浅谈地热采暖系统设计与施工注意

1、地热采暖系统的优势分析

由于地热采暖减少了常规采暖方式总暖气所占空间面积，可节省使用面积的6～10%。以100?居室为例，传统采暖方式的暖气占6～10?的居住面积，加上装修暖气的材料费及人工费，这都是一笔不小的开支。同时由于房间内沿高度方向上的温度分布均匀，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降低2～3℃，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，所有热损失较小。地暖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等因素而造成的热空气上升、上热下冷的情况，既能保证室温又能使室温分布均匀。种种优势决定了地暖采暖方式成为日后暖通工程发展的必然。

2、地热采暖系统的设计依据

地热采暖技术在我国的应用仅仅几年时间，其设计要求较传统散热器系统更加繁杂，设计研究与经验在我国尚不成熟。因此对于地热采暖设计的基本原则与依据必须按照国家规范进行。设计是良好施工的基础，设计的合理与否直接关系和影响到其他工作的顺利进行与质量水平。在进行地热采暖系统设计时必须严格按照《采暖通风及空气调节设计规范》、《实用供热设计手册》、《民用建筑节能设计规范》、《低温热水地板辐射供暖应用技术规程》、《建筑给排水与采暖规程施工质量验收规范》及《低温热水地板辐射供暖系统施工安装》的相关规定，结合工程实际情况进行。

3、地热采暖系统的设计流程

为更好地对施工项目地热采暖系统进行设计，必须按照一定的流程进行以保证设计的合理性及可行性，避免漏下必要地技术参数导致设计缺陷。首先进行初步设计。根据建筑施工图及相关数据，计算建筑物的热负荷，然后与建筑其他相关专业协调地热系统设计的相关问题，最后确定分水器的位置。其次进行系统设计。通过计算建筑物有效散热面积、计算建筑物的有效热负荷、地热的系统水力计算、其他设备选择计算，最终确定系统的相关数据进行设计。然后根据上述数据进行施工图纸设计，施工图纸设计是一个至关重要的环节。首先根据系统计算得出相关参数，如地面饰层的材料热阻、热源的供水情况、室内设计温度、有效散热面积来确定加热管的间距。然后根据房屋的结构分布和分水器位置，确定管路的最佳走向，绘制地热盘管图，地热管线长度一般≤100m，最长不可超过120m，设计力求分室控制。再次要熟悉和了解各种材料的性能与特点，努力做到设计与施工相结合，减少具体施工难度，指导施工利于施工。

4、地热采暖系统的温度控制

为方便分室调节，最好一个房间一个环路，但要注意各环路的水力平衡。达到水力平衡要求同一集分水器上的各环路盘管长度尽量接近。在北方大多数工程采用没有温控装置的简易集分水器。实际上，分室调节和水力平衡不可能同时做到最好，一般做法是先按分室布地暖盘管，然后以水力平衡为主，调整各个环路，使各环路长度接近。这样的设计结果牵一发而动全身，因此最理想的设计方式是每个房间一个环路，在入户管设置总控制阀，然后在集分水器的每个环路分别设置阀门，并根据需要设置混水泵。此外，还可以在几个房间同时设置房间温度控制器，这样可以更精确地控制房间温度。安装温度控制器也不是万能的，如果确实避免不了一个环路穿越两个房间，可以把次要房间，比如厨房和卫生间并成一路。总之，安装温度控制器的地暖系统能够方便调控房间温度，达到更节能、更舒适。

5、地热采暖系统的设计注意

在进行地热采暖系统设计时对于热负荷、地热暖通系统、填充层厚度、储蓄热量等的设计要格外注意。建筑物热负荷根据房屋围护结构的热损失计算得出，在应用于地热系统设计时应注意以下几点：因地热散热盘管埋于地板以下，地面的热损失可不考虑。贴地家具覆盖地板表面，其上部热阻近乎无穷大，该面积可视为不散热，故家具覆盖率的大小直接影响室内的采暖效果。同时还要注意房间可能过热或超标准热的问题。对地热采暖暖通系统设计时要注意加热盘管中水的流速>0.5m/s，以防止空气积聚而形成气塞，影响系统正常工作。同一集配装置的每一环路管的长度应尽量接近，每个环路的阻力应≤30Kpa，另外地热的工作压力≤0.8Mpa。对地热采暖系统中填充层设计时要注意在管间距正常的范围内，填充层厚度对温度均匀性影响不明显，如果增大填充层厚度，会对建筑物的层高、设计荷载与初投资有一定影响，所以建议填充层厚度为30～50mm。

6、地热采暖系统的施工注意

管道安装进程中，应防止油漆、沥青或其他化学溶剂污染塑料类管道。当PP-R与PP-B管与黄铜连接的管件表面必须镀镍。管材在运输、装卸和搬运时应轻放，不得抛、摔、拖。管材切割及端头胀口均应使用专用施工工具。施工时，室内环境温度宜控制在5℃以上。PEX-A管材严禁在强光下长期暴晒。除了以上对管材及施工环境的要求需要注意外，对分、集水器的施工安装也必须遵循一定要求进行。

住宅每户至少应设置一套分、集水器；每一分、集水器的分支路不宜多于8个；分、集水器应高于地板加热管，并配置排气装置；入户总供、回水管和每一供回水分支路均应配置阀门，可以调节室温，利于控制。分、集水器宜布置在既不占用主要使用面积，又便于操作与维修维护的部位；在分水器之前的供水连接管上，顺水流方向安装阀门、过滤器等装置。

对于加热管的施工必须按照设计图纸的要求进行施工。同一环路的加热管应保持水平，管道转弯半径不应小于7倍的管外径，以防止加热管材弯折变形，以保证水路的畅通。埋地盘管的每个环路宜用整根管道，中间不宜有接头，防止渗漏。加热管固定点的间距直管段≤700mm，弯曲管段≤350mm，以保证加热管的固定效果。加热管与分、集水器连接的适当距离内或其他管道密度较大之处，当管间距≤100mm时，应设置柔性套管等保温绝热措施，防止局部过热。加热管材穿出地板处，应设柔性套管加以保护，避免阳光照射管材。绝热层的施工中要注意绝热层应铺设在平整的基层上，应铺设平整、对接严密。绝热材料的选择苯板的密度应≥20kg/m3，然后对混凝土进行养护，混凝土填充层的养护周期为7d，48h之前不准进行踩踏。系统初始供热，要在地面混凝土填充层的养护期（21d）满以后。

7、结语

地热采暖已成为目前较为科学和使用较广的采暖方式，但由于其在我国的实施起步较晚，我国的地热采暖设计与施工人员大多借鉴国外的经验和技术参数，这对我国地热采暖的发展起到了一定的作用。但由于地理位置不同，其中还有许多技术参数等需要根据实际情况进行考察，这对我国的地热采暖设计与施工人员提出了更高的要求。