摘要：本文通过地热采暖设计及施工的介绍，充分显示了地热采暖的优越性，对地热采暖的未来市场有着美好前景，仅供广大工程技术人员参考。
关键词：地热；采暖；设计；施工
地热采暖全称是低温辐射地板采暖，其原理是以低温热水（或发热电缆）为热媒，通过埋设在地面内的塑料管（常用PEX管和PP-R管）或发热电缆，以整个地面作为散热面，把地板加热到18℃到28℃，均匀的向室内辐射热量而达到采暖效果。
1. 地热采暖的设计
1.1地热供暖系统的地面散热量计算
1.1.1单位地面面积的散热量q （W/㎡）应按下式计算：
q=qf + qd
单位地面面积辐射传热量： qf=5x108[(tpj +273)4-( AUST+273)4]
单位地面面积对流传热量： qd=α(tpj-tn)n
式中：tpj—地面的表面平均温度（℃）；
AUST—室内非加热表面的面积加权平均温度（℃）；
α—常数，向上传热时，α＝2.17； 向下传热时, α=0.14；
n—指数，向上传热时，n＝1.31； 向下传热时, n=1.25；
tn—室内计算温度（℃）。
确定地面所需的散热量时, 应将已计算的房间供暖热负荷扣除来自上层地板向下的散热量。
1.1.2 单位地面面积所需的散热量应按下式计算：
q x＝ Q／F
式中: qx ——单位地面面积所需的散热量 （W/㎡）；
Q ——房间所需的地面散热量 （W）；
F ——敷设加热管的地面面积 （㎡）。
1.1.3 确定地面散热量时, 必须校核地面的表面平均温度, 确保其不高于规范《地面辐射供暖技术规程》（JGJ142-2004）表3.1.3中的最高限值；否则应改善建筑热工性能或设置其它辅助供暖设备，减少低温热水地面辐射供暖系统负担的热负荷。tpj与单位地面面积所需散热量之间，近似关系为：
tpj=tn+9 (qx/100) 0.909 ℃
式中：tn—室内计算温度（℃）；
qx —单位地面的散热量，W/㎡。
热媒的供热量，应包括地面向上的散热量和向下层或向土壤传热的热量损失。
1.2 加热管系统设计要求
在住宅建筑中，地热供暖系统应按户划分系统，配置分、集水器；户内的各主要房间，宜分环路布置加热管。连接在同一分、集水器上的同一管径各环路加热管的长度宜尽量接近，并不宜超过120米。加热管的布置，应根据保证地面温度均匀的原则，选择采用回折型、平行型。
加热管的敷设管间距，应根据地面散热量、室内空气设计温度、平均水温及地面传热热阻等通过计算确定。加热管的选择，应按供暖系统实际设计压力和管材的许用设计环应力选用，加热管内水的流速不宜小于0.25m/s。
1.3 分、集水器及附件设计要求
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。每个分支环路供回水管上均应设置可关断阀门。
在分水器之前的供水连接管道上，顺水流方向应安装阀门、过滤器、热计量装置（有热计量要求的系统）和阀门。在集水器之后的回水连接管上，应安装可关断调节阀，必要时可以平衡阀代替。
在分水器的总进水管与集水器的总出水管之间，宜设置阀门，保证对供暖管路系统冲洗时水不流进加热管。分、集水器上应设置手动或自动排气阀及泄水阀。
1.4 热计量和室温控制要求
1.4.1地热供暖系统的分户热计量应符合下列要求：
1）应采用共用立管的分户独立系统形式；
2）热量表前应设置过滤器；
3）供暖系统的水质应符合国家现行标准《工业锅炉水质》（GB 1576）的要求；
4）共用立管和入口装置宜设置在管道井内；管道宜邻楼梯间或户外公共空间；
5）每一对共用立管在每层连的户数不宜超过3户。
1.4.2地热供暖系统室内温度的控制，可选以下任一种方式：
1）在加热管与分、集水器的结合处，分路设置调节性能好的阀门，通过手动调节来控制室内温度；
2）在加热管与分、集水器的结合处，分路设置远传型自力式或电动式恒温控制阀，通过各房间内的温度控制器控制相应回路上的调节阀，使室内温度自动保持恒定。调节阀也可内置于集水器中。采用电动控制时，房间温控器与分、集水器之间应预埋电线。
3）在各个房间的加热管（加热管局部沿墙槽抬高至1.4米）上装置自力式恒温控制阀，使室温保持恒定。低温热水地面辐射供暖系统应在热源处设置供热温度调节控制装置。
2. 地热采暖的施工
2.1.1 地热采暖施工安装前应具备下列条件：
1）设计施工图纸和有关技术文件齐全；
2）有较完善的施工方案、施工组织设计，并已完成技术交底；
3）施工现场具有供水或供电条件，有储放材料的临时设施；
4）土建专业已完成墙面内粉刷，外窗、外门已安装完毕，并已将地面清理干净；厨房、卫生间应做完闭水试验并经过验收；
5）各种安装材料已经检验合格，所附带的说明书和合格证应齐全。
2.1.2 绝热层的铺设
铺设绝热层的地面应平整、干燥、无杂物，墙面根部应平、直且无积灰现象。绝热层的铺设应平整，绝热层相互间的接缝应严密。直接与土壤接触的或有潮气侵入的地面，在铺设绝热层之前应先铺一层防潮层。
2.1.3 加热管的配管与敷设
加热管（以下以塑料管为例）应严格按照设计图纸标定的管间距和走向敷设，加热管应保持平、直，管间距的安装误差不应大于±10mm.加热管敷设前，应对照施工图纸核定加热管的选型、管径、壁厚是或满足设计要求；并对加热管外观质量和管内部是或有杂质等进行认真检查，确认不存在任何问题后再进行安装。加热管安装间断或完毕的敞口处，应随时封堵。加热管切割应采用专用工具；切口应平整，断口面应垂直管轴线。
2.1.4 分、集水器的安装
分、集水器应在开始铺设加热管之前进行安装。水平安装时，一般宜将分水器安装在上，集水器安装在下，中心距宜为200mm，集水器中心距地面应不小于300mm。
加热管与分、集水器装置及管件连接，应采用卡套式、卡压式挤压夹紧连接；连接材料宜为铜质；铜质连接件直接与PP-R或PP-B接触的表面必须镀镍。
分水器可分路控制各房间或区域的供暖温度，用户可根据自己需要调整房间的温度。
2.1.5 填充层的施工
混凝土填充层施工应具备以下条件：
1）所有伸缩缝均已按设计要求敷设完毕；
2）加热管安装完毕且水压试验合格、加热管处于有压状态下。
混凝土填充层的施工，应由土建施工方承担；安装单位应密切配合，保证加热管内的水压不低于0.6MPa，养护过程中，系统应保持不小于0.4MPa。
2.1.6 面层的施工
面层施工前应确定填充层是否达到面层需要的干燥度后才可施工。面层施工，除应符合土建施工设计图纸的各项要求外，尚应符合以下规定：
1）施工面层时，不得剔、凿、割、钻和钉填充层，不得向填充层内楔入任何物件；
2）面层的施工，必须在填充层达到要求强度后才能进行；
3）面层（石材、面砖）在与内外墙、柱等交接处，应留8mm宽伸缩缝（最后以踢脚遮挡）；木地板铺设时，应留≥14mm伸缩缝。
3.结束语
经过时间和使用验证，地热采暖节省能源，技术成熟，热效率高，是科学、节能、保健的一种采暖方式。我国政府已将地热采暖列为重点推广应用的建筑节能技术。从发展前景看，未来的居民采暖，60%以上将会采取地面采暖，应用前景喜人，有巨大的开发市场。
参考文献
[1]《地面辐射供暖技术规程》 （JGJ 142-2004）中国建筑工业出版社出版发行 2004
[2]《550用螺纹密封的管螺纹》GB7306-2000
[3]《交联聚乙烯（PEX）管材》 Q/OAFS 03-1999 上海企标
地热采暖全称是低温辐射地板采暖，其原理是以低温热水（或发热电缆）为热媒，通过埋设在地面内的塑料管（常用PEX管和PP-R管）或发热电缆，以整个地面作为散热面，把地板加热到18℃到28℃，均匀的向室内辐射热量而达到采暖效果。
1. 地热采暖的设计
1.1地热供暖系统的地面散热量计算
1.1.1单位地面面积的散热量q （W/㎡）应按下式计算：
q=qf + qd
单位地面面积辐射传热量： qf=5x108[(tpj +273)4-( AUST+273)4]
单位地面面积对流传热量： qd=α(tpj-tn)n
式中：tpj—地面的表面平均温度（℃）；
AUST—室内非加热表面的面积加权平均温度（℃）；
α—常数，向上传热时，α＝2.17； 向下传热时, α=0.14；
n—指数，向上传热时，n＝1.31； 向下传热时, n=1.25；
tn—室内计算温度（℃）。
确定地面所需的散热量时, 应将已计算的房间供暖热负荷扣除来自上层地板向下的散热量。
1.1.2 单位地面面积所需的散热量应按下式计算：
q x＝ Q／F
式中: qx ——单位地面面积所需的散热量 （W/㎡）；
Q ——房间所需的地面散热量 （W）；
F ——敷设加热管的地面面积 （㎡）。
1.1.3 确定地面散热量时, 必须校核地面的表面平均温度, 确保其不高于规范《地面辐射供暖技术规程》（JGJ142-2004）表3.1.3中的最高限值；否则应改善建筑热工性能或设置其它辅助供暖设备，减少低温热水地面辐射供暖系统负担的热负荷。tpj与单位地面面积所需散热量之间，近似关系为：
tpj=tn+9 (qx/100) 0.909 ℃
式中：tn—室内计算温度（℃）；
qx —单位地面的散热量，W/㎡。
热媒的供热量，应包括地面向上的散热量和向下层或向土壤传热的热量损失。
1.2 加热管系统设计要求
在住宅建筑中，地热供暖系统应按户划分系统，配置分、集水器；户内的各主要房间，宜分环路布置加热管。连接在同一分、集水器上的同一管径各环路加热管的长度宜尽量接近，并不宜超过120米。加热管的布置，应根据保证地面温度均匀的原则，选择采用回折型、平行型。
加热管的敷设管间距，应根据地面散热量、室内空气设计温度、平均水温及地面传热热阻等通过计算确定。加热管的选择，应按供暖系统实际设计压力和管材的许用设计环应力选用，加热管内水的流速不宜小于0.25m/s。
1.3 分、集水器及附件设计要求
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。每个分支环路供回水管上均应设置可关断阀门。
在分水器之前的供水连接管道上，顺水流方向应安装阀门、过滤器、热计量装置（有热计量要求的系统）和阀门。在集水器之后的回水连接管上，应安装可关断调节阀，必要时可以平衡阀代替。
在分水器的总进水管与集水器的总出水管之间，宜设置阀门，保证对供暖管路系统冲洗时水不流进加热管。分、集水器上应设置手动或自动排气阀及泄水阀。
1.4 热计量和室温控制要求
1.4.1地热供暖系统的分户热计量应符合下列要求：
1）应采用共用立管的分户独立系统形式；
2）热量表前应设置过滤器；
3）供暖系统的水质应符合国家现行标准《工业锅炉水质》（GB 1576）的要求；
4）共用立管和入口装置宜设置在管道井内；管道宜邻楼梯间或户外公共空间；
5）每一对共用立管在每层连的户数不宜超过3户。
1.4.2地热供暖系统室内温度的控制，可选以下任一种方式：
1）在加热管与分、集水器的结合处，分路设置调节性能好的阀门，通过手动调节来控制室内温度；
2）在加热管与分、集水器的结合处，分路设置远传型自力式或电动式恒温控制阀，通过各房间内的温度控制器控制相应回路上的调节阀，使室内温度自动保持恒定。调节阀也可内置于集水器中。采用电动控制时，房间温控器与分、集水器之间应预埋电线。
3）在各个房间的加热管（加热管局部沿墙槽抬高至1.4米）上装置自力式恒温控制阀，使室温保持恒定。低温热水地面辐射供暖系统应在热源处设置供热温度调节控制装置。
2. 地热采暖的施工
2.1.1 地热采暖施工安装前应具备下列条件：
1）设计施工图纸和有关技术文件齐全；
2）有较完善的施工方案、施工组织设计，并已完成技术交底；
3）施工现场具有供水或供电条件，有储放材料的临时设施；
4）土建专业已完成墙面内粉刷，外窗、外门已安装完毕，并已将地面清理干净；厨房、卫生间应做完闭水试验并经过验收；
5）各种安装材料已经检验合格，所附带的说明书和合格证应齐全。
2.1.2 绝热层的铺设
铺设绝热层的地面应平整、干燥、无杂物，墙面根部应平、直且无积灰现象。绝热层的铺设应平整，绝热层相互间的接缝应严密。直接与土壤接触的或有潮气侵入的地面，在铺设绝热层之前应先铺一层防潮层。
2.1.3 加热管的配管与敷设
加热管（以下以塑料管为例）应严格按照设计图纸标定的管间距和走向敷设，加热管应保持平、直，管间距的安装误差不应大于±10mm.加热管敷设前，应对照施工图纸核定加热管的选型、管径、壁厚是或满足设计要求；并对加热管外观质量和管内部是或有杂质等进行认真检查，确认不存在任何问题后再进行安装。加热管安装间断或完毕的敞口处，应随时封堵。加热管切割应采用专用工具；切口应平整，断口面应垂直管轴线。
2.1.4 分、集水器的安装
分、集水器应在开始铺设加热管之前进行安装。水平安装时，一般宜将分水器安装在上，集水器安装在下，中心距宜为200mm，集水器中心距地面应不小于300mm。
加热管与分、集水器装置及管件连接，应采用卡套式、卡压式挤压夹紧连接；连接材料宜为铜质；铜质连接件直接与PP-R或PP-B接触的表面必须镀镍。
分水器可分路控制各房间或区域的供暖温度，用户可根据自己需要调整房间的温度。
2.1.5 填充层的施工
混凝土填充层施工应具备以下条件：
1）所有伸缩缝均已按设计要求敷设完毕；
2）加热管安装完毕且水压试验合格、加热管处于有压状态下。
混凝土填充层的施工，应由土建施工方承担；安装单位应密切配合，保证加热管内的水压不低于0.6MPa，养护过程中，系统应保持不小于0.4MPa。
2.1.6 面层的施工
面层施工前应确定填充层是否达到面层需要的干燥度后才可施工。面层施工，除应符合土建施工设计图纸的各项要求外，尚应符合以下规定：
1）施工面层时，不得剔、凿、割、钻和钉填充层，不得向填充层内楔入任何物件；
2）面层的施工，必须在填充层达到要求强度后才能进行；
3）面层（石材、面砖）在与内外墙、柱等交接处，应留8mm宽伸缩缝（最后以踢脚遮挡）；木地板铺设时，应留≥14mm伸缩缝。
3.结束语
经过时间和使用验证，地热采暖节省能源，技术成熟，热效率高，是科学、节能、保健的一种采暖方式。我国政府已将地热采暖列为重点推广应用的建筑节能技术。从发展前景看，未来的居民采暖，60%以上将会采取地面采暖，应用前景喜人，有巨大的开发市场。
参考文献
[1]《地面辐射供暖技术规程》 （JGJ 142-2004）中国建筑工业出版社出版发行 2004
[2]《550用螺纹密封的管螺纹》GB7306-2000
[3]《交联聚乙烯（PEX）管材》 Q/OAFS 03-1999 上海企标