本文通過對石家莊市近年完工的幾十項低溫熱水地板輻射采暖工程回訪調查。發現了設計施工中普遍存在的一些技術問題。并提出了解決方法和建議，以期與業內同行交流。共同促進這一新興采暖技術的完善和科學發展。
1 設計供熱量與實際供熱量有偏差
在回訪中，我們發現低溫熱水地板輻射采暖存在設計供熱量與實際供熱量偏差大的問題。造成這個問題的原因有：(1)混淆了供熱管敷設面積和房間地板有效散熱面積兩個不同概念，使計算出的單位地面面積所需散熱量qx小于實際值；(2)確定單位地面面積散熱量q時所選的盤管上部地面材料層與業主最終使用的地面材料層不同，使設計計算所得的采暖系統單位地面面積散熱量與實際單位地面面積散熱量發生偏差，有的偏差甚至很大。
1.1地板有效散熱面積的設計計算
低溫熱水地板輻射采暖的設計步驟是：(1)依據《采暖通風與空氣調節設計規范》(GB 50019?2003)[1]的規定進行基本耗熱量的計算，并按照輻射采暖特點進行校正，求得房間熱負荷Q；(2)依據《地面輻射供暖技術規程》(JGJ 142?2004)[2]，按照公式qx=Q/F求出單位地面面積所需散熱量qx；(3)根據加熱管種類、水溫、室溫及地面面層材料從文獻2附錄A中查得滿足qx的單位地面面積散熱量q值。并依此確定管間距并計算管長度。
文獻2第3.4.4條規定公式qx=Q/F內的F為“敷設加熱管或發熱電纜的地面面積”，但在第3.4.7條中又指出“地面散熱量應考慮家具及其他地面覆蓋物的影響”。筆者認為文獻2對F的定義不夠準確。實際計算中應將上述兩條規范結合起來理解，將公式中的F為房間地板有效散熱面積F更準確，即考慮家具及其他地面覆蓋物對散熱的影響而對敷設加熱管的地面面積進行修正后的有效計算面積。否則計算結果勢必偏小。因此，考慮覆蓋物影響后的所需單位面積散熱量qx按文獻3推薦的公式計算更為準確：
Q=FKqx (1)
K=(1-β)+Aβ (2)
式中 F??敷設加熱管的地面面積；
K??安全系數；
qx??所需單位地面面積散熱量(W/m2)；
β??覆蓋率；
A??覆蓋程度修正系數，取0.5～0.7。
對于居住類建筑，家具擺放具有很大的隨機性。從而導致式中的覆蓋率β難有定值。文獻3經過大量調查得出了住宅中各房間的家具覆蓋率數值，可供參考。另外，設計中也可依據建筑專業提供的平面詳圖(帶有家具布置方案)來計算。關于覆蓋程度修正系數值則按家具是否帶腿及其離地高度取0.5～0.7，
本文依據文獻3中盧值計算得出各類房間安全系數(表1)，可供設計計算參考。
1.2地板面層材料對單位地面面積散熱量的影響
據文獻2附錄A單位地面面積散熱量q值，在確定加熱管種類、水溫、室溫的前提下，選用不同熱阻值的地面面層材料，地板輻射采暖單位面積散熱量差別會很大。如以陶瓷磚為面層的地面比以木地板為面層的地面，散熱量高30%～60%。若設計計算選用的地面材料層與業主裝修自選的面層材料不同，則實際供熱量與設計計算會發生很大偏差。針對這種情況，筆者建議，考慮工程最不利情況，計算時以熱阻值較高的木地板為地面層，確定單位面積散熱量。再對熱阻低的陶瓷、塑料類面層情況進行復核為宜。針對熱阻值低、單位地面面積散熱量高于設計計算的情況，可用兩種方法處理：(1)管路間距與木地板地面相同。多余的散熱量通過用戶室內溫度控制裝置減少供水量來保持房間設計溫度；(2)施工時由專業公司據業主實際選用的地面層對初次設計布管的管間距做相應調整。
1.3建議
以上分析表明：未考慮家具遮擋以及設計階段地面面層材料的不確定，是造成設計與實際供熱量偏差的原因。由于目前國內多是業主自己裝修。家具布置和地面面層裝飾材料選用具有很大的不確定性。盡管在設計計算中已考慮該問題。但很難做到與實際情況完全相符。因此，筆者建議：在施工圖中明確指出設計計算時采用的房間家具覆蓋率、地面材料類型及熱阻等設計前提條件，以便發生業主裝修狀況與設計嚴重不符時。為施工更改提供準確依據，進而保證設計效果。
2 管材的最小壁厚與阻氧要求
由于低溫熱水地板輻射采暖系統中，管材的正確選擇是保證系統安全和正常運行的關鍵之一，所以在選擇管材時應綜合考慮塑料管道材質、壁厚、工作溫度、工作壓力、工程使用年限、環保性能和施工條件等因素，經過技術經濟比較后確定。目前，適用于低溫熱水地板輻射采暖工程的塑料管材主要包括：
聚丁烯管(PB)，交聯聚乙烯管(PE-X)，非交聯耐熱聚乙烯管(PE-RT)，無規共聚聚丙烯管(PP-R)。各種管材的許用環應力值從大到小依次是PB，PE-X，PE-RT，PP-R。
調查中發現，低溫熱水地板輻射采暖系統管道材料主要存在問題有以下兩個。
2.1忽略了規范對管材最小壁厚的規定
塑料管材采用管系列S值來確定尺寸系列及管壁厚。S值的表達式為：
(3)式中 S??管系列值；
σD??管材許用設計應力(MPa)；
p??系統工作壓力(MPa)；
D??管道外直徑(mm)；
e??管道壁厚度(mm)。
在已知管材的許用應力σD 和系統工作壓力p的條件下，可確定系列S值和對應不同的管外徑所需的管壁厚度。
在筆者調查的多個工程中，在管材選擇的說明中，設計人員僅標注了據式(3)計算出的塑料管材管系列S值。未標注管道壁厚。因此有些工程忽略了文獻2附錄B.1.3條規定：對管徑大于或等于15mm的管材。壁厚不應小于2.0mm。如某工程工作壓力為0.6MPa．選用PE-X管材，S6.3系列，尺寸為20mm×l.5mm，顯然不符合上述規范規定。為克服此類問題，筆者認為設計圖紙上不僅要標明管系列S值，還應明確管壁厚最小值。以防止施工選購材料時出錯。
2.2忽略了塑料管材的阻氧問題
有些工程基于衛生間不好布置加熱管和地面防水處理復雜的原因，
常在衛生間內設置外形美觀的鋼制散熱器代替地面輻射盤管。其間，設計者往往忽略了塑料管材的阻氧問題。熱媒循環水含氧量過高，是形成鋼鐵材料氧化腐蝕的主要原因。而一般的塑料類管材都有氧滲透問題。當低溫熱水地板輻射采暖系統與其他采暖系統共用同一集中熱源水系統，且其他供暖系統采用鋼制散熱器等易腐蝕構件時，則塑料管應有阻氧層或在水中添加除氧劑。所以，采用低溫熱水地板輻射采暖的系統中盡量不要使用鋼制散熱器，以免因提高對管材要求而增加工程造價：若必須使用，則一定要在設計說明中明確所用塑料管材的阻氧要求或在水中添加除氧劑。
3 施工調試問題及改進意見
筆者在對石家莊市低溫熱水地板輻射采暖工程的回訪中，發現有些工程確實存在管路漏水問題，其主要原因，除了本文2.1中提到的管道壁厚度不符合規范要求外，還在于施工調試操作不規范。
(1)敷設管道前地面不平整，有細小的砂石碎塊、鋼筋頭等，這些雜物很容易成為扎破管道的隱患。
(2)在混凝土填充層施工時．施工人員使用帶尖的工具或機械設備振搗，致使管道破裂，卻未發現。
(3)施工或裝修中在塑料管道敷設區內穿鑿鉆孔或射釘作業，致使管道破損。
(4)調試時，升溫過急，造成管道破裂。
為避免以上現象發生，筆者建議，在施工調試中須認真遵守施工調試規程，嚴格做到以下幾點。
(1)地熱盤管施工前，土建方應將地面清掃干凈并干燥，留出足夠的施工作業面，封閉現場。
(2)系統打壓試驗時，須避免地熱管長時間暴露。
(3)從地熱管敷設到混凝土填充層最終形成強度前，應進行成品保護，嚴禁在地面上堆放材料設備，或放置高溫物體、加熱設備等，也不允許施工人員穿硬底鞋在地面上行走。
(4)系統調試運行前，應先對管道進行檢查沖洗，防止異物進入系統。
(5)向低溫熱水地板輻射采暖系統供水時，供水溫度應由30℃漸升至55℃，禁止短時間驟然升溫。具體做法是先讓系統以30℃水溫循環48h然后日升5℃，直至達到設計供水溫度要求。
4 結語
從20世紀90年代后期至今，低溫熱水地板輻射采暖因具有舒適、節能、美觀等特點，
在國內居住建筑中得到了廣泛應用。但在采暖工程領域，與傳統的散熱器采暖系統相比，低溫熱水地板輻射采暖尚屬新興方式，應用中尚存在一些問題，需要探討改進，以利設計、施工和使用。
(1)低溫熱水地板輻射采暖設計中存在設計計算供熱量與實際供熱量偏差大的問題。為解決這個問題，計算房間單位地面面積所需散熱量qx時，應充分考慮家具及其他地面覆蓋物的影響。按照有效散熱面積計算；確定地熱盤管單位地面面積散熱量時，按工程最不利情況，以熱阻值較高的木地板作為地面層計算，當實際地面材料層熱阻值低于設計情況時。可采用水量調節或改變盤管間距的方法保持房間設計溫度。為使實際供暖效果接近設計計算，應在設計文件中明確標明設計計算的前提條件．即地面面層材料及熱阻、家具覆蓋率等，為施工修改提供依據。
(2)為避免選購塑料管材時出錯，設計文件中除標注管道的系列S值外，尚需注明其最小壁厚；當低溫熱水地板輻射采暖系統中設置鋼制散熱器時，應選用帶阻氧層的塑料管，或在循環水中加除氧劑。
(3)低溫熱水地板輻射采暖的施工和調試應嚴格執行施工規范。----石家莊鐵道大學建筑與藝術分院 謝華 高力強
