地面輻射采暖系統(tǒng)特點及木地板的應用

1、地面輻射采暖系統(tǒng)特點及木地板的應用隨著我國人民生活水平的提高，人們開始不滿足于傳統(tǒng)的采暖系 統(tǒng)，而追求更符合人體舒適的地面輻射采暖系統(tǒng)，地面輻射采暖系統(tǒng)具有很多傳統(tǒng)采暖系統(tǒng)不具備的優(yōu)點，如節(jié)約能源消耗、提高人們居 住環(huán)境的舒適度，目前地面輻射采暖主要有兩種方式： 一是低溫熱水 地面輻射米暖；二是電米暖（發(fā)熱電纜或電熱膜）。因為地面輻射采暖系統(tǒng)是通過埋設于表層地板下方的熱源供熱，通 常溫度可達到60C，把表層的地板表面加熱到 26-28C，均勻地向室 內(nèi)輻射熱能，這種熱傳導的特殊性對傳統(tǒng)的地板提出了更高的技術要 求，尤其是木地板系列要求，具有特殊的熱傳導性能、良好的尺寸穩(wěn) 定性、環(huán)保性。1地面輻

2、射米暖系統(tǒng)1.1傳統(tǒng)室內(nèi)采暖方式傳統(tǒng)的采暖方式有普通熱水暖氣片采暖、空調(diào)采暖等，這些傳統(tǒng)采暖方式，主要是采用對流的方式對室內(nèi)空氣進行加熱。傳統(tǒng)采暖系統(tǒng)，熱能散發(fā)自高處，熱空氣首先上升到天花板，溫度降低后再回到 地面高度，在房間內(nèi)形成熱空氣的循環(huán)而使房間內(nèi)溫度升高，因此， 容易給人上暖下涼的不適感，甚至會感到頭暈、胸悶，尤其會造成呼 吸道疾病患者的不適。1.2地面輻射米暖系統(tǒng)地面輻射采暖系統(tǒng)以中溫水或電熱元件為熱源，熱源溫度低于 60c，由于輻射溫度較低需要擴大輻射面積一般將輻射面積和建筑構(gòu) 件結(jié)合，以建筑內(nèi)表面作為輻射發(fā)熱面。 地面輻射采暖系統(tǒng)主要用于 住宅、辦公、工商企業(yè)及民用建筑的采暖，

3、主要形式有吊頂輻射采暖、 地板輻射采暖和墻壁面輻射采暖等。低溫地板輻射采暖是在地板下面鋪設發(fā)熱部件， 地板表面溫度提高后 通過對流換熱傳導周圍空氣， 同時與室內(nèi)其他表面和人體進行輻射換 熱。鋪設在地板下面的發(fā)熱部件可以是熱風管道、熱水管道、熱油管 道、發(fā)熱電纜等， 熱風系統(tǒng)多用煤爐， 灶煙氣在地板下的通道中流動， 由于空氣熱容量小， 輸送管道尺寸大多受建筑層高和構(gòu)造限制， 在城 市中應用較少，低溫地面輻射采暖是利用低溫熱水和電熱加熱覆蓋 層，系統(tǒng)運行可靠控制方便，運行比較經(jīng)濟，適合推廣。相對于對流 采暖，低溫地板輻射采暖系統(tǒng)具有舒適、清潔、節(jié)能、美觀和節(jié)省空 間等優(yōu)勢。低溫地板輻射采暖的地板輻

4、射發(fā)熱量占總發(fā)熱量的 50%以上，輻 射熱不通過空氣傳遞，直接與人體換熱，由于地板溫度較高，最下層 有絕熱層保護， 從而提高了房間的平均輻射溫度， 即使在房間內(nèi)空氣 溫度低于對流采暖溫度2-3 c時，也能達到與對流采暖相同的舒適度， 室內(nèi)空氣垂直分布符合人體熱舒適要求， 水平分布均勻， 室內(nèi)空氣流 速小，降低了氣流引起的室內(nèi)揚塵，與熱風采暖相比，該采暖方式無 送風口，室內(nèi)沒有吹風感； 與散熱器系統(tǒng)相比，避免了有機微?？窘?產(chǎn)生的焦糊味，消除了散熱器及管道上方的黑斑，系統(tǒng)熱穩(wěn)定性好，在室外氣候條件短期波動或采暖系統(tǒng)暫時失調(diào)時， 室內(nèi)仍然能維持較 穩(wěn)定的熱環(huán)境。2 低溫地板輻射采暖的優(yōu)點 傳統(tǒng)的采

5、暖方式存在能源利用率低、熱舒適性差以及對環(huán)境產(chǎn)生 污染等缺點， 已經(jīng)越來越不適應現(xiàn)代居住建筑， 低溫地板輻射采暖是 當今較為先進的一種采暖方式， 與傳統(tǒng)的散熱器相比， 低溫地板輻射 系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：2.1 散熱科學、溫暖舒適地板采暖室內(nèi)溫暖分布要比散熱器采暖均勻得多，從室溫沿高度 的分布來看，地板采暖具有負溫梯度，即室溫自下而上逐漸遞減 ,其 溫度垂直分布曲線與人體感覺舒適時室內(nèi)溫度曲線一致， 尤其在距地 面5-15 cm的人體感覺舒適敏感部位處溫度比一般的暖風、暖氣采暖 高，給人以腳溫頭涼的良好感覺，符合 “溫足涼頂 ”的中醫(yī)健身理論， 能夠改善人體血液循環(huán)，促進新陳代謝，對流式采暖時，在

6、舒適條件 下，人體四肢溫度與軀干溫度之差為 4-6C ;而在輻射采暖情況下， 房間內(nèi)平均溫度為18C，由于輻射強度和溫度的雙重作用，使人體 四肢和軀干溫度差趨于0C,因此具有最佳的舒適感。2.2 節(jié)能地面輻射采暖不但全面提高人的舒適感，而且在同樣舒適感的前 提下，地板輻射米暖時的室內(nèi)設計溫度可以比對流米暖降低 2-3 Co 因此，使用地板輻射采暖系統(tǒng)可以利用相對少的熱量， 使人感受舒適， 具有可觀的節(jié)能效益。地板輻射采暖比傳統(tǒng)散熱器采暖換熱面積大、熱效率高，此外，低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)具有較好的蓄熱能力， 故可采用間歇采暖，同樣能保持室內(nèi)溫度基本恒定，因此節(jié)約能源。2.3 擴大房間有效使用面

7、積采用傳統(tǒng)的暖氣采暖一般100川的住宅因暖氣片的裝飾、裝修占 平面有效使用面積達2川左右，且上下立橫管很多，給裝飾房間帶來很 多不便，影響房間布局。而采用低溫地板輻射采暖時，采暖設備基本 不占用室內(nèi)空間，輸熱管道全部埋在地下。2.4清潔衛(wèi)生就室內(nèi)空氣品質(zhì)而言，地板輻射采暖比散熱器采暖方式更有利于 保障室內(nèi)空氣的凈潔度， 好的空氣質(zhì)量是保證人體正常生活與健康的 基本需要。由于地板采暖是低溫輻射采暖， 室內(nèi)空氣不產(chǎn)生明顯的對 流，因此，可以明顯地減少住宅內(nèi)空氣中塵埃的飛揚和細菌的傳播， 減少室內(nèi)空氣二次污染， 消除傳統(tǒng)散熱片及管道積塵對室內(nèi)微氣候的 不良影響，使室內(nèi)空氣清新潔凈，從而營造出令人滿意

8、、舒適的綠色 生活環(huán)境。2.5熱源選擇靈活低溫地板輻射采暖熱源選擇范圍較寬，例如 :低溫熱水、熱油、發(fā) 熱電纜、電熱膜、太陽能等作為加熱源。3 木地板在低溫地板輻射采暖系統(tǒng)中的應用 目前在低溫地板采暖系統(tǒng)中作為地面裝飾材料有瓷磚類、塑料類、 地毯類、木地板類。而木地板具有天然木材紋理具腳感舒適 ,使其作 為地熱地板之用將具有重要的優(yōu)越性， 但木地板在低溫地板輻射采暖 系統(tǒng)應用中，也會出現(xiàn)諸多問題。3.1 木地板的優(yōu)勢 木地板除有普通大理石地板、瓷磚地板等不具備的視覺及腳感舒 適的優(yōu)點外，同時還具有作為地熱地板的優(yōu)點。1. 與其他地面裝飾材料相比，木地板表面溫度分布均勻。因為為 了保證人體的舒適

9、性， 要控制地板表面平均溫度不要超過人體舒適范 圍，幾種不同材料裝飾地面時地板表面溫度的分布情況不同， 大理石 地板和瓷磚地板溫度梯度高 ,而木地板的表面溫度分布均勻性好，溫 度梯度低。2. 木地板導致填充層的厚度對熱流密度影響較小 ,當?shù)孛鎸訛榇?理石和瓷磚時填充層厚度的影響較為明顯， 而木地板對散熱量的影響 比較小，因為填充層材料為豆石混凝土或發(fā)泡水泥導熱系數(shù)較大， 其 導熱阻在不同地面裝飾材料情況下占導熱總熱阻的份額不同。 當?shù)孛?層的材料為大理石和瓷磚時 ,由于兩者間的導熱系數(shù)相差太大，所以 混凝土的厚度對熱流密度會有明顯影響， 而木地板與其相比導熱系數(shù) 較小，因此影響不大。3.2 木

10、地板的預熱 采暖系統(tǒng)從開始供熱到達到室內(nèi)設計溫度時所需要的時間為預熱時 間，在相同的填充層厚度時， 由于木地板導熱系數(shù)小于大理石地板和 瓷磚，必然增加低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的預熱時間，此外，木地板又比大理石和瓷磚容易變形， 在長期處于被加熱的狀態(tài)下木地板會發(fā)生 收縮或尺寸變形， 建議設計部門應多考慮木地板的導熱系數(shù)和地下基 層材料的導熱系數(shù)， 也就是隔熱層的導熱系數(shù)要明顯小于木地板的導 熱系數(shù)。4 地板采暖對木地板特殊性能要求低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的特殊性對木地板提出了特殊要求。如耐 久性要好，熱傳導性能好，良好的尺寸穩(wěn)定性和優(yōu)良的環(huán)保性能。4.1 導熱系數(shù)分析通常將導熱系數(shù)入 0.15W/(m.

11、K的材料稱為絕熱材料。根據(jù)相關資料介紹，木材的導熱系數(shù)為0.04-0.12W/(m.K)，瓷磚為1.1W/(m.K), 大理石為 2 . 9W/( m . K) ，多層實木地板為 0.12-0.15W(m.K)，MDF 為 0. 16-0.20W(m.K)。由于這些數(shù)據(jù)可知木地板的導熱系數(shù)明顯低于大理石和瓷磚的導 熱系數(shù)。木地板是木纖維結(jié)構(gòu)層非良導體，不易散熱也不易導熱。導 熱系數(shù)越小，要達到同等采暖效果，運行費用就越高。地板輻射采暖 的木地板要有良好的導熱性是作為采暖地板必備的前提條件。4.2 尺寸穩(wěn)定性分析木地板在熱源的作用下，溫度變化起伏較大。木地板吸濕膨脹、 干燥收縮是固有的物理現(xiàn)象，

12、 木地板的結(jié)構(gòu)應該從盡可能降低變形的 理念出發(fā)，保證尺寸穩(wěn)定性，尺寸穩(wěn)定性越好，承受地暖溫度變化的 能力就越好，不至于發(fā)生開裂現(xiàn)象。針對地暖的特點和要求，地板基材采用相對致密的木材，才能保證長期在高溫下不開裂、不變化。4.3耐久性分析 木地板在熱源及日常人在地面活動行走的作用下，不能過早地喪 失其原有的基本性能， 即具有必要的耐久性。 耐久性應體現(xiàn)在以下幾 個方面： 1.防潮性：地面采暖的同時會散發(fā)出大量的潮氣，這些潮氣 開始主要由地板吸收， 然后再慢慢干燥， 所以地板基材要有較強的防 潮性。尤其在采用低溫熱水系統(tǒng)情況下，萬一不慎漏水，地板要有一 定的防水抗潮性能。 2.防開裂變形：木質(zhì)地板應

13、防止開裂變形，分層 脫膠。因此，地板在結(jié)構(gòu)、纖維的周長比、膠種、鋪裝工藝、熱壓曲 線、壓貼工藝等方面都應予以全面考慮。 3.表面涂飾：木地板的表面 涂飾在溫度的作用下不能出現(xiàn)油漆龜裂或剝離等現(xiàn)象， 并且要具備一 定耐磨性。4.4 環(huán)保性分析我國的人造板起步比較晚， 大部分的地板基板都還使用低毒脲醛樹 脂或酚醛樹脂， 采用醛類膠生產(chǎn)的地板基材在受熱的情況下， 更容易 游離出甲醛，因此用于低溫輻射采暖的地板要求甲醛釋放量低或者無 醛釋放，不論是地板基材、粘結(jié)劑、涂料、添加劑等均應達到國家強 制性標準要求，游離醛釋放量必須達到 E 標準。5.結(jié)論 隨著我國人民生活水平的不斷提高，人們對住宅建筑的要求

14、不僅 限于能居住，而且要寬敞明亮，溫濕適宜，室內(nèi)空氣清新，使居住者 感到溫馨、舒適。因此，低溫地面輻射采暖系統(tǒng)以其優(yōu)越的性能，必 將代替?zhèn)鹘y(tǒng)采暖系統(tǒng)。作為地面裝飾材料的木質(zhì)地板要應用于低溫地 板輻射采暖系統(tǒng)，必須要在導熱系數(shù)、尺寸穩(wěn)定性、耐久性、環(huán)保性 等性能方面優(yōu)于普通木地板。僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken