聚焦│装配式住宅中地面辐射供暖系统是如何设计的?
2022-07-04 16:43:09
 

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概  述

 

当下,装配式建筑凭借建设周期短、污染小、结构质量有保证等优势展现出了新的发展生机。基于此,本文对地面辐射供暖系统在装配式建筑中的设计要点进行探讨。

 

 

 

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装配式建筑的优势

 

装配式建筑是由预制部品、部件(本文统称为预制构件)在建筑施工现场装配而成的建筑,可实现建筑施工现场和预制构件制作同步进行。预制构件由多条流水线同时生产,可保证供货,缩短施工期。更重要的是,预制构件在构件厂中进行统一生产,既可保障施工质量又可减少噪声、粉尘等环境问题。

 

 

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暖通专业在装配式建筑中的重要性

 

GB/T 51129-2017《装配式建筑评价标准》给出的装配率定义为:单体建筑室外地坪以上的主体结构、围护墙和内隔墙、装修和设备管线等采用预制构件的综合比例。GB/T 51129-2017的式(4.0.1)给出的装配率P的计算式为:

 

式中:P——装配率;

Q1——主体结构指标实际得分;

Q2——围护墙和内隔墙指标实际得分;

Q3——装修和设备管线指标实际得分;

Q4——评价项目中缺少的评价项分值总和。

 

设备专业对装配率的把控主要在于管线分离比例(归属于装修和设备管线指标实际得分,管线分离比例越高,装修和设备管线指标实际得分越高)的控制,GB/T 51129-2017的式(4.0.13)给出的管线分离比例q3d的计算式为:    

 

 

式中:q3d——管线分离比例,%;

L3d——各楼层管线分离的长度(包括裸露于室内空间以及敷设在地面架空层、非承重墙体空腔和吊顶内的电气、给水排水和供暖管线长度之和),m;

L——各楼层电气、给水排水和供暖管线的总长度,m。

 

若采用集中式空调系统、散热器供暖来保证室内热湿环境,那么管线分离比例基本可以满足要求。若室内供暖系统采用传统地面辐射供暖系统(见图1),由于埋地盘管长度很大,导致管线分离比例过低,无法达到GB/T 51129-2017中表4.0.1对管线分离比例的要求。因此,控制地面辐射供暖系统的管线分离比例就显得尤为重要。

 

 

 

 

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干式工法地面辐射供暖系统

 

4.1结  构

 

架空形式:架空地面辐射供暖系统通过设置架空层敷设供暖通风及其他专业的室内管线,见图2。优点是可以大幅提高管线分离比例,地脚螺栓可针对不平整楼板进行二次调平。当然也存在缺陷,由于架空层的存在,会降低室内的净高。

 

 

预制沟槽形式:见图3。采用木龙骨作为支撑,盘管安装在预制沟槽保温板内。优点是对房间净高影响小,加热效率高;缺点是预制沟槽保温板强度低,导致地面整体承重能力比较弱。加之其对木龙骨的结构、木材有一定要求,因此成本比传统结构高。

 

 

 

4.2辐射面供热量测试

 

以木地板、瓷砖分别作为饰面层,对单位面积平均造价适中的预制沟槽地面辐射供暖系统进行辐射面供热量测试。样品长度为3.6m,宽度为2.4m。预制沟槽保温板厚度为30mm,盘管材质为PE-RT,盘管规格为D16×2,盘管中心间距为150mm。

 

木地板饰面层:木地板饰面层样品散热量测试结果见表2。根据表2,通过最小二乘法拟合得到木地板饰面层样品散热量拟合公式:

 

式中:Φw——木地板饰面层样品散热量,W;∆T——过余温度,K;

 

瓷砖饰面层:瓷砖饰面层样品散热量测试结果见表3。根据表3,通过最小二乘法拟合得到瓷砖饰面层样品散热量拟合公式:

 

式中:Φt——瓷砖饰面层样品散热量,W;

 

 

性能对比:过余温度取19.5K,分别代入式(2)、(3),可计算得到以木地板、瓷砖分别作为饰面层的样品的散热量分别为557.3W、927.7W。由计算结果可知,当辐射面积一定时,以瓷砖作为饰面层相比以木地板作为饰面层的预制沟槽地面辐射供暖系统供暖能力较强。

 

 

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装配式建筑中暖通专业的设计要点

 

①无论是架空地面辐射供暖系统,还是预制沟槽地面辐射供暖系统都存在管线交叉问题。这无疑增加了地面厚度,减小了房间净高,并使成本增加。在实际项目中,应根据建筑结构合理规划各专业管线布局,减少管线交叉,有条件的可以采取局部吊顶的方式。此外,开发应用新技术(如无线开关、智能家居等),以减少设备管线,从而减少管线交叉。

 

②干式工法地面无法像传统地面一样实施防水处理。厨房、卫生间地面宜采用传统地面辐射供暖系统以确保地面防水效果。考虑到厨房、卫生间的管线分离比例有所减小,可采用集成厨房、集成卫生间以提升装配率。

 

③干式工法地面与传统地面连接处的高差,可以采取结构降板予以解决。

 

④预制构件中的预埋管线以及预留沟、槽、孔、洞的位置应遵守结构设计模数网格,保证构件的整体性与安全性,不应在预制构件安装后凿剔新的沟、槽、孔、洞。

 

⑤装配式建筑设计各专业应紧密联系。项目前期暖通专业与水、电专业施工人员要确认管线分布方案,协调管线布置,与建筑结构专业施工人员确认预留墙洞、板洞的位置,确保项目顺利进行。

 

 

END

 

 

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