××栋别墅地板采暖系统设计方案说明

 

一、           项目简介：

工程名称：本工程为 ××采暖工程

设计日期：2008年

设计地点：北京

设计公司：大容堂暖通工程技术（北京）有限公司

项目描述：

本设计对象为民用独立供暖系统、锅炉选用美国A.O.史密斯大气预混式燃气锅炉BTR-275（80.6KW)两台，锅炉最高出水温度为90℃，分别布置的楼层为：一层、二层。

该项目采暖系统为独立供暖分户采暖，锅炉出水温度较高，一层地暖选用中美合资威科混水中心降温至45℃，适用于地板采暖系统。二层暖气锅炉供水温度设置在70℃，回水温度设置在60℃，适用于暖气采暖系统。该项目已升级室内温控设定、自动调节等功能。

设计范围：室内地暖系统、热源。

二、方案设计

（一）、系统组成

l         热源（美国A.O.史密斯大气预混式燃气锅炉（80.6KW)两台）

l         输送主管道：（连接管材/管件、保温）

l         主控单元系统：（美国威科混水中心、嘉科米尼集分水器、控制面板及管件）

l         豆石混凝土填充层：（注：由客户或装修公司配合提供）

l         地板散热层：（瑞士乔治费歇尔PB阻氧加热盘管层、绝热保温层、地暖专用辐射反射层）。

l         踢脚型散热器：索泰

 

（二）系统设计原则：

1、经济性：本项目采用“锅炉热源――混水中心――分水器――地暖终端”的供热设计加以主要房间电路补充踢脚型散热器的复合采暖方式，其目的为发挥复合供暖系统在初投资和后期运行费用上的节约优势。

2、舒适性：每一房间设定电控恒温节能系统控制方式（见图）该控制方式是普遍使用的一种控制方式，控制精度高、感受室温灵敏、操作方便，需要外接电源（220V）。适用于房间控制温度要求较高场所。

3、美观性：索泰踢脚型散热器节省空间、散热方式合理在房间的外冷墙形成热空气幕，对防止大空间采暖发生“室温梯度”有显著效果。

4、功能性：双路复合供暖极大保证别墅采暖功能和后期运行意外情况下的应急处理。

5、安全合理性：所有选用材料和设备均严格选型、遵循整体“锅炉总出力＝房间总热负荷＝终端散热设备总装机”的供暖匹配原则。

6、地暖系统和暖气系统的采暖效果比较详见下图：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（三）、设计说明：

l 、设计依据：

本设计依据为：

国家建设部《中华人民共和国地面辐射供暖技术规程行业标准》（JGJ 142—2004）

北京市《低温热水地板辐射供暖应用技术规程》（DBJ/T 0l-49-2000）

2、设计内容：

（1）室内温度Tn 的取值

冬季室内平均温度为：22℃（室内环境空气舒适温度）

（2）室外温度 Twn 的取值，根据北京常规气候条件取得累年最冷月平均温度-5℃ 。

（3）系统最大阻力的计算：

       Pa = L×A

Pa－最长地埋管道总阻力

L－最长地埋管道回路长度

A=Pa/m－阻力系数（本设计根据行业标准 JGJ142一2004规程）

以上公式根据系统设计0.35m /s的流速计算

（4）系统流量的计算：

 kg =q _f×0.86÷a

 式中： kg－每小时流量；

q _f一单位地面面积辐射散热量（W/m²）

  a－管路中供回水温差

（四）、加热管的平面布置：

根据以上计算出来的数据并为保证地面的舒适度，本方案中所用地暖部分均采用 200mm管间距盘管，窗户较大或较多时采用150mm管间距盘管。由于卫生间的散热面积（有效铺装面积）有限，为了保证卫生间能够达到更高（24℃）温度，应增加浴霸（浴室暖风机）等其他辅助采暖方式。同时，有实木地板的房间因铺装限制（地面打钉），应设置踢脚型散热器采暖。具体布置方式见附件：地暖平面布置图。

（五）、电动执行器：

1.         嘉科米尼（R478X001）产品符合B.T.73/23/CEE,93/68/CEE和ENEC03标准。

2.         直线驱动，工作冲程2.4毫米。防护程度I40，双重绝缘保证。工作环境温度－5℃～50℃，储存环境温度－20℃～65℃。水温－5℃～90℃。可水平或垂直安装在阀体上，连接简便。

三、设计思想

n         本系统所选用产品均为著名品牌。采暖系统属房间的基础设备，大量管道需暗埋，为保证客户达到最佳采暖效果并使“初投资＋运行费用＋日后维修费用”总体最小化，避免浪费能源，本工程在设计之初就本着高配置、高安全性的原则，在初投资上会比普通工程造价增加一部分，但通过节能运行和零售后维修，大幅节省日后开支。

n         节能运行是国际上比较流行的环保概念，目前国内很多客户都将设备的款式、美观放在第一位，其实这是不准确的，一栋建筑的采暖费用是所有系统能耗中最大的。据统计，可达50％左右，能够考虑这点并付诸实施的客户，等于为日后节省了一笔不小的能源支出。这就是我们的“后采暖时代”设计思想。

四、项目材料清单及价格明细（见附件：报价表）

五、具体施工方案和注意事项

（一）施工流程

第一步 主管道和温控设备安装、保温

第二步 地暖铺设 （宜与水电施工同步进行）

第三步 回填配合

第四步 锅炉安装和生活热水锅炉配合

第五步 踢脚型散热器安装

第六步 系统运行调试并交付使用

（二）施工要求

 1 、混凝土填充层部分：

采暖系统中的混凝土填充层是储蓄热量和保护加热管并使地面温度均匀的构造层。应由装修单位或土建单位完成。此构造层一般为细石混凝土，石子粒径不大于12mm，水泥沙浆、豆石比例为（1：2：2），水泥混凝土强度等级不小于C15。当填充混凝土时，室内温度不应低于5度，且保持在不低于5度至少三天。填充混凝土时，不应使管子移动；并且管内应保持不小于0.4MPa压力。混凝土填充层的养护周期，应不小于48小时。

2、地面加热盘管作业：

1）、施工现场的工作面须平整，平整度应达到每米内不得大于±10mm；施工现场无任何杂物及建筑垃圾，保证水电到位；

2）、垂直墙与地面呈 90℃直角；

3）、地面水电路凹槽施工完毕，并进行找平；材料均已进场并检验合格；

4）、编制好施工方案技术交底，施工人员和施工机具均齐备；

3 、地暖施工作业：

  1）、挤塑板与反射膜铺设要严密牢固，平面没有破损 

  2）、挤塑板搭接严密

3）、按设计图纸要求铺设管道，管路间保持水路平衡

4）、管路弯曲半径不宜小于 8倍管外径

5）、卡钉固定加热管在挤塑板上，直管段固定间距不应大于700mm，弯曲管段不应大于350mm

6）、加热管始末端出地面，与分水器连接的管段，要套装柔性波纹管进行保护

7）、分水器与加热管装配接牢后，应对每路管道逐一进行试压、冲洗，确保畅通。

8）、填充豆石混凝土前，应对地暖系统进行试压，实验压力不能低于8Kgf/cm²。试压合格后，填充C20混凝土。

9）、填充层在浇注和养护过程中，地暖系统内应始终保持不小于4 Kgf/cm²的压力，养护周期不少于50小时。

10）、严禁地暖铺设作业与其它施工作业同时交叉进行，严禁填充层在浇注和养护过程中进入踩踏，严禁在地暖面上运行重荷载或放置高温物体。

4、水压试验

  1）、水压试验标准：采暖系统安装完毕后，应以8Kgf/cm²压力进行水压试验，在15分钟内不渗不漏为合格。以上试验进行三次：第一次在主干管安装好后的隐埋前，第二次在盘管安装好后填充细石混凝土以前，第三次在采暖系统工程验收时。

 2）、水压试验方法：经分水器缓慢注水，同时将管道内气体排除。充满水后进行水密性试验。采用手动试压泵缓慢加压，升至规定试验压力，停止加压，观察有无漏水情况后，卸至常压，观察一周无地面漏水情况。（短时间超压、长时间常压）

5、成品保护说明：

 l）、加热管、绝热材料，不得直接接触明火。

 2）、加热管严禁攀踏、用作支撑或借作它用。

3）、施工完成的地板采暖地面严禁用力敲打、冲击。不得在地面上打孔、剔槽、运行重负荷和高温物体。也不得楔入任何物体。

6、调试与试运行

  1）、地面辐射供暖系统未经调试，严禁运行使用。

  2）、地暖系统的调试与试运行，应在施工完毕且混凝土填充层养护期满后，正式采暖运行前使用。

  3）、初始加热时，热水升温应平缓，供水温度应控制在比当时环境温度高10℃左右，且不应高于32℃；并应连续运行48h；以后每隔24h水温升高3℃，直至达到设计供水温度。在此温度下应对每组分水器、集水器连接的加热管逐路进行调节，直至达到设计要求。

六、相关材料介绍

1、热源：

 

  美国A.O.史密斯大气预混式燃气锅炉（80.6KW)两台，是独栋别墅选择供热系统的最佳解决方案，高效率的独创设计，简洁合理的控制面板，特殊的安全设置和节能设置。

 

 

 

 

 

2、热源输送主管：

热源输送主管是连接集分水器和锅炉的主管道。本工程选用开达牌(PAPR)管材。

 

 

 

 

 

3、隔热保温板：

 

保温板是阻挡热量传递、减少无效热耗的元件、厚度2cm，容重20Kg/m3。在本工程中采用的是地暖指定挤塑板。

 

 

 

 

 

4、威科地暖换热中心（X3）：

威科地暖换热中心采用是设有混水换热调温中心和集分水器组合而成的供热系统。该系统具有大流量的供热方式和智能的设定二次系统所需的水温。混水换热调温中心采用比例积分调节温度及四通调节阀控温方式。使二次地暖系统的水温更加恒定。

 

 

5、集分水器：

集分水器是将锅炉采暖热水分配到各房间的供暖设备。在本工程中考虑各回路的水力平衡和常年使用，选用的是意大利嘉科米尼集分水器，本体特殊处理可保证常年无漏水和腐蚀。

 

 

 

 

 

6、地面加热盘管：

 

地板采暖的加热管道选用的是瑞士独资『乔治费歇尔』牌(PB阻氧)（聚丁烯）管材。在常年高温运行下该管道具有抗蠕变性、内表面光滑、热稳定性好、杰出的防腐性能、抗冲压性、流动噪音小等优点。是目前国内市场上最好的采暖系统管材。

 

7、电动执行器：

 

该设备电动执行器需与嘉科米尼集分水器配合使用。该产品以其精确的流量控温装置，使得室内温度设定变得更简单，在保证室内设计的前提下，可节约建筑能耗。同时在保证所有环路关闭时，停止水泵运行，防止水泵烧坏等诸多优势。

 

 

8、其他辅助配件：

提供全套材料地暖辅料支持，包括在加热盘管穿过门洞、伸缩缝及出地面时加有波纹护套管，集分水器出口处安装铜制控制阀门便于检修。在连接集分水器的水平支管上加装铜球阀和活接头。并在集分水器最高处设自动排气阀，最低点设泄水阀等。

 

七、 地暖铺装截面图片

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

备注：                      

                             浅谈地暖系统设计注意事项

     地暖作为暖通专业的一项新技术，发明与使用不过几十年。引进国内，也不过十几年，设计要比传统散热器系统的更加繁杂， 因为设计是良好施工的基础，设计和合理与否直接关系和影响其使用效果，地面龟裂等一系列问题，也会影响到其他工作的顺利进行与质量水平。

地暖系统的设计应当经过严密认真的计算与细致的研究

设计依据

国家建设部《中华人民共和国地面辐射供暖技术规程行业标准》（JGJ 142—2004）

北京市《低温热水地板辐射供暖应用技术规程》（DBJ/T 0l-49-2000）

地暖系统设计主要参数

                 

1、地板表面的平均温度：

① 人员经常停留的地面，宜采用24℃-26℃，温度上限值28℃。

② 人员短期停留的地面，宜采用28℃-30℃，温度上限值32℃。

③ 无人员停留的地面，宜采用35℃-40℃，温度上限值42℃。

2、供回水温度；

① 供水温度的上限值60℃。

② 供回水温差宜小于或等于10℃。

3、热负荷：

① 全面辐射采暖的热负荷，应按有关规范进行。对计算出的热负荷乘以0.9-0.95修正系数或将室内计算温度取值降低2℃均可。

② 局部采暖的热负荷，应再乘以附加系数。

4、有效散热面：

计算有效散热量时，必须重视室内设备、家具及地面覆盖物对有效散热面积的影响。

5、填充层：

① 厚度不宜小于50mm。

② 当面积超过30m2或长度超过6m时，填充层宜设置间距小于或等于6m，宽度大于或等于5mm的伸缩缝。

面积较大时，间距可适当增大，但不宜超过10m。

③ 加热管穿过伸缩缝时，宜设长度不大于100mm的柔性套管。

6、压力：

工作压力不应大于0.8MPa。如超过应采取措施。

7、流速：

加速管内水的流速不应小于0.25m/s，不超过0.5m/s。同一集配装置的每个环路加热管长度应尽量接近，一般不超过100m，最长不能超过120m。每个环路的阻力不宜超来30Kpa。　 　

8、绝热层：

楼板结构层间应设绝热层，宜采用挤塑板，容量≥20kg/m3，厚度不宜小于20mm。

设计步骤

1、方案设计：

① 根据建筑施工图及相关数据，计算建筑物热负荷。

② 与建筑其他相关专业（水、电、装饰等）协调地暖系统设计有关间距。

③ 确定集配装置（分水器）的位置。

2、施工设计：

① 计算建筑物的有效散热负荷。

② 计算建筑物的有效散热面积。

③ 地暖系统布置及水力计算。

④ 其他附属设备选择。

⑤ 与相关专业合作，并经审核绘制出正式施工图。

3、设计完成，应将设计各有关资料，打印装订成册。

设计应注意的几个问题

1、采用分户独立式热源或集中采暖负荷的90%。或将房间温度降低2℃计算。

2、在住宅中应用，应考虑家具遮挡等因素对散热量的影响，乘以适当修正系数。

3、垂直相邻房间，除顶层外，各层均应按房间采暖热负荷扣除来自上层的热量，确定房间所需散热量。

4、不同地面材质、散热量不同，为保证室温要求，设计时应尽量按散热量比石材低的木材板考虑，用户即使选用石材类做地面，也不会影响采暖效果。

5、为满足一户中各朝向房间室温的匀衡，耗热量计算中应考虑方向附加及附减，外墙多的房间，热损失多，加热管必然密些。南向中间房间热损失少，管间距必然大些。

6、尽量考虑将生产冷水管布置在地板采暖结构层中，但应避免管相互穿越。

7、合理划分环路区域，昼量做到分室控制，避免与其它管线交叉。

8、设计中应特别注意，同一分集水器上管长尽量保持一致，避免造成阻力失衡和管材浪费。

9、对以独立式燃气炉为热源的系统，应控制管长≤90m，以减少阻力，并特别注意阻力平衡和管内流速问题。

10、为保证地面不裂，管间距不得小于100mm，局部过密处在管上皮10mm处加钢丝网；为保障地温度均匀性，管间距不易大于350mm。

11、供回水温度宜小于60℃（最大不超过70℃），供回水温差应小于10℃，系统工作压力不宜超过0.8MPa。

12、无论采用何种热源，地板采暖与供回水系统的温度、水量和所用压差等参数都应匹配。

13、应特别注意在设计选择参数时，管内流速不得小于0.25m/s，否则会产生气塞现象。

14、根据规范，在房间长度超过6-8m应设置膨胀缝材。每30-40m2应设膨胀缝材，但膨胀缝并不是越多越好，应合理设置。