一、地板輻射供暖應用情況

    1、國外住宅

    韓國占80%以上。

    加拿大西部65%

    瑞士48%

    德國41%

    奧地利25%

    法國20%

    2、我國應用情況

    早期主要作為輔助供暖手段，應用于不大適合單一散熱器供暖的高大建筑空間，以及有特殊需要的場合，例如：侯車大廳、公共建筑大堂和游泳池等。

    隨著住宅建設標準和居住者對熱舒適度要求的提高，在住宅中的應用逐年增加，尤其是在東北和西北地區(qū)。

    3、目前狀況和制定規(guī)程的迫切性

    基本上停留于照搬國外樣本或資料模式。

    對原理的研究上并未取得明顯的進步，性質(zhì)上有所認識，但量的概念仍不足。

    材料上有較大的選擇余地，對材料的性質(zhì)加深了認識，但受商業(yè)因素影響和誤導較多。

    設計上存在一定的隨意性和盲目性，對一些構造的作用， 停留在“想當然”的階段。

    各施工承包企業(yè)在實踐中得到許多經(jīng)驗和教訓，各有一套自己的章法。

    二、地板輻射供暖的利弊得失

    地板輻射供暖，無疑是熱舒適度最好的一種供暖方式。但不一定能成為住宅供暖方式的首先選擇，更不是唯一選擇。這是因為任何一種供暖方式，都會有其特定的優(yōu)勢和弊病，應根據(jù)具體工程條件，將所采用供暖方式的優(yōu)勢充分加以發(fā)揮，盡可能減少其弊病。

    地板輻射供暖大致有以下的主要優(yōu)點：

    1、與其它供暖方式相比有較高的舒適度

    （1）垂直溫度場分布比較均勻。

    （距地0.1m與1.7m的溫差，即t1.7-t0.1）

    地暖 -0.1——0.1℃ （平均 0 ℃）

    頂暖 0.2——2.1℃ （平均 1.1℃）

    散熱器 0——1.8℃ （平均 0.5℃）

    熱風 0.2——2.7℃ （平均 1.1℃）

    （2）在室溫相同的條件下，距地面0.05-0.15m（人體對冷暖的敏感部位）高度的溫度，較對流供暖方式約高8-10℃，對人體生理有益。

    （3）與對流供暖方式相比，空氣對流減弱，有較好的空氣潔凈度。

    空氣塵埃中的70%（按重量計），為粒徑小于10μ的固態(tài)或液態(tài)的微粒，以氣溶膠的形態(tài)存在，稱為大氣塵， 或稱為飄塵，可吸入肺內(nèi)危及人體健康?！豆矆鏊l(wèi)生標準》（GB9663-9673-83）稱之為“可吸入顆粒物”（IP）。

    （4）房間熱惰性較好。

    （5）平均輻射溫度適當，可減少人體輻射散熱。

    （各表面平均溫度與空氣溫度差，即tB-tN）

    地暖 0.3-1.6℃ （平均 0.6℃）

    電熱膜頂暖 0.5-4.3℃ （平均 1.9℃）

    散熱器 -0.8-0.6℃ （平均-0.2℃）

    熱風 0--1.4℃（平均-0.5℃）

    2、與其它供暖方式相比較為節(jié)能和可使用低品位熱媒

    （1）由于垂直溫度分布的差別，有效區(qū)域內(nèi)相同溫度時，平均溫度最低。

    （2）由于可減少人體輻射散熱，與對流供暖方式相比，可取得2-3℃的等效舒適溫度。

    （2）以上兩項因素綜合， 節(jié)能幅度約為10-20%。對于住宅，主要是等效舒適溫度，節(jié)能幅度約為10%。

    3、有利于建筑裝飾。

    4、有利于實施分戶熱計量。

    5、有利于隔聲和降低樓板撞擊聲。

    《住宅設計規(guī)范》規(guī)定：空氣計權隔聲量，應≥ 40dB；樓板的計權標準化撞擊聲壓級，宜≤75dB.

    6、有利于擴大應用塑料類管材。

    塑料類管材與金屬管道相比，由于其生產(chǎn)過程的低能耗和低污染、便于施工安裝、價格有較大下降空間，以及在質(zhì)量能確保和應用得當?shù)臈l件下有較長使用壽命等優(yōu)點，將會作為一個發(fā)展方向，得到廣泛的應用。1999年十二月，建設部、國家經(jīng)貿(mào)委、質(zhì)量技監(jiān)局和建材局，聯(lián)合下達了《關于在住宅建設中淘汰落后產(chǎn)品的通知》，其中就要求逐步以塑料類管材替代金屬管材。

    7、經(jīng)濟比較并不占劣勢

    由于塑料類管材生產(chǎn)的發(fā)展和市場競爭，地暖的造價已呈大幅度降的趨勢，已從按建筑面積計的100元/m2，下降到60-70元/m2左右。

    目前，以森德為代表的一批鋼制散熱器的價格約為0.8-1元/W，按分戶熱計量后考慮戶間傳熱因素，設計耗熱量指標70-80W/m2計算，約折合60-80元/m2，加上調(diào)節(jié)閥門、配件和管道，按建筑面積計的造價，已經(jīng)不低于地暖了。

    地板輻射供暖大致有以下的主要弊?。?/strong>

    1、僅適合于建筑熱工條件較佳的節(jié)能住宅。不節(jié)能住宅地面溫度超標，降低舒適度。

    2、需占用空間高度至少80mm，與不設置輻射供暖的室內(nèi)其它空間形成一定高差，需增加地面荷載約120kg/m2.

    3、地面二次裝修時，易被損壞。裝修宜一次到位。

    4、因?qū)崦綔囟群土髁康囊蟛煌?，需設置單獨熱源系統(tǒng)。

    5、因熱媒溫差較小，相應流量較大，熱媒輸送管道斷面和輸送能耗較散熱器供暖系統(tǒng)，約增大一倍。

    6 材料和施工市場狀況堪憂，施工、調(diào)試和驗收程序方面困難較多。不要片面追求低價位。近期審批施工資質(zhì)。長遠應向由正規(guī)施工企業(yè)統(tǒng)一施工方向發(fā)展。材料的隨機抽樣送檢。

    7、技術原理和設計基礎資料環(huán)節(jié)，仍處在認識過程中，滯后于應用。

    三、塑料類管材及其正確應用

    1、建筑用塑料類管材、適合于地板輻射供暖的塑料類管材及其正確命名

    PVC 聚氯乙烯管

    PVC-C 聚氯乙烯耐熱管

    PE 聚乙烯管

    LDPE 低密度聚乙烯管

    MDPE 中密度聚乙烯管

    HDPE 高密度聚乙烯管

    PP 聚丙烯管

    PP-H 均聚聚丙烯管（耐壓較高，但易低溫脆化）

    4級σ＝2.90 Mpa，20℃/50年σ＝6.25Mpa.

    PP-B 嵌段共聚聚丙烯管（耐壓低于PP-H）

    4級σ＝1.67 MPa，20℃/50年σ＝6.21Mpa.

    PP-R 無規(guī)共聚聚丙烯管

    4級σ＝3.3MPa，20℃/50年σ＝6.93Mpa.

    （PP-C管，接近并略優(yōu)于PP-B管）

    PE-X 交聯(lián)聚乙烯管

    PERT 非交聯(lián)熱塑性聚乙烯管

    PB 聚丁烯管

    PAP 鋁塑復合管

    XPAP 交聯(lián)鋁塑復合管

    適合于地板輻射供暖的塑料類管材

    （1）交聯(lián)鋁塑復合（XPAP）管

    （2）聚丁烯（PB）管

    （3）交聯(lián)聚乙烯（PE-X）管

    （4）無規(guī)共聚聚丙烯（PP-R）管

    2、管道強度計算各要素的函數(shù)關系及設計計算

    管道在內(nèi)壓作用下，管壁任意一點將產(chǎn)生三個方向的應力，即：軸向應力、徑向應力和環(huán)向應力，其中環(huán)向應力為最大。故以最不利條件即按環(huán)向應力加以分析。

    管材的力學特性，即管壁厚、管徑、可承受壓力和許用應力之間的關系，無論是金屬管材還是塑料類管材，都可用下式表示：

    σ＝P×D/2e （1）

    上式中：

    σ-管材環(huán)向應力（MPa）

    P-管內(nèi)壓力（MPa）

    D-管徑（mm）

    e-管壁厚（mm）

    管材的許用設計應力σD應不小于管材環(huán)向應力， 即：

    σD ≥σ

    上式說明：

    1、許用應力與管內(nèi)壓力成正比，即許用應力越大可承壓越大；反之，管內(nèi)壓力越大要求許用應力越大。

    2、許用應力與管徑成成正比，即許用應力越大可對應的管徑越大；反之，管徑越大要求許用應力越大。

    3、許用應力與管壁厚成反比，即許用環(huán)向應力越大可對應的管壁厚越小；反之，管壁厚越小要求許用應力越大。

    用以確定管壁厚度，可轉換成以下形式：

    e＝P×D/2σ （2）

    鋼管等金屬管道的使用壽命主要取決于腐蝕速度，使用溫度對許用應力影響不大，例如：10號鋼的鋼管許用應力， 在較大的溫度幅度范圍內(nèi)變化不大，溫度≤100℃時為110.85MPa；溫度＝150℃時為109.87MPa；溫度＝200℃時為103.99MPa.但鋼管等金屬管道計算時，要考慮焊縫因素和腐蝕裕量，故公式成為：

    e＝（P×D N/2σ×Φ）+C （3）

    上式中：D N 管內(nèi)徑（mm）

    3、塑料類管道與金屬管道強度計算的主要區(qū)別是熱媒的熱作用和管材的蠕變特性

    塑料類管材，同鋼管等金屬管道力學特性的區(qū)別，主要是應力的變化規(guī)律不同。在常用溫度范圍內(nèi)，金屬管的許用應力σ變化不大，溫度對塑料類管材的許用應力σ則影響極大，冷態(tài)下的承壓能力不能用以判斷在長期使用條件下的耐久性。其使用壽命主要取決于不同使用溫度對管材的累積破壞作用，概略地說，溫度每提高10℃，使用壽命約縮短2.5倍，熱作用使環(huán)應力逐步下降即發(fā)生管材的“蠕變”，以至不能滿足使用壓力而破壞。