低温热水地面辐射供暖系统设计方法及案例

张倩

摘要：本文介绍了低温热水地面辐射供暖系统的基本原理、设计方法及相关施工工艺，结合实际工程案例论述了低温热水地面辐射供暖系统的设计流程和施工要点，分析当前设计和施工过程中存在的若干技术问题并提出相关建议，研究结果为低温热水地面辐射供暖系统的设计和施工提供了参考依据。

关键词：低温热水；地面辐射供暖系统；工程案例

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1 低温热水地面辐射供暖系统简介

低温热水地面辐射供暖是以温度不高于60℃的热水，在地板下埋置加热盘管，通过管内热水循环流动以辐射和对流方式向室内均匀散热的一种供暖方式。低温热水地面辐射供暖系统在欧洲已有几十年的历史，并在世界许多国家和地区得到广泛应用。它具有热舒适性高、节能、运行维护方便、不占用使用面积、卫生、无污染、寿命长等优点。近二十年国内应用范围逐步扩展，作为一种比较成熟的供暖方式，适用于民用建筑，目前广泛应用于新建住宅项目和各类医疗机构、游泳馆、健身房、商场、写字楼等公共建筑。

2 低温热水地面辐射供暖系统主要构件和地面做法

2.1 地面辐射供暖系统主要构件

地面辐射供暖主要构件具体包括加热盘管、绝热层、聚苯乙泡沫塑料板、分集水器和室温自控装置。

（1）加热盘管。加热盘管材质和壁厚选用综合考虑工程耐久年限、管材性能以及系统运行水温、工作压力等条件确定，选用耐热聚乙烯（PE-RT）管，使用条件4级，管系列S4。

（2）绝热层。绝热层采用聚苯乙烯（EPS）泡沫塑料保温板，厚度30 mm，EPS保温板具有保温、隔热、防潮、隔声等功能。

（3）分、集水器。每组加热盘管供回水支管分别与分集水器相连，在分水器总进水管顺水流方向安装球阀、过滤器、温控阀等，在集水器顺水流方向安装平衡阀等。分水器进水管与集水器出水管之间设置旁通阀以防止管道系统冲洗时脏水流入加热盘管。分集水器上均设置自动排气阀排除管内气体。地面辐射供暖系统中的分、集水器安装做法如图1所示。

图1 分、集水器安装示意图

2.2 地面做法

地面组成自下而上组成：基层（楼板或地面）、找平层、防潮层、绝热层、现浇找平层、面层。潮湿房间如卫生间、淋浴室、厨房等房间填充找平层上部应设置防水层，具体做法如图2(a)(b)所示。

(a) 非卫生间地面做法 (b)卫生间地面做法

图2 地面辐射供暖系统地面做法示意图

3 低温热水地面辐射供暖系统应用实例

以下结合云南泸沽湖办公楼项目，介绍低温热水地面辐射供暖系统的设计过程。

3.1 工程概况

本工程为云南泸沽湖办公楼项目，建筑面积550 m²，建筑高度8.35 m，二层建筑。

3.2 设计计算参数

（1）室外空气计算参数

供暖室外计算温度-7.0℃，冬季通风室外计算温度-4.0℃；夏季空调室外计算干球温度19.7℃，夏季通风计算温度18.0℃。

（2）冬季室内供暖设计参数

值班室、办公室等18℃，厨房、餐厅18℃，卫生间（带浴室）25℃，油车库、器材库5℃，检修间14℃。

3.3 供暖热负荷计算

（1）热负荷计算原则

与传统散热器供暖系统一样，地板辐射采暖系统同样基于各个房间供暖负荷计算基础上设计的，除按照传统供暖系统负荷计算原则外，地板辐射采暖系统负荷计算还应符合以下规定：

室内计算温度取值应比传统对流型供暖系统室内计算温度低2℃；不计算敷设加热管地面的热损失；不计算高度附加热损失；考虑间歇供暖及户间传热等因素；进深大于6 m的房间，宜以距外墙6 m为界，分区分别计算其热负荷。

（2）负荷计算

本工程供暖热媒为48/40℃热水，热源由附近换热站提供，系统定压由换热站集中考虑。经天正暖通负荷计算软件计算，办公楼供暖热负荷为30 kW，采暖热指标54.5 W/ m²。

3.4 地板辐射供暖系统设计

（1）加热管的选择

加热管管材的选用原则：承压和耐温适中、便于安装、可以热熔连接、环保性好。目前常用的管材主要有交联聚乙烯（PE-X）、耐热聚乙烯（PE-RT）、聚丁烯（PB）。综合对比三种管材热强度、抗蠕变性能、耐寒性、抗冲击性等性能，PE-RT管优于PB管和PE-X管。同时PE-RT管生产简单，成本低。同时根据本工程耐久年限、系统的运行水温、工作压力等条件，地板辐射加热盘管采用de20×2.80内含阻氧层耐热聚乙烯管（PE-RT管），使用条件4级，管系列S3.2。

（2）加热管道布置

加热管敷设间距的选取一般不应小于150mm，也不宜大于300mm。根据负荷计算软件计算的房间单位面积热负荷，结合选取的管材，按照《辐射供暖供冷技术规程》附录B“采用聚苯乙烯塑料板绝热层的混凝土填充式热水辐射供暖地面单位面积散热量”可以选取加热管的间距。经查表，本办公楼中办公用房加热管间距选用300 mm，卫生间加热管间距选用150mm。加热管与墙体表面间的距离不宜小于200 mm，设计加热管距墙300 mm。

伸缩缝的设置。地面面积超过30 m²或地面长度大于6 m时，每间隔5 m应设置宽度不小于8 mm的伸缩缝；与墙和柱子交接处的伸缩缝，应直至地面最后装饰层的上表面为止，保持整个截面隔开；所有伸缩缝均应从绝热层的上表面开始，直至填充层的上表面为止；伸缩缝内应填满高发泡聚乙烯泡沫塑料或弹性膨胀膏。

分、集水器的设置。根据连接在每组分、集水器上的分支环路不宜多于8个。连接在同一组分、集水器上的加热管，其长度要接近且不宜超过120m。本办公楼共两层，每层分别设置两组分集水器，连接在每组分集水器分支环路8个。其中，工程案例中的加热管布置如图3(a)(b)所示。

(a) 一层供暖平面

(b)二层供暖平面

图3 工程设计案例中的管线布设示意图

（3）室内供暖管道布置

办公楼室内供暖管道采用中供中回双管异程式系统，供暖干管于一层板下敷设，供暖立管靠墙柱设置。

（4）地板辐射供暖系统室温控制

地板辐射供暖系统应设计室温自控装置，本办公楼室温控制选用自力式温度控制阀组调节室温。选择具有代表性的房间，在办公室室内离地1.5 m处安装温度传感器作为温控阀的动作信号，当室内温度高于设定温度时，温控阀开度变小，反之开大。

4 低温热水地面辐射供暖系统的注意事项

4.1 设计注意事项

根据规范要求，加热管间距不宜大于300 mm，近年来随着节能要求提高，建筑热工性能改善，房间供暖负荷减小，这种情况应按照实际情况加大加热管间距。在加热管设计完成后，需要复核地面平均温度，温度不要过高，确保其满足规范要求，以免该区域地面温度过高造成人员赶到不适。

此外，还需校核加热管内热水流速，确保流速不小于0.25 m/s，由于加热管无坡度敷设，为保证热水能将管内空气带至集水器处排出，因此需要确保热水流速不小于0.25 m/s。加热管设计完成后需要校核各支路阻力，使其基本平衡。

4.2 施工注意事项

地板辐射采暖系统的施工是关乎性能的重要环节。当环境温度低于5℃时不宜进行施工，当环境温度低于0℃时必须采取升温措施方可施工。加热管是地板辐射供暖系统的重要组成部分，在施工过程中，严禁踩踏加热管，确保对其保护好；搬运装卸不得抛、摔、滚、拖，需轻拿轻放；施工验收后发现有损坏，可以增加接头连接并在装饰层表面留检修标识。

低温热水地面辐射供暖系统的初次通热试运行，必须在面层完全自然干燥后（至少填充层施工完成21天后）进行。初次供暖时，热水升温应平缓，供水温度应控制在比当时环境温度高10℃左右，且不应高于32℃。在这个水温下，应连续运行48 h；以后每隔24 h水温升高3℃，直至达到设计供水温度。在此温度下应集水器连接的加热管逐路进行调节，直至运行正常。

5 结论

低温热水地板辐射供暖作为一种广泛应用的供暖方式，在诸多方面显示了其优越性，是目前比较舒适的供暖方式，符合现代人的生活需求。本文针对低温热水地面辐射供暖系统的设计方法、基本设计流程、施工工艺要点等结合工程案例进行了详细说明和研究，提出了低温热水地面辐射供暖系统的设计要点和施工注意事项，研究成果将为低温热水地面辐射供暖系统设计和施工提供了参考依据。

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