地暖系统安全与节能技术研究

摘要：地暖系统将整个地面作为散热设备，通过地板辐射层内的发热电缆或管材，促进地面受热均匀，在地面蓄热性、热量辐射作用下，从下至上地传导热能，从而达到供暖的目标。系统具有健康环保、节能高效、均衡室温的优点，在社会中得到广泛应用。本文对地暖系统的安全性与节能性展开研究。

关键词：地暖系统；水暖系统；安全性；节能性；分析

近年来，随着人们生活质量的不断提高，对居住条件提出了更高的要求，尤其是北方地区，冬季异常寒冷。因此，室内地暖系统逐渐得到广大消费者的认可与青睐。当前市面上主要的地暖系统分为电暖、水暖、防潮、恒温恒湿等系统。而应用最为广泛的要属电暖、水暖两种。以下以水暖系统为例对相关问题进行分析。

1水暖系统的供热原理及基本结构

（1）原理。水暖系统以60℃及其以下温度的热水为热媒，分布于地层以下的热水管预先均匀地辐射，对整个地面传导热量，以整个地面作为散热器。借助辐射层内的热媒，促进地面均匀地受热。（2）系统结构。水暖系统的基本结构参见下图：如图：边界保温带主要为了防止现浇混凝土陷入绝热层的缝隙进行设置，边界保温层带必须高于现浇层；绝热层，即复合保温层。其设计用于阻挡热量的传输，从而使无效热损失下降。从经济性能分析，现阶段应用最多的是模塑聚苯乙烯的泡沫塑料板，即EPS板，厚度控制在（20-40）mm；填充层，即混凝土层。是指在绝热层设置的找平层，减轻从楼板/墙壁造成的热损失，从安全性分析，一般设置为50mm。找平层选用干硬的水泥砂浆，在楼板平面以上进行抹平；地面层指室内的地板装饰面。

2地暖系统安全性与节能性分析

（1）安全性。第一，地面材料的选择。一般选用的地面材料有木质地板、塑料地板，以及瓷砖、大理石。第二，材料的安全性分析。本文侧重于分析瓷砖、木质地板常见的地暖材料。1）从安全性考虑，瓷砖的摩擦系数相对木质地板偏小，易于滑倒；从环保性分析，大量生产厂家在木质地板加工期间，选择先进的技术，以及天然木材，不含甲醛成分，2）成本分析。瓷砖的制造成本比木质地板高，在相同价格的条件下，由于瓷砖需要铺贴成本，每平方需要人工、辅料、搬运等费用。如果安装木质地板，则可节约相应的花销。3）日常保养分析。瓷砖易于出现黑缝或刮花，万一遭到破坏，则需要全面更新。而木质地板可以不经过打蜡工艺，在应用时若产生问题，又可对应地更换；4）舒适度分析。若地面偏硬，则易产生不适的脚感；而木质地板具有良好的弹性，既增强了走路的舒适感，又减小因楼板之间的撞击而形成的噪音，相比之下，木质地板具有天然美观、脚感舒适、保温保湿等优越性。在我国的森林资源日益紧缺的形势下，为了促进木质地板在地暖系统中的发展，相关室内设计师应当探索尺寸平稳，变形量较小的木材，或经过物理、化学等手段，对原材料的性能加以改变，让其对当前的地暖系统环境更为适应。值得注意的是，国家有关机构还需要强化生产商家对木质地板的加工工艺，禁止不合理加工，使得木质地板的甲醛释放量小等于1.5mg/L，从而强化地暖系统的安全性。第三，加热管的选择。加热管一般布设于填充层中，其管材包括PB、PE、PERT管，为了确保地暖系统的安全性能，应当有效地选择加热盘管。具体应当考虑以下几点：其一，良好的而低温性、导热性能；其二，允许压力值偏大，且抗压性良好；其三，安装工艺简单，效率较高；其四，良好的抗氧化性；其五，较好的环保性。经过综合分析，PERT管具有制造成本低、导热性好、耐低温等优点。且不含有添加剂，卫生环保。是目前最适合做水暖系统的加热管材。（2）节能性。第一，当室内空间的风速小于0.05米/秒时，平均的辐射温度变化与空气温度的变化对人体产生的热量感觉大体相同。辐射供暖的平均辐射温度很高，所以，人们感到相同温度的时候，普通供暖的室内，其平均的气温较对流采暖室内的气温要低。另外，对流采暖的室内，温度的至高点分布于顶棚，而地板辐射的供暖温度，其最高点在工作区域，因此，在设计时，一般以低于对流采暖的室内标准的平均气温1-3℃为宜，即可降低室内温度上升而增加的无效热损失，降低房间的热负荷，达到节约采暖能源消耗的目的。同等的作用温度环境下，对流供暖系统产生的能耗偏大，而辐射供暖系统的能耗偏低。某校园的体育馆展开了两年的测量，其结果证明：选择水暖系统可以节约16%的空间能耗。第二，500mm管间距条件下热流密度的分析。本文经过模拟计算分析，得到下表：以上数据是在填充层50mm，管径20mm，找平层20mm的PERT管材的条件下而得到。因此，500mm管间距条件下的水暖系统通过模拟计算后，能够满足供暖标准。

3结束语

总之，随着社会经济的发展，人们的生活水平逐渐提升。在装饰住房过程中，往往倾向于安装水暖系统，在应用水暖系统的时候，管材及加热管的有效选择非常重要。相关设计者应当综合分析材料的安全性、经济性、环保性等。PERT管是目前最适合做水暖系统的加热管材。而且，水暖系统的盘管间距在500mm以下也能达到供暖要求，经过分析，这样的水暖系统更为节能。当选用了上述盘管间距后，再结合实际需求确定管径，从而确保水暖系统地板的均匀受热性能，增强人们居住的舒适程度。

参考文献：

[1]康仲梨.地暖系统的安全与节能技术研究[J].工业b,2015(05):127.

[2]王睿.地暖系统的安全与节能技术研究[D].西华大学,2014.

作者:杨进之 单位:烟台锐控自动化控制工程有限公司