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摘 要： 电热地板采暖技术因其舒适、卫生、环保、节能等优点迅速成为一种热门的高档住宅家装采暖技术，先阐述电热地板采暖系统相对于传统采暖技术比较而言的一些优点，然后着重讲述电热电板采暖系统如何设计以及工程应用上的施工流程，并对在设计和施工中一些注意事项作说明。
关键词： 电热地板采暖；温控器；设计
中图分类号：TD175.5 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1210071－02
地暖技术在欧洲已有20年的发展历史，在国内，运用到住宅建筑中，还只是最近三、四年的事情。以其室内温度均匀性好，舒适性好，温度梯度小，符合人体生理要求及不影响室内使用面积等优点，受到人们普遍欢迎，广泛应用于别墅、住宅、宾馆大堂、游泳池馆等场所，尤其别墅和住宅使用更为普遍。目前地暖方式主要有低温热水地暖、发热电缆低温辐射地暖、硅晶地暖三种。低温热水地暖系统由于成本低廉，安装方便在早期的地暖工程中占主导地位，但是因其需要大量的热水流入管道而使地板辐射发热，所以在新的地暖工程建设中不推荐使用。硅晶地暖是由优质专用材料制成的，由于产品设计时固定了其电阻值，所以通电以后就会产生热量，所供给的电能几乎都产生了热能，此外，硅晶地暖材料呈正温度系数，既当温度达到设计温度后，电阻值升高，功率下降，所以节能。但是硅晶地暖技术还不是很成熟，所以在目前的地暖工程用的不是很多。目前真正普遍使用的是电缆电热地板辐射采暖。发热电缆低温辐射地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℃-32℃，均匀地向室内辐射热量而达到采暖效果。
1 电热地板采暖的优点
电热电板采暖与传统意义上的采暖设备比较，有很多不可比拟的优点。
1）舒适、卫生、保健
地面辐射供暖是最舒适的供暖方式，室内地表温度均匀，室温由下而上逐渐递减，给人以脚温头凉的良好感觉；不易造成污浊空气对流，室内空气洁净；改善血液循环，促进新陈代谢。
2）节约空间、美化居室
室内取消了暖气片及其支管，增加使用面积，便于装修和家居布置，减少卫生死角。
3）高效节能
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；传送过程中热量损失小；低温地面辐射供暖可实行分层、分户、分室控制，用户可根据情况进行调控，有效节约能源。
4）热稳定性好
地面供暖地面层及混凝土层蓄热量大，热稳定性好，在间歇供暖的条件下，室内温度变化缓慢。
5）运行费用低
较其它供暖设备节能约20%，可充分利用低温热水资源或利用电价政策，降低运行费用。
6）使用寿命长
低温地面供暖中塑料管材或发热电缆埋入地下，稳定性好、不腐蚀，无人为破坏，使用寿命与建筑物同步。较对流供热设备，节约维护和更换费用。
7）适应性强
设备不受室外温度的影响，大大延长采暖系统的寿命。
2 电热地板采暖系统的设计
依照行业标准，根据用户的要求，结合房屋维护结构的实际情况，电热地板采暖系统的设计主要有以下几个方面：
1）计算房间的热损失
房间的热损失决定了其配备相应发热电缆的功率，一个房间的热损失包括通风热损失、空气侵入热损失及传导热损失（外墙、天棚、地板及门窗传导热损失之和）。根据相应数值计算出房间的总体热损失。
2）确定所需安装的总功率
用计算的热损失，乘以一个修正系数得出该房间采暖所需的设计功率（修正系数根据铺装条件和需求取值不同，一般为1.2）。
3）计算采暖区域的地板面积
采暖区域地板面积为地热电缆的实际铺装面积，要减去室内有固定设施地方的面积。
地热电缆不能安装于固定家具如壁柜、碗柜、浴缸、壁炉等下面，也不能安装于无腿家具如沙发、床等下面。
4）选择合适的发热电缆品牌、型号
根据所需的设计功率，从选择的电缆中选出合适的型号，确定电缆功率及长度。
5）计算地热电缆铺装间距
用采暖区域地板面积除以所选发热电缆的长度，得出电缆的铺装间距。
6）检查采暖区域地板单位面积功率
用选定地热电缆的实际功率除以采暖区域地板面积，得出采暖区域地板单位面积的缆铺功率，查验所得值是否适用。
7）选择温控器
根据采暖区域的负载，即区域内应铺装地热电缆的实际功率和应用环境要求（单地温、单室温、双温双控），确定所需温控器。本设计主要采用本人自主研发的温控器进行安装。该设计的恒温器的设计框图如图1所示。恒温控制系统主要有断路器、温控控制器、测温探头三部分组成，其工作原理是首先通过测温探头也就是温度传感器对发热电缆层的温度进行测量，测量的结果通过冷线传送到温控CPU，当温度还没达到预设值时，温控控制器就会使能加热断路开关，使发热电缆加热，当温度传感器发送过来的温度达到或超过预设值时，温控控制器就会断开加热开关，使其热电缆不再发热升温，当热电缆冷却到预设值一下，温控控制又控制加热开关使电缆加热，如此往返循环使电板保持一个恒温状态。
8）绘制正式施工图
施工图除含有地热电缆铺装示意图外，还应标明发热电缆的品牌、规格、型号、长度及电缆铺装间距等信息。
图1 恒温控制系统
3 电热地板采暖系统的施工流程
为了保证电热地板采暖系统的高效节能，简单环保，该系统需严格按照科学的施工流程进行施工。电热地板采暖系统的施工一般遵循的步骤为：
1）施工前准备
施工人员应熟悉设计图纸和施工现场，准备施工材料和工具。
2）清洗找平地面
将混凝土地面清扫干净，检查地面水平度，如果不平，可用水泥砂浆找平
3）铺设防水层
清洗找平地面后，为了地面的防潮，特别是在地面湿度较大南方地区，一般都要铺设一层防水薄膜。
4）铺设保温绝热层
铺设于发热电缆之下和沿外墙周边的构造层，用以减少无效热损失，保证单向传热。
所选材料应质轻，有一定负荷力，吸湿率低，阻燃的高效保温材料。地面敷设用材料一般可以采用自熄式聚苯乙烯板、挤塑泡沫保温隔热板、珍珠岩混凝土、加气混凝土等，一般采用阻燃聚苯乙烯泡沫塑料板，厚度10mm-20mm，其物理性能应符合下列要求：
① 密度≥20kg/m3；
② 导热系数≤0.05W/m.k；
③ 压缩应力≥100kPa；
④ 吸水率≤4%；
⑤ 氧指数≥32。
注：当采用其它阻燃隔热材料时，除密度外的其它物理性能应与上述要求相同。
5）铺设反射铝箔
为了使发热电缆的热量不向下辐射发热，在安装了保温绝热层之后，铺设一层反射铝箔，以使得电缆的热量多大部分通过地板向上辐射。
6）铺设钢丝网
用于地面固定发热电缆，加强填充覆盖材料强度之用。根据情况不同，可以选用网距和丝网直径不同的钢丝网。固定发热电缆的钢丝网网距宜在一英寸内，线径≥1.0mm。
7）铺设和固定电缆
发热电缆必须按设计图纸要求间距铺设在钢丝网上，绝对误差应≤10mm，最小弯曲半径应不小于5倍电缆直径。发热电缆铺设应美观、平直，不许摔打发热电缆。固定宜选用尼龙绑扎带直接绑扎固定在铅丝网上，并加以固定带、卡钉加强固定。
8）发热电缆测试
发热电缆铺设完毕后，按图纸检查是否符合设计要求并用万用表和摇表（500M）检测每根电缆的标称电阻，绝缘电阻。确保发热电缆无断路、短路现象，在浇注卵（豆）后混凝土前必须通电检测发热电缆发热效果。
9）铺设填充层
宜采用水泥黄沙比列为1:2以上的混凝土，强度等级≥C20，填充层厚度宜20mm-30mm之间，如有特殊要求可降至15mm-20mm。
10）再次测试发热电缆
铺设填充层完成后，还需进行再次测试发热电缆，并对测试数据与固定电缆时的测试数据进行比较分析，来确定判断是否在铺设填充层是否合理合适。如发现测试数据与理想相差较远应分析原因所在，并及时进行故障排除。
11）专用温控器安装
最后就是安装温控器，温控器一般是安装室内墙体上，在安装温控器注意温度传感器应不能与温控器距离太远，注意冷线与发热电缆的接头处理。
4 系统运行调试
系统在没有正式投入应用前，应对系统进行全方位，周期性地进行运行调试，在调试中应该注意以下几点：
1）必须在卵（豆）石混凝土填充层养护期满后（一般为21天）才能开始通电调试。
2）首次启动、调试发热电缆供暖系统时，应将系统设定在5℃-10℃低温范围运行一段时间，然后逐步调升温度，直至达到采暖舒适温度。
3）温控器的调试应按不同种类温控器安装调试说明书进行。
4）系统进行调试应按中华人民共和国建设部发布的《地面辅射供暖技术规程》中的相关规定执行。
课题项目：湖南省科技厅科学研究项目，远红外电热地板采暖系统的设计（2009GK3101）
参考文献：
[1]梁明富，地板辐射采暖施工，西部探矿工程，2003，5（84）.
[2]刘岩松，电缆地面辐射采暖系统设计探讨，供热制冷网.
[3]马瑞，低温地板辐射采暖设计常见问题探讨，科技创新导报，2009，33.
关键词： 电热地板采暖；温控器；设计
中图分类号：TD175.5 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1210071－02
地暖技术在欧洲已有20年的发展历史，在国内，运用到住宅建筑中，还只是最近三、四年的事情。以其室内温度均匀性好，舒适性好，温度梯度小，符合人体生理要求及不影响室内使用面积等优点，受到人们普遍欢迎，广泛应用于别墅、住宅、宾馆大堂、游泳池馆等场所，尤其别墅和住宅使用更为普遍。目前地暖方式主要有低温热水地暖、发热电缆低温辐射地暖、硅晶地暖三种。低温热水地暖系统由于成本低廉，安装方便在早期的地暖工程中占主导地位，但是因其需要大量的热水流入管道而使地板辐射发热，所以在新的地暖工程建设中不推荐使用。硅晶地暖是由优质专用材料制成的，由于产品设计时固定了其电阻值，所以通电以后就会产生热量，所供给的电能几乎都产生了热能，此外，硅晶地暖材料呈正温度系数，既当温度达到设计温度后，电阻值升高，功率下降，所以节能。但是硅晶地暖技术还不是很成熟，所以在目前的地暖工程用的不是很多。目前真正普遍使用的是电缆电热地板辐射采暖。发热电缆低温辐射地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℃-32℃，均匀地向室内辐射热量而达到采暖效果。
1 电热地板采暖的优点
电热电板采暖与传统意义上的采暖设备比较，有很多不可比拟的优点。
1）舒适、卫生、保健
地面辐射供暖是最舒适的供暖方式，室内地表温度均匀，室温由下而上逐渐递减，给人以脚温头凉的良好感觉；不易造成污浊空气对流，室内空气洁净；改善血液循环，促进新陈代谢。
2）节约空间、美化居室
室内取消了暖气片及其支管，增加使用面积，便于装修和家居布置，减少卫生死角。
3）高效节能
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；传送过程中热量损失小；低温地面辐射供暖可实行分层、分户、分室控制，用户可根据情况进行调控，有效节约能源。
4）热稳定性好
地面供暖地面层及混凝土层蓄热量大，热稳定性好，在间歇供暖的条件下，室内温度变化缓慢。
5）运行费用低
较其它供暖设备节能约20%，可充分利用低温热水资源或利用电价政策，降低运行费用。
6）使用寿命长
低温地面供暖中塑料管材或发热电缆埋入地下，稳定性好、不腐蚀，无人为破坏，使用寿命与建筑物同步。较对流供热设备，节约维护和更换费用。
7）适应性强
设备不受室外温度的影响，大大延长采暖系统的寿命。
2 电热地板采暖系统的设计
依照行业标准，根据用户的要求，结合房屋维护结构的实际情况，电热地板采暖系统的设计主要有以下几个方面：
1）计算房间的热损失
房间的热损失决定了其配备相应发热电缆的功率，一个房间的热损失包括通风热损失、空气侵入热损失及传导热损失（外墙、天棚、地板及门窗传导热损失之和）。根据相应数值计算出房间的总体热损失。
2）确定所需安装的总功率
用计算的热损失，乘以一个修正系数得出该房间采暖所需的设计功率（修正系数根据铺装条件和需求取值不同，一般为1.2）。
3）计算采暖区域的地板面积
采暖区域地板面积为地热电缆的实际铺装面积，要减去室内有固定设施地方的面积。
地热电缆不能安装于固定家具如壁柜、碗柜、浴缸、壁炉等下面，也不能安装于无腿家具如沙发、床等下面。
4）选择合适的发热电缆品牌、型号
根据所需的设计功率，从选择的电缆中选出合适的型号，确定电缆功率及长度。
5）计算地热电缆铺装间距
用采暖区域地板面积除以所选发热电缆的长度，得出电缆的铺装间距。
6）检查采暖区域地板单位面积功率
用选定地热电缆的实际功率除以采暖区域地板面积，得出采暖区域地板单位面积的缆铺功率，查验所得值是否适用。
7）选择温控器
根据采暖区域的负载，即区域内应铺装地热电缆的实际功率和应用环境要求（单地温、单室温、双温双控），确定所需温控器。本设计主要采用本人自主研发的温控器进行安装。该设计的恒温器的设计框图如图1所示。恒温控制系统主要有断路器、温控控制器、测温探头三部分组成，其工作原理是首先通过测温探头也就是温度传感器对发热电缆层的温度进行测量，测量的结果通过冷线传送到温控CPU，当温度还没达到预设值时，温控控制器就会使能加热断路开关，使发热电缆加热，当温度传感器发送过来的温度达到或超过预设值时，温控控制器就会断开加热开关，使其热电缆不再发热升温，当热电缆冷却到预设值一下，温控控制又控制加热开关使电缆加热，如此往返循环使电板保持一个恒温状态。
8）绘制正式施工图
施工图除含有地热电缆铺装示意图外，还应标明发热电缆的品牌、规格、型号、长度及电缆铺装间距等信息。
图1 恒温控制系统
3 电热地板采暖系统的施工流程
为了保证电热地板采暖系统的高效节能，简单环保，该系统需严格按照科学的施工流程进行施工。电热地板采暖系统的施工一般遵循的步骤为：
1）施工前准备
施工人员应熟悉设计图纸和施工现场，准备施工材料和工具。
2）清洗找平地面
将混凝土地面清扫干净，检查地面水平度，如果不平，可用水泥砂浆找平
3）铺设防水层
清洗找平地面后，为了地面的防潮，特别是在地面湿度较大南方地区，一般都要铺设一层防水薄膜。
4）铺设保温绝热层
铺设于发热电缆之下和沿外墙周边的构造层，用以减少无效热损失，保证单向传热。
所选材料应质轻，有一定负荷力，吸湿率低，阻燃的高效保温材料。地面敷设用材料一般可以采用自熄式聚苯乙烯板、挤塑泡沫保温隔热板、珍珠岩混凝土、加气混凝土等，一般采用阻燃聚苯乙烯泡沫塑料板，厚度10mm-20mm，其物理性能应符合下列要求：
① 密度≥20kg/m3；
② 导热系数≤0.05W/m.k；
③ 压缩应力≥100kPa；
④ 吸水率≤4%；
⑤ 氧指数≥32。
注：当采用其它阻燃隔热材料时，除密度外的其它物理性能应与上述要求相同。
5）铺设反射铝箔
为了使发热电缆的热量不向下辐射发热，在安装了保温绝热层之后，铺设一层反射铝箔，以使得电缆的热量多大部分通过地板向上辐射。
6）铺设钢丝网
用于地面固定发热电缆，加强填充覆盖材料强度之用。根据情况不同，可以选用网距和丝网直径不同的钢丝网。固定发热电缆的钢丝网网距宜在一英寸内，线径≥1.0mm。
7）铺设和固定电缆
发热电缆必须按设计图纸要求间距铺设在钢丝网上，绝对误差应≤10mm，最小弯曲半径应不小于5倍电缆直径。发热电缆铺设应美观、平直，不许摔打发热电缆。固定宜选用尼龙绑扎带直接绑扎固定在铅丝网上，并加以固定带、卡钉加强固定。
8）发热电缆测试
发热电缆铺设完毕后，按图纸检查是否符合设计要求并用万用表和摇表（500M）检测每根电缆的标称电阻，绝缘电阻。确保发热电缆无断路、短路现象，在浇注卵（豆）后混凝土前必须通电检测发热电缆发热效果。
9）铺设填充层
宜采用水泥黄沙比列为1:2以上的混凝土，强度等级≥C20，填充层厚度宜20mm-30mm之间，如有特殊要求可降至15mm-20mm。
10）再次测试发热电缆
铺设填充层完成后，还需进行再次测试发热电缆，并对测试数据与固定电缆时的测试数据进行比较分析，来确定判断是否在铺设填充层是否合理合适。如发现测试数据与理想相差较远应分析原因所在，并及时进行故障排除。
11）专用温控器安装
最后就是安装温控器，温控器一般是安装室内墙体上，在安装温控器注意温度传感器应不能与温控器距离太远，注意冷线与发热电缆的接头处理。
4 系统运行调试
系统在没有正式投入应用前，应对系统进行全方位，周期性地进行运行调试，在调试中应该注意以下几点：
1）必须在卵（豆）石混凝土填充层养护期满后（一般为21天）才能开始通电调试。
2）首次启动、调试发热电缆供暖系统时，应将系统设定在5℃-10℃低温范围运行一段时间，然后逐步调升温度，直至达到采暖舒适温度。
3）温控器的调试应按不同种类温控器安装调试说明书进行。
4）系统进行调试应按中华人民共和国建设部发布的《地面辅射供暖技术规程》中的相关规定执行。
课题项目：湖南省科技厅科学研究项目，远红外电热地板采暖系统的设计（2009GK3101）
参考文献：
[1]梁明富，地板辐射采暖施工，西部探矿工程，2003，5（84）.
[2]刘岩松，电缆地面辐射采暖系统设计探讨，供热制冷网.
[3]马瑞，低温地板辐射采暖设计常见问题探讨，科技创新导报，2009，33.