低温辐射地板采暖与供热双向传热相关问题探讨

作者:快彩平台网站 | 2020-10-22 02:20

  低温辐射地板采暖与供热双向传热相关问题探讨 摘要 低温辐射地板采暖{以下简称地热}设置绝热层的目的,是为了减少无效热量的消耗,对于多层和高层建筑从广义上来讲,除了与室外空气直接或间接相邻的围护结构有无效热量消耗以外,在楼层之间不存在无效热量的消耗。当标准层楼板不作保温时,楼板热媒向上传热的同时,也向下传热。由于各层之间都存在这样的传热过程,因此得与失是彼此平衡的,只有底层额外得到了从上层传...

  低温辐射地板采暖{以下简称地热}设置绝热层的目的,是为了减少无效热量的消耗,对于多层和高层建筑从广义上来讲,除了与室外空气直接或间接相邻的围护结构有无效热量消耗以外,在楼层之间不存在无效热量的消耗。当标准层楼板不作保温时,楼板热媒向上传热的同时,也向下传热。由于各层之间都存在这样的传热过程,因此得与失是彼此平衡的,只有底层额外得到了从上层传来的热量。顶层额外向下层提供了部分热量。

  以前本人发表了“浅谈经济型地热设计施工方案”,部分读者来信质疑不设绝热层会不会对室内粉刷,楼板的强度,室温……造成影响。下面就这系列问题和大家探讨。

  有人会担心,不设绝热层时,由于楼板向下传热量增加,可能其向上传热量会减少?由传热学可知,地板的散热量是由辐射和对流两部分组成的,对于同一房间来说,辐射系数和对流系数等都是常数。地板的散热量主要取决于地板的表面温度,当楼板的构造不变时,就意味着其传热阻不变,若加热盘管的直径和间距以及室内空气温度与热媒温度都保持一定,则地板的上表面温度就不可能改变,也就的说这时地板的向上传热量是不变的,至于地板的向下传热量则与有无绝热层有密切的关系。这是因为对于向下传热来说地板的构造发生了变化,当有保温层时,地板的向下传热阻增大了,所以地板的下表面温度将会降低,向下传热量的相应减少,当没有绝热层时地板的向下传热阻减少了,所以地板的下表面温度会升高,向下传热量相应增加,标准层有无绝热层所影响的只是地板的下表面温度和向下的散热量。

  不设绝热层时楼板的温度会升高,这是必然结果,高温会使混凝土和钢筋的弹性模量降低,而导致钢筋混凝土的强度降低,因此,《混凝土结构设计规范》GB50010—2002中规定,当蒸汽养护时,混凝土的养护温度不宜超时60℃,如超过时,应按计算需要的混凝土强度设计值提高20%,北京市建筑设计研究院,(结构专业技术措施)中明确规定,钢筋混凝土及预应力混凝土构件的表面温度为60-200℃构件必须进行抗热计算,对钢筋混凝土平台,梁板,和框架结构,必须进行的验算温度起始温度可提高到80℃,楼板不设绝热层时楼板的温度会升高多少度呢,地热采暖时,热媒水的温度一般为50℃最高不会超过60℃若按60℃考虑,由于管壁存在一定的热阻,所以楼板的温度肯定到不了60℃,就是说不必进行抗热计算,就意味着这个温度不会使钢筋混凝土的强度有影响。

  不设绝热层时,楼板下表面温度会比有绝热层时增高,随着温度的提高,会不会导致粉刷层开裂脱落呢?由数值计算和实测结果得知,当供水温度为50℃时,有绝热层楼板下表面温度为18—20℃左右,无绝热层下表面温度为24—29℃左右,即使供回水温度上升到60℃,无绝热层的下表面温度也不会超过35℃,这个温度比很多地区夏季室内计算温度的最高值(北京为36.3℃)还低。它不会对粉刷产生破坏作用这是显而易见的。

  很多人担心,“楼板不设绝热层会导致室温无法保证,还会影响分户计量的精确性”这里说的室温无法保证显然是指当相邻层用户不采暖时,会有相当一部分热量通过不保温楼板传给下层房间,由于增加了这部分额外的热损失,室温将会相应下降,这个说法不无道理。但是必须指出,这种情况是极其特殊的个别情况,出现的几率并不高。在采暖期内通常不允许楼内部分用户完全停止采暖的,特别是严寒地区,、否则会引起管道冻裂等事故。还有一点,采暖能力的设计是根据采暖室外计算温度确定的,在采暖期内的绝大部分时间里,室内温度远远高于采暖室外计算温度,也就是说采暖设备的能力在大部分时间里是有较大的裕量,这部分裕量可以起到很好的作用。除了地热采暖有设置绝热层的做法外,其它任何采暖形式的采暖都没有做绝热层的先例。由计算可知,地板采暖时向下的传热量,并不比对流采暖时通过楼板的温差传热量大很多,当按户划分采暖系统时,任何采暖方式都会遇到以上问题。所以这个问题并不是地热所特有的,那么对其它采暖形式的楼板是否也都要进行保温呢?个别不采暖用户的情况,并不一定发生在上,下邻层之间,也有可能发生在左右邻室之间,这时相邻内墙之间也会产生额外的热损失。难到对所有的内墙也要进行保温处理吗?显然实际是不可能的,由国外的经验可知,分户计量时并不是简单的按热表读数乘以统一的热价来计费,必须考虑很多因素的修正,当楼板不保温时并不影响按户热量收费的精确性,和合理性。由此上述可知以上情况是采暖系统共同存在的问题。不应单对地板采暖提出苛刻的要求。

  应该说明的是,提出不设绝热层的主张只是为了最大限度的降低初投资,通过研究在技术上是可行的。同时通过实践证明当楼板不保温时楼板下表面温度升高,同时将会有25—35%左右的热量向下传递。通过工程实测室内垂直温度、梯度的分部情况大致如下,房间净高2.8m,地板上表面温度为27—29℃,地板下表面温度为31—34℃离地1.2—2.4m间温度基本相同,{t1.2-.t2.4=19-20℃}由此可见室内温度分布是符合舒适要求的,优于散热器采暖时温度的分布。

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