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3 设计

3.1 一般规定

3.1.1 本条从地面辐射供暖的安全、寿命和舒适考虑,规定供水温度不应超过60℃。从舒适及节能考虑,地面供暖供水温度宜采用较低数值,国内外经验表明,35℃~45℃是比较合适的范围。保持较低的供水温度,有利于延长化学管材的使用寿命,有利于提高室内的热舒适感;控制供回水温差,有利于保持较大的热媒流速,方便排除管内空气,也有利于保证地面温度的均匀。故作此推荐。严寒和寒冷地区应在保证室内温度的基础上选择设计供水温度,严寒地区回水温度推荐不低于30℃。

3.1.2 根据不同设置位置覆盖层的热阻及遮挡因素,确定毛细管网辐射系统的供水温度。

3.1.3 辐射供暖时,辐射体表面平均温度要求。
    对于人员经常停留的地面,美国相关标准根据热舒适理论研究得出地面温度在21℃~24℃时,不满意度低于8%;EN 15377-1:2005中推荐,经常停留地面温度上限为29℃,非经常停留地面温度上限为35℃。日本相关资料研究表明,地面温度上限为31℃时,从人体健康、舒适考虑,是可以接受。考虑到我国生活习惯,本规程将人员经常停留地面的温度上限值规定为29℃。
    EN 15377-1:2005中推荐墙面温度上限范围为35℃~50℃,上限温度取决于墙面供暖系统的设置情况如:身体是否易于接触墙面,人员是否是儿童或老人等。同时还要综合考虑热损失及对邻室影响等因素。

3.1.4 辐射供冷系统的供水温度确定时,要考虑防结露、舒适性及控制方式等方面因素。当采用水温控制时,供水温度一般为14℃~18℃,空调负荷越大,选用水温要越低;当采用辐射面温度直接控制时,供水温度可在保证不结露的前提下,进一步降低。由于防结露的要求,辐射供冷系统供水温度通常高于常规冷冻水供水温度,所以适合采用地下水、蒸发冷却装置和高温冷水机组作为冷源,以提高能源使用效率。
    辐射供冷量的大小主要取决于辐射供冷表面的温度与其他表面的温度之差,因此,减小供回水温差,降低供回水平均温度有利于提高供冷量,但供回水温差过低对节能不利。所以规定供、回水温差不宜大于5℃,且不应小于2℃。
    辐射体表面温度限值参照欧洲标准EN 15377-1确定。EN 15377-1:2005中规定:人员长时间坐卧的房间地面温度下限为20℃,人员活动频繁的房间地面的温度下限为18℃。

3.1.5 辐射供冷建筑需增强围护结构保温、隔热、气密程度,以尽量减小冷负荷。辐射供冷系统只能除去室内的显热负荷,无法除去室内的潜热负荷。为了防止辐射面结露和增加舒适度,需要设置除湿通风系统。室内部分显热负荷由辐射供冷系统承担,送风系统承担室内的全部潜热负荷和剩余的显热负荷。
    风系统不仅要满足负荷、除湿和卫生要求,还要使工作区有一定风速以满足舒适要求。要合理选用风系统形式,以便在保证卫生要求条件下,尽量多使用室内回风,增加除湿能力和节约能耗。例如,有条件的建筑物,鼓励采用分散式新(回)风系统。风系统的送风形式,可以是地面、下送、中送、上送等多种形式,要结合建筑特点和使用要求灵活掌握。可能的情况下,尽量使经干燥处理的空气贴附冷辐射面,以进一步减少冷表面结露的可能,如采用地面置换通风、顶送或上侧送的顶棚贴附送风等。风系统的末端装置,适宜采用带室内回风的空气处理装置,如采用室内(或阳台、窗外、楼梯间)安装的高静压风机盘管(或户式新回风机组),通过风管送风至各房间。
    当采用温湿度独立控制时,需要单独设计。

3.1.6 供暖时,供水温度适宜采用35℃~45℃,低于常规散热器采暖系统;而供冷时,冷水温度又高于常规供冷水温度。冷热源选择时,建议优先选用热泵、余热、废热等低温热源,冷源选用高于7℃供水温度的冷水机组,条件允许的地区,也可直接使用深井水、有一定深度的地表水等自然冷源或采用蒸发冷却装置,但冷水温度一般需低于18℃,利于提高系统的能源利用效率。

3.1.7 辐射供暖时供回水温差较小,流量较大。如在较大的集中供暖小区直接采用低温热水循环则输送半径较大,水泵的功耗也较大,不利于节能。此条规定在集中供暖小区,适宜采用楼栋混水装置或换热装置,实现外网大温差小流量、楼内辐射供暖系统大流量小温差的运行模式。

3.1.9 竖向分区设置规定。设置竖向分区主要目的是减小设备、管道及部件所承受的压力,保证系统安全运行,避免立管出现垂直失调等现象。

3.1.10 在地面有遮挡覆盖的情况下,地面供暖系统的热量难以通过地表面充分散热,就会造成局部升温。对低温热水系统,回水温度就会升高,尽管减少了室内供暖热量,尚不至于有安全隐患;而对加热电缆系统,加热电缆仍然持续加热,可能会产生安全隐患。因此,应考虑尽量避免覆盖遮挡,在固定设备或卫生器具下方不应布置加热电缆、加热管,同时应尽量选用有腿的家具,以减少局部热阻。

3.1.12 加热电缆的线功率要求。普通加热电缆的线功率是基本恒定的,热量不能散出来就会导致局部温度上升,成为安全的隐患。国家标准《额定电压300/500V生活设施加热和防结冰用加热电缆》GB/T 20841-2007/IEC 60800:1992规定,护套材料为聚氯乙烯的加热电缆,表面工作温度(电缆表面允许的最高连续温度)为70℃;《美国UL认证》规定,加热电缆表面工作温度不超过65℃。当面层采用塑料类材料(面层热阻R=0.075m2·K/W)、混凝土填充层厚度35mm、聚苯乙烯泡沫塑料绝热层厚度20mm,加热电缆间距50mm,加热电缆表面温度70℃时,计算加热电缆的线功率为16.3W/m。因此,本条文作出了对加热电缆的线功率不宜超过17W/m的规定,以控制加热电缆表面温度,保证其使用寿命,并有利于地面温度均匀且不超出最高温度限制。加热电缆的线功率的选择,与敷设间距、面层热阻等因素密切相关,敷设间距越大,面层热阻越小,允许的加热电缆线功率也可适当加大;而当面层采用地毯等高热阻材料时,要选用更低线功率的加热电缆,以确保安全。
    需要说明的是,17W/m的推荐限值,是在电压220V,敷设间距50mm的情况下得出的。通常情况下,加热电缆敷设间距在50mm以上,但特殊情况下,受敷设面积的限制,实际工程中存在敷设间距为50mm的情况,故从确保安全的角度,作此规定。计算表明,上述同样条件下,如加热电缆间距控制在100mm,即使采用热阻更大的厚地毯面层,加热电缆线功率的限值也可以达到20W/m以上。因此,实际工程加热电缆的线功率的选择,需要根据敷设间距、构造做法等综合考虑确定。
    在采用带龙骨的架空木板作为地面时,加热电缆裸敷在架空地板的龙骨之间,需要对加热电缆有更加严格的、安全的规定。借鉴国内外大量的工程实践经验,在龙骨之间适宜敷设有利于加热电缆散热的金属均热层,且加热电缆的线功率不要大于10w/m,功率密度不宜大于80W/m2
    采用加热电缆地面辐射供暖时,尚应考虑到家具布置的影响,加热电缆的布置要尽可能避开家具特别是无腿家具的占压区域,以免因占压区域的热损失而影响供暖效果或因占压区域的局部温度过高而影响加热电缆的使用寿命。

3.1.13~3.1.15 为了规范设计图纸,本条对辐射供暖供冷工程施工图的设计深度、图面表达内容与要求等,作出了具体的规定,以保证最终的效果,职责分明。