地面輻射供暖是一種高效、節能、舒適的新型采暖方式。隨著人們生活水平和對采暖要求的提高，這幾年地面輻射供暖系統得到了突飛猛進的發展，對地暖系統的設計也有了更高的要求。本文將從建筑物能耗，地面散熱量，地熱電纜的功率這三方面同廣大讀者一起探討地暖系統設計過程中的熱負荷計算。
地暖系統的功能就在于彌補建筑物熱量損失，維持房間溫度，提供舒適、溫暖的環境。要使地暖系統實現這一功能，就必須準確了解建筑物的熱量損失。建筑物熱量損失即建筑耗熱量是指建筑物圍護結構的傳熱量和空氣滲透熱損失。據此定義建筑物耗熱量按如下式1計算：
Q=qH.T+qINF-qI.H式1
Q-建筑物單位面積耗熱量。W/㎡
qH.T-單位建筑面積通過圍護結構的耗熱量。W/㎡
qINF-單位建筑面積的空氣滲透熱量。W/㎡
qI.H-單位建筑面積的建筑物內部得熱量。（包括炊事，照明，家電和人體散熱等）
其中單位建筑面積的空氣滲透熱量qINF
式中：
qINF=（ti-te）(CP.ρ.N.V/S)式2
qINF-單位建筑面積的空氣滲透熱量。W/㎡
ti-全部房間平均室內計算溫度。
te-采暖期平均計算溫度。
CP-空氣比熱容。（寒冷地區參考值0.28w.h/(kg.k)
ρ-溫度為te時，空氣密度。
N-單位時間房間換氣次數。
S-建筑面積。
房間換氣次數N參照表（次/h）（表1）
一面有外窗房間兩面有外窗房間三面有外窗房間門廳
0.50.5-1.01.0-1.52
單位面積通過圍護結構的散熱量qH.T按式3計算：
式中:
m
qH.T=（ti-te）(∑ξi.ki.Fi)/S式3
i=1
qH.T-單位面積通過圍護結構的散熱量。
ti-全部房間平均室內計算溫度。
te-采暖期平均計算溫度。
-圍護結構傳熱系數修正。
Ki-圍護結構傳熱系數。
Fi-圍護結構面積。
S-建筑面積。
建筑物的圍護結構是指建筑物及房間各面的圍護物，分為透明和不透明兩種類型；不透明圍護結構包括：墻、屋面、地板、頂棚等，透明圍護結構包括：窗戶、天窗、陽臺門、玻璃幕墻等。在這里圍護結構通常是指與大氣相接觸的外圍護結構，包括外墻、屋面、窗戶、陽臺門、外門以及與不采暖樓梯間的隔墻和戶門等供熱采暖網。
各地屋面、外墻、地面的保溫做法很多，其傳熱系數請根據圍護的結構和保溫類型參見DB13(J)24-2000《民用建筑節能設計規程》附錄F圍護結構常用做法及熱工參數的內容。下附常用圍護結構的傳熱系數供參考:
常用結構的傳熱系數K值[W/(㎡.℃)]
門框材料門的類型傳熱系數
W/(m2.℃)
木、塑料單層實際門3.5
夾板門和蜂窩夾心門2.5
雙層玻璃門（玻璃比例不限）2.5
單層玻璃門（玻璃比例<30%）4.5
單層玻璃門（玻璃比例30%-60%）5.0
金屬單層實際門6.5
雙層玻璃門（玻璃比例不限）6.5
單層玻璃門（玻璃比例<30%）5.0
單層玻璃門（玻璃比例30%-60%）4.5
無框單層玻璃門（玻璃比例<30%）6.5
（表3）
窗框材料窗戶類型空氣層厚度
(mm)窗框窗洞面積
(%)傳熱系數
W/(m2.℃)
鋼、鋁單層窗20-306.4
雙層窗100-14020-303.0
木、塑料單層窗30-404.7
雙層窗100-14030-402.3
地暖系統顧名思義是通過地面提供熱量彌補建筑物的熱量損失，維持房間溫度，提供舒適、溫暖的環境。地暖系統主要通過輻射和傳導向建筑物提供熱量，其發熱量計算如下：
式中:q=qf+qd
qf=5×10-8[(tpj+273)4-(tfj+273)4]
qd=2.13(tpj-tn)1.31
q-單位地面面積的散熱量（W/m2）
qf-單位地面面積輻射傳熱量（W/m2）
qd-單位地面面積對流傳熱量（W/m2）
tpj-地面平均溫度（W/m2）
tfj-室內非加熱表面的面積加權平均溫度（℃）
tn-室內計算溫度（℃）。
對于地表平均溫度tpj一般要求如下：
區域特征適宜范圍（℃）最高限值（℃）
人員經常停留區24-2628
人員短期停留區28-3032
無人停留區35-4042
確定地面散熱量時，對應表4校核地表平均溫度，如超過表4最高溫度限值，則需改變建筑物的熱工性能或采取其它補救辦法。如溫度滿足表4要求，則可以對發熱電纜鋪設進行計算。發熱電纜的鋪設間距主要由單位面積所需功率q，發熱電纜功率Pdl確定。發熱電纜間距計算式如下：
式中:
d=Pdl/q×1000式5
d-發熱電纜布線間距（mm）;
Pdl-發熱電纜功率（W/m）;
q-單位面積所需功率（W/㎡）。
由此，可以根據發熱電纜布線間距d進行地暖系統的安裝，但是發熱電纜之間的最大間距不宜超過300mm,且不應小于50mm.
只有準確把握了建筑物耗熱量，才能確定地暖系統的鋪設功率，才能充分體現地暖系統舒適、節能的優點，同時也有利于地暖行業健康、持續、快速的發展。
