1、关于新型地板采暖构造理论与实验探析摘要：本文主要探究关于热盘管放在封闭的夹层空间中新型地板的采暖方式，在不同的室外条件、不同地面盘管间距以及不同供热方式，分析研究采暖开启的时候间歇、预热阶段及连续采暖时的诸壁面温度的分布、地板表面以及室内热环境的变化规律，进而找到一种绿色节能的新型地板构造方式，经验浅薄仅供参考。 关键词：新型地板；地板采暖；理论实验；采暖构造 中图分类号：TU225 文献标识码： A 文章编号： 1、引言 地板是城市家庭装修必备的材料，特别是在北方，冬季时间比较长，天气相对比较寒冷，因此地板作为楼房装修的重要物品是必不可少的，但是如何提高地暖效率，一直没有有效的方法来解决这个
2、问题，在楼房供暖多数是采用地热的方式，最新的一些研究数据表明，新型结构的采暖地板可以使得供热效率大大提高。 2、现代舒适节能型的建筑发展 随着全球可持续技术的发展，节约能源、资源及保护环境成为当今社会面临的主要课题。在不同国家的能源消费中，建筑能耗已经占到社会总能耗的榜首，农村生活用煤和北方城镇建筑采暖每年约为 1.6 亿吨，建筑用电及其它形式的建筑消耗能量合为电力消耗，每年约为 5500 亿度，约占我国社会总体电耗的 2729，随着现代社会的飞速发展仍然在不断增长，绿色建筑和节能建筑成为当今建筑和技术设备发展的主题。 2.1 绿色节能理念 把绿色建筑称为可持续建筑和生态建筑。绿色建筑相较于节
3、能建筑有很明显优势，绿色建筑将取代传统的节能建筑。绿色建筑理念的出现，标志着当今节能建筑技术已经从抑制需求及降低热舒适性，逐渐发展成为提高能量的利用率，应用最少能量而最大限度地满足人们飞速增长的舒适和健康需求，且提出能源管理需求技术。以日益增长的能源需求为标准，用最小的能源消耗来取得最大的社会效益和经济效益，使得节能建筑技术逐渐进入可持续发展的趋势。不过建设领域的进步还不能完全适应建设规模的可持续发展的需求。建筑行业将超越交通、工业等其它行业而位居能源损耗的榜首。建筑能耗所释放的温室气体现在占全国2 释放总量的三分之一且还在增长。目前，随着生活水平的提高和科学技术的进步，人们对工作和生活的环境
4、及空间的舒适度要求也是越来越高，对现今建筑技术的设备系统设计提出更高层次的标准。所以，我国现今建筑发展的主题也是绿色建筑。然而现代节能舒适型的建筑技术的发展，是使建筑行业向可持续和绿色形式发展的有效途径。随着现代节能舒适型建筑技术的发展和供热收费制度的革新，低温热水地板供暖辐射作为便于分室调节、舒适节能和分户热量的供暖形式。 2.2 实现途径 可再生能源和低品位热能的利用，节能减捧来实现可持续的发展主要途径有：实行对能源结构调整，开发并利用可再生能源(地热能、太阳能、风能)及氢能源代替碳能源的方法，增强能耗系统的工作效率，降低终端能源的使用量。表现出明显的优越性，所以是这类低品位能源的供暖最好
5、方式。随着能源结构的改变，天然气成为世界第二大商品性的能源，伴随着我国在中大城市实旌煤的改气政策，天然气供暖供热比例也愈来愈大。但是燃气供暖，尤其是燃气的分户供水供暖温度也比较低，且普遍为间歇性的供暖。所以，在某种程度上，地板供暖方式成为燃气供暖较好的供暖方式。随着可持续发展策略的实行，能源的梯级化利用特别是低品位的热能利用，变成提高能耗系统的效率及降低终端能源的使用量的重要途径。相较于低品位的热能供暖供热，地板供暖的方式体现出显著的优越性。所以，地板采暖方式是能较好地符合当今舒服节能的建筑技术发展需求和低品位能源及可再生能源利用的一种节能舒适的采暖方式，具有较好的应用前景。 2.3 地板辐射
6、特性 地板辐射采暖的特点：地面辐射低温热水供暖是以温度低于 60 度的热水作为热媒，加热管内的循环流动，且要加热地板，经过地面以辐射和对流的传热形式向室内供热。低温热水地板辐射的供暖方式与别的供暖方式相比较主要优点有以下几点：供暖舒适度高；房间垂直的温度场分布较为均匀；和对流供暖方式相比较，空气对流降低，空气的洁净度比较高；房间的热情性好：可降低对人体的辐射。人的实感温度较高。与其它供暖方式比节约能源，低温热水地板辐射供暖对实施分户热计量更有利且方便建筑的装饰；楼板隔声效果好。因为塑料类管材生产的市场竞争和发展，地暖造价呈大幅度降低的趋势，传统地板的采暖综合造价和低档散热器的价格相当，但它又远
7、远低于空调系统的价格，其社会效益和经济效益都十分可观。低温热水地板辐射供暖和其它供暖方式相比较以下几种缺点：低热采暖增加地板厚度，从而使楼层负载变大，地板采暖普遍需占用最少 80mm 的厚度，使地面的负载增大；就湿式地板采暖方式而言，维修难度大。因为热水管直接埋在混凝土的地里，一旦发生渗漏和损坏现象，很难维修，必须经专业设各查漏和专业人员修复。对于普通的干式结构主要缺点是结构层内存在中空现象，加热管径大，力学性能较差，构造层厚度宽等。综上所述，即使地板采暖技术拥有舒适节能的优点，但在施工工艺、技术等方面仍有不足。 2.4 新结构地板采暖系统 地板采暖系统的工作原理是利用地板下面铺设的闭合管路中
8、的循环热水，在整个房间中平缓地散发热量，地板采暖主要由热源、采暖地面层，采暖塑料管道和温控系统组成。系统中所需的循环热水可以使用任何能源进行加热，例如传统的燃气锅炉，热泵机组，也可以使用可再生能源，目前地板采暖是国际上被公认为最为舒适健康的采暖方式。地板采暖系统组成如图 1 所示,。 图 1 新型结构底板组成 新型结构地板采暖系统的数学模型和实验建立新型构造地板采暖的系统，地板表面热流密度和平均温度随着水温升高而逐渐变大，地板表面温度从 21.6 度升高到 24.0 度。热流密度从 34.1w/m3 增大到63.3w/m3；构造层的上下两层都设有铝箔的构造方法与仅下层设有铝箔的方法相比较，地板
9、表面的温差从 2.2 度降至 2.0 度，地板表面 的温度分布的均匀性比较好；随着铝箔的厚度从 0.1mm 增加到 0.2mm，地板表面的温差从 2.2 度降低到 1.4 度，这就说明铝箔厚度的增大对地板表面温度分布的均匀性很有利，热流密度从 42.3w/m3 增加到 52.4w/m3；加热管的间距越小地板表面温度的分布就越均匀，若热流密度减小，加热管的间距是 150mm。地板表面的温差是 2.2 度，热流的密度是 48.3w/m3，加热管的间距是 200mm，地板的表面温差是 2.8 度，热流密度是45.4w/m3；当面层是木地板时，地板的表面温差是 2.2 度，热流密度是48.3w/m3，
10、面层是瓷砖时，地板的表面温差是 4.3 度，热流密度是50.1w/m3，以上数据说明面层导热系数愈大，地板表面的温度分布均匀性就越差，因而热流密度增加也不明显。 3、新型采暖地板供暖实验研究 采取实验方法进行科学研究，利用多点热流计、热电偶等实验设备对供暖房间的热环境及新型地板建造方案的热力特性进行实验分析，得到地板表面的温度分布、室内的温度分布和散热量等技术参数，并将数值解与实验值进行分析对照分析。经过多次采集数据进行分析研究最终得出以下结论：新型地板的表面温度都高于室内温度，实现地板辐射的头凉脚热的采暖分布特点，室内的空气温度是随着高度的上升而上升，室内的竖向空气温度差值最小为 1.2 度
11、，最大为 2.2 度；新型地板构造的地板表面温差是随着供回水温度的升高而变大，当水温由 35 度升至 50度时，地板表面温差由 2.2 度上升为 3.7 度；当供回水温度是 50/40 度时，传统构造的地板表面温差为 4 度，而新型构造地板的表面温度差值为 3.5 度，同时温度分布的均匀性要比传统构造的好；随着供回水的温度逐渐升高，热流密度也不断的增大，水温由 35 度升到 50 度，热流密度则由 38.0w/m3 升到 62.7 w/m3；当供热系统稳定后，室内空气平均温度、地板表面热流密度及地板表面的温度随时问的变化较小；地板的表面传复合热量，可以近似地由对流和辐射两部分传热量相加得到，可
12、认为地板表面的散热量只与室内空气温度及地板表面温度有关，从而找出复合换热系数，简化地板表面边界条件，确保系数值随水温度的升高而逐渐变大，当水温上升时，系数值也随之变大；新型构造地板的辐射采暖构件采用轻质材料，有效的节约运输费用；虽然数值解与实验值相比，还有误差的，但是这是由测量误差、人为因素以及实验条件等因素引起的，即便如此，数值解的精度仍然能够满足实际工程的标准：数值模拟可以反映辐射地板系统的传热效应，符合实验得出的结论。 4、结语 大量研究资料显示，对于传统的干式和湿式建造地板采暖系统，新型地板采暖构造系统具有有效减小地板构造层厚度的效果，减小楼板的荷载，工期短、施工简单且维修方便，没有构造层内和地板表面龟裂变形等问题，结构层相对比较密实，应力学性能较好等优点，同时，构造层中铝箔材料的安装对地板热工性能有很好的改善，使地板单位面积散热量更容易保证、表面温度分布也更均匀等优点，在经济上有明显优势。参考文献 齐政新，陆亚俊.水系统地板辐射采暖的干式做法J.建筑热能通风空调.2009,(1):32-34 邱林,等.程韧干式结构地板采暖运行模式的实验研究J.节能技术.2011 (5):134-142 刘艳峰，刘加平.低温热水地板辐射供暖间歇运行研究J.节能技术.2010,(1):5-6 陆耀庆.供暖通风设计手册M.北京:中国建筑工业出版社.2012,(8):47-50
