加，造成能源及经济浪费。因此，层间传热问题对采用分户燃气壁挂炉作为供热热源的建筑产生的影响非常突出，应该采取增加层间绝热层等措施，减少此类建筑的层间传热问题。
2.5维修困难问题
地面辐射供暖系统的加热盘管暗埋敷设在地面建筑垫层里，一旦出现破裂、漏水现象维修十分困难。其一是确定漏水点十分困难。由于地面辐射供暖系统的加热盘管敷设在地面建筑垫层里，一旦加热盘管漏水，水会沿着垫层内的细小缝隙和电气穿线管四面扩散，很难确定直接漏水点，需把下一层屋面显示的漏水区域相对应的楼面逐一敲开，找到漏水盘管。此过程工作量大，对地面及装修破坏较大，加热盘管易产生人为二次损坏。其二是破损部位维修难度较大。通常采用的PE-X管没有热塑性能，不能用热熔焊接的方法连接和修复，只能采用金属管件连接修复。采用PE-RT管的可以用管件热熔连接修复。此两种修复方法受制于现场环境和人为操作因素，不易保证长期运行和使用寿命。因此，地面辐射供暖系统应尽量减少和避免后期破裂、漏水现象，从管道的选材环节开始严格控制，保证管道质量。施工过程严格把关，防止施工原因造成管道破损。移交及后期管理严格控制，限制住户不得在地板、楼板（下层住户）上打洞（眼），在必须打时，应先征询有关专业人员，并查找非布管处，方可打洞（眼），确保不破坏加热盘管。
3.建议
3.1对于实行分户热计量和采用分戶燃气壁挂炉作为供热热源的建筑，建议保温层厚度不小于40mm为宜。
3.2由于加热盘管是无坡度敷设，为了排除管道内的空气需要足够的流速，《辐射供暖供冷技术规程》规定“加热供冷管和输配管流速不宜小于0.25m/s”。为保证加热管内水流速度，以供回水温差10℃计算，管径De20×1.9管道的热负荷应不小于2100W，管径De25×2.3管道的热负荷应不小于3300W。设计人员往往忽视了对最小流速的限制，容易造成气塞和水循环中断，影响供热效果。
4.结束语
地面辐射供暖系统是辐射供暖的一种形式，随着建筑节能工作的推进和该技术的日趋成熟，它无论从节约能源，室内温度场的分布，还是在舒适度、室内美观、分户计量等各方面都较传统的供暖型式具有较明显的优越性，但是要使地面辐射供暖系统发挥其优点，避免其缺点，使人们充分享受其优异的供暖效果，还需设计、施工、管理等各个环节的专业人员们共同努力，才能做到更加完美。
参考文献：
[1]陆耀庆.供暖通风设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1987.
[2]中国建筑科学研究院.辐射供暖供冷技术规程.北京：中国建筑工业出版社，2012
[3]中国建筑科学研究院.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范.北京：中国建筑工业出版社，2012