地暖設(shè)計中對規(guī)范條文應(yīng)用的探討

楊 林

(臨汾市建筑勘察設(shè)計院，山西 臨汾 041000)

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地暖設(shè)計中對規(guī)范條文應(yīng)用的探討

楊 林

(臨汾市建筑勘察設(shè)計院，山西 臨汾 041000)

結(jié)合地暖設(shè)計相關(guān)規(guī)范要求，分析了地暖設(shè)計中盤管間距與地表面平均溫度的關(guān)系，探討了盤管內(nèi)流速偏小問題的解決措施，闡述了室溫調(diào)控裝置的選擇原則，從而保證地暖設(shè)計的合理性。

地暖，盤管間距，水溫，室溫調(diào)控裝置

地面輻射采暖系統(tǒng)(簡稱地暖)因其熱舒適性好，對室內(nèi)裝潢影響小，近十年來在我們的周圍使用的越來越普遍，住宅、辦公、學(xué)校等原先以散熱器為主的市場，逐漸被地暖所取代。隨著認(rèn)識的不斷提高，經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，規(guī)范的不斷調(diào)整，我們對地暖的設(shè)計也越來越合理，但在具體設(shè)計中，對規(guī)范一些條文的規(guī)定和要求認(rèn)識的還不是很深入，還有一些困惑。下面針對地暖在規(guī)范中的幾點(diǎn)規(guī)定與編制做一些分析，以便于在設(shè)計中更好的理解和運(yùn)用。

1 盤管間距與地表面平均溫度的關(guān)系

說到盤管間距，可以重新回顧一下供水水溫的變化，在近20年的采暖設(shè)計中，熱媒的溫度取值可以說經(jīng)歷了一個由高到低的過程。散熱器系統(tǒng)原先普遍使用95 ℃～70 ℃，歷經(jīng)85 ℃～60 ℃，現(xiàn)在提倡75 ℃～50 ℃；地暖的水溫取值也一樣經(jīng)歷了類似的變化，開始使用時，可能受傳統(tǒng)散熱器采暖熱媒溫度的影響，設(shè)計時采用規(guī)范的上限60 ℃～50 ℃都擔(dān)心水溫取值偏低，盤管間距也嚴(yán)格按間距不大于300 mm，但當(dāng)工程實(shí)際運(yùn)行時，發(fā)現(xiàn)地暖設(shè)計給人的感覺偏于保守，室內(nèi)環(huán)境在不調(diào)節(jié)的情況下感覺過熱，人經(jīng)常感覺口干舌燥，長時間待在室內(nèi)甚至有頭暈的感覺，室內(nèi)環(huán)境并不是很舒適。歷經(jīng)多年認(rèn)識，人們在采暖熱負(fù)荷滿足的基本要求下，已經(jīng)越來越追求采暖的舒適性。設(shè)計中不論是水溫還是間距都有了相應(yīng)的調(diào)整，現(xiàn)有設(shè)計新規(guī)范建議按45 ℃～35 ℃考慮，間距也可擴(kuò)大到500 mm。雖然規(guī)范進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，但是作為一名設(shè)計人員不研討一下其中的緣由是不能深刻理解規(guī)范的編制的，比如為何給的盤管間距表格是100 mm～500 mm，在此范圍內(nèi)布置盤管對地面平均溫度的影響如何。下面就根據(jù)規(guī)范的基本公式做些分析，以便深刻理解規(guī)范編制的用意。

規(guī)范對盤管間距布置的限制主要是地表面平均溫度，規(guī)范3.1.3條和3.4.6條分別給出了輻射供暖表面平均溫度的相關(guān)規(guī)定和地表面平均溫度的計算公式tpj=tn+9.82×(q/100)0.969。下面根據(jù)規(guī)范對地面平均溫度上限值的要求按上述計算公式進(jìn)行相應(yīng)的復(fù)核計算，對照規(guī)范附錄B.1.1表格進(jìn)行一些分析：

1)對于人經(jīng)常停留的地點(diǎn)，地面平均溫度上限值為29 ℃，室內(nèi)計算溫度按常用的18 ℃取值，代入公式tpj=tn+9.82×(q/100)0.969，即29=18+9.82×(q1/100)0.969，可得q1=112.4 W/m2。

從上面的計算數(shù)據(jù)對照規(guī)范附錄B.1.1可以看出：平均水溫35 ℃時，盤管在間距100 mm～500 mm的范圍內(nèi)布置，地面平均溫度不會超過上限值29 ℃；平均水溫40 ℃時，盤管在間距200 mm～500 mm的范圍內(nèi)布置，地面平均溫度不會超過上限值；平均水溫45 ℃時，盤管在間距400 mm～500 mm的范圍內(nèi)布置，地面平均溫度不會超過上限值；平均水溫50 ℃時，盤管按間距500 mm布置，地面平均溫度也不會超過上限值；如果水溫再高，盤管在間距100 mm～500 mm的范圍內(nèi)布置，地面平均溫度就會超過上限值，不再滿足規(guī)范要求。

由此可以得出：對于人經(jīng)常停留的地點(diǎn)，平均水溫不超50 ℃時，只要調(diào)整盤管間距，保證地面向上的散熱量不大于112.4 W/m2，地面平均溫度就可滿足不超上限值。

2)對于人員短期停留的地面，地面平均溫度上限值為32 ℃，室內(nèi)計算溫度按16 ℃取值，代入公式tpj=tn+9.82×(q/100)0.969，即32=16+9.82×(q2/100)0.969，可得q2=165.5 W/m2。

從上面的計算數(shù)據(jù)對照規(guī)范附錄B.1.1可以看出：平均水溫不大于45 ℃時，盤管在間距100 mm～500 mm的范圍內(nèi)布置，地面平均溫度不會超過上限值32 ℃；平均水溫50 ℃時，盤管在間距300 mm～500 mm的范圍內(nèi)布置，地面平均溫度不會超過上限值；平均水溫55 ℃時，盤管在間距400 mm～500 mm的范圍內(nèi)布置，地面平均溫度不會超過上限值。

由此可以得出：對于人員短期停留的地面，平均水溫不超55 ℃時，只要在100 mm～500 mm的范圍內(nèi)調(diào)整盤管間距，保證地面向上的散熱量不大于165.5 W/m2，地面平均溫度就可滿足不超上限值。

3)對于無人停留的地面，地面平均溫度上限值為42 ℃，室內(nèi)計算溫度按16 ℃取值，代入公式tpj=tn+9.82×(q/100)0.969，即42=16+9.82×(q3/100)0.969，可得q3=273.1 W/m2。

從上面的計算數(shù)據(jù)對照規(guī)范附錄B.1.1可以看出，即使選用表格中最高平均水溫55 ℃，盤管按表格中給出的最小間距100 mm布置，地面向上的散熱量也小于273.1 W/m2，地面平均溫度也不會超過上限值。

由此可以得出：對于無人停留的地面，平均水溫不超55 ℃時，盤管間距在100 mm～500 mm的范圍內(nèi)布置，地面平均溫度都不會超過上限值。

從以上論述分析可以總結(jié)出：如果水溫按規(guī)范推薦的45 ℃～35 ℃選用，在平均水溫40 ℃的前提下，對于人經(jīng)常停留的地點(diǎn)，室內(nèi)計算溫度按常用的18 ℃取值，盤管在間距200 mm～500 mm的范圍內(nèi)調(diào)整布置，地面平均溫度不會超過上限值；對于人員短期停留和無人停留的地面，室內(nèi)計算溫度按常用的16 ℃取值，盤管間距在100 mm～500 mm的范圍內(nèi)任意布置，地面平均溫度都不會超過上限值。因而，具體布置盤管時，盤管間距只要在上述范圍內(nèi)選用，調(diào)整間距滿足熱負(fù)荷的要求即可，至于是否會超過地面溫度則無需考慮。

以上結(jié)論是水溫按45 ℃～35 ℃選用和室內(nèi)計算溫度按18 ℃或16 ℃取值得出的，如果設(shè)計條件不同，那么按照上述分析過程重新計算核對，也可得出相應(yīng)的結(jié)論。

2 盤管內(nèi)流速偏小的問題

JGJ 142—2012輻射供暖供冷技術(shù)規(guī)程中第3.5.11條規(guī)定加熱供冷管和輸配管流速不宜小于0.25 m/s，條文解釋為：無坡，保證空氣能夠被水流帶走并在集水器處排除(小房間可將兩個房間串聯(lián))。

本條為帶走管道中氣泡的規(guī)定并沒有什么不妥，但在實(shí)際工程設(shè)計中并不容易做到，具體設(shè)計中還有不少爭議。具體情況作以下分析：以100 m2的普通住宅分析，一般布局有客廳、餐廳、廚房、衛(wèi)生間、2個～3個臥室，地暖一般有3個～4個分支，大約30 m2有一分支，節(jié)能建筑熱指標(biāo)暫按30 W/m2考慮，每分支負(fù)荷約為900 W,供回水溫度45 ℃～35 ℃，溫差10 ℃；代入公式G=0.86Q/T得：G=77.4 kg/h,一般地暖支管管徑選用管內(nèi)徑di/管外徑do(mm/mm)=15.7/20，查表可知流速不足0.12 m/s，遠(yuǎn)小于0.25 m/s。如果流速要達(dá)到0.25 m/s，解決方法不外乎兩種，第一種增大分支所帶面積，第二種減小盤管管徑。采用第一種方法時，經(jīng)計算地暖分支所帶的面積就需要60 m2以上。這顯然不論從盤管長度還是房間使用功能的控制都是不合理的。如果采用第二種情況減小盤管管徑，支管管徑選用管內(nèi)徑di/管外徑do(mm/mm)=12.1/16，查表可知流速仍不足0.19 m/s，小于0.25 m/s；減小規(guī)格后依然達(dá)不到規(guī)范要求。而且平常使用時室外溫度大部分時間是高于設(shè)計采用的不保證5 d的室外采暖溫度，不論手動調(diào)節(jié)還是溫控閥自動調(diào)節(jié)，盤管分支的流量都會小于設(shè)計流量，那么盤管集氣的可能性就又大了。況且采用常用規(guī)格的最小值，因水質(zhì)問題盤管阻塞的幾率較大。從周圍實(shí)際使用及設(shè)計的情況看，目前地暖支管采用的規(guī)格普遍為管內(nèi)徑di/管外徑do(mm/mm)=15.7/20。既然這一流速不易達(dá)到要求，那么如何理解這一規(guī)定，又如何解決排氣的問題。

按理論上分析，要增大流速就相應(yīng)要增大流量，如果每戶計算的設(shè)計流量一定，那么就要設(shè)法調(diào)整支管的流量；實(shí)際運(yùn)行中，如果判斷出盤管內(nèi)集有氣體，散熱不好，那么就依次關(guān)閉2支～3支，僅開啟2支甚至1支，支管流量會變大，對每戶來說，如果僅留不多于2支，那么按戶內(nèi)負(fù)荷所對應(yīng)的流量，流速就能滿足帶走氣泡的要求，實(shí)際操作中當(dāng)然還需配合相關(guān)閥門的開啟與調(diào)整。從實(shí)際運(yùn)行情況來看，因過濾器堵塞導(dǎo)致不熱的現(xiàn)象較為常見，但因?yàn)楸P管集氣無法排除導(dǎo)致散熱不好的情況卻很少見。因此，對于這一條的理解不必過分糾結(jié)，只要通過調(diào)節(jié)能使地暖支管的流速在一定條件下滿足規(guī)范要求，就可以滿足排氣要求。

3 室溫調(diào)控裝置的選擇

規(guī)范要求熱水輻射供暖系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置室溫調(diào)控裝置，并且要求系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)自動控制供水溫度，控制方式可采用分環(huán)路控制或總體控制，對應(yīng)這一要求，山西省12系列建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集中提供了六種做法用于選擇，但是具體到設(shè)計中選擇的是否合理還需結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計，不能一概而論。如何選擇應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：第一，應(yīng)注意室溫調(diào)控裝置并不是設(shè)置的數(shù)量越多越好，而是越適合越好，因?yàn)槊糠N做法都有其優(yōu)缺點(diǎn)，要針對實(shí)際情況選用；第二，應(yīng)注意具體情況具體分析，不能一概而論，即使同一功能性質(zhì)的建筑也應(yīng)區(qū)別對待。

舉例：對于住宅如戶內(nèi)面積在100 m2左右及以下的戶型，家中人員數(shù)量較少，房間內(nèi)門關(guān)閉的概率不大，則宜采用整體式溫度控制，不但經(jīng)濟(jì)而且控制相對簡單；若戶內(nèi)面積在200 m2左右及以上的戶型，一般房間分隔較多且家中人員也較多，為避免相互影響，房間內(nèi)門關(guān)閉的概率比較大，戶內(nèi)各房間單獨(dú)調(diào)節(jié)的要求概率較大，則宜采用分環(huán)路控制。對于公建，分集水器的環(huán)路如果在同一房間內(nèi)則采用整體式溫度控制，若分集水器的環(huán)路不在同一房間內(nèi)則采用分環(huán)路控制。

4 結(jié)語

實(shí)際設(shè)計中，針對具體工程，應(yīng)對規(guī)范相關(guān)條文進(jìn)行仔細(xì)分析，理解透徹；對條文中有多種選擇的應(yīng)注意辨別使用條件，合理選擇，才能在設(shè)計中更好的運(yùn)用。

[1] JGJ 142—2004，地面輻射供暖技術(shù)規(guī)程[S].

[2] JGJ 142—2012，輻射供暖供冷技術(shù)規(guī)程[S].

[3] GB 50736—2012，民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范[S].

Several discussion on provisions application in floor heating design

Yang Lin

(LinfenArchitecturalDesignandSurveyInstitute,Linfen041000,China)

Combining with the relevant regulations requirements of heating design, this paper analyzed the relationship between the coil spacing and foundation surface average temperature in floor heating design, discussed the measures to resolve the problem of small coil velocity, discussed the selection principle of temperature control device, so as to ensure the rationality of floor heating design.

floor heating, coil spacing, water temperature, room temperature control device

1009-6825(2016)27-0123-03

2016-07-17

楊 林(1973- )，男，工程師

TU832

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