【摘要】低温热水地板辐射供暖系统受到广泛应用。本文就低温热水地板辐射供暖系统论述一些在实际工程设计中遇到的一些常见问题。
【关键词】节能；盘管间距；盘管长度；采暖系统形式
引言
传统的采暖方式多为散热器采暖。但近些年来，低温热水地板辐射供暖因具有散热均匀、热感舒适性好，不占用使用面积、卫生条件好、节能、无噪声等优点，已成为目前我国常用的供暖形式之一。辐射采暖作为一种节能的换热方式，它的研究和应用对建筑节能有着重大意义，低温热水地板辐射供暖的普及也符合国家节能的要求，本文通过工程设计实践对低温热水地板辐射采暖系统的节能及一些设计问题进行了探讨。
1 节能
低温热水地板辐射采暖方式符合人体热舒适的实现条件，因而其供暖效果在实际应用中得到了广大用户的肯定。在当今建设节能型社会的大环境下，地面辐射采暖系统的节能效果也得到应有的关注。文献[2]将地面辐射采暖方式的机理归结为两点：第一，相对均匀的房间垂直温度场使地面辐射采暖方式的耗热量减少。第二，在相同热舒适条件下，由于室内外传热温差减少而降低采暖热负荷。
低温热水地面供暖技术规程规定了采用地面辐射采暖系统的室内采暖计算温度应降低2℃。以沈阳为例，采暖期室外平均温度-5.7℃，取散热器对流散热采暖系统室内设计温度18℃。当采用地面辐射采暖方式时，取室内设计温度为16℃。因此，理论上该系统的节能率为8.4%。该值对于实现50%节能目标具有重要的意义。作为设计人员应严格遵守国家规范，选择合理的设计参数，以避免在很多工程中出现的地面辐射采暖系统的房间过热问题。另外，对于住宅分户采暖系统，户间传热是在房间采暖热负荷计算中应考虑的负荷。当采用散热器采暖系统时，由于楼板没有保温措施，传热系数达3.6W/(m2•K)。户间传热负荷占房间总负荷的50%。对于采用地面辐射采暖的房间，由于地热盘管下敷设有20~30mm厚的保温层，大大提高了楼板的热工性能。楼板传热系数小于1.2W/(m2•K)。可见低温热水地面辐射供暖系统更体现了其节能的优势。
2 盘管间距
地板辐射采暖系统设计中，房间盘管间距的计算非常重要。设计者在进行加热管布置（确定加热管直径、长度和敷设间距）时，先由公式计算出单位地面面积所需的散热量，再根据公式计算出单位地面面积所需的散热量，再根据加热管种类、供回水温度、室温及面层材料的热阻，然后根据《地面辐射供暖技术规程》附录A的资料确定加热盘管间距，已满足房间所需的散热量。在单位地面面积所需散热量的公式qx=Q/F中, F为计算面积，因为计算散热量时，应考虑家具及其他覆盖物的影响，在覆盖物下的计算面积不等于敷设加热管的地面面积。因此，在扣除不布置加热管的面积后，应区分为无覆盖物遮挡直接敷设加热盘管的面积和考虑覆盖物影响以后的面积两部分。但究竟如何考虑这种影响，固定设备和卫生洁具应扣除多少面积，并没有明确的规定。在计算有效散热量时，必须重视室内设备、家具等地面覆盖物对有效散热面积的影响，当人均居住面积较小时，家具所占面积较大，目前，有以下两种可行方法：1室内均匀布置加热管。在计算有效散热量时，应对总面积乘以小于1.0的系数；2加热管尽量布置在通道及有门的墙面等处，即通常不布置设备、家具的地方，其他地方少设或不设加热盘管。考虑到将来业主对房间的装修及家具布置与建筑专业设计图纸中的布置会有一定的出入（精装修房除外），铺设地热盘管的面积及位置也具有这种不确定性，笔者在设计中通常是按照第一种方法考虑的，地热盘管通常为满房间敷设。因为近些年来，家具的生产往往针对地热采暖形式采取了一定的措施，地热床、地热沙发等家具的出现，增加了房间的有效散热面积，提高了供暖效果。
3 加热盘管长度
规范从水力平衡角度规定了加热盘管长度的确定原则。《地面辐射供暖技术规程》中规定：“加热盘管长度不宜超过120m”,但实际设计工程中，由于各个设计院的设计理念的不同，以及各个工程所在地的当地主管部门的硬性规定，盘管长度不一，没有一个明确的标准。加热盘管的长度范围一般在60m~100m之间。从工程实践的现状来看，加热盘管长度有逐渐减少的趋势。加热盘管长度为60m左右成为普遍现象。虽然减少管长会增加该用户的水量，但小管长可以充分满足分室设置盘管并调节室内温度。同时，小管长也提高了管道热水的平均温度，有利于通过调节热水温度达到调节室温的目的。因此，设计者在每根加热盘管回路上设置流量调节阀，对于加热管长可以根据需要灵活选取，笔者在实际工程设计中，布置加热管的长度一般均控制在70m以下，实际的运行效果还是比较令人满意的，达到了设计的要求。
4 采暖系统形式
对于住宅工程，采暖系统形式常见的几种形式包括以下几种：
4.1 双管下供下回异程式；
4.2 双管上分（下分）同程式；
有目前辽宁省内大多数城市如沈阳，大连等地区采暖系统多为双管下供下回异程式；有些城市如鞍山、本溪等地区则采用双管上分同程式，对于这几种系统，笔者认为双管异程式系统要好于同程式系统。首先从系统运行稳定性方面，水力稳定性要好于同程式系统，举个简单的例子，六层住宅主立管采用双管下供下回异程式，底层和顶层为并联管路，高差假定为h，采暖系统运行时，经由顶层的阻力损失要大于底层的阻力损失，户内损失几乎相同，不同的只是顶层阻力损失包含了供回水立管的阻力损失，但是经由顶层环路又多得到了高差为h的水所形成的自然作用压力，这样，就将多得到的自然作用压力用来克服供回水立管的阻力损失，就十分有利于两个并联环路之间的水力平衡。经过许多工程设计和实际运行检验，这样做可以大体上实现理想的水力平衡。另外，双管异程式系统比同程式系统少一根管，从成本方面可节省初投资，同时也可减小管道井面积，有利于面积更好的利用。
5 结论
本文记述了设计实践中对地面辐射供暖规范及一些设计问题的理解，企望得到同行专家们的共鸣及指正。
5.1 地面辐射供暖系统是一种节能的采暖系统形式。合理的室内温度设计参数是确保该系统节能与否的关键。降低2℃室内设计温度可以使采暖系统更加节能。
5.2 盘管间距的计算中，铺设盘管面积可按满房间敷设处理。
5.3 加热盘管长度的减少有其合理性。
5.4 双管下供下回异程式系统优于同程式系统
参考文献：
[1]地面辐射供暖技术规程JGJ142-2004 [S].
[2]采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003[S].
[3]董建民.低温地板采暖的探讨[D].低温热水地板辐射采暖论文集[C].2000：25-26
[4]张锡虎.工程设计问答（3）[J].暖通空调，2010，40（3）：54-55
[5]胡军等.低温地板辐射供暖系统运行模式的实验研究[J] 暖通空调，2005，35（2）：123-125
[6]罗清海.地板采暖系统节能性探讨[J].建筑节能，2004，（5）
【关键词】节能；盘管间距；盘管长度；采暖系统形式
引言
传统的采暖方式多为散热器采暖。但近些年来，低温热水地板辐射供暖因具有散热均匀、热感舒适性好，不占用使用面积、卫生条件好、节能、无噪声等优点，已成为目前我国常用的供暖形式之一。辐射采暖作为一种节能的换热方式，它的研究和应用对建筑节能有着重大意义，低温热水地板辐射供暖的普及也符合国家节能的要求，本文通过工程设计实践对低温热水地板辐射采暖系统的节能及一些设计问题进行了探讨。
1 节能
低温热水地板辐射采暖方式符合人体热舒适的实现条件，因而其供暖效果在实际应用中得到了广大用户的肯定。在当今建设节能型社会的大环境下，地面辐射采暖系统的节能效果也得到应有的关注。文献[2]将地面辐射采暖方式的机理归结为两点：第一，相对均匀的房间垂直温度场使地面辐射采暖方式的耗热量减少。第二，在相同热舒适条件下，由于室内外传热温差减少而降低采暖热负荷。
低温热水地面供暖技术规程规定了采用地面辐射采暖系统的室内采暖计算温度应降低2℃。以沈阳为例，采暖期室外平均温度-5.7℃，取散热器对流散热采暖系统室内设计温度18℃。当采用地面辐射采暖方式时，取室内设计温度为16℃。因此，理论上该系统的节能率为8.4%。该值对于实现50%节能目标具有重要的意义。作为设计人员应严格遵守国家规范，选择合理的设计参数，以避免在很多工程中出现的地面辐射采暖系统的房间过热问题。另外，对于住宅分户采暖系统，户间传热是在房间采暖热负荷计算中应考虑的负荷。当采用散热器采暖系统时，由于楼板没有保温措施，传热系数达3.6W/(m2•K)。户间传热负荷占房间总负荷的50%。对于采用地面辐射采暖的房间，由于地热盘管下敷设有20~30mm厚的保温层，大大提高了楼板的热工性能。楼板传热系数小于1.2W/(m2•K)。可见低温热水地面辐射供暖系统更体现了其节能的优势。
2 盘管间距
地板辐射采暖系统设计中，房间盘管间距的计算非常重要。设计者在进行加热管布置（确定加热管直径、长度和敷设间距）时，先由公式计算出单位地面面积所需的散热量，再根据公式计算出单位地面面积所需的散热量，再根据加热管种类、供回水温度、室温及面层材料的热阻，然后根据《地面辐射供暖技术规程》附录A的资料确定加热盘管间距，已满足房间所需的散热量。在单位地面面积所需散热量的公式qx=Q/F中, F为计算面积，因为计算散热量时，应考虑家具及其他覆盖物的影响，在覆盖物下的计算面积不等于敷设加热管的地面面积。因此，在扣除不布置加热管的面积后，应区分为无覆盖物遮挡直接敷设加热盘管的面积和考虑覆盖物影响以后的面积两部分。但究竟如何考虑这种影响，固定设备和卫生洁具应扣除多少面积，并没有明确的规定。在计算有效散热量时，必须重视室内设备、家具等地面覆盖物对有效散热面积的影响，当人均居住面积较小时，家具所占面积较大，目前，有以下两种可行方法：1室内均匀布置加热管。在计算有效散热量时，应对总面积乘以小于1.0的系数；2加热管尽量布置在通道及有门的墙面等处，即通常不布置设备、家具的地方，其他地方少设或不设加热盘管。考虑到将来业主对房间的装修及家具布置与建筑专业设计图纸中的布置会有一定的出入（精装修房除外），铺设地热盘管的面积及位置也具有这种不确定性，笔者在设计中通常是按照第一种方法考虑的，地热盘管通常为满房间敷设。因为近些年来，家具的生产往往针对地热采暖形式采取了一定的措施，地热床、地热沙发等家具的出现，增加了房间的有效散热面积，提高了供暖效果。
3 加热盘管长度
规范从水力平衡角度规定了加热盘管长度的确定原则。《地面辐射供暖技术规程》中规定：“加热盘管长度不宜超过120m”,但实际设计工程中，由于各个设计院的设计理念的不同，以及各个工程所在地的当地主管部门的硬性规定，盘管长度不一，没有一个明确的标准。加热盘管的长度范围一般在60m~100m之间。从工程实践的现状来看，加热盘管长度有逐渐减少的趋势。加热盘管长度为60m左右成为普遍现象。虽然减少管长会增加该用户的水量，但小管长可以充分满足分室设置盘管并调节室内温度。同时，小管长也提高了管道热水的平均温度，有利于通过调节热水温度达到调节室温的目的。因此，设计者在每根加热盘管回路上设置流量调节阀，对于加热管长可以根据需要灵活选取，笔者在实际工程设计中，布置加热管的长度一般均控制在70m以下，实际的运行效果还是比较令人满意的，达到了设计的要求。
4 采暖系统形式
对于住宅工程，采暖系统形式常见的几种形式包括以下几种：
4.1 双管下供下回异程式；
4.2 双管上分（下分）同程式；
有目前辽宁省内大多数城市如沈阳，大连等地区采暖系统多为双管下供下回异程式；有些城市如鞍山、本溪等地区则采用双管上分同程式，对于这几种系统，笔者认为双管异程式系统要好于同程式系统。首先从系统运行稳定性方面，水力稳定性要好于同程式系统，举个简单的例子，六层住宅主立管采用双管下供下回异程式，底层和顶层为并联管路，高差假定为h，采暖系统运行时，经由顶层的阻力损失要大于底层的阻力损失，户内损失几乎相同，不同的只是顶层阻力损失包含了供回水立管的阻力损失，但是经由顶层环路又多得到了高差为h的水所形成的自然作用压力，这样，就将多得到的自然作用压力用来克服供回水立管的阻力损失，就十分有利于两个并联环路之间的水力平衡。经过许多工程设计和实际运行检验，这样做可以大体上实现理想的水力平衡。另外，双管异程式系统比同程式系统少一根管，从成本方面可节省初投资，同时也可减小管道井面积，有利于面积更好的利用。
5 结论
本文记述了设计实践中对地面辐射供暖规范及一些设计问题的理解，企望得到同行专家们的共鸣及指正。
5.1 地面辐射供暖系统是一种节能的采暖系统形式。合理的室内温度设计参数是确保该系统节能与否的关键。降低2℃室内设计温度可以使采暖系统更加节能。
5.2 盘管间距的计算中，铺设盘管面积可按满房间敷设处理。
5.3 加热盘管长度的减少有其合理性。
5.4 双管下供下回异程式系统优于同程式系统
参考文献：
[1]地面辐射供暖技术规程JGJ142-2004 [S].
[2]采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003[S].
[3]董建民.低温地板采暖的探讨[D].低温热水地板辐射采暖论文集[C].2000：25-26
[4]张锡虎.工程设计问答（3）[J].暖通空调，2010，40（3）：54-55
[5]胡军等.低温地板辐射供暖系统运行模式的实验研究[J] 暖通空调，2005，35（2）：123-125
[6]罗清海.地板采暖系统节能性探讨[J].建筑节能，2004，（5）