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地暖水力计算
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地暖水力计算
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machel-zhang
楼上的配缅怀有我来回答你，用了才知道！
正急着用呢
谢谢楼猪的知识了，我正在学这方面的东西，有机会多多交流哈
下来学学，现行谢过
青山常在绿水长流，就此拜别后会有期
kuailewanli
非常感谢！
xiazaila,xiexie~
bingyu0605
1. 地暖系统的设计
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
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》（北京市日实施）
5、《低温热水地板辐射采暖工程技术规程》（河北省日实施）
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。
工作压力不宜大于0.8MPa。如超过应采取措施。
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。
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
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)
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
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.℃)
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
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
双层窗 100-140 20-30 3.0
木、塑料 单层窗
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：
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：
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
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。
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》GB
（2）《住宅建筑规范》GB
（3）《住宅设计规范》GB （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）》JGJ 26-95
（6）《地面辐射供暖技术规程》JGJ 142-2004
（7）《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93
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。
《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。
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-.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-.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
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
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&#8226;℃）
K-辐射板传热系数（W/m2&#8226;℃）；
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
式中λ-加热管上部覆盖层材料的导热系数（W/m&#8226;℃）；
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&#8226;℃）；
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。
（W/m&#8226;℃）
4.9 计算加热管平均间距A
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&#8226;℃）；
K-辐射板传热系数（W/（m2&#8226;℃）；
B-加热管上部覆盖层材料的厚度（m）。
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》（JGJ 142-2004）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。而其他部位管道敷设间距可适当放小。这样可以增大卫生间里地暖管道的敷设长度，增加地暖散热量。同时也能减小管道弯曲部位的局部阻力，降低施工难度。
地暖设计的问题(图)
摘要：如今的地暖很多出现了过热的情况。地暖过热还节能吗？装热表和温度调节阀有必要吗？过热，首当其中的便是设计。本文将从设计谈起，分析地暖过热产生的原因、探讨其解决办法、以及普及热表遇到的问题。
关键字：地暖 负荷 过热 节能
下面先通过热负荷计算的工程实例，从而分析地暖过热产生的原因：
以唐山市丰南区疾病控制中心实验楼为例：
1.工程概况：地点是河北省唐山市丰南区，砖混结构三层，建筑高度10.800米。
2.围护结构的传热系数：
墙体为多孔砖外加贴苯板，传热系数0.792W/(m2.℃)；
门窗为中空玻璃，传热系数2.7W/(m2.℃)
屋顶为现浇混凝土外加贴苯板，传热系数0.49 W/(m2.℃)；
混凝土地面I传热系数0.47 W/(m2.℃)，混凝土地面II传热系数0.23 W/(m2.℃)
3. 建筑面积1154m2；建筑物总热负荷44536.9W；建筑物热指标38.6W/m2。
4.各层热指标：
顶层：边侧49.3W/m2；中间（北）43.2W/m2；中间（南）36.8W/m2；
中间层：边侧35.6W/m2；中间（北）35.3W/m2；中间（南）23.0W/m2；
底层：边侧51.6W/m2；中间（北）42.7W/m2；中间（南）38.0W/m2；
注：1.室外采暖计算温度-10℃，室内18℃。
2.边侧房间62.5m2；中间房间（北）30m2；中间房间（南）30m2；
房间位置及热指标分布图
通过上边的数据我们知道，热指标最小值23.0，对应房间A热负荷690W；最大值51.6，对应房间B热负荷3225W。
如果采用散热量为120W/片的散热器，房间A需要6片（690/120=5.75），房间B需要27片（.88）。
由此可见，采用散热器很容易选择到合适片数的散热器，使得设计热指标接近热负荷，而地暖就不那么好办了……
根据我们上边计算的房间热指标，查《地面辐射供暖技术规程》附录 A就可以计算盘管间距了：
单位地面面积的散热量和向下传热损失
A.1PE-X管单位地面面积的散热量和向下传热损失
(计算条件：加热管公称外径为20mm、填充层厚度为50mm、聚苯乙烯泡沫塑料绝热层厚度20mm、供回水温差10℃)
当地面为水泥或陶瓷、热阻R=0.02（m2.K/W）时，单位地面面积的散热量和向下传热损失见表B.1.1
注意到以下两条：
1.05N1图集77页2.7条规定：加热盘管间距不宜小于300mm。
2.《地面辐射供暖技术规程》低温热水地面辐射供暖系统的供、回水温度应由计算确定，供水温度不应超过60℃。民用建筑供水温度宜采用35～50℃，供回水温差不宜大于10℃。
那好，我们就用水温35～45℃，平均水温40℃的水，间距300，此时的有效传热量是值72.1，而我们需要的最大热指标值是51.6，超过我们需要的39.73%。
相对散热器采暖，这样多余的热量必然导致室内温度偏高，甚至过热的情况。实际工程中，根本不采用这么低温度的热水，一般采用50～40℃热水，室内达到24℃，甚至更高也就不足为奇了。
由此我们可以得出结论，这种地暖是不节能的。其实设计也难做：不按规范、图集设计，图纸在审图机构那是过不了关的。过热的是设计的责任，但应该受到惩罚的是规范，图集。全是不完善的规范，图集惹的祸……
那么地暖到底节能不？
《建筑节能技术实用手册》407页有这样的结论：按北欧的经验，用热计量取热费代替按面积收费的方法可以节约20%～30%。
那么加上热表和温度调节阀不就完了？
好象没这么简单。
在笔者准备买我单位设计的一套住宅的时候，计算过一个大概70平米的房子：同样的户型，如果达到同样的室内设计参数，边户的耗热量是中间住户的1.5倍。就是说边户所交的采暖费将是中间住户的1.5倍。顶层用户所交的采暖费将是中间用户的1.7倍！顶层、边户所交的采暖费将是中间非顶层边户的住户的2倍多。普通老百姓只知道把边冷，殊不知差距如此之大！如果老百姓知道了这些，还会装热表吗？恐怕上访的不会少吧？况且热表还很贵，寿命好象也只有几年，热计量的代价是不是过高了呢？这些问题不解决，普及热表还很晦涩。
而另一方面，室内达到18℃和22℃，热负荷差多少呢？我告诉您：负荷与室内外温度差成正比，室外采暖计算温度-10℃，室内达到18℃，室内外计算温度差28℃；室内达到22℃，室内外计算温度差32℃；相差14%。就是说，同一用户室内达到22℃所交的采暖费将是18℃的1.14倍。和边户相比只不过很少的钱了……
装热表这么费劲，装温度控制阀门还有什么意思呢？
那就顺便说说：说是阀门调节，可是凭感觉毕竟难以控制。即使自动的东西，也难啊-价格的问题，新技术好，但是价格不菲的。况且，再好的阀门也不如管路平衡的好。再说了，很多厂家制造的阀门实在不敢恭维……
那么解决地暖过热的出路在哪里？
可还得装热表和温度调节阀！毕竟绝大多数用户不懂暖通专业的，住在边侧的老百姓不会想到自己为什么吃亏……但是，还是可以装热表，按热取费，毕竟通过经济杠杆可以得到一定的调节；既然多用多花钱，那么多花钱的事没人愿意干。
低温热水地板辐射采暖地面散热量的分析与计算
　　目前，低温热水地板辐射采暖采暖技术在我国北方广大地区得到相当规模的应用，有的地区已形成热点，并编制了地区的技术标准[1～3]。国内外的许多研究人员也针对某一情况下地板板体结构进行了关于传热的数值计算或实验研究，总结了一些宝贵的经验但目前许多企业与地方标准中使用的地板散热量的计算表都来自国外，国内还没有人对其数据的准确性进行认真的分析与校核。从表的内容看，也比较粗糙，没有确切反映管径、板体结构、材质与厚度变化对散热量的影响。国内一些关于地板板采暖传热过程的数值模拟研究大都是把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定值，而实际上它们是地板表面温度和室温的函数，而且地表温度也是不均匀的，这种取定值的做法难以得到可信的结果。
　　针对我国目前对地板采暖复杂传热过程研究还不尽完善的情况，本文用有限单元法对非线性边界条件下各种地面层材料与尺寸地板板体中发生的多介质二维导热问题做了数值及室温等因素对地面散热量影响的宣关系。
2 计算过程的说明　　
　　通常地板采暖的板体结构与外部条件如图1所示，计算中做了如下近似与假定：地板板体内导热是二维问题；板体内各层材料是均质恒物性，相互紧密接触，忽略接触热阻；忽略塑料管的导热热阻；用供回水平均温度代替实际水温；管下部绝热层热阻为无穷大。
　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　
图1　地板板体与外部条件图 　　
1－地面层;　2－找平层;　3－填充层;4－保温层;　qd－对流换热;　qf－辐射换热
图2 传热计算单元
　　基于上述假定，数值模拟的最小单元如图2所示，单元中下边界为绝热层绝热，左边界与右边界分析为管中心垂直面与两管之间的中线，由于对称关系，这两个边界也都为绝热边界条件。为追求数值解尽量精确，本文的计算有下述两个特点；
　　（1）对各种影响因素的变化进行了更全面的计算
　　在上述假定的基础上，影响地面向房间发热量的因素可归结为如下五项：a)水温，b)室内空气与维护结构内表面温度，c)管径，d）管间距，e）地面层构造，构在地面层各种材料的尺寸与导热系数。
　　本文的计算程序可容许上述影响因素在合理的范围内任意变化。特别是实际中可能遇到的各种地面层材质与尺寸均列入了计算范围。这是目前已发表的数值解表格中所见不到的。　　
　　参数的取值范围列于表1。
填充层 λ1=1.28W/(m2&#8226;℃)，δ1=30mm、40mm、50mm
找平层 λ2=1.28W/(m2&#8226;℃)，δ2=20mm
表面层 大理石 λ3=2.91W/(m2&#8226;℃)，δ2=20mm
塑料地板 λ3=0.048W/(m2&#8226;℃)，δ2=3mm
瓷　砖 λ3=1.1W/(m2&#8226;℃)，δ2=10mm
化纤地毯 λ3=0.036W/(m2&#8226;℃)，δ2=10mm
木质地板 λ3=0.14W/(m2&#8226;℃)，δ2=20mm
管间距 100mm、125mm、150mm、175mm、200mm、225mm、250mm、300mm
管　径 Φ16、Φ20、Φ25
室内设计温度 15℃、18℃、20℃、22℃、24℃
供回水平均温度 35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃
　　（2） 对地板上表面与房间的传热即计算单元上表面的边界条件进行了尽可能精确的处理地板上表面以对流与辐射两种方式向房间传热，因此计算单元上表面的边界条件为：
　　式中右端第一项为对流换热量，第二项为辐射换热量，两项相对于温差的变化都是非线性的，特别是辐射换热为高度非线性，而且地表面温度在水平方向上是变化的。本文处理该问题的特点为：（１）许多研究人员在解决此类总是时均将对流与辐射两个系数取为定值并相加，得到综合换热系数再进行计算，这肯定是不准确的。本文对对流与辐射换热分别进行了如实的计算；（2）中如实地使用了单元表面各节点的局部实际温度值，而没有随意平均；（3）在计算对流换热时，没有简单地选取无限大平壁热面朝上的计算公式（传热学基本公式），因为这与实际的有限空间对流换热情况有差别。而是采用了文献[6]的公式（Kilkis法）。经本文比较验证，Kilkis法与传热学基本公式法的计算结果当地表温度在20～40℃之间的时虽然比较接近，但还是有一定差别；（4）慎重选取了与辐射换热有关的房间内非加热表面的面积权重平均温度。
　　该温度依赖于室内外空气温度、内墙与外墙的面积比、墙、窗的结构与尺寸和室外风速等因素，通常很难确定。国内研究人员在解决这个问题时一般设定非加热表面的面积权重平均温度与室温相等或者按照文献[8]的方法进行计算，但后者需要设定非加热面的传热系数、与加热房间相邻空间的室内温度、室内诸非加热面的表面积等不确定因素，计算起来也很不方便。国外研究人员Zmeureanu等[10]曾于1987年提出了详细的数值计算方法，但用来计算则很麻烦。Kilkis[6]于1990年提出了以用于实际设计为目的的简化表达式，但公式的应用条件是室外温度高于-20℃，而对于我国东北地区这个公式的使用会受到限制。要文作者经多方查阅书籍与实验考证，决定采用文献[9]中的结论：对于一个房间有正常外窗外门时，可以认为该温度比室内空气温度低2°F（1.1℃）。
3 计算结果
　　低温热水地板辐射采暖的对流换热量大致占总换热量的33%～51%。利用本文方法，作者已取得了关于地板板体在不同工况下的大量计算数据，并已做出不同变量搭配的大量计算表格，这些表格可作为修订标准时的参考，篇幅所限，容另行介绍。本文给出反映各影响因素与散热量关系图，如图3～8所示，篇幅关系，不再说明。
图3 板体内温度分布趋势图
图4 地板板体表面温度表分析图
图5 热流密度与水温的关系
(s=100mm, d=16mm, δ2=50mm, 地面层为大理石)
图6 热流密度与管间距之间的关系
(tp=45℃，tn=18℃，δ1=50mm, 地面层为大理石)
图7 热流密度与填充度的关系 　　
(tn=18℃，s=50mm, d=16mm, tp=45℃)
图8 热流密度与管间的关系 　　
(tn=18℃，s=50mm, 地面层为木质地板δ1=50mm )
热水地面辐射供暖系统设计中的几个问题
热水地面辐射供暖系统由于具有舒适、卫生、节能、不影响室内观感和不占用室内面积与空间等显著的优点，在三北地区的住宅和公共建筑中，得到了越来越广泛地应用，但在设计方法上还存在很多不完善的地方。如何合理设计，更好的发挥该系统的优势，是设计人员所关心的问题。本文根据设计实践经验，对设计过程中普遍关心的几个关键问题进行了分析与探讨。
2 关于设计计算方法
地面辐射供暖系统的设计计算方法，即指如何根据地面所需散热量、热媒温度及地面结构以及加热管类型，确定加热管的敷设间距。
目前国内的计算方法，究其出处主要有以下两种来源：（1）算法一：欧洲算法，目前国内已有的地面辐射供暖技术规程中的数据均来自此算法。（2）算法二：ASHREA手册提供的计算方法。
2.1　算法一：欧洲算法
该算法是建立在欧洲标准EN1264：《地面供暖系统与部件》（Floor heating systems and components）基础上的，德国、英国等欧洲国家均采用此算法。该算法简述如下：
2.1.1　假设条件：
（1）单位地面散热量满足下列关系：q=8.92(θpj-θi)1.1
（2）当地面无覆盖层（覆盖层热阻Rλ,B=0）时，通过地板向下传热的损失假定为10%。
2.1.2　单位地面面积散热量q采用下式计算：
其中：对数平均温差△θH。
θv----供水温度 ℃
θR----回水温度 ℃
θi--- 室内空气温度 ℃
：填充层修正系数； ：管间距修正系数；
：覆盖层修正系数；
：管外径修正系数；
=1-T/0.075 (0.05m≤T≤0.375m) T：管间距 m
=100(0.045-su) (su≥0.015m) Su：加热管上部覆盖层厚度 m
=250(D-0.020) (0.010m≤D≤0.030m) D：加热管外径 m
当管间距T>0.375m时，q可近似按下式修正：
q=q0.375*0.375/T
上述修正系数可根据地面的实际结构（面层材料、加热管规格及间距、填充层厚度等）由相应表格中查得。
2.2　算法二：ASHREA手册算法
不同于欧洲算法，该算法是建立在基本传热公式基础上的。2000年ASHRAE手册中给出了加热管外表面平均温度以及管内平均水温的公式，可用于地面辐射供暖的设计计算。地面辐射供暖系统热水平均温度可按以下公式计算：
式中：q—单位平板面积的散热量，W/m2
qb—平板背面传热损失（四周的热损失忽略不计），W/m2
M—管间距，m
rt—管壁热阻， m.k/W
（如果是电缆，rt=0；若是金属管，rt≈1/h.Di）
td—加热管表面平均温度，℃
ta—室内空气温度，℃
tp—地面的表面平均温度，℃
2W—管间净距，M- Do，m
η—肋片效率，该值与地板结构及相应热阻有关，可通过计算获得。
Do—管外径，m
rp—平板热阻，
rs—管与板的接触热阻，m.k/W，对于埋地管道rs=0
rc—地板面层热阻，m2.k/W
从上述公式中的各影响参数可见，该方法既适用于地面供暖同时也适用于各种形式的平板供冷与供热（包括发热电缆）。设计者可对任意形式的辐射供冷（供热）系统进行设计计算，对平板背面传热损失无任何限制，可根据绝热层实际导热系数及厚度经计算确定。
2.3　两种算法计算结果的比较
2.3.1　算例及其计算结果
算例：De20×2（外径x壁厚）的PE-X管，30mm厚聚苯乙烯泡沫塑料保温层（其热阻值满足欧洲算法的假设条件（2）之要求），填充层厚度60 mm ，设计室温18℃，加热管间距250mm，计算单位地面面积散热量及向下传热损失。
（1）热媒平均温度为45℃时，单位地面面积散热量及向下传热损失如表2.3.1－1：
表2.3.1－1
地面层热阻
（m2.K/W） 算法 单位地面面积散热量Qu
（W/m2） 向下传热损失Qd
（W/m2） Qd/Qu（％）
0.02 算法一 110.2 未知 　
算法二 140 25.9 18.5
0.15 算法一 66.8 未知 　
算法二 80.7 27.6 34.2
（2）地面层热阻为0.02（m2.K/W）时，单位地面面积散热量及向下传热损失如表2.3.1－2：
表2.3.1－2
热媒平均温度
（℃） 算法 单位地面面积散热量Qu
（W/m2） 向下传热损失Qd
（W/m2） Qd/Qu（％）
45 算法一 110.2 未知 　
算法二 140 25.9 18.5
35 算法一 69.1 未知 　
算法二 83.1 17.2 20.7
2.3.2　计算结果分析
（1） 由表2.3.1－1、表2.3.1－2可见，算法一计算结果均小于算法二，前者平均为后者的80％。说明两种算法，由于其计算方法不同，其计算结果相差较大。同样条件下，算法一计算结果小，说明算法一安全系数比较大。
（2） 由表2.3.1－1、表2.3.1－2可见，在30mm厚聚苯乙烯泡沫塑料保温层的条件下，向下传热损失已接近地面散热量的20％，且其值随着面层热阻的增加、水温的降低而增加。说明地面辐射供暖系统设计计算时，向下传热损失量是不可忽视的，应加以考虑。
2.4　综合分析，
2.4.1　与算法一相比，算法二通用性好，适用于任何形式的平板辐射供暖（供冷）系统的计算，对所计算系统无假设条件限制，而且可同时计算向下传热损失。就计算方法本身而言，算法二是目前相对比较完善的方法。
2.4.2　鉴于国内地面辐射供暖系统的实际应用普遍存在过热现象分析，一方面是由于系统缺乏控制，同时设计富裕量过大也是导致过热现象的主要原因。算法二的计算结果应更符合实际。
3 关于户内系统阻力损失
通常地面辐射供暖系统的阻力损失要大于散热器采暖系统，究竟大多少？局部阻力与沿程阻力的比例如何？这是设计人员普遍关心的问题。下面将通过实际计算，分析地面辐射供暖系统的阻力损失。
3.1　算例：房间地面面积30 m2，假定单位热负荷为70W/m2、供回水温差10℃，则该房间热负荷为2100W，热媒流量为180.6kg/h。以De20×2的PE-X管为例，假定加热管间距200mm。
（1） 沿程阻力损失⊿Pl
假定房间可敷设加热管的地面面积22 m2，若不考虑弯头部分的差别，管长可按下式计算：
L-----加热管管长 m
A-----敷设加热管的地面面积 m2
T------加热管间距 mm
经计算，加热管长度为110米，假设分、集水器到房间的加热管长度（供回）为10 米，则加热管总长度为120米。由塑料管水力计算表可查得，此时热媒流速υ为0.25m/s、沿程比摩阻为85.86（Pa/m），则沿程阻力⊿Pl为46.7x120=10303（Pa）。
（2） 局部阻力损失⊿Pj
按上述条件，加热管布置形式可如图3.1所示。
由 图3.1可计算.房间内有900弯头38个。
表3.1 局部阻力系数汇总表
管路附件 局部阻力系数ξ① 个数 局部阻力系数之和∑ξ 备 注
900弯头 0.5 46 23 假设房间至分集水器有900弯头有8个
突然扩大 1.0 1 1 　
突然缩小 0.5 1 0.5 　
压紧螺母连接件
1.5 2 3 　
供回水阀门
0.5 2 1 　
Y型除污器 2.2 1 2.2 　
　 30.7 　
注①引自俄罗斯1999年出版的设计与施工规范《采用交联铝塑复合管供暖系统的设计与安装》
局部阻力可按下式计算：
⊿Pj=∑ξ.ρυ2/2 Pa
式中∑ξ―――局部阻力系数之和 ∑ξ＝30.7
ρ—――水的密度（㎏／m3）；ρ＝1000
υ—――水的流速（m/s）；υ＝0.25
局部阻力⊿Pj＝959 Pa
（3） 户内系统总阻力损失⊿P
⊿P=⊿Pl+⊿Pj=11262 Pa
局部阻力⊿Pj占系统总阻力损失⊿P的8.5％。
若考虑恒温阀（一般压降为10－20kPa）、热量表（一般压降为10－15kPa），则系统总阻力损失可达到30－50 kPa。
（1） 地面辐射供暖系统因舒适性的要求，供水温度及供回水温差均小于散热器采暖系统，同等供热条件下，其系统流量为散热器系统的2－3倍。因此，选用更符合实际的设计计算方法，从设计上避免系统过热想象，对降低地面辐射供暖系统的综合费用，减少其初投资是非常必要的。
（2） 地面辐射供暖系统户内系统总阻力损失应在10kPa左右。若考虑恒温阀.、热量表.，则系统总阻力损失可达到30－50 kPa。本文计算工况偏于不利工况，对面积较小或热负荷较小的房间，其对应环路的阻力损失相应也小，适当增加户内系统总阻力损失，利于变流量系统的调节与稳定。
（3） 仅就加热管的阻力损失而言，其局部阻力占户内系统总阻力损失的比例不超过10％。
低温地板辐射采暖设计常见问题探析
低温地板辐射采暖系统，以其室内温度均匀性好，舒适性好，温度梯度小，符合人体生理要求及不影响室内使用面积等优点，受到人们普遍欢迎，广泛应用于别墅、住宅、宾馆大堂、游泳池馆等场所，尤其别墅和住宅使用更为普遍。
地板辐射采暖与传统散热器或空调送风采暖在传热原理上有所不同，前者辐射所占比例大，而后者则以对流方式为主，因此两种方式房间得热有所不同，系统设计也有诸多不同之处。
笔者调研了一些低温地板辐射采暖工程，发现存在许多问题，以下几种情况比较普遍：（1）室内偏热；（2）地面温度偏高；（3）地面温度分布不均匀等。经过了解发现设计中存在一些问题，下面对这些情况做一分析。
1 室内温感偏高
出现这种情况主要由以下原因引起。
一是负荷确定时未考虑辐射采暖与对流采暖的区别，直接将对流采暖负荷作为辐射采暖负荷进行计算。相同条件下，辐射采暖时壁面温度比对流采暖时高，减少了墙壁对人体的冷辐射，而人对室内热环境的感受常以实感温度来衡量，实感温度可比室内环境温度高2~3℃，因此在保持相同舒适感的情况下，辐射采暖室内空气温度可比对流采暖时低2~3℃或在负荷计算时取对流采暖热负荷的0.9~0.95（对于全面辐射供暖来说）。
在计算采暖热负荷时没有考虑上层地板向下的传热量，也是造成室内温度升高室内环境偏热的原因。
二是有的设计人员按参考资料提供的地板散热量直接查取管间距，甚至根据经验确定管间距，而忽略了其适用条件。如文献[1]中给出了加热管为铝塑复合管或塑料管，公称外径为20mm，填充层厚度为60mm，供回水温差为10℃时，不同加热管间距和不同平均水温时的地板散热量。当填充层厚度改变时，如改为55mm，地面层热阻减小，地板散热量加大，从而使室内温度升高，室内偏热。同理，供回水温差的改变，管间距的增减，管内平均水温的变化，也将影响地板散热量的大小。如某工程设计时供回水温度为50℃/40℃，室内温度为18℃，管间距为250mm，地面层为木地板，地板散热量约89w/m2。由于某种原因供回水温度改为55℃/45℃,供回水温差没有变，施工时未做变更，结果实际运行时，室内温度却高达23~24℃，温升约5~6℃，地表温度也升高了5℃左右。
因此设计时应进行细致的计算，否则不仅偏离设计要求，而且也将浪费能源。
2 地面温度偏高
地面温度过高，长久之后人体也会感到不适，而且对地面覆盖物也有一定影响，因此根据卫生要求、人体热舒适性条件和房间用途，对地面温度做了一些规定。地板辐射采暖时地板表面平均温度tb与加热管的管径d、管间距s、加热管埋深h、地板导热系数λ、供回水平均温度ｔｐ和室内温度ｔｎ有关，即
ｔｂ＝ｆｄ，ｓ，ｈ，λｔｐｔｎ
由于地板单位面积散热量ｑ与单位面积埋管的散热量有关，即与ｄ、ｓ、ｈ、λ、ｔｐ有关，则有
ｑ＝ｇ ｄ ｓ ｈ λｔｐ　
因此得出近似公式
ｔｂ＝ｔｎ＋９（ｑ/１００）０．９０９
由上述公式可以知道影响地面温度的因素。在工程中引起地面温度偏高的直接原因主要有以下几个方面。
ａ　负荷偏大
如１中所述，由于多种原因，造成设计热负荷偏大。由于室内热负荷偏大，将使地板单位面积散热量ｑ增加，根据式（３）可知，地板表面平均温度ｔｂ也增大。
ｂ　供回水平均温度偏大
由１中的例子可知，当供回水平均温度ｔｐ升高时，室内温度升高，地表温度也升高。
ｃ　埋管深度不够
有些房地产开发商为了降低房屋造价，将层高减小，用户为了保证室内足够的净高，有的采用减小加热管埋深的做法。由于埋深ｈ减小，使地板热阻减小，而且单位面积地板散热量ｑ增加了，从而使得地面温度ｔｐ偏高。如图1所示，图中实线为等温线，虚线为热流线。由图可知，埋深h越小，地面温度tb越接近加热管温度。
3 地面温度分布不均匀
地面温度分布均匀程度主要受埋管深度h、管间距s大小、布管方式等影响。
3.1 埋管深度与管间距
如图1所示，沿热流线方向填充层的热阻是变化的，这样使得辐射板表面是不等温面，管顶所对应的地面温度tb最高，当相邻两加热管中的热水温度相等（t1=t2）时，两管中间处的地面温度tS/2最低。埋深h越小，tb-tS/2越大，地面温度分布越不均匀。因此埋深减小不仅导致地面温度偏高，而且使地面温度分布也不均匀。
在图1中，当管间距s增大时，两管间叠加强度减小，tS/2减小，tb-tS/2将增大，地面温度分布更加不均匀。为了保证地面温度分布均匀性，工程中一般限定管间距不宜大于300mm。当地面散热量大时，即使管间距为300mm也显得过密，此时可通过调整加热管水流量，水温等来适应要求。
总之，管间距越小，埋深越大，地板表面温度越均匀，因此设计时应注意这一点。
3.2 布管方式
沿加热管水流方向，水温逐渐降低。图1表示了两管内水温相等的情况，当两管内水温不等时，如t1>t2，则等温线和热流线分布如图2所示，
温度最低值不在s/2处，而是偏向温度较低的一侧。地板辐射采暖常用的布管方式有平行排管式，蛇形排管式及回字形盘管式，如图3所示。图中表示了各种布管方式地板表面温度变化情况。第一种方式地板表面平均温度沿水的流程方向逐步均匀降低；第二种方式地板表面温度在小面积上波动大，但平均温度分布较均匀。第三种方式辐射板表面平均温度也是沿水的流程波动，如果布置合理，辐射板表面平均温度波动将很小，温度分布更均匀。
三种布管方式地面温度分布与波动情况是不一样的，房间内具体采用何种方式应根据房间用途，房间热工热性，遵循温度均匀分布原则而定。
3.3 其他情况
由于沿外窗或外墙侧热损失较大，一般将高温管段优先布置在该处，或在沿外窗外墙一定范围内布管密些，即缩小管间距。这一点工程设计中基本注意了，但个别工程在这些地方布管过密，沿外窗外墙侧地面温度偏高，加大了热损失。
对于局部区域温度过高的情况（如加热管出口处温度较高，而且布管较密），当对该处地面温度有要求时，应在加热管上方加装隔热板。这是工程中常出现的问题，由于布水器有多个分支管，且出口间距一般为80~100mm，因此出口处地面温度往往偏高，有的甚至超过规定温度，对地面材料产生了一定破坏，因此设计中应注意。
综合以上诸多问题，多是由于设计中没考虑辐射采暖的特点而造成的。地板辐射采暖设计看似简单，实际设计中需综合考虑室内温度、地面温度高低、地面温度分布均匀性等的要求，以及相互之间的关系。室内温度与地面温度以及地板散热量有很强的耦合性，某一者的变化将引起其他量的连锁变化。
假设：已知地板做法；加热管选用铝塑复合管（XPAP）、交联聚乙烯管（PEX）或三型聚丙烯管（PP-C）。
设计中可遵循以下步骤:
a) 计算热负荷，根据辐射采暖特点，确定出房间实际需热量；
b) 根据已知条件，如建筑面积、地面结构及材料、室内温度要求以及房间要求的地面温度范围，确定地板散热量q。
c) 根据散热量q、室内温度tn、供回水温度tg/th、地板热阻R，并假定加热管管径d，初步确定管间距s。
若管间距s≤300mm，则进行下一步；若不满足，首先调整供回水温度（在温差不变的前提下），重新计算管间距s，直至合适为止。
d) 根据房间布置情况，并在保证单管长L≤120m的条件下，确定支管数，根据房间用途及热工特性，遵循温度均匀分布的原则进行布管。布管时应注意尽量使各并联管路平衡。
e)计算各支管水量G，校核系统阻力是否平衡，注意管内的流速V不应低于0.25m/s。
a) 低温地板辐射采暖是以辐射传热为主的采暖方式，因此热负荷计算时应与对流采暖方式加以区别。
b) 室内温度、地面温度及地表面散热量有很强的耦合关系，注意某个量的变化将引起其他量的相应变化。
c) 管路布置时应注意保证地面温度分布均匀。
总之，低温地板辐射采暖系统设计应认真计算，不应简单按经验套用，否则一方面将造成室内不舒适，另一方面造成能源的浪费。
低温热水地板辐射采暖技术的应用
　　随着人民生活水平的不断提高，大居室、落地窗已逐步进入家庭，而家庭装饰已十分普遍，装修时暖气片一般都加装饰罩，这不仅影响30%的散热量，同时也将损失最为宝贵的居室实际面积6～10%，也就是说一个100平方米的居室由于放置和装饰散热器，将白白损失6～10平方米的居室面积。这还不包括因装修暖气片而需要的装修材料费用及人工费，而选用地热采暖就可以全部节省这笔费用。
　　在我国，地暖技术的应用虽然不久，但由于比传统的地热方式——对流散热器采暖具有先进性、安全性、节约能源，低温热水地板辐射采暖是一种被认为最舒适的采暖方式，在国内正得到大力的推广应用。
　　目前不仅北京的北辰汇欣公寓、曙光小区、万科城市花园、天秀花园、嘉浩别墅、兴涛小区；呼和浩特东苑大型居住区；天津中乒公寓、哈尔滨花园村宾馆、远东广场；新疆医学院第一附属医院等诸多住宅小区皆采用了新型节能型的低温热水地板辐射采暖装置，还有南方的沿海大城市如上海，广东、福建等地区和城市为了改善居室“夏潮冬冷”的不良居住环境，也纷纷采用了地热地板低温辐射采暖装置。
所谓低温地板辐射采暖（low-temperature hot water floor radiant heating）是以不高于70℃的热水作热媒，将加热管埋设在地板中的低温辐射供暖。它通过埋设于地板内的管材把地板加热，均匀地向室内辐射热量，具有热性能稳定、室温均匀、舒适、节能、免维护、管理方便等特点，是一种极为理想的供暖方式。就此，它广泛适用于高档住宅、宾馆、商场、医院、幼儿园、疗养院、办公楼、展览馆、娱乐场所，特殊条件需要的厂房、畜牧业、养殖大棚以及大跨度和矮窗建筑物的采暖。
　　地板辐射采暖系统由于取消了传统供暖零乱、裸露、占用空间影响美观的管路和暖气片等设施，增加了室内可利用的面积，使居室显得宽敞明亮。这种供暖系统运行无噪音，同时不宜造成污染空气对流，室内十分洁净，有利于人体的健康。这种采暖方式还可以改善血液循环，促进新陈代谢，起到保健的作用。古人常说“寒头暖足，胜吃药”。人的足部、腿部距离心脏最远，是最易受到寒邪侵袭的肢体，特别是严冬的季节，双足倍感寒冷，因而有“寒从脚起”之说。所以足部的保暖对身体的健康起着很重要的作用，地板采暖正是有这种兼有养身保健而先进的供暖方式，正被国内外广泛应用，它将成为国内今后大规模开发城市住宅中，建筑物内供热采暖的一种主要方式，应用前景十分广阔。
那么，低温地板辐射采暖究竟有哪些优点呢？
1、高效节能辐射采暖低温传送，比正常的散热器节能,例如以常见的暖气(大60型)比较,在标准温度70-95度,室温18度情况下,一组暖气的散热为360大卡,可供4平方米的面积,即一平方米可利用热量90大卡, 低温地板辐射则在相同的室温下,水温在55度情况下,每平方米的散热量可达185大卡,在节能低度温水的情况下,比暖气每平方米高95大卡;
2、节省空间不占使用面积，使居室有效使用面积增大，便于装修和家具布置，美化居室，节省二次装修费用。
3、保健、卫生、舒适室内地表温度均匀，室温由下而上逐渐递减，给人以头爽脚暖的良好感觉，不会导致室内空气对流所产生的尘埃飞扬，可减少墙面物品或空气污染，消除了散热设备和管道积尘及挥发的异味，室内十分洁净。
4、热稳定性好，有蓄热功能由于地面及混凝土层蓄热量大，热稳定性好，在间歇供暖的条件下，室内温度变化小。
5、温度变化均匀高空间的展厅按传统供暖方式，靠外墙仅能布置有限数量的暖气片。同时，由于举架高，热空气上升，势必造成上热下冷，很难保证改造地带的室温。低温地板辐射采暖方式则较好地解决了这一难题。这种供暖方式是将加热管道埋在地下，提高地表面温度，向室内散热，从而，在1.8m以下形成一个热气层。这样既能保证室温，又能使全厅温度分布均匀。
6、减少楼层噪音由于地暖特殊的地面构造，热媒介质在盘管中流速较低，且保温层起了隔音的作用，大大减少了上下层的噪音干扰。
7、使用简便，高兼容低温地板辐射采暖操作管理简单，安全可靠，经济实用，维修费用低，可以在分集水器上设置特殊装置，对用户进行有效控制和强制性收费，也可以在分集水器上安装热量计量表，对用户进行热量计量，单独计费，并通过调节分集水器上的控制阀门，方便地调节室内温度。
8、简便耐用，寿命长地热管材地下整体铺设，无接口，无渗漏，原材料经国家标准实验，连续使用寿命50年以上。
正因为具备了上述的优点，使低温地板辐射采暖在国外得到广泛应用。它不仅大量应用于宾馆、商店等大型建筑物内，同时也普遍应用于住宅，目前国内也已相继在住宅、公寓、办公楼内施工使用。
低温地板辐射采暖其主要的施工规程：
１、根据房间的一些技术参数，对房间的热负荷Q进行计算；
２、根据计算出的热负荷，以及房间地面有效散热面积，计算地板面积所需有效散热量；
３、根据计算出的房间有效散热量，查相关表格确定铺设地热管的间距；
４、根据各地区的实际情况，以及对管内安全流速的要求，对计算值进行校核，直至达到满足室内所需温度；
５、对建筑施工图纸进行布管，即CAD程序的完成部分。
二、根据设计图纸及其它技术文件进行现场施工
１、防潮层、绝热层、保护层、钢丝网、加热管、现浇层、防水层、干硬性水泥砂浆、地面装饰层；
２、检验、调试与验收；
２.１　集配装置安装完毕，进行试压，即进行水压试验；
２.２　调节每一通路水温达到正常范围；
２.３　竣工验收应具备各项检验记录。
　　曾经有人对低温地板辐射采暖的前景，非常看好。在北方地区，150个供暖日中，仅有2.5天达到健康湿度，室内平均湿度仅为15%RH，另据相关部门研究显示，北方住宅室内空气污染严重，有的甚至是室外的5倍或 10倍，所以我们可以断言——北方人缺少洁净而湿润的空气。而地板辐射供暖系统的优点克服了这一缺陷：“寒冷季节提供温暖、舒适的环境；潮湿的季节可除房间潮气，防止室内发霉”。所以，它符合居民的习惯，发展的速度会很快。由于供暖运行没有污染，分室温度调节灵敏，不存在跑、冒、滴、漏的隐患。 而且采暖方式很舒适，其在后期管理上也有极大的优势，使分户热计量及合理供暖收费得以实现。
　　要使低温地板辐射采暖效果达到更好，选择管材也是其中重要的环节。
　　低温地板辐射采暖的普及，得意于塑料管的成功应用。塑料管材有十几种，能用于地暖的并不多。选择时应注意以下几点：
１、耐老化性能好
　　因为建筑质量是百年大计，而地热管埋于地板下，不可能几年维修一次，所以使用的管材寿命应为50年为宜。要保证50年的使用寿命，管材必须选用好的。一般来说满载保证50年的使用期中，管材在20℃下运行的累计时间约为2.5年，40℃约为20年，60℃约为25年，70℃为2.5年。因此，所用管材必须是经过 200℃以下，氧化诱导期大于0.14小时或110℃稳定性大于8760小时（365天）时，才可以在70℃下使用50年。
２、施工性能好
　　低温地板辐射采暖是把塑料管材盘埋于地下，不靠任何机具对管材进行弯曲施工，管材弯曲后又不得给管材自身形成伤害，因此所选管材必须弹性模量居适中，低温韧性好，施工环境温度不小于5℃。目前用于热水地暖的管材最成功的有以下几种：
２.１　PEX管（交联高密度聚乙烯）
　　外径16mm，壁厚2.0mm，水温82.5oC，水压为1.0MPa，使用寿命可达50年以上。在欧洲热水地暖市场上，PEX管占有率为75％以上，1997年号耗量为30万公里（８万吨）。
２.２　PE-RT管(耐高温非交联聚乙烯管)
　　这是一种新产品，近年每年以15％以上的比率增长，预测今后几年用量将远远超过PEX管。公称外径16mm，壁厚2.0mm，在工作温度为70oC，压力为0.8MPa条件下，管道可安全使用50年以上。
２.３　带有阻氧层的PB管(聚乙烯管)
　　这是最早用于热水地暖的一种材料。外径、壁厚于上述两种相同，水温70oC，水压为1.5MPa，寿命也可达50年。但由于这种管材最娇气，在欧洲市场，其占有率多年徘徊在11％左右。
　　值得说明的是，铝塑复合管（即PAP管）除可用于给排水管和燃气输送，以及抗紫外线、抗屏蔽管外，也具有与PE-RT管材相同的耐腐蚀、不结垢、阻力小等特点，同样可适用于埋地敷设，适合应用于低温采暖系统。
　　目前，管道布置形式较常采用的有S型和回字型。
　　具体的回路可按采暖房间划分。每个回路的管道长度以80～100m为宜，各个环路的长度和阻力应基本相等，管与管之间的间距根据热负荷大小控制在100～300mm之间，靠近外墙处应密一些；每户应设置一个分集水器，按回路数选择分集水器的管头数，在分集水器上装有阀门，以便对每一个回路进行调节，而在分集水器的总管上可以安装温控装置和热量计量装置，以实现整个供暖系统分户温度控制和计量收费。此外，如果将低温辐射地板采暖系统与家用壁挂燃油（气）炉、离子反应器等结合，则可以设计成分户独立式采暖系统，并可以直接在燃油（气）炉上调节水温。
管材的安装与维护
　　讨论低温地板辐射采暖的使用寿命，孤立地讨论管材的使用寿命，没有意义，管材必须连接管道才可以使用，因此，地板辐射采暖的使用寿命取决于管道的使用寿命，管道的施工尤为重要，正确的方法应为：
１．搬运和安装管材时，不得将管材表面划伤．咯伤；
２．管材应铺设在柔软有一定弹性的表面上，而不得有硬锐凸起物；
３．一夹接式为好，而少用插接式连接；
４．管道的固定以塑料管卡为佳；
５．地热管道的填充层应为卵石混凝土，不应用碎石混凝土，填充层的浇捣严禁用机械振捣；
６、已做好的低温地暖，严禁在地面上剔凿钉钉．打洞或堆放热物；
7、在地热系统安装完毕后，至少两到三个月再铺装地板，这样可以使地面完全干燥；
　　总之，从室内空间、加热能力、初投资、动态调节、热舒适性等方面，经过对比分析，低温地板辐射采暖被认为是最具有天然优势，更适宜推广分户计量供暖，在我国的供热体制改革中引起特别注意的采暖方式。
　　供热系统的按户计量是供热发展的最终方向，是解决供热收费难和实现节能的唯一出路。目前，我国对集中供热按户计量的研究刚刚起步，对具体计量方式的研究尚处于摸索阶段。而低温地板辐射采暖作为国内的一种新兴供暖方式，在让人们接受的同时，是否能适应我国的供热改革--供暖单户计量，这是能否延续发展的最终力量。而事实证明，低温地板辐射采暖较散热器供暖在集中供热分户计量中占有绝对优势，其节能、舒适、易控制调节的天然优点，正是供暖单户计量要解决的问题与目的。
采暖供热设备的估算方法
供暖系统由锅炉、供热管道、散热器三部分组成。
建筑物的耗热量和散热器的确定以及供热管道管径和系统压力损失的计算是一项周密细致和复杂的设计过程。一般由设计部门暖通设计人员承担。但是对于我们咨询行业要为某业主在初建、扩建或可研阶段，对供热设备（散热器、管道、锅炉）的选型，造价作出估算及验算供热管道和锅炉的负荷或在施工中需要作局部变更，或需编制供暖锅炉的耗煤计划，常因缺乏数据而不能进行工作，况且这些零星琐碎的工作也不便给设计部门增添麻烦。
为解决上述问题，本人根据从事暖通专业工作多年的经验，特撰写此文，仅供从事咨询工作的人员参考。
一、建筑物的供热指标（q0）
供热指标是在当地室外采暖计算温度下，每平方米建筑面积维持在设计规定的室内温度下供暖，每平方米所消耗的热量（W/m2）。
在没有设计文件不能详细计算建筑物耗热量，只知道总建筑面积的情况下，可用此指标估算供暖设备，概略地确定系统的投资，q0值详见表-1。
各类型建筑物热指标及采暖系统所需散热器的片数 表-1
建筑物类型 qo(W/m2) 1片/m2(热水采暖) 1片/m2(低压蒸气采暖)
1 多层住宅 60 0.652 不宜采用
2 单层住宅 95 1.032 0.779
3 办公楼、学校 70 0.761 不宜采用
4 影剧院 105 1.141 0.861
5 医院、幼儿园 70 0.761 不宜采用
6 旅馆 65 0.707 0.533
7 图书馆 60 0.652 0.492
8 商店 75 0.815 0.615
9 浴室 140 1.522 1.148
10 高级宾馆 145 1.576 1.189
11 大礼堂、体育馆 140 1.522 1.148
12 食堂、餐厅 130 1.413 1.066
说明：1).此表散热器是恒定在64.5℃温差情况下的数量。
2).此表所列散热器片数可根据q0的变更作相应修正。
二、散热器散热量及数量的估算
1. 以四柱640型散热器为准，采暖供回水温度95-70℃
热水采暖时，一片散热器的Q值为：
Q水=K×F×Δt=7.13×0.20×64.5=92(W/片)
式中：K=3.663Δt0.16
K=3.663×( -18)0.16=7.13W/m2&#8226;℃
当采用低压蒸汽采暖时：
Q汽= K×F×Δt =7.41×0.20×(100-18)=122(W/片)
式中：K=3.663Δt0.16
K=3.663×(100-18)0.16=7.41W/m2&#8226;℃
根据热平衡原理，将建筑物热指标和所需散热器片数列表1（以四柱640型为准）。
2．各种散热器之间的换算
若需将四柱640型散热器改为其它类型的散热器其片数转换可按下式：K1×F1×Δt= K2×F2×Δt即K1×F1= K2×F2进行换算。
3．房间内散热器数量的调整
1）.朝向修正：朝南房间减一片，朝北房间加一片；既面积、窗墙比相同的两个房间，南、北向相差2片。
2）.窗墙比修正：有门窗的房间比只有窗无外门面积、朝向均相同的房间多2片。
3）.角隅房间（具有两面外墙的房间）：按估算数附加100%。
散热器数量经过修正后，可根据适用、经济、美观的要求，选用所需散热器型号，并用互换公式换算所需订购的散热器数量。
4）.如要求相对精确，散热器片数的确定，可参见暖通设计手册或其它有关资料。
三 、供暖管道的估算
1．供暖管道的布置形式：
供暖管道布置形式多种多样，按干管位置分上供下回、下供下回和中供式，按立管又分双管和单管，单管又有垂直与水平串联之别，蒸汽采暖又有干式与湿式回水之分等等。根据介质流经各环路的路程是否相等，还可分为：
1）.异程式：介质流经各环路的路程不相等，近环路阻力小，流量大，其散热器会产生过热，远环路阻力大，流量小，散热器将出现偏冷现象；中环路散热器温度适合，特别是在环路较多的大系统中，这种热的不平衡现象更易发生，且难调节。但异程系统能节约管材，但采暖系统作用半径小。
2）.同程式：介质流过各环路的路程大体一致，各环路阻力几乎相等，易于达到水力平衡，因而流量分配也比较均匀，不致象异程系统那样产生热不均匀现象。但同程系统比异程系统多用管材。但调试简单方便，供热安全可靠，建议采用同程采暖系统为最佳选择。
2．采暖管道的估算
1）.采暖管道管径的估算是根据允许单位摩擦阻力（热水采暖R=80-120Pa/m；蒸气采暖R=60Pa/m和不超过管内热媒流动的最大允许流速来确定的（见表-2、表-3、表-4）。管径估算表中Q、W、R、N值为常用估算值，而Qmax、Wmax、Rmax、Nmax值为最大值，适用于距锅炉房近，作用半径小，环路小的采暖系统。
2）.利用此表可按管道负担的散热器片数迅速决定管径，也可用于系统局部变更或检验管道是否超负荷。
3）.根据低压蒸气管与凝结水管同径热负荷的比较，DN70以下的蒸气管所用的凝结水管比蒸气管<1号；DN70以上的蒸气管所用的凝结水管比蒸气管<2号。
四 、供暖系统压力损失的估算
ΣH水=1.1Σ(RL+Z) Pa
ΣH汽=1.1Σ(RL+Z)+2000 Pa
式中：R—单位管长度沿程压力损失，按100Pa/m估算。
1.1—因施工增加阻力和计算误差等因素考虑的系数。
热水采暖系统管径估算表 表-2
DN(mm) Q Qmax R Rmax V Vmax N Nmax
W Pa/m m/s 负担四柱640型散热器片数
120.48 297.13 0.29 0.46 63 101
20 1.37×104 2.33×104 131.30 367.88 0.37 0.64 146 253
2.44×104 4.80×104 116.17 431.98 0.41 0.81 265 518
32 5.23×104 10.47×104 118.39 458.80 0.51 1.01 568 1112
8.43×104 20.93×104 146.89 876.83 0.62 1.54 916 2275
50 17.44×104 34.88×104 159.85 625.46 0.77 1.54
65 33.43×104 55.23×104 156.36 420.44 0.89 1..48
80 58.14×104 81.40×104 192.70 401.26 1.11 1.61
100 98.83×104 151.16×104 130.73 302.46 1.09 1.66
125 168.61×104 203.49×104 124.48 180.44 1.22 1.47
150 261.63×104 261.63×104 119.44 119.44 1.33 1.33
说明：此表t=95℃、r=983.248kg/m3、K=0.2mm
低压蒸气采暖系统管径估算表 表-3
DN(mm) Q Qmax R Rmax V Vmax N
W Pa/m m/s 负担四柱640型散热器片数
84 5.1 7.6 10
80 6.2 9 22
25 ×104 35 90 6.9 11.2 39
32 2.4×104 3.0×104 47 73 9.6 12 98
40 3.2×104 4.4×104 40 76 9.7 13.4 137
50 6.5×104 8.5×104 43 73 11.8 15.5 270
65 13×104 15×104 46 61 14.4 16.6 539
80 19×104 22×104 39 53 14.8 17.2 784
100 32×104 36×104 37 46 16.4 18.5 1470
125 50×104 55×104 28 33 16.4 18.0 2059
70×104 75×104 21 24 15.9 17.1 2941
说明：此表P=200Kpa(绝对压力)、K=0.2mm
低压蒸气采暖干式凝结水管径估算表 表-4
15 20 25 32 40 50 70 80 100
横 管 ×104 3.26×104 7.91×104 12.1×104 25×104 50×104 69.78×104 145.38×104
四柱640片数 20 75 140 340 520 00 6250
立 管 ×104 4.88×104 11.63×104 18.03×104 37.22×104 74.43×104 104.67×104 215.16×104
四柱640片数 30 110 210 500 775 00 9250
说明：对不利环路起始端管径，考虑空气和锈渣的影响，一般不小于DN25。
2．热水供暖循环泵的估算
1）流量：G=(1.2~1.3)
式中：Δt=tG-tH=95℃-70℃=25℃
c—水的比热。取c=1
1. 2~1.3—储备系数
2）扬程：根据下列公式估算
H=1.1(H1+H2+H3)KPa
式中：H1—锅炉房内部压力损失（70KPa~220KPa）
H2—室外管网最不利环路的压力损失（KPa）
H3—室内最长、最高环路的压力损失，一般为10-20Kpa；有暖风机的为20-50Kpa；水平串联系统为50-60Kpa；带混水器的为80-120Kpa。R值按100Pa/m计算。
根据上列公式和数据，计算出水泵的流量和扬程，即可选择水泵。
沿程阻力及局部阻力概率分配率
系 统 种 类 系统压力消耗所占百分比（%）
沿程阻力 局部阻力
室 内 热水系统 50 50
低压蒸气系统 60 40
室 外 热水系统 80-90 20-10
低压蒸气系统 50-70 50-30
3．低压蒸气采暖系统对锅炉定压的要求
在蒸气量能满足系统采暖负荷的情况下，可按照低压蒸气系统压力损失估算法来确定锅炉的压力。
室外压力损失：H1=1.1× +2000Pa
式中：R值取100Pa/m
L为室外管道长度m
室内压力损失H2可按20Kpa估算
锅炉内的压力损失储备系数取1.2
锅炉定压值P=1.2×(H1+H2) ×10-4 MPa
五．锅炉供暖负荷面积的估算
1．新型锅炉的效率η=0.75以上。
0.7MW蒸发量锅炉的供热面积可按下式计算：
F= =8000 m2
式中：0.8—考虑锅炉和室外采暖管道损失占20%，室内占80%。
q0—按70W/m2估算
2．煤的发热量
焦煤：7.6kW/kg；无烟煤：7.0kW/kg；烟煤：6.0kW/kg；褐煤：5.0kW/kg；泥煤：3.54kW/kg；
3．一天的燃烧量
B2=B1×每日供暖小时（T/日）
4．一年采暖期的燃煤量
B3=B2×采暖期天数（T/年）
5．锅炉燃煤量的经验数字
0. 7MW蒸发量的锅炉需要的燃煤量：
无烟煤：180kg/h；烟煤：270kg/h；褐煤：360kg/h。
不错的资料，谢谢
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