摘要　　 本文通過北京市一幢新建高層住宅采暖系統的實測與研究，對低溫地板輻射供熱系統的熱工性能、熱舒適性及供熱的基本規律進行了分析與總結。
　　
關鍵詞 　低溫地板輻射采暖 測試 溫度 熱舒適

　
一 引言
　　
　　低溫地板輻射采暖在國內主要用于大型公建的大堂，室內游泳池的地面等場所，用于住宅較少。最近幾年，隨著單戶獨立燃氣爐的采用和分戶熱計量的需要，低溫地板輻射采暖系統得到了很多開發商的青睞，在住宅在開始大面積的推廣使用。
　　為了進一步了解低溫地板輻射采暖/系統熱工性能及其供熱的基本規律，我們結合北京市一座新建高層住宅樓工程，對該系統進行了一些研究、分析和實測，使工作更加深入一些，以期在國內其它工程研究的基礎上所有提高。
　　
二 工程介紹
　　
　　該建筑為一幢二十二層的塔式高層住宅，地上二十二層，地下兩層。建筑面積16845m²，建筑高度63.5m。為滿足地板輻射采暖的要求，建筑層高為2.8m。本樓為集中采暖，熱源為小區內的熱力站，為本樓設置單獨的熱交換器和循環泵，形成獨立的采暖系統。采暖的設計供回水溫度為55/45℃，連續采暖。本樓的供熱方式除樓梯間為鑄鐵散熱器采暖外，其余均采用低溫地板輻射采暖。供回水立管和分、集水器均設于每戶的廚房中。地板輻射采暖的管材選用交聯聚乙烯管（PC-X）。考慮到系統的承壓問題，首層至三層的管材采用交聯鋁塑復合管（XPAP）。
　　為滿足分戶熱計量的需要，減少對下一層的散熱，每層均設保溫層。根據采暖管道敷設的要求，本樓的地面墊層厚度為110mm，其中包括保溫層、豆石混凝土層、水泥砂漿找平層和裝飾面層。為了試驗地面不設保溫層時，對樓板結構的溫度影響，以及了解向上和向下傳熱的情況，個別房間未設保溫層。
　　本住宅樓的采暖室內設計溫度為20℃，根據北京市《低溫地板輻射采暖應用技術規程》中供暖熱負荷計算宜將室內溫度降低2℃計算，故進行采暖負荷計算時室內設計溫度按18℃計算，頂層西北角房間按16℃計算。本設計地板散熱量適當考慮家具的遮擋因素，家具對地板面積遮擋的有效面積系數按20%-30%考慮，面積小的房間取較大值，面積大的房間取較小值。
　　
三 測試報告
　　
　　1 測試方案和測試項目
　　A 測試項目
　　　　（1）地板和墻面輻射采暖構造層內的各點溫度情況。
　　　　（2）地板輻射采暖構造層中有無保溫層對向上、向下的熱流的影響程度。
　　　　（3）室內豎向空氣溫度分布。
　　　　（4）室內人體實感溫度（包括室內各非加熱面的壁面溫度和室溫）
　　　　（5）最不利房間熱舒適性。

　　B測試方案
　　　　（1）選擇6層和8層東南角的相同位置的作為地板輻射采暖的對比房間，測試項目為（1）～（4）項：選擇22層西北
　　 角房間作為（5）～（6）項的測試房間：6層西面房間作為墻面采暖的測試房間。
　　　　（2）在6層和8層東南角房間，分別埋設熱電偶，用于測試地板輻射采暖各層的溫度分布。在鋪設完管道層后，預埋
　　 了管道周圍的熱電偶。
　　　　（3）如圖3.1.3所示，在6層和8層布置熱電偶和熱流片，用于測試地板輻射采暖向上和向下的熱流。
　　　　（4）在8層的測試房間墻壁和頂板上布置外帶測頭的RHLOG-Ⅱ型溫度自計儀測量房間各個非加熱面的壁面溫度，用于
　　 確定地板輻射采暖的實感溫度。
　　　　（5）在6、8層和22層的測試房間如圖1所示布置RHLOG-Ⅱ型溫度自計儀測量房間的豎向空氣溫度分布鞋。
　　　　（6）測量最不利房間22層測試房間的熱舒適性。
　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1
　　
　　2 測試結果
　　由于工程交工時間的關系，第一次測試從2001年1月18日開始，共分為三個階段進行，分別選擇在嚴寒中、中寒、微寒。室內外溫度用RHLOG-Ⅱ型溫度自計儀測試，可按照上述方案進行連續測試。室外溫度曲線如圖2所示。
　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖2 室外溫度
　　
　　（1）地板輻射采暖各層溫度情況
　　6層不低溫地板輻射采暖的各層溫度變化，如圖3所示，8層低溫地板輻射采暖的各層溫度變化，發圖4所示。

圖3
圖4

　　（2）地板輻射構造層有無保溫層的向上和向下熱流對比
　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖5 六層地面熱流

　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖6 八層地面熱流
　　
　　（3）室內豎向空氣溫度分布 　　

（5層）
（6層）
（7層）

圖7　室內豎向空氣溫度分布

　　（4）室內人體實感溫度
　　根據八層南向房間內表面溫度測量值計算實感溫度，計算結果如圖8所示。
　　從圖8中可看出，人體實感溫度比室內空氣溫度略高，這是輻射采暖方式優于一般對流采暖方式的特點之一。
　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖8
　　
　　（5）最不利房間的熱舒適性
　　1月7日對22層測試房間2進行熱舒適性測試，采用丹麥生產的B&K1213多用氣象儀，測量室內干球溫度、相對濕度、水蒸氣及室內風速等參數。采用黑球溫度計測量室內黑球溫度，用于平均輻射溫度的計算。室內熱舒適性的評價按照國際標準ISO-7730和國家標準GB/T18049-2000是用PMV和PPD指數來描述的。
　　2月17日上午10：00至11：00對22層測試房間2進行了3組熱舒適測試，并根據所測數據對PMV和PPD進行了計算，其中PMV為-0.2～0.1,PPD為5.1～5.5。可以看出，本測試房間的熱舒適性是滿足國際標準的。
　　
四 分析與討論
　　
　　1 地板輻射采暖的舒適性
　　對頂層（22）層北向房間進行熱舒適測試，在室溫為21℃左右時，其舒適度滿足國際標準的要求。由于條件所限，未能測試其它室溫下的情況，因此，不能涵蓋所有情況。
　　對八層南向房間各內表面溫度的測定，內表面溫度高于室內空氣溫度，這是地板輻射采暖的特點，也是熱舒適的原因之
一。
　　室內空氣溫度分布規律與以往資料介紹的規律不同（頂層符合一般規律）。一般單層采用地板輻射采暖時，采暖房間空氣溫度分布為下高上低，這是形成地板輻射采暖舒適的主要原因。本住宅樓每層均為地板輻射采暖，由于散熱向上向下同時傳
熱，使下層頂板溫度升高，因而空氣溫度分布不理想，看來有必要對中間層進行熱舒適測試。上述現象也說明了，散熱管下設保溫層是必要的，這不但有利于分戶熱量計量，而且還可提高室內的舒適度。
　　
　　2 地板輻射采暖散熱管向上、向下的散熱量比例
　　由于地板表面測試的不均勻性以及用熱流片測量熱流時的干擾因素較多，按本次測試方案，無法得出地板輻射采暖向上、向下的散熱量比例。
　　
　　3 地板輻射采暖的節能性 　　
　　實感溫度比室內空氣溫度高，是地板輻射采暖比其它采暖方式節能的原因。本次測試房間的實感溫度與空氣溫度差約為0.5℃，與一般資料中介紹的溫差為1.5～2.0℃相比是較小的。因為只是測試了一個房間的參數，測試結果尚不能作為定論。

　　4 地板輻射采暖的安全性 　　
　　地板內散熱直接鋪設在樓板結構上時，不會對樓板造成損害。實測散熱管外壁溫度不超過45℃，設計供水溫度（供水管
內）為55℃，溫度均較低。但樓板上不設保溫層在其它方面很不利，一般就設保溫層。當有保溫層時，樓板結構層上皮（保溫層下皮）溫度均未超過30℃，比夏季室內空氣溫度還低。
　　
五 結論
　　
　　本文通過對北京市一座新建住宅樓的低溫地板輻射采暖系統現場實測，對該系統的地板和墻面輻射采暖構造層內的各點溫度計情況、地板輻射采暖構造層中有無保溫層對向上、向下的熱流的影響程度、室內豎向空氣溫度分布室內人體實感受溫度（包括室內各非加熱面的壁面溫度和室溫）、最不利房間的熱舒適性等方面進行了分析研究。根據分析結果，得出了該系統在舒適性、節能性等方面的一些結論，說明低溫地板輻射采暖是具有較為突出的特點的，對該系統的應用性還有待于做進一步的研究。本課題對于該系統住宅中大面積的推廣使用具有一定的借鑒作用，同時對該系統在實際工程設計中的具體應用具有指導意義。
　　
　　
參考文獻
　　
　　1 International Standard (ISO)7726,Thermal environment-Instrument and

    methods for measuring physical quantities.
　　2 GB/T18049-2000，中等溫度的熱環境PMV和PPD指數的確定及熱舒適條件的規定
　　3 DBJ/T 01-49-2000，低溫地板輻射采暖應用技術規程
　　4 王榮光，張純安 地板輻射采暖的設計及簡化計算