浅析地热采暖系统的设计与施工

摘要：与传统采暖方式相比，地热采暖具有节省居室面积、节省能源、温度均匀、卫生舒适、运行费用低、隔音性能好等优点。因此地热采暖已经成为了目前我国新建居住楼宇的主要采暖方式。针对这种情况如何更加合理的设计地热采暖系统、如何进行施工以保证工程质量及使用舒适性成为了目前暖通工程专业人员迫切需要解决的问题。本文就地热采暖的设计与施工进行了简要的分析和论述。

关键词：地热采暖；设计；施工

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引言

地热采暖俗称“地暖”，是热量由地面向上散发的采暖形式。该系统以整个地面作为散热面，地板在通过对流换热加热周围空气的同时，还与人体、家具及四周的维护结构进行辐射换热，从而使其表面温度提高，其辐射换热量约占总换热量的50%以上，是一种理想的采暖系统，可以有效地解决散热器采暖存在的问题。由于地热采暖方式符合人体工程学，且经济实惠，近几年备受青睐。采用地热取暖的面积逐年上升，尤其是新建的高档住宅，大多采用地热取暖。与此同时，越来越多已建小区的居民也采取改建的形式装上地热。

一、地热采暖优势分析

由于地热采暖减少了常规采暖方式总暖气所占空间面积，可节省使用面积6—10％。以100平方米的居室为例，传统采暖方式的暖气将占用6-10乎方米的居住面积，加上专修暖气的材料及人工费，这将是一部不小的开支。同时由于房间内沿高度方向向上温度分布均匀，温度梯度小，减少了无效热损失。地热供暖房间设计温度可比装暖气片方式低2—3c，却能获得同样的舒适感，从而起到减少供热量，节约能源的作用。同时，由于低温传送，故热量损失小。地热采暖避免了传统外墙仅能布置有限数量的暖气片及举架高的因素造成的热空气上升，上热下冷的情况，既能保证室温，又能使室内温度分布均匀。种种优势决定了地热采暖方式将成为今后居住暖通工程发展的的必然。

地热采暖的设计

1.负荷计算

计算全面地面辐射供暖系统的热负荷时，室内计算温度的取值应

比对流采暖系统的室内计算温度低2℃， 或取对流采暖系统计算总热

负荷的90％～95％。进深大于6m的房间，宜以距外墙6m为界分区，分别计算热负荷和进行管线布置。加热管内水的流速不宜小于0.25m/s，不大于0.5m/s。可以使水流能把空气带走，不让它浮升聚集。

2.立管设置

采暖立管通常设置在公共楼梯间内的管道井内，也有设置在楼梯

间与住宅户内的分隔墙内。管井内最好采用同程式系统（一根供水管、

两根回水管）。设置在管道井内，管道井的尺寸大小一般为800X500，一方面方便施工人员操作；另一方面应该为以后安装热计量表预留位置，同时也可以把住宅户内给水、排水立管设置其中，便于管理，也可以节省室内空间。多层及高层住宅普遍采用。设置在楼梯间与住宅户内的分隔墙内。分隔墙一般为370mm 砖墙，管道想要设置其中，通常需要预留150X600的上下直通孔洞，孔洞内设置三根采暖系统立管（同程式）。可以节省楼梯间空间，但一般只在多层建筑内使用，且必需与结构专业密切配合，方可实施。共用立管连接的每层户内系统不宜多于3 个。如超过，每层应采用分、集水器方式连接各户内的系统。

3.加热管系统设计

在住宅建筑中，地热供暖系统应按户划分系统，配置分、集水器；户内的各主要房间，宣分环路布置加热管。连接在同一分、集水器上的同一管径各环路加热管的长度宜尽量接近，并不宜超过120米。加热管的布置，应根据保证地面温度均匀的原则，选择采用回折型、平行型。加热管的敷设管间距，应根据地面散热量、室内空气设计温度、平均水温及地面传热热阻等通过计算确定。加热管的选择，应按供暖系统实际设计压力和管材的许用设计环应力选用，加热管内水的流速不宜小于0．25m／s。

4.分、集水器

（1）设置位置

分、集水器最好设置在有污水排出设施的地方。通常厨房靠近楼

梯间，洗涤池下是安装分、集水器的最佳位置，好处有三点：第一点，从楼梯间采暖主立管到厨房的管道敷设距离最短；第二点，分、集水器在维修时及系统排气时，会有存水流出，而现在住宅设计通常在厨房洗涤池下设计多功能地漏，既能排出洗涤池内污水，还可以充当地漏，排出地面污水；第三点，安装在洗涤池下，用户在装修厨房灶台时，可以很方便的将分、集水器隐藏其中，使居室更美观。分、集水器设置在卫生间内。好处是安装在洗手盆下，隐蔽；卫生间本就设置有地漏，可以方便、快速的排出地面污水。但通常从楼梯间内到卫生间的管道比较长，需要穿过厨房，管道敷设可能不方便。

（2）设置方式

一般住宅设计的分、集水器引出头多为3—5 路，过多会影响套内各管路的平衡，每对分集水器所带的分支路不宜超过8路。笔者在设计中及自己生活实践中，注意到多数住宅阳台为冷阳台，但很多用户为了扩充厨房面积或扩充方厅面积，会拆除冷阳台与厨房或方厅之间的塑钢门，自行在阳台铺设地热管道。笔者认为设计更应贴近生活，更应人性化，从用户角度看问题，在情况允许的条件下，预留一个引出头，为用户以后加装管道提供方便。因为无论设计中或者施工中分、集水器有无预留引出头，用户都会想办法加装管路，甚至自行更换现有分、集水器，造成二次浪费。并且预留引出头并不会造成供暖热费的流失，因为在按使用面积收取热费的情况下，国家及政府机关已经出台有关规定，拆除冷阳台与室内之间塑钢门的用户，在交纳正常使用面积热费的基础上，加收150 元/个阳台取暖费。并且今后安装热计量表后，更可以方便、准确地收取热费，实现用多少热，交纳多少热费。在方便了用户的同时，也使自己的设计更全面。

5.地热供暖系统室内温度的控制

（1)在加热管与分、集水器的结合处，分路设置调节性能好的阀门，通过手动调节来控制室内温度；

（2)在加热管与分、集水器的结合处，分路设置远传型自力式或电动式恒温控制阀，通过各房间内的温度控制器控制相应回路上的调节阀，使室内温度自动保持恒定。调节阀也可内置于集水器中。采用电动控制时，房间温控器与分、集水器之间应预埋电线。

（3)在各个房间的加热管(加热管局部沿墙槽抬高至1．4米)上装置自力式恒温控制阀，使室温保挣匾定。低温热水地面辐射供暖系统应在热源处设置供热温度调节控制装置。

三、地热采暧的施工

1.地热采暖施工安装前应具备下列条件：

（1)设计施工图纸和有关技术文件齐全；

（2)有较完善的施工方案、施工组织设计，并已完成技术交底；

（3)施工现场具有供水或供电条件，有储放材料的临时设施；

（4)土建专业已完成墙面内粉刷，外窗、外门已安装完毕，并已将地面清理干净；厨房、卫生间应做完闭水试验并经过验收；

（5)各种安装材料已经检验合格，所附带的说明书和合格证应齐全。

2.绝热层的铺设

铺设绝热层的地面应平整、干燥、无杂物，墙面根部应平、直且无积灰现象。绝热层的铺设应平整，绝热层相互间的接缝应严密。直接与土壤接触的或有潮气侵入的地面，在铺设绝热层之前应先铺一层防潮层。

3.加热管的配管与敷设

加热管(以下以塑料管为例)应严格按照设计图纸标定的管间距和走向敷设，加热管应保持平、直，管间距的安装误差不应大于±10mm．加热管敷设前，应对照施工图纸核定加热管的选型、管径、壁厚是或满足设计要求；并对加热管外观质量和管内部是或有杂质等进行认真检查，确认不存在任何问题后再进行安装。加热管安装间断或完毕的敞口处，应随时封堵 加热管切割应采用专用工具；切口应平整，断口面应垂直管轴线。

4.分、集水器的安装

分、集水器应在开始铺设加热管之前进行安装。水平安装时，一般宜将分水器安装在上，集水器安装在下，中心距宜为200mm，集水器中心距地面应不小于300mm。加热管与分、集水器装置及管件连接，应采用卡套式、卡压式挤压夹紧连接；连接材料宜为铜质；铜质连接件直接与PP．R或PP．B接触的表面必须镀镍。分水器可分路控制各房间或区域的供暖温度，用户可根据自己需要调整房间的温度。

5.填充层的施工

混凝土填充层施工应具备以下条件：

（1)所有伸缩缝均已按设计要求敷设完毕；

（2)加热管安装完毕且水压试验合格、加热管处于有压状态下。混凝土填充层的施工，应由土建施工方承担；安装单位应密切配合，保证加热管内的水压不低于0．6MPa，养护过程中，系统应保持不小于0．4MPa

6.面层的施工

面层施工前应确定填充层是否达到面层需要的干燥度后才可施工。面层施工，除应符合土建施工设计图纸的各项要求外，尚应符合以下规定：

（1)施工面层时，不得剔、凿、割、钻和钉填充层，不得向填充层内楔入任何物件：

（2)面层的施工，必须在填充层达到要求强度后才能进行；

（3)面层(石材、面砖)在与内外墙、柱等交接处，应留8mm宽伸缩缝(最后以踢脚遮挡)：木地板铺设时，应留14mm伸缩缝。

结语

地热采暖已经成为了目前较为科学和使用的采暖方式，但是由于其在我国的实施起步较晚，我国的设计与施工人员多数是借鉴国外的经验和技术参数，这对于我国地热采暖的发展起到了一定的作用。但是由于地理位置的不同其中还有许多技术参数等需要根据实际情况进行考查，这也对我国的地热采暖设计与施工人员提出了要求，相信通过暖通专业人员的不断努力，我国的地热采暖将得到飞速的发展。

参考文献

[1]《地面辐射供暖技术规程》(JGJ 142-20O4)中国建筑工业出版社出版发行2OO4.

[2]余逢祥.建筑节能实施中地热采暖的设计与施工[J].能源中国.2002.11．

[3] 刘加平.地热采暖设计与施工指导手册[J].能源工程,2001．