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低温热水地面辐射采暖系统的常见故障分析

作者:河财管道 来源:本站 发表时间:2016-6-23 8:26:42 查看:
       摘  要:低温热水地面辐射采暖方式具有舒适、卫生、节能、不影响室内观感等优点,在我国北方地区的住宅和公共建筑中,应用得越来越广泛。随着低温热水地面辐射采暖系统的普遍应用,一些常见的故障也渐渐显现出来。如个别房间或部位出现不热、过热、地面隆起、塌陷、开裂、渗漏等故障和问题,影响采暖系统的正常使用。

关键词:  低温热水地面辐射采暖  负荷计算  设计  施工  故障

一、设计原因造成的故障

1.设计计算不严谨,造成室温过高

(1)设计温度选取不合理

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供暖系统的室内计算温度低2℃。

实践证明,人体的舒适度受辐射影响很大,欧洲的相关实验也证实了辐射和人体舒适度感觉的相互关系。

(2)围护结构负荷计算中含地面热损失

《辐射供暖供冷技术规程》JGJ142-2012中规定:“敷设加热管的建筑地面,可不计算地面的热损失”。

敷设加热部件的地面不存在通过地面向外的传热负荷,因此,房间外围护结构热负荷不包括辐射加热部件的地面热负荷。

供暖的目的就是满足人群在室内的舒适度。而有些设计人员在热负荷计算过程中,忽略了以上两点,热负荷计算与散热器采暖的计算参数选取完全相同,造成室内温度偏高,带来了不必要的经济浪费。

2.忽略了面层材料对地面散热量的影响,造成室温过高或过低

低温热水地面辐射采暖方式中,面层热阻的大小,直接影响到地面的散热量。实测证明,在相同的供热条件和地板构造的情况下,在同一个房间里,以热阻为0.02m2•K/W左右的花岗石、大理石、陶瓷砖等作面层的地面散热量,比以热阻为0.10m2•K/W左右的木地板为面层时要高30%~60%;比以热阻为0.15m2•K/W左右的地毯为面层时要高60%~90%。

由此可见,面层材料对地面散热量的影响很大。为了节省能耗和运行费用,尽量选用热阻小的材料做面层。在设计过程中,未与甲方或建筑专业沟通,随意参考一种面层做法,设计加热管的间距,造成实际使用情况与设计情况不符,带来不必要的麻烦与修改。例如:河北一宾馆,原设计套间内铺地毯,实际使用时为木地板,造成室内温度偏高很多,导致房间内不仅让人燥热难忍,而且造成不必要的能源浪费。而门厅,原设计为大理石地面,实际使用时铺了地毯,使房间温度偏低。因此,设计之前,必须和甲方沟通好面层做法,且在设计说明中加以说明,以免为后期使用带来不必要的不适。

3.供水温度过高,造成房间冷热不均,泥沙沉积管道阻塞

《辐射供暖供冷技术规程》JGJ142-2012中规定:热水地面辐射采暖系统的供水温度不应大于60℃。民用建筑供水温度宜控制在35℃~45℃。

供回水温差不宜大于10℃且不宜小于5℃。保持较低的供水温度,可以延长塑料加热管的使用年限,提高室内热舒适度;较低的供回水温差,可保持系统内有充足的循环水量和较高的热媒流速,加热管内水的流速不宜小于0.25m/s。以便于排除加热管内的空气,防止泥沙杂质的沉淀,并提高地面的温度均匀度。地面辐射供暖在使用中出现的问题,有相当一部分是因为热媒参数不符合地面供暖要求造成的。例如:北方一别墅区,采用地面辐射供暖系统,与其它散热器采暖系统共用同一热源,未设置混合水泵及其相应的调控装置。供暖前,曾请专人对系统进行平衡调试。

供暖初期,室内燥热异常,各家开始调下阀门,一个月后,出现房间冷热不均,房间越大,温度越低。只有厨房、卫生间温度还可以,住户反映强烈。

低温热水地面辐射供暖系统与常规的热水散热器供暖系统在设计中最大的不同点:供水温度低、供回水温差小、系统的循环水量大。

(1)供水温度过高,在供暖初期地表面温度过高,不满足规范要求、且室内燥热。辐射供暖的地表面平均温度宜符合下表的规定:

确定供暖地面向上的供热量时,应校核地面平均温度,确保其不高于上表规定的限值。地表面平均温度宜按下式计算:

tpj=tn+9.82×(q/100)0.969

式中:tpj——地表面平均温度(℃);

tn——室内空气温度(℃);

q——单位地面面积向上的供热量(W/m2)。

供水温度过高,必然会引起单位地面面积向上的供热量q过高,从而导致地表面平均温度超过规范允许范围,人体感觉不适、房间温度过高。

(2)由于供暖初期房间温度过高,用户只能开窗放热,或者关小阀门,减少循环水流量,造成加热管内水流速度过低。随水游移的颗粒物十分细小,过滤器难以拦截,从而导致泥沙污物沉淀,并逐步形成阻塞。

(3)供暖房间大小不一,各环路的管线长短不一。房间面积大、供暖管线长的环路,阻力较大,流速较慢,沉积物越积越多,直至完全堵塞。从而使房间内热水不循环,地面变凉,失去了供暖的意义。房间小、管道短的环路阻力小,逐渐成为水流的循环的通道,地面温度还可以维持。但整个供暖系统失去了调节的功能,处于瘫痪状态。

后经热力外网改造,在供热总管上加装混合水泵,砌热力小室,使地暖系统水量加大,温度降低,资用压力与地暖系统相匹配。整个别墅区的地暖进入正常的运行状态。     

4.忽略了家具的遮挡,造成冷热不均

2013年年底,去河北燕郊一朋友的家里做客。客厅的温度适宜,而卧室的落地的带储物箱的床板向上掀开着,刚开始还以为朋友担心新家具有气味,在做通风处理。后经朋友解释,睡觉时,在床上燥热难受,但卧室内温度不高,不在床上时,又觉得有点冷。白天,就把床板掀开,不然,房间里太冷……究其原因,卧室的面积不大,一张床,占据了房间的一大半面积,而加热管又集中布置在了床下的位置。以至造成用户的不适。如图1所示:

在设计阶段,布置加热管时,应考虑家具的遮挡,并将温度较高的进水管段优先布置在热损失较大的外墙及外窗部位,且外墙及外窗附近的加热管的间距,可适当减小。如图2所示:

 由于地面辐射供暖的加热管隐蔽在地面填充层内,一旦施工很难修改,所以建议朋友换一个带支腿的床,将敷设加热管的地面露出来,散热效果会好些。

二、施工原因造成的故障

1.未做膨胀条,造成地面隆起

京郊一小区,住宅楼采用低温热水地面辐射供暖系统,供回水温度50℃/40℃,施工安装已全部完成,在进行调试运行几天后,有的房间地面中部隆起,有空洞声,地面沿墙的部分瓷砖出现崩起和裂纹。究其原因,居室四周沿墙处,忘了设置膨胀条或膨胀条设置不当。已出现隆起和龟裂的房间只能采取局部补救的办法。部分房间沿墙剔缝加膨胀条;个别房间全部拆掉重做。填充层伸缩缝的设置应与加热管的安装同步或在填充层施工前进行,并应符合下列规定:

(1)当地面面积超过30m2或边长超过6m时,应按不大于6m间距设置伸缩缝,伸缩缝宽度不应小于8mm;伸缩缝宜采用高发泡聚乙烯泡沫塑料板,或预设木板条待填充层施工完毕后取出,缝槽内满填弹性膨胀膏;

(2)伸缩缝宜从绝热层的上边缘做到填充层的上边缘;

(3)伸缩缝应有效固定,泡沫塑料板也可在铺设辐射面绝热层时挤入绝热层中。

伸缩缝平面布置可参考下图:

混凝土填充层设置伸缩缝,是为了防止地面热胀冷缩而被破坏,是热水地面供暖工程设计及施工中非常重要的部分。

混凝土的线膨胀系数约为10×10-6m/(m•℃),间距为6m时,其膨胀量约为2.7mm;考虑施工方便,规定伸缩缝宽度不宜小于8mm。

采用聚乙烯泡沫塑料板时应采用压缩强度较小的材料,例如可采用密度不大于20kg/m3的模塑聚苯乙烯泡沫塑料。

伸缩缝填充材料的设置方法举例:

①采用高发泡聚乙烯泡沫塑料或满填弹性膨胀膏时,可用8mm×80mm(高)木板先做伸缩缝,填充层终凝后取出,再填充高发泡聚乙烯泡沫塑料或内满填弹性膨胀膏。

②采用聚乙烯泡沫塑料板时,可在铺设泡沫塑料类绝热层时留出伸缩缝位置,将聚乙烯泡沫塑料板插入其内,泡沫塑料类绝热层起到固定伸缩缝填充材料的作用。

伸缩缝做法参考下图:

2.加热管有接头,造成漏水,带来不必要的返工

一住户买的新房,入冬启用地面供暖系统没几天,楼下住户反映卫生间地面漏水,楼下的屋顶阴湿了一大片。请来物业起掉瓷砖重新做防水,毫不见效。只好砸开填充层,发现加热管上有个接头,水就是从接头处漏出来的。《辐射供暖供冷技术规程》中规定:埋设与填充层内的加热管不应有接头。但是,有的安装队截下较长的管段舍不得扔掉,热熔连接起来,埋设在地面下。其实,埋下一个接头就等于埋下一个隐患,因为在连接的过程中,管材的环应力已然受到损害,使用寿命也受到影响。施工过程中,应该严格按规范要求施工,以免给后期使用时带来麻烦。

3.楼板高低不平,薄厚不一,给地暖施工带来困难

土建专业在浇筑楼板时,应严格按图纸要求施工。同一楼层的各个房间,应当标高一致、厚度相同、表面平整。这一点,对地面采暖的施工安装来说十分重要。有的工地,在浇筑楼板时,具有很大的随意性,造成楼板薄厚不一,高低不平。因此,在进行地面供暖施工时,为了保持地面平整,只好在填充层上找齐,有的加热管甚至紧贴地面,失去了填充层的保护,致使地面出现裂纹,也给使用留下隐患。

为了避免上述情况的发生。应加强专业工种之间的交接验收管理。后施工的工种对先施工的工种进行质量验收,前一工种达不到质量要求,后一工种拒绝施工。建立严格工序衔接制度,是十分必要的。

三、用户装修或使用不当出现的问题

现在的住房多以毛坯形式出售,室内装修部分,用户有了很多的自主权,当建筑采用低温热水地面辐射供暖系统时,业主就必须对地面材料的选择、做法以及相关的注意事项有所了解。物业管理部门,在用户入住前,也应该提醒住户在装修和使用中需特别注意事项,以避免出现一些不必要的麻烦和事故。

其原则就是注意保护地面下的加热管。《辐射供暖供冷技术规程》JGJ142-2012中规定:“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。”在实际工程中,出现过很多损坏加热管布件的事故,而这些事故,如提前加以注意,本来是完全可以避免的。这里就不再一一列举。由于地面辐射供暖的加热管隐蔽在填充层内,因而在进行地面装修时需特别小心。做完地面辐射供暖的地面不能堆积重物,不能锤击,更不能钉钉子。因为一旦造成加热管或加热电缆的损坏,就很难修复,甚至不得不全部打掉重做。

四、结论

与传统散热器采暖相比,在相同的舒适条件下,低温热水地面辐射采暖室温可比散热器供暖低2℃,耗热量可减少约10%~15%,再配备用热计量和调节装置,做到自动控制、合理使用,一般可再节约能耗约25%~30%。为了让低温热水地面辐射采暖更好的发挥其作用,我们就应该做到方案、设计合理,施工、使用规范。确保给用户提供一个健康、舒适的生活和工作环境。同时,为全面建成小康社会,实现中华民族伟大复兴的中国梦做出自己应尽则责任和义务。

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