地暖技术总结secret.docx
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地暖技术总结secret
1.地暖系统的设计
时间:
2006-12-11
地暖作为暖通专业的一项新技术，发明与使用不过几十年。
引进国内，也不过十几年，设计要比传统散热器系统的更加繁杂，设计研究与经验在我省尚欠成熟。
因为设计是良好施工的基础，设计和合理与否直接关系和影响其使用效果，地面龟裂等一系列问题，也会影响到其他工作的顺利进行与质量水平。
地暖系统的设计应当经过严密认真的计算与细致的研究。
安装工程设计图纸
设计依据
1、《地暖通风及空气调节设计规范》（2001年版、修订版）
2、《实用供热设计手册》
3、《民用建筑节能设计规范》
4、《低温热水地板辐射供暖应用技术规程》（北京市2000年10月1日实施）
5、《低温热水地板辐射采暖工程技术规程》（河北省2001年1月1日实施）
6、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》
7、与建设单位签订的合同、设计委托书
地暖系统设计主要参数
1、地板表面的平均温度：
①人员经常停留的地面，宜采用24℃-26℃，温度上限值28℃。
②人员短期停留的地面，宜采用28℃-30℃，温度上限值32℃。
③无人员停留的地面，宜采用35℃-40℃，温度上限值42℃。
2、供回水温度；
①供水温度的上限值60℃、65℃、70℃、75℃等。
从安全和使用寿命考虑，民用建筑的供水温度不应超过60℃。
②供回水温差宜小于或等于10℃。
3、热负荷：
①全面辐射采暖的热负荷，应按有关规范进行。
对计算出的热负荷乘以0.9-0.95修正系数或将室内计算温度取值降低2℃均可。
②局部采暖的热负荷，应再乘以附加系数。
（见下图）
采暖面积与房间总面积比值
0.55
0.40
0.25
附加系数
1.30
1.35
1.50
4、有效散热面：
计算有效散热量时，必须重视室内设备、家具及地面覆盖物对有效散热面积的影响。
5、填充层：
①厚度不宜小于50mm。
②当面积超过30m2或长度超过6m时，填充层宜设置间距小于或等于6m，宽度大于或等于5mm的伸缩缝。
面积较大时，间距可适当增大，但不宜超过10m。
③加热管穿过伸缩缝时，宜设长度不大于100mm的柔性套管。
6、压力：
工作压力不宜大于0.8MPa。
如超过应采取措施。
7、流速：
加速管内水的流速不应小于0.25m/s，不超过0.5m/s。
同一集配装置的每个环路加热管长度应尽量接近，一般不超过100m，最长不能超过120m。
每个环路的阻力不宜超来30Kpa。
8、绝热层：
柚板结构层间应设绝热层，宜采用PS板，容量≥20kg/m3，厚度不宜小于25mm。
设计步骤
1、方案设计：
①根据建筑施工图及相关数据，计算建筑物热负茶。
②与建筑其他相关专业（水、电、装饰等）协调地暖系统设计有关间距。
③确定集配装置（分水器）的位置。
2、施工设计：
①计算建筑物的有效散热负荷。
②计算建筑物的有效散热面积。
③地暖系统布置及水力计算。
④其他附属设备选择。
⑤与相关专业会签，并经审核绘制出正式施工图。
3、设计完成，应将设计各有关资料，打印装订成册。
设计应注意的几个问题
除
（二）部分外，设计时还应注意以下几个问题：
1、采用分户独立式热源或集中采暖负荷的90%。
或将房间温度降低2℃计算。
2、在住宅中应用，应考虑家具遮挡等因素对散热量的影响，乘以适当修正系数。
3、垂直相邻房间，除顶层外，各层均应按房间采暖热负荷扣除来自上层的热量，确定房间所需散热量。
4、不同地面材质、散热量不同，为保证室温要求，设计时应尽量按散热量比石材低的木材板考虑，用户即使选用石材类做地面，也不会影响采暖效果。
5、为满足一户中各朝向房间室温的匀衡，耗热量计算中应考虑方向附加及附减，外墙多的房间，热损失多，加热管必然密些。
南向中间房间热损失少，管间距必然大些。
6、尽量考虑将生产冷水管布置在地板采暖结构层中，但应避免管一相互穿越。
7、合理划分环路区域，昼量做到分室控制，避免与其它管线交叉。
8、设计中应特别注意，同一分集水器上管长尽量保持一致，避免造成阴力失衡和管材浪费。
9、对以独立式燃气炉为热源的系统，应控制管长≤90m，以减少阻力，并特别注意阴力平衡和管内流速问题。
10、为保证地面不裂，管间距不得小于100mm，局部过密处在管上皮10mm处加钢丝网；为保障地温度均匀性，管间距不易大于350mm。
11、供回水温度宜小于60℃（最大不超过70℃），供回水温差应小于10℃，系统工作压力不宜超过0.8MPa。
12、无论采用何种热源，地板采暖与供回水系统的温度、水量和所用压差等参数都应匹配。
13、应特别注意在设计选择参数时，PEX管内流速不得小于0.25m/s，否则会产生气塞现象。
14、根据规范，在长度超过6-8m应设置膨胀缝材。
每30-40m2应设膨胀缝材，但膨胀缝并不是越多越好，应合理设置。
15、确保地板采暖层的厚度（不包括面层厚度），住宅厚度为≥70mm（复合保温厚度20mm，豆石混凝土厚度为50mm，管上皮豆石混凝土的厚度不少于30mm。
16、不同地面标高应分别设置分集水器。
2地暖系统热负荷计算
地面辐射供暖是一种高效、节能、舒适的新型采暖方式。
随着人们生活水平和对采暖要求的提高，这几年地面辐射供暖系统得到了突飞猛进的发展，对地暖系统的设计也有了更高的要求。
本文将从建筑物能耗，地面散热量，地热电缆的功率这三方面同广大读者一起探讨地暖系统设计过程中的热负荷计算。
地暖系统的功能就在于弥补建筑物热量损失，维持房间温度，提供舒适、温暖的环境。
要使地暖系统实现这一功能，就必须准确了解建筑物的热量损失。
建筑物热量损失即建筑耗热量是指建筑物围护结构的传热量和空气渗透热损失。
据此定义建筑物耗热量按如下式1计算：
Q=qH.T+qINF-qI.H 式1
Q——建筑物单位面积耗热量。
W/m2.
qH.T——单位建筑面积通过围护结构的耗热量。
W/m2
qINF——单位建筑面积的空气渗透热量。
W/m2
qI.H——单位建筑面积的建筑物内部得热量。
（包括炊事，照明，家电和人体散热等）
其中单位建筑面积的空气渗透热量qINF
qINF=（ti-te）（CP..N.V/S） 式中：
式2
qINF——单位建筑面积的空气渗透热量。
W/m2
ti——全部房间平均室内计算温度。
te——采暖期平均计算温度。
CP——空气比热容。
（寒冷地区参考值0.28w.h/（kg.k）
ρ——温度为te时，空气密度。
N——单位时间房间换气次数。
S——建筑面积。
房间换气次数N参照表（次/h）（表1）
一面有外窗房间
两面有外窗房间
三面有外窗房间
门厅
0.5
0.5-1.0
1.0-1.5
2
单位面积通过围护结构的散热量qH.T按式3计算：
qH.T=（ti-te）（∑ξi.ki.Fi）/S 式中：
式3
qH.T——单位面积通过围护结构的散热量。
ti——全部房间平均室内计算温度。
te——采暖期平均计算温度。
Ξi——围护结构传热系数修正。
Ki——围护结构传热系数。
Fi——围护结构面积。
S——建筑面积。
建筑物的围护结构是指建筑物及房间各面的围护物，分为透明和不透明两种类型；不透明围护结构包括：
墙、屋面、地板、顶棚等，透明围护结构包括：
窗户、天窗、阳台门、玻璃幕墙等。
在这里围护结构通常是指与大气相接触的外围护结构，包括外墙、屋面、窗户、阳台门、外门以及与不采暖楼梯间的隔墙和户门等。
各地屋面、外墙、地面的保温做法很多，其传热系数请根据围护的结构和保温类型参见DB13（J）24-2000《民用建筑节能设计规程》附录F围护结构常用做法及热工参数的内容。
下附常用围护结构的传热系数供参考：
常用结构的传热系数K值[w/（m2.℃）]（表2）
门框材料
门的类型
传热系数
W/（m2.℃）
木、
塑料
单层实际门
3.5
夹板门和蜂窝夹心门
2.5
双层玻璃门（玻璃比例不限）
2.5
单层玻璃门（玻璃比例<30%）
4.5
单层玻璃门（玻璃比例30%-60%）
5.0
金属
单层实际门
6.5
双层玻璃门（玻璃比例不限）
6.5
单层玻璃门（玻璃比例<30%）
5.0
单层玻璃门（玻璃比例30%-60%）
4.5
无框
单层玻璃门（玻璃比例<30%）
6.5
（表3）
窗框材料
窗户类型
空气层厚度
（mm）
窗框窗洞面积
（%）
传热系数
W/（m2.℃）
钢、铝
单层窗
20-30
6.4
双层窗
100-140
20-30
3.0
木、塑料
单层窗
30-40
4.7
双层窗
100-140
30-40
2.3
地暖系统顾名思义是通过地面提供热量弥补建筑物的热量损失，维持房间温度，提供舒适、温暖的环境。
地暖系统主要通过辐射和传导向建筑物提供热量，其发热量计算如下：
q=qf+qd 式4
qf=5×10-8[（tpj+273）4-（tfj+273）4]
qd=2.13（tpj-tn）1.31
式中q——单位地面面积的散热量（W/m2）
qf——单位地面面积辐射传热量（W/m2）
qd——单位地面面积对流传热量（W/m2）
tpj——地面平均温度（W/m2）
tfj——室内非加热表面的面积加权平均温度（℃）
tn——室内计算温度（℃）。
对于地表平均温度tpj一般要求如下：
（表4）
区域特征
适宜范围（℃）
最高限值（℃）
人员经常停留区
24-26
28
人员短期停留区
28-30
32
无人停留区
35-40
42
确定地面散热量时，对应表4校核地表平均温度，如超过表4最高温度限值，则需改变建筑物的热工性能或采取其它补救办法。
如温度满足表4要求，则可以对发热电缆铺设进行计算。
发热电缆的铺设间距主要由单位面积所需功率q，发热电缆功率Pdl确定。
发热电缆间距计算式如下：
d=Pdl/q×1000 式5
式中d——发热电缆布线间距（mm）;
Pdl——发热电缆功率（W/m）;
q——单位面积所需功率（W/m2）.
由此，可以根据发热电缆布线间距d进行地暖系统的安装，但是发热电缆之间的最大间距不宜超过300mm,且不应小于50mm.
只有准确把握了建筑物耗热量，才能确定地暖系统的铺设功率，才能充分体现地暖系统舒适、节能的优点，同时也有利于地暖行业健康、持续、快速的发展。
低温热水地面辐射供暖系统加热管平均间距计算
摘要:
本文主要介绍了低温热水地面辐射供暖系统加热管平均间距的计算过程，希望对设计人员布置加热管间距有所帮助。
关键词:
低温热水地面辐射供暖系统；加热管平均间距
1概述
部分设计人员在确定低温热水地面辐射供暖系统加热管间距时，只是通过查《地面辐射供暖技术规程》（JGJ142-2004）附录A确定，但对于具体计算过程不太了解。
在此，结合河北省邢台市南宫一住宅楼介绍其中一种计算方法，该计算方法来自于李向东、于晓明主编的《分户热计量采暖系统设计与安装》一书。
2围护结构介绍
此住宅楼为地上六层，地下一层，砖混结构，层高2.9m，体形系数<0.3，地下一层为储藏室。
各围护结构构造及传热系数见表1。
表 1
因本工程设计日期为2007年3月，河北省新颁发的《居住建筑节能设计标准》（DB13（J）63-2007）还未实施，所以本工程仍执行河北省地方标准《民用建筑节能设计规程》（DB13（J）24-2000），该规程根据各地采暖期室外平均温度将河北划分为八个区，南宫属于二区。
按照该规程表4.2.1的规定，以上围护结构的传热系数均满足规程要求。
3房间功能及布置平面图
几个典型房间的功能及布置见图一。
4具体计算过程介绍
热力计算的目的是根据房间热负荷及确定的供回水温度，求出房间加热管间距。
计算步骤如下：
4.1设计依据
（1）《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
（2）《住宅建筑规范》GB50368-2005
（3）《住宅设计规范》GB50096-1999（2003年版）
（4）《民用建筑节能设计规程》DB13（J）24-2000
（5）《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ26-95
（6）《地面辐射供暖技术规程》JGJ142-2004
（7）《民用建筑热工设计规范》GB50176-93
4.2各房间地面净面积计算
考虑到家具及其他地面覆盖物对散热量的影响，所以应计算出各房间扣除遮挡物的地面净面积，计算结果见表2。
表2
《北京市建筑设计技术细则（设备专业）》中对遮挡系数也作出了介绍，见表3，大家也可以将表3和表2作一比较。
表3
4.3计算房间热负荷QA
按照上述规范，确定室内设计温度，具体温度值见表4。
按照《地面辐射供暖技术规程》（JGJ142-2004）3.3.2条规定“计算全面地面辐射供暖系统的热负荷时，室内计算温度的取值应比对流采暖系统的室内计算温度低2℃，或取对流采暖系统计算总热负荷的90%～95%。
”我们以降低2℃计算。
在计算户间传热时，目前意见不很统一，按照北京市地方标准《新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》（DBJ01-605-2000）3.0.4条规定“户间因室温差异而形成的热传递，应 按下列原则计算传热负荷：
（1）应计算通过户间楼板和隔墙的传热量。
（2）与邻户的温差，暂按6℃计算，采用地板供热时，暂按8℃计算。
（3）以各向户间传热量总和的适当比例，作为户间总传热负荷。
”
我们以传热温差8℃计算，中间楼层按一层楼板传热，不考虑最不利情况。
计算出的结果见表4。
4.4计算房间单位地面面积热负荷Q
计算结果见表4。
4.5计算加热管平均水温tp
由公式tp=（tg+th）/2
（1）
式中tp-加热管平均水温（℃）；
tg-设计供水温度（℃）；
th-设计回水温度（℃）。
民用建筑供水温度宜采用45～50℃，不应高于60℃，供回水温差宜采用5～10℃。
本工程供水温度采用50℃，回水温度采用40℃，则加热管平均水温tp=（50+40）/2=45℃
4.6根据房间性质确定地面平均温度tb
由公式tb=tn+9.82（q/100）0.969
（2）
tb-地面平均温度（W/m2）；
q-单位地板散热量（W/m2）；
tn-室内温度（℃）。
如果计算出的地面平均温度超过《地面辐射供暖技术规程》（JGJ142-2004）表3.1.2地表面平均温度的最高限值，必须通过加强围护结构保温或采取其他辅助采暖措施。
4.7计算需要的辐射板传热系数K
由公式K=Q/（tp-tb）（W/m2·℃） （3）
K-辐射板传热系数（W/m2·℃）；
式中各符号同上。
4.8计算加热管上部覆盖层材料的导热系数
由公式
（4）
式中λ-加热管上部覆盖层材料的导热系数（W/m·℃）；
δi-各层覆盖层材料厚度（m）；
λi-各层覆盖层材料的导热系数（W/m·℃）；
本工程中填充层采用60mm厚豆石混凝土，加热管管径采用De20，填充层上为20mm水泥砂浆及10mm大理石面层。
则
（W/m·℃）
4.9计算加热管平均间距A
由公式
（5）
式中A-加热管间距（m）；
λ-加热管上部覆盖层材料的导热系数（W/m·℃）；
K-辐射板传热系数（W/（m2·℃）；
B-加热管上部覆盖层材料的厚度（m）。
表4
注：
101表示01房间一楼，201表示01房间二楼，601表示01房间六楼，依此类推。
可以看出对于餐厅+走廊及客厅，需要的加热管平均间距相当大，如果按照《地面辐射供暖技术规程》（JGJ142-2004）条文说明中3.5.4中“加热管最大间距不宜超过300mm”的规定，上述两个房间明显过热，实际在房间内区可不进行加热管敷设。
通过以上计算大家或许会发现，上述计算方法没有涉及到加热管导热系数不同而引起的加热管间距不同，与《地面辐射供暖技术规程》（JGJ142-2004）附录A不一致，这是因为该计算方法不同的缘故。
卫生间地暖设计安装全攻略之七注意事项
第一部分 卫生间设计难点
对于住宅建筑，卫生间的数量、大小、装修等从某种程度上表现了住宅的个性、档次，甚至彰显了居住者的素质和修养，因而卫生间成了建筑、装修设计的一个重点。
而对于地面辐射采暖房间，卫生间是个很特殊的部位。
高的热负荷指标和地暖供热量不足的矛盾比较突出。
卫生间具有设计温度高、地暖敷设面积小、热负荷指标大等特点，主要表现在以下几个方面：
一、规范要求，卫生间的设计温度为22～25℃左右，根据规范采用地面辐射采暖时设计温度可取对流采暖系统计算总负荷的90%～95%或室内温度的取值对应比对流采暖系统的室内计算温度降低2℃，通常按照20～24℃设计，房间设计温度要求高，室内外传热温差较大。
在相同的维护结构和室外设计温度等条件下，高的传热温差导致了高的热流通量，从而增大了卫生间的热负荷指标。
二、空气品质的要求和卫生间换气扇的频繁开启，使得卫生间换气次数大，冷风渗透热负荷较大。
通常卫生间冷风渗透热负荷占卫生间总热负荷的一半左右，甚至更多。
三、浴缸、面盆等卫生洁具和上下水管道、生活热水管道等占据空间较大，导致卫生间用于敷设安装地面辐射采暖管道的空间非常有限。
卫生洁具和各种管道占据卫生间面积通常在30%～65%左右，大部分卫生间50%以上的地面被用于安装卫生洁具和敷设安装各类管道，特别是有浴缸、淋浴房和面积较小的卫生间。
这样，卫生间实际可用于敷设地面采暖的面积通常只占卫生间净面积的10%～60%。
通常只有0.5～6m2。
这样大大的减少了卫生间地面辐射采暖的散热量。
第二部分 解决办法
1）对卫生间加强保温措施，降低通过卫生间维护结构的热负荷。
最直接的方法是加强墙体保温、使用新型节能窗户和高效保温材料、技术，发展节能建筑。
2）辅助电采暖，如浴霸、电暖气、电热膜等。
3）从分集水器分出单独回路供给卫生间，卫生间采用散热器采暖，水温与地面采暖相同。
由于地面辐射采暖供水温度低，需要增大散热器的型号或增加散热器的片数。
卫生间散热器的面积较大，可能会影响卫生间的装修，和使用性能，同时增加了卫生间散热器的投资。
从另外一个角度来说，由于采用了较大的散热器，而仍然采用较低的供水温度，使得卫生间散热器采暖仍然保持了低温供暖的一些优点，如：
空气湿润、对流小、散热温度低等。
当采用平板型的散热器时，其辐射散热量增加，采暖舒适度比较好，相当于局部的墙体辐射采暖。
对卫生间散热器的使用功能进行拓展，开发多功能卫浴型散热器，能够很好的解决散热器增大和卫生间使用受限的矛盾。
例如：
把梳妆镜和散热器结合为一体或把散热器与毛巾架结合在一起等等。
4）采用混水装置，给房间提供不同温度的采暖供水。
卫生间使用较高温度的一次系统热水（供水温度>60℃），采用散热器采暖，其他房间采用低温（二次系统供水温度<60℃）地面辐射采
暖。
需要在用户端增加单独的低温水循环水泵。
由于采用了较高的供水温度，减小了采暖系统管网的尺寸和投资。
由于地暖部分循环由单独的循环水泵来承担，散热器供水量小，对地暖或散热器进行调节时，对管网的水力影响较小，有利于管网水利平衡。
为了避免在调节地暖环路水流量时影响系统运行和烧泵，建议在分集水器和入户供回水上安装压差旁通阀，在压力突然增加时，水可以从压差旁通阀流过。
5）卫生间地面辐射采暖与墙面辐射采暖相结合，可以增加卫生间采暖散热面积，增加卫生间散热量，在降低地面平均温度的同时，提升墙体表面平均温度，增加卫生间平均辐射温度，提高卫生间的采暖舒适度。
墙面辐射可以是加热电缆，也可以使用低温热水供暖。
采用热水供暖时，盘管宜采用直列型或往复型盘管方式，且在最高点设置自动排气阀。
采用回字型敷设时，盘管中的集气不能及时排除，影响系统正常运行。
采用直列型或往复型敷设墙体辐射采暖管道，不设置排气阀时，也会导致系统排气不畅和运行不良的现象发生。
当采用加热电缆加热墙体时，由于卫生间潮湿、多水的环境特点，要注意安全用电，设计、施工时要与相关专业密切配合，做好电气防护措施。
以防止漏电等电气事故，以保证用户的生命财产安全。
6）建筑设计时整体考虑设计缓冲区，减少卫生间外墙、外窗面积，设计暗卫。
也可以在设计明卫时，增加卫生间进深、或者在卫生间外墙、外窗部位设计封闭阳台或阳光房。
这样可以大大的降低卫生间热负荷指标。
7）卫生间使用低温热水地面辐射采暖时，设计和施工过程中，尽可能使用回字型敷设。
采用直列型和往复型盘管时，地暖管道会出现大量的180°转弯。
当地暖管道敷设间距小于或等于150mm时，180°转弯部位施工特别困难，施工容易出现弯扁和弯折现象。
而采用回字型盘管方式施工，一般只有中央部位有2个180°转弯，只要对这两个部位进行处理，做“8”字型弯，弯曲部分合理放大管间距，保证合理的弯曲半径即可。
而其他部
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