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关于地暖系统中主要材料选择问题
2010-08-14  点击:2
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目前地板辐射采暖方式主要有两种:一种是低温热水地板辐射采暖方式,另一种是低温辐射发热电缆采暖方式。目前我国主要以**种形式为主,在我国采用这种采暖方式已有一定的历史了,但真正普及推广却是在*近几年。这种采暖方式是将低温热水盘管暗敷于地板下,以辐射传热为主,对流换热为辅,来达到采暖目的。本文只讨论低温热水地板辐射采暖系统中的一部分材料对系统的影响与这部分材料的比较选择问题。

1地板辐射采暖系统中地板部分的热传导分析

地板辐射采暖系统中,敷设地暖热水管的地板部分就相当于传统采暖方式中的散热器,如何保证热媒热量能按照设计要求**限度地传导至采暖室内空间,是地板辐射采暖系统能否实现正常供暖的关键之一。

1.2 地板辐射采暖系统地板部分热传导分析

按照地板辐射采暖设计要求,热量的传导应该是由热水管开始由下往上单方向传递,从图1构造分析,要想实现热量的单方向传递,首先,处于热水管底部的隔热层要起到隔热效果,阻止热量向下传递;其次,热水管本身有良好的热媒传输效果,在系统寿命期内保证热媒传输通畅;再次,地板*上层的装饰地板不仅受热变形量要小,还要有良好的散热功能。通过以上热传导分析以及日常的工程经验,系统安装完成后,能否达到设计采暖效果,通常有两方面的因素起关键作用:1)系统施工质量;2)主要材料的材质。本文结合工程实例,主要探讨如隔热层、热水管、装饰地板等地板构造部分中所用的主要材料对系统的影响,以及如何选择这些材料等方面的问题。

2 地板辐射采暖地板部分的主要材料对系统的影响以及相关材料的选择

2.1 隔热层对系统的影响以及隔热材料的选择要求

隔热层处于地暖系统地板构造的**层,其作用就是阻止热量向下传递,使热量向上单方向传递,起到**限度使用热量的效果。所以,要求隔热材料必须具备良好的隔热效果,同时隔热层还必须要有一定的强度来承受上部荷载。隔热层隔热效果的好坏,直接影响整个系统的采暖效果,所以隔热材料的选择很关键。我公司对市场上的3种隔热材料进行了调研:1)聚苯**泡沫板;2)挤塑聚苯**板;3)水泥发泡,三种材料都有各自的优缺点,性能和价格也差距不小。

在我公司开发的某高层住宅的地暖施工中,依据各方面的要求,综合考虑选择使用聚苯**泡沫板作隔热层,其导热系数是0.040W/(m?K),隔热效果较好,隔热层厚度相对较小,施工起来简单方便,是一种使用起来比较成熟的隔热材料,但在施工过程和售后服务中也发现这种材料存在不少缺点。首先是抗压强度较低,易被压缩变形。在上部豆石混凝土自重以及地板以上部分动荷载、静荷载的作用下,特别是居室装饰过程中,聚苯**泡沫板易被振动、压缩而产生变形,如图1所示构造,聚苯**泡沫板变形后,其上部的豆石混凝土也将受到影响,将会随着聚苯**泡沫板的变形而出现局部鼓包和空洞,影响采暖效果。当然,出现这样的情况是极少数的,但是一旦发生很难处理,会给业主和开发商造成不同程度的损失。

另外,工程实践中还常用到其他两种隔热材料,一种是挤塑聚苯**板,是一种抗压能力相对较高又轻质的隔热材料,也是一种比较理想的隔热材料。有资料显示,与聚苯**泡沫板相比,其导热系数相对较低,抗压强度也有提高,受压变形量小,但是价格较聚苯**泡沫板高。另一种是水泥发泡隔热层,导热系数较聚苯**泡沫板高,隔热层的厚度也比聚苯**泡沫板厚,水泥发泡要现场施工,施工质量不易控制,但抗压强度高,变形量很小,也是工程实践中使用较多的一种隔热材料。

2.2 地暖热水管材料的选择要求

地暖热水管的主要作用是作为系统的热媒传输与散热部分,将低温热水传输到采暖系统的末端,其主要要求是热阻小,导热好。长期使用仍能保证热媒传输通畅。用于地暖的热水管管材的选择应根据系统的使用年限要求、热媒的温度、系统工作压力、系统水质、管材的使用条件与环境、施工技术水平以及所处的地理区域等因素综合考虑。我公司对用于地暖系统的几种管材进行了调研,分别是:过氧化物交联聚**管(PE-Xa)、****聚**管(PE-Xb)、无硅共聚聚**管(PP-R)、聚丁烯管(PB)、非交联耐热聚**管(PE-RT)等等。这几种管材在工程实践中都有运用,也都有各自的优缺点,在选择管材时要根据具体情况选择。

我公司开发的某高层住宅地暖系统采用的是PE-X管,导热系数为0.41W/(m?K),实践证明,PE-X管具有力学性能好、耐高温和耐低温性能好等优点,是一种较好的地暖管材。但其热埋性能不明显,特别是售后维护很不方便。

与PE-X管相比,PP-R管耐高温性和力学性能好、热塑性较好,但是耐低温性能较低;PB管力学性能优越,但其价格同比**;PE-RT管是一种力学性能稳定的中密度聚**管,韧性好,可以用热熔连接与修复,施工、维护起来方便快捷。

另外,根据工程经验,选择管材还要考虑地区因素,特别是北方采用集中供暖的地区,往往是一个集中供暖站服务的区域相对较广,供热系统的运行压力与供水温度变化有较大幅度,对热水管及其管件的要求都高,所以选择管材时不仅要考虑热阻小,导热好,还要考虑管材管件的承压能力与抗低温脆裂性能等等,以保证系统在经历热环境的反复变化后,热媒仍能传输通畅。

2.3 装饰地板对系统的影响以及材料的选择要求

装饰地板处于地板辐射采暖地板部分的*上层,按照系统的设计要求,整个地板就是热辐射面,系统通过地板面均匀散热。从而达到采暖效果。根据这种采暖方式的特点,系统对装饰地板的材质也就有特殊要求。首先,装饰地板要能适应温度高低的反复变化。热稳定性要好,变形量要小;其次,要利于热传导,热量的传递要均匀,同时随着温度升高甲醛释放量要达标。

另外,装饰地板在安装前对已经敷设好的地暖系统以及下部的地板构造部分也有严格要求,在装饰地板安装以前,必须对热水管进行通水加温试验,保证不渗不漏,并保证如图1所示的地面层(找平层)、防水层干透后,才可以进行装饰地板施工。

3 结语

隔热材料必须具备优良的隔热效果,要求有一定的强度来承受下部荷载;地暖热水盘管作为主要散热部分,要求热阻小,导热好,热媒传输通畅,选择时应综合考虑系统的使用年限要求、热媒的温度、系统工作压力、系统水质、管材的使用条件与环境、施工技术水平以及所处的地理区域等因素;装饰地板要求热稳定性好。变形量小。甲醛释放量虽要小。目前热水地板辐射采暖方式正在逐步被市场接受,用于地热采暖的材料也五花八门,并且还在逐步增加,在选用时一定要结合多方面因素慎重选择。

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