地板供暖技术推广中尚需研究解决的若干问题

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1、地板供暖技术推广中尚需研究解决的若干问题摘要就目前地板供暖迅速普及发展中所遇到的几个重要技术关键问题进行初步探讨，提出一些解决问题的方法及建议。这些问题包括：地板表面的发热量计算问题，房间热负荷问题，填充层的最佳厚度问题，与散热器不系统共用热源问题，与地板供暖配套的地面装修层定型方案以及承压保温地面层结构问题。文中还对地板采暖的节能问题进行了初步分析。关键词地板供暖一、前言低温热水地板辐射供暖是一种优良的房间加热方式，在世界各地拥有众多用户。至1994年为止，韩国约有85%的住宅建筑装设了低温热水地板辐射供暖系统，这一数字在加拿大为65%，瑞士为48%，德国为41%，法国

2、为20%，日本把低温热水地板辐射供暖当成提高人们居住质量的举措，未设置低温热水地板辐射供暖的住宅较难出售地板供暖。在我国北方也已呈迅猛发展之势。关于地板供暖的优越性，文献中已有大量论述。在研究方面，国内外都已做了大量的工作。关于设计也已有了一些地方标准、企业标准，国家标准正在修订之中。然而，笔者在亲身从事的大量工程实践中，感到目前国内关于这种采暖方式的研究仍然不够深入，不够系统，还有一些主要的技术环节理论上不清晰，实践中缺少可靠依据。反映到目前的一些标准中使人感到还远远没有散热器采暖那样成熟。目前在已有的诸多地方标准与企业标准中许多内容是互相照搬，追根溯源，并没有足够的研

3、究基础作为依据。特以此文将这些问题提出来，并提出初步看法，与同行商榷。二、地板表面的发热量问题地板表面的发热量是设计中最主要的参数之一。对这一问题，国内外都已开展过大量的研究。然而这些研究仍然显得不足。有些研究在进行传热过程的数值模拟时，反地板表面边界条件中的对流换热系数及当量辐射换热系数取为了定值，而实际上它们是地板表面温度和室温的函数。另外许多研究只是针对某一结构进行数值计算或实验，而实际上种种没的地板结构有着不同的传热性能。目前诸多地方与企业标准中的地板发热量计算表格大都源自文献[1]，据笔者了解，这些表格源自于国外，国内沿没有人对这些表格的正确性与实用性进行校核与

4、考查。据笔者的有限元分析与计算，认为这些表格存在如下问题：1）实际工程中填充层厚度有争议，其值人在一个范围内有所变化，而且有不同管径的交联聚乙烯管可以选取，但发热量却都用一个表查取，显然是不确切的；2）表中数据表明，发热量随管间距增大而减少，其趋势是正确的，但减少的幅度不够，这可能由于填充层选的过厚，数据过于保守造成的；3）标准中只有关于地面散热量的表格数据，没有计算公式，当地板结构尺寸与表中规定数据不符时，设计者将无所适从。地板表面的发热量q与管径d、覆盖层（含水量填充、找平与装修层）材质与厚度、水温ts、室温tf及管间距s等诸多因素有关，即(1)式中：δi--地面结构

5、中各层的厚度，λi--地面结构中各层的导热系数。笔者已从上式出发，对地板发热过程中的导热、对流与辐射问题已经进行了大量的有限元分析与计算，对上式中诸多变量的种种可能组合，计算并得到了大量新的关于地板板体地面散热量的计算表格以及总结出当量导热热阻方面的简易实验公式，这些成果容另文介绍。三、地板加热负荷的确定问题一般而言，地板供暖的设计加热负荷应该根据房间热负荷得出，后者是根据围护结构散热损失计算得出的。然而在设计实践中仍然遇到一些值得研究解决的问题。1家具的覆盖率问题被贴地家具（如实底床、实底柜等）覆盖的地板表面，其上部热阻近乎无穷大，该面积基本上可视为不散热，设覆盖率为A

6、，则（2）式中：q＇--房间热负荷，q--地板的设计加热负荷。问题是在进行住宅地板供暖设计时无法预知各家各户覆盖率为多少，覆盖的位置在哪里，当不可预知的家具覆盖率有较大差别时，势必引起室温不一致。地板供暖的一个优点为，可方便的进行单户、甚至单室调节，同时还可以进行中央调节。若实现了单户计量按用热量收费，那么我们可以给地板设计一个大的加热能力，实际运行时用户可自行调节，但若仍是按面积收费，则问题就会很大。假如对水温进行严的中央控制，则在照顾大覆盖率的房间用户，保证其可达到18℃时，会给覆盖率小的用户以超标准用热的方便条件：若按小覆盖率的情况控制供水温度，大覆盖率房间就达不到

7、规定的室内设计温度。这个问题，笔者认为应该取下述措施解决。1）应大力推广单户按用热量收费，采用地板供暖时，水系统的平衡条件比散热器系统好得多；。2）不能单户计量时，应在发给用户的地板供暖的使用说明中，对地板面积的覆盖率加以限定。2可能的房间过热或超标准用热问题与散热器采暖不同，较大的地板加热面积对房间个有巨大的加热能力。根据对流与辐射的计算，当采暖单位面积热指标为602，若地面为大理石，管间距s=300mm，管径d=16mm，填充层厚δ3=50mm时供回水平均为40℃，室内温度18℃,单位面积热指标就可达到842，超过采暖单位