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摘要：近年来，低温热水地板辐射供暖系统的应用比较广泛，经过调研发现在个别工程实例中存在一些问题，本文将就在设计过程中所需注意的一些普遍问题进行分析、总结。
关键词：辐射 ， 温度 ， 负荷 ， 均匀，埋管深度
Abstract: in recent years, low temperature hot water floor radiant heating system application is more widely, through investigation found that in individual project example some existing problems in this paper will in the design process of some common problems needed to pay attention and summarized.
Key words: radiation, temperature, load, even, buried tube depth
中图分类号：O571.43+6文献标识码： A 文章编号：
低温热水地板辐射供暖系统以其舒适、卫生、不占房间使用面积、节能、低噪音、便于分户计量等优点被广大消费者认可，在别墅、住宅、宾馆大堂、游泳池馆，医院病房等场所广泛应用，尤其别墅和住宅使用更为普遍。
由于地板辐射采暖的传热原理是以辐射的方式为主，而传统散热器或空调送热风采暖的传热原理是以对流采暖形式为主，因此两种方式房间得热有所不同，所以系统设计也有诸多不同之处。在调研一些低温地板辐射采暖工程中发现几个问题比较普遍： （1）室内偏热；（2）地面温度偏高；（3）地面温度分布不均匀等。本文将就这几个问题在设计中需注意事项进行分析。
1 室内温感偏高
出现这种情况主要由以下原因引起。
1）计算热负荷时没有考虑辐射采暖与对流采暖的区别，直接将对流采暖负荷作为辐射采暖负荷进行计算。相同条件下，辐射采暖时壁面温度比对流采暖时高，减少了墙壁对人体的冷辐射，而人对室内热环境的感受常以实感温度来衡量，实感温度可比室内环境温度高2~3℃，因此在保持相同舒适感的情况下，计算全面地面辐射供暖系统的热负荷时，室内计算温度的取值应比对流采暖系统的室内计算温度低2 ℃，或取对流采暖系统计算总热负荷的90%~95%。
在计算采暖热负荷时没有考虑上层地板向下的传热量，也会造成室内温度升高室内环境偏热。
2）有些设计人员根据参考资料提供的地板散热量直接查取管间距，或者根据经验确定管间距，而忽略了其适用条件。如文献[1]中给出了加热管为PE-X管或PB管，公称外径为20mm，填充层厚度为50mm，聚苯乙烯泡沫塑料绝热层厚度20mm，供回水温差为10℃时，不同加热管间距和不同平均水温时的地板散热量。当填充层厚度改变时，如改为45mm，地面层热阻减小，地板散热量加大，从而使室内温度升高，室内偏热。同理，供回水温差的改变，管间距的增减，管内平均水温的变化，也将影响地板散热量的大小。如某工程设计时供回水温度为50℃/40℃，室内温度为18℃，管间距为250mm，地面层为木地板，地板散热量约89w/m2。由于某种原因供回水温度改为55℃/45℃,供回水温差没有变，施工时未做变更，结果实际运行时，室内温度却高达23~24℃，温升约5~6℃，地表温度也升高了5℃左右。
3）设计人员在考虑家具及其他地面覆盖物的影响时，家具遮挡系数取值偏大时，有效地板面积减少，一旦实际房间摆设变化使有效地板面积变大时，也会导致房间内温度偏高。
因此設计时应进行细致的计算，否则不仅偏离设计要求，而且也将浪费能源。
2 地面温度偏高
地面温度过高，长久之后人体也会感到不适，而且对地面覆盖物也有一定影响，因此根据卫生要求、人体热舒适性条件和房间用途，对地面温度做了一些规定。地表面平均温度的计算公式为：
ｔpj＝ｔｎ＋9.82×（ｑx/100）0.969
ｔpj---地表面平均温度（℃）
ｔｎ---室内计算温度（℃）
ｑx---单位地面面积所需散热量（W/m2）
由上述公式可以知道影响地面温度的因素。在工程中引起地面温度偏高的直接原因主要有以下几个方面。
1）负荷偏大
如１中所述，由于多种原因，造成设计热负荷偏大。由于室内热负荷偏大，将使地板单位面积散热量ｑx增加，根据上述公式可知，地板表面平均温度ｔpj也增大。
2）供回水平均温度偏大
由１中的例子可知，当供回水平均温度升高时，室内温度升高，地表温度也升高。
3）埋管深度不够
有些房地产开发商为了降低房屋造价，将层高减小，用户为了保证室内足够的净高，有的采用减小加热管埋深的做法。由于埋深ｈ减小，使地板热阻减小，而且单位面积地板散热量ｑx增加了，从而使得地面温度ｔpj偏高。埋深h越小，地面温度ｔpj越接近加热管温度。
3 地面温度分布不均匀
地面温度分布均匀程度主要受管间距s大小、埋管深度h、布管方式等影响。
1） 埋管深度与管间距
沿热流线方向填充层的热阻是变化的，这样导致辐射板表面是不等温面，加热管管顶所对应的地面温度最高，当相邻两加热管中的热水温度相等时，两管中间处的地面温度最低。埋深h越小，管顶对应的地面温度与相邻两管中间处地面温度差值越大，地面温度分布越不均匀。因此埋深减小不仅导致地面温度偏高，而且使地面温度分布也不均匀。
当管间距增大时，相邻两管间叠加强度减小，两管中间处地面温度减小，管顶对应的地面温度与相邻两管中间处地面温度差值也将增大，地面温度分布更加不均匀。因此为了使地面温度分布比较均匀，一般要求管间距不宜大于300mm。当房间热负荷较小，即使管间距为300mm也显得过密，此时可通过调整加热管水流量，水温等来适应要求。
总之，管间距越小，埋深越大，地板表面温度越均匀，因此设计时应注意这一点。
2）布管方式
地板辐射采暖常用的布管方式有直列型，往复型及回转型等。
沿加热管水流方向，水温逐渐降低。等温线和热流线分布如图所示:
图中表示了各种布管方式地板表面温度变化情况。第一种方式地板表面平均温度沿水的流程方向逐步均匀降低；第二种方式地板表面温度在小面积上波动大，但平均温度分布较均匀。第三种方式辐射板表面平均温度也是沿水的流程波动，如果布置合理，辐射板表面平均温度波动将很小，温度分布更均匀。三种布管方式地面温度分布与波动情况是不一样的，房间内具体采用何种方式应根据房间用途，房间热工热性，遵循温度均匀分布原则而定。
3）其他情况
由于沿外窗或外墙侧热损失较大，一般将高温管段优先布置在该处，或在沿外窗外墙一定范围内布管密些，即缩小管间距。但个别工程在这些地方布管过密，沿外窗外墙侧地面温度偏高，加大了热损失。
对于局部区域温度过高的情况（如加热管出口处温度较高，而且布管较密），当对该处地面温度有要求时，应在加热管上方加装隔热板。这是工程中常出现的问题，由于分集水器有多个分支管，且出口间距一般为80~100mm，因此出口处地面温度往往偏高，有的甚至超过规定温度，对地面材料产生了一定破坏，因此设计中应注意采取一定的措施。
4小结
综合以上诸多问题，多是由于设计中没考虑辐射采暖的特点而造成的。地板辐射采暖设计看似简单，实际设计中需综合考虑室内温度、地面温度高低、地面温度分布均匀性等的要求，以及相互之间的关系。 设计时应注意：
1) 低温地板辐射采暖是以辐射传热为主的采暖方式，因此热负荷计算时应与对流采暖方式加以区别。
2) 室内温度、地面温度及地表面散热量有很强的耦合关系，注意某个量的变化将引起其他量的相应变化。
3) 加热管布置时应注意保证地面温度分布均匀。
总之，低温地板辐射采暖系统设计应认真计算，不应简单按经验套用，否则一方面将造成室内不舒适，另一方面造成能源的浪费。
参考文献
1 地面辐射供暖技术规程JGJ142-2004中国建筑工业出版社2004
2 实用供热空调设计手册陆耀庆 中国建筑工业出版社2002
关键词：辐射 ， 温度 ， 负荷 ， 均匀，埋管深度
Abstract: in recent years, low temperature hot water floor radiant heating system application is more widely, through investigation found that in individual project example some existing problems in this paper will in the design process of some common problems needed to pay attention and summarized.
Key words: radiation, temperature, load, even, buried tube depth
中图分类号：O571.43+6文献标识码： A 文章编号：
低温热水地板辐射供暖系统以其舒适、卫生、不占房间使用面积、节能、低噪音、便于分户计量等优点被广大消费者认可，在别墅、住宅、宾馆大堂、游泳池馆，医院病房等场所广泛应用，尤其别墅和住宅使用更为普遍。
由于地板辐射采暖的传热原理是以辐射的方式为主，而传统散热器或空调送热风采暖的传热原理是以对流采暖形式为主，因此两种方式房间得热有所不同，所以系统设计也有诸多不同之处。在调研一些低温地板辐射采暖工程中发现几个问题比较普遍： （1）室内偏热；（2）地面温度偏高；（3）地面温度分布不均匀等。本文将就这几个问题在设计中需注意事项进行分析。
1 室内温感偏高
出现这种情况主要由以下原因引起。
1）计算热负荷时没有考虑辐射采暖与对流采暖的区别，直接将对流采暖负荷作为辐射采暖负荷进行计算。相同条件下，辐射采暖时壁面温度比对流采暖时高，减少了墙壁对人体的冷辐射，而人对室内热环境的感受常以实感温度来衡量，实感温度可比室内环境温度高2~3℃，因此在保持相同舒适感的情况下，计算全面地面辐射供暖系统的热负荷时，室内计算温度的取值应比对流采暖系统的室内计算温度低2 ℃，或取对流采暖系统计算总热负荷的90%~95%。
在计算采暖热负荷时没有考虑上层地板向下的传热量，也会造成室内温度升高室内环境偏热。
2）有些设计人员根据参考资料提供的地板散热量直接查取管间距，或者根据经验确定管间距，而忽略了其适用条件。如文献[1]中给出了加热管为PE-X管或PB管，公称外径为20mm，填充层厚度为50mm，聚苯乙烯泡沫塑料绝热层厚度20mm，供回水温差为10℃时，不同加热管间距和不同平均水温时的地板散热量。当填充层厚度改变时，如改为45mm，地面层热阻减小，地板散热量加大，从而使室内温度升高，室内偏热。同理，供回水温差的改变，管间距的增减，管内平均水温的变化，也将影响地板散热量的大小。如某工程设计时供回水温度为50℃/40℃，室内温度为18℃，管间距为250mm，地面层为木地板，地板散热量约89w/m2。由于某种原因供回水温度改为55℃/45℃,供回水温差没有变，施工时未做变更，结果实际运行时，室内温度却高达23~24℃，温升约5~6℃，地表温度也升高了5℃左右。
3）设计人员在考虑家具及其他地面覆盖物的影响时，家具遮挡系数取值偏大时，有效地板面积减少，一旦实际房间摆设变化使有效地板面积变大时，也会导致房间内温度偏高。
因此設计时应进行细致的计算，否则不仅偏离设计要求，而且也将浪费能源。
2 地面温度偏高
地面温度过高，长久之后人体也会感到不适，而且对地面覆盖物也有一定影响，因此根据卫生要求、人体热舒适性条件和房间用途，对地面温度做了一些规定。地表面平均温度的计算公式为：
ｔpj＝ｔｎ＋9.82×（ｑx/100）0.969
ｔpj---地表面平均温度（℃）
ｔｎ---室内计算温度（℃）
ｑx---单位地面面积所需散热量（W/m2）
由上述公式可以知道影响地面温度的因素。在工程中引起地面温度偏高的直接原因主要有以下几个方面。
1）负荷偏大
如１中所述，由于多种原因，造成设计热负荷偏大。由于室内热负荷偏大，将使地板单位面积散热量ｑx增加，根据上述公式可知，地板表面平均温度ｔpj也增大。
2）供回水平均温度偏大
由１中的例子可知，当供回水平均温度升高时，室内温度升高，地表温度也升高。
3）埋管深度不够
有些房地产开发商为了降低房屋造价，将层高减小，用户为了保证室内足够的净高，有的采用减小加热管埋深的做法。由于埋深ｈ减小，使地板热阻减小，而且单位面积地板散热量ｑx增加了，从而使得地面温度ｔpj偏高。埋深h越小，地面温度ｔpj越接近加热管温度。
3 地面温度分布不均匀
地面温度分布均匀程度主要受管间距s大小、埋管深度h、布管方式等影响。
1） 埋管深度与管间距
沿热流线方向填充层的热阻是变化的，这样导致辐射板表面是不等温面，加热管管顶所对应的地面温度最高，当相邻两加热管中的热水温度相等时，两管中间处的地面温度最低。埋深h越小，管顶对应的地面温度与相邻两管中间处地面温度差值越大，地面温度分布越不均匀。因此埋深减小不仅导致地面温度偏高，而且使地面温度分布也不均匀。
当管间距增大时，相邻两管间叠加强度减小，两管中间处地面温度减小，管顶对应的地面温度与相邻两管中间处地面温度差值也将增大，地面温度分布更加不均匀。因此为了使地面温度分布比较均匀，一般要求管间距不宜大于300mm。当房间热负荷较小，即使管间距为300mm也显得过密，此时可通过调整加热管水流量，水温等来适应要求。
总之，管间距越小，埋深越大，地板表面温度越均匀，因此设计时应注意这一点。
2）布管方式
地板辐射采暖常用的布管方式有直列型，往复型及回转型等。
沿加热管水流方向，水温逐渐降低。等温线和热流线分布如图所示:
图中表示了各种布管方式地板表面温度变化情况。第一种方式地板表面平均温度沿水的流程方向逐步均匀降低；第二种方式地板表面温度在小面积上波动大，但平均温度分布较均匀。第三种方式辐射板表面平均温度也是沿水的流程波动，如果布置合理，辐射板表面平均温度波动将很小，温度分布更均匀。三种布管方式地面温度分布与波动情况是不一样的，房间内具体采用何种方式应根据房间用途，房间热工热性，遵循温度均匀分布原则而定。
3）其他情况
由于沿外窗或外墙侧热损失较大，一般将高温管段优先布置在该处，或在沿外窗外墙一定范围内布管密些，即缩小管间距。但个别工程在这些地方布管过密，沿外窗外墙侧地面温度偏高，加大了热损失。
对于局部区域温度过高的情况（如加热管出口处温度较高，而且布管较密），当对该处地面温度有要求时，应在加热管上方加装隔热板。这是工程中常出现的问题，由于分集水器有多个分支管，且出口间距一般为80~100mm，因此出口处地面温度往往偏高，有的甚至超过规定温度，对地面材料产生了一定破坏，因此设计中应注意采取一定的措施。
4小结
综合以上诸多问题，多是由于设计中没考虑辐射采暖的特点而造成的。地板辐射采暖设计看似简单，实际设计中需综合考虑室内温度、地面温度高低、地面温度分布均匀性等的要求，以及相互之间的关系。 设计时应注意：
1) 低温地板辐射采暖是以辐射传热为主的采暖方式，因此热负荷计算时应与对流采暖方式加以区别。
2) 室内温度、地面温度及地表面散热量有很强的耦合关系，注意某个量的变化将引起其他量的相应变化。
3) 加热管布置时应注意保证地面温度分布均匀。
总之，低温地板辐射采暖系统设计应认真计算，不应简单按经验套用，否则一方面将造成室内不舒适，另一方面造成能源的浪费。
参考文献
1 地面辐射供暖技术规程JGJ142-2004中国建筑工业出版社2004
2 实用供热空调设计手册陆耀庆 中国建筑工业出版社2002