本文通過(guò)對(duì)石家莊市近年完工的幾十項(xiàng)低溫?zé)崴匕遢椛洳膳こ袒卦L調(diào)查。發(fā)現(xiàn)了設(shè)計(jì)施工中普遍存在的一些技術(shù)問(wèn)題。并提出了解決方法和建議,以期與業(yè)內(nèi)同行交流。共同促進(jìn)這一新興采暖技術(shù)的完善和科學(xué)發(fā)展。
1設(shè)計(jì)供熱量與實(shí)際供熱量有偏差在回訪中,我們發(fā)現(xiàn)低溫?zé)崴匕遢椛洳膳嬖谠O(shè)計(jì)供熱量與實(shí)際供熱量偏差大的問(wèn)題。造成這個(gè)問(wèn)題的原因有:(1)混淆了供熱管敷設(shè)面積和房間地板有效散熱面積兩個(gè)不同概念,使計(jì)算出的單位地面面積所需散熱量qx小于實(shí)際值;(2)確定單位地面面積散熱量q時(shí)所選的盤管上部地面材料層與業(yè)主最終使用的地面材料層不同,使設(shè)計(jì)計(jì)算所得的采暖系統(tǒng)單位地面面積散熱量與實(shí)際單位地面面積散熱量發(fā)生偏差,有的偏差甚至很大。1.1地板有效散熱面積的設(shè)計(jì)計(jì)算低溫?zé)崴匕遢椛洳膳脑O(shè)計(jì)步驟是:(1)依據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50019?2003)[1]的規(guī)定進(jìn)行基本耗熱量的計(jì)算,并按照輻射采暖特點(diǎn)進(jìn)行校正,求得房間熱負(fù)荷Q;(2)依據(jù)《地面輻射供暖技術(shù)規(guī)程》(JGJ142?2004)[2],按照公式qx=Q/F求出單位地面面積所需散熱量qx;(3)根據(jù)加熱管種類、水溫、室溫及地面面層材料從文獻(xiàn)2附錄A中查得滿足qx的單位地面面積散熱量q值。并依此確定管間距并計(jì)算管長(zhǎng)度。文獻(xiàn)2第3.4.4條規(guī)定公式qx=Q/F內(nèi)的F為敷設(shè)加熱管或發(fā)熱電纜的地面面積,但在第3.4.7條中又指出地面散熱量應(yīng)考慮家具及其他地面覆蓋物的影響。筆者認(rèn)為文獻(xiàn)2對(duì)F的定義不夠準(zhǔn)確。實(shí)際計(jì)算中應(yīng)將上述兩條規(guī)范結(jié)合起來(lái)理解,將公式中的F為房間地板有效散熱面積F更準(zhǔn)確,即考慮家具及其他地面覆蓋物對(duì)散熱的影響而對(duì)敷設(shè)加熱管的地面面積進(jìn)行修正后的有效計(jì)算面積。否則計(jì)算結(jié)果勢(shì)必偏小。因此,考慮覆蓋物影響后的所需單位面積散熱量qx按文獻(xiàn)3推薦的公式計(jì)算更為準(zhǔn)確:Q=FKqx(1)K=(1-)+A(2)式中F??敷設(shè)加熱管的地面面積;K??安全系數(shù);
qx??所需單位地面面積散熱量(W/m2);
??覆蓋率;
A??覆蓋程度修正系數(shù),取0.5~0.7。
對(duì)于居住類建筑,家具擺放具有很大的隨機(jī)性。從而導(dǎo)致式中的覆蓋率難有定值。文獻(xiàn)3經(jīng)過(guò)大量調(diào)查得出了住宅中各房間的家具覆蓋率數(shù)值,可供參考。另外,設(shè)計(jì)中也可依據(jù)建筑專業(yè)提供的平面詳圖(帶有家具布置方案)來(lái)計(jì)算。關(guān)于覆蓋程度修正系數(shù)值則按家具是否帶腿及其離地高度取0.5~0.7,本文依據(jù)文獻(xiàn)3中盧值計(jì)算得出各類房間安全系數(shù)(表1),可供設(shè)計(jì)計(jì)算參考。1.2地板面層材料對(duì)單位地面面積散熱量的影響
據(jù)文獻(xiàn)2附錄A單位地面面積散熱量q值,在確定加熱管種類、水溫、室溫的前提下,選用不同熱阻值的地面面層材料,地板輻射采暖單位面積散熱量差別會(huì)很大。如以陶瓷磚為面層的地面比以木地板為面層的地面,散熱量高30%~60%。若設(shè)計(jì)計(jì)算選用的地面材料層與業(yè)主裝修自選的面層材料不同,則實(shí)際供熱量與設(shè)計(jì)計(jì)算會(huì)發(fā)生很大偏差。針對(duì)這種情況,筆者建議,考慮工程最不利情況,計(jì)算時(shí)以熱阻值較高的木地板為地面層,確定單位面積散熱量。再對(duì)熱阻低的陶瓷、塑料類面層情況進(jìn)行復(fù)核為宜。針對(duì)熱阻值低、單位地面面積散熱量高于設(shè)計(jì)計(jì)算的情況,可用兩種方法處理:(1)管路間距與木地板地面相同。多余的散熱量通過(guò)用戶室內(nèi)溫度控制裝置減少供水量來(lái)保持房間設(shè)計(jì)溫度;(2)施工時(shí)由專業(yè)公司據(jù)業(yè)主實(shí)際選用的地面層對(duì)初次設(shè)計(jì)布管的管間距做相應(yīng)調(diào)整。1.3建議以上分析表明:未考慮家具遮擋以及設(shè)計(jì)階段地面面層材料的不確定,是造成設(shè)計(jì)與實(shí)際供熱量偏差的原因。由于目前國(guó)內(nèi)多是業(yè)主自己裝修。家具布置和地面面層裝飾材料選用具有很大的不確定性。盡管在設(shè)計(jì)計(jì)算中已考慮該問(wèn)題。但很難做到與實(shí)際情況完全相符。因此,筆者建議:在施工圖中明確指出設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)采用的房間家具覆蓋率、地面材料類型及熱阻等設(shè)計(jì)前提條件,以便發(fā)生業(yè)主裝修狀況與設(shè)計(jì)嚴(yán)重不符時(shí)。為施工更改提供準(zhǔn)確依據(jù),進(jìn)而保證設(shè)計(jì)效果。2管材的最小壁厚與阻氧要求由于低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)中,管材的正確選擇是保證系統(tǒng)安全和正常運(yùn)行的關(guān)鍵之一,所以在選擇管材時(shí)應(yīng)綜合考慮塑料管道材質(zhì)、壁厚、工作溫度、工作壓力、工程使用年限、環(huán)保性能和施工條件等因素,經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。目前,適用于低溫?zé)崴匕遢椛洳膳こ痰乃芰瞎懿闹饕ǎ壕鄱∠┕?PB),交聯(lián)聚乙烯管(PE-X),非交聯(lián)耐熱聚乙烯管(PE-RT),無(wú)規(guī)共聚聚丙烯管(PP-R)。各種管材的許用環(huán)應(yīng)力值從大到小依次是PB,PE-X,PE-RT,PP-R。調(diào)查中發(fā)現(xiàn),低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)管道材料主要存在問(wèn)題有以下兩個(gè)。2.1忽略了規(guī)范對(duì)管材最小壁厚的規(guī)定塑料管材采用管系列S值來(lái)確定尺寸系列及管壁厚。S值的表達(dá)式為:(3)
式中S??管系列值;D??管材許用設(shè)計(jì)應(yīng)力(MPa);p??系統(tǒng)工作壓力(MPa);D??管道外直徑(mm);e??管道壁厚度(mm)。在已知管材的許用應(yīng)力D和系統(tǒng)工作壓力p的條件下,可確定系列S值和對(duì)應(yīng)不同的管外徑所需的管壁厚度。在筆者調(diào)查的多個(gè)工程中,在管材選擇的說(shuō)明中,設(shè)計(jì)人員僅標(biāo)注了據(jù)式(3)計(jì)算出的塑料管材管系列S值。未標(biāo)注管道壁厚。因此有些工程忽略了文獻(xiàn)2附錄條規(guī)定:對(duì)管徑大于或等于15mm的管材。壁厚不應(yīng)小于2.0mm。如某工程工作壓力為0.6MPa.選用PE-X管材,系列,尺寸為20,顯然不符合上述規(guī)范規(guī)定。為克服此類問(wèn)題,筆者認(rèn)為設(shè)計(jì)圖紙上不僅要標(biāo)明管系列S值,還應(yīng)明確管壁厚最小值。以防止施工選購(gòu)材料時(shí)出錯(cuò)。2.2忽略了塑料管材的阻氧問(wèn)題有些工程基于衛(wèi)生間不好布置加熱管和地面防水處理復(fù)雜的原因,常在衛(wèi)生間內(nèi)設(shè)置外形美觀的鋼制散熱器代替地面輻射盤管。其間,設(shè)計(jì)者往往忽略了塑料管材的阻氧問(wèn)題。熱媒循環(huán)水含氧量過(guò)高,是形成鋼鐵材料氧化腐蝕的主要原因。而一般的塑料類管材都有氧滲透問(wèn)題。當(dāng)?shù)蜏責(zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)與其他采暖系統(tǒng)共用同一集中熱源水系統(tǒng),且其他供暖系統(tǒng)采用鋼制散熱器等易腐蝕構(gòu)件時(shí),則塑料管應(yīng)有阻氧層或在水中添加除氧劑。所以,采用低溫?zé)崴匕遢椛洳膳南到y(tǒng)中盡量不要使用鋼制散熱器,以免因提高對(duì)管材要求而增加工程造價(jià):若必須使用,則一定要在設(shè)計(jì)說(shuō)明中明確所用塑料管材的阻氧要求或在水中添加除氧劑。3施工調(diào)試問(wèn)題及改進(jìn)意見(jiàn)筆者在對(duì)石家莊市低溫?zé)崴匕遢椛洳膳こ痰幕卦L中,發(fā)現(xiàn)有些工程確實(shí)存在管路漏水問(wèn)題,其主要原因,除了本文2.1中提到的管道壁厚度不符合規(guī)范要求外,還在于施工調(diào)試操作不規(guī)范。(1)敷設(shè)管道前地面不平整,有細(xì)小的砂石碎塊、鋼筋頭等,這些雜物很容易成為扎破管道的隱患。(2)在混凝土填充層施工時(shí).施工人員使用帶尖的工具或機(jī)械設(shè)備振搗,致使管道破裂,卻未發(fā)現(xiàn)。(3)施工或裝修中在塑料管道敷設(shè)區(qū)內(nèi)穿鑿鉆孔或射釘作業(yè),致使管道破損。(4)調(diào)試時(shí),升溫過(guò)急,造成管道破裂。為避免以上現(xiàn)象發(fā)生,筆者建議,在施工調(diào)試中須認(rèn)真遵守施工調(diào)試規(guī)程,嚴(yán)格做到以下幾點(diǎn)。(1)地?zé)岜P管施工前,土建方應(yīng)將地面清掃干凈并干燥,留出足夠的施工作業(yè)面,封閉現(xiàn)場(chǎng)。(2)系統(tǒng)打壓試驗(yàn)時(shí),須避免地?zé)峁荛L(zhǎng)時(shí)間暴露。(3)從地?zé)峁芊笤O(shè)到混凝土填充層最終形成強(qiáng)度前,應(yīng)進(jìn)行成品保護(hù),嚴(yán)禁在地面上堆放材料設(shè)備,或放置高溫物體、加熱設(shè)備等,也不允許施工人員穿硬底鞋在地面上行走。(4)系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行前,應(yīng)先對(duì)管道進(jìn)行檢查沖洗,防止異物進(jìn)入系統(tǒng)。(5)向低溫?zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)供水時(shí),供水溫度應(yīng)由30℃漸升至55℃,禁止短時(shí)間驟然升溫。具體做法是先讓系統(tǒng)以30℃水溫循環(huán)48h然后日升5℃,直至達(dá)到設(shè)計(jì)供水溫度要求。4結(jié)語(yǔ)從20世紀(jì)90年代后期至今,低溫?zé)崴匕遢椛洳膳蚓哂惺孢m、節(jié)能、美觀等特點(diǎn),在國(guó)內(nèi)居住建筑中得到了廣泛應(yīng)用。但在采暖工程領(lǐng)域,與傳統(tǒng)的散熱器采暖系統(tǒng)相比,低溫?zé)崴匕遢椛洳膳袑傩屡d方式,應(yīng)用中尚存在一些問(wèn)題,需要探討改進(jìn),以利設(shè)計(jì)、施工和使用。(1)低溫?zé)崴匕遢椛洳膳O(shè)計(jì)中存在設(shè)計(jì)計(jì)算供熱量與實(shí)際供熱量偏差大的問(wèn)題。為解決這個(gè)問(wèn)題,計(jì)算房間單位地面面積所需散熱量qx時(shí),應(yīng)充分考慮家具及其他地面覆蓋物的影響。按照有效散熱面積計(jì)算;確定地?zé)岜P管單位地面面積散熱量時(shí),按工程最不利情況,以熱阻值較高的木地板作為地面層計(jì)算,當(dāng)實(shí)際地面材料層熱阻值低于設(shè)計(jì)情況時(shí)??刹捎盟空{(diào)節(jié)或改變盤管間距的方法保持房間設(shè)計(jì)溫度。為使實(shí)際供暖效果接近設(shè)計(jì)計(jì)算,應(yīng)在設(shè)計(jì)文件中明確標(biāo)明設(shè)計(jì)計(jì)算的前提條件.即地面面層材料及熱阻、家具覆蓋率等,為施工修改提供依據(jù)。(2)為避免選購(gòu)塑料管材時(shí)出錯(cuò),設(shè)計(jì)文件中除標(biāo)注管道的系列S值外,尚需注明其最小壁厚;當(dāng)?shù)蜏責(zé)崴匕遢椛洳膳到y(tǒng)中設(shè)置鋼制散熱器時(shí),應(yīng)選用帶阻氧層的塑料管,或在循環(huán)水中加除氧劑。(3)低溫?zé)崴匕遢椛洳膳氖┕ず驼{(diào)試應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行施工規(guī)范。參考文獻(xiàn)
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