董重成:解读《低温辐射电热膜供暖系统应用技术规程》
6月12日南方建筑供暖技术论坛暨《低温辐射电热膜供暖系统应用技术规程》贯标会在北京召开。标准编辑单位、行业专家、代表企业、开发商和设计、建设单位共同探讨建筑业供暖的发展趋势。会上哈尔滨理工大学董重成教授解读《低温辐射电热膜供暖系统应用技术规程》。
哈尔滨理工大学教授 董重成
董重成:各位嘉宾下午好!我代表课题组向大家介绍《规程》。第四章和第七节的内容。
第四章第一节,一般规定,我们一共有6条。
4.1.1、电热膜供暖的热负荷应由计算确定。
对工程设计来说一定要通过理论上的计算来明确它的热负荷。对电热膜的选用,一定要根据你不同的安装位置,来确定不同性质的电热膜,在上个世纪90年代初,我们国家引进国外电热膜的时候,基本只引进了天棚膜。
在我们住建部所发布的建设工程设计文件中已经明确,针对近几年出现的电热膜供暖技术,如何实施,如何使用,对于我们掌握一个什么深度,不尽相同。在这个规范过程中,我们又把它明确了。
针对于电热膜供暖系统的热负荷计算,刚才已经提到了一定要通过理论计算,在理论计算中间考虑哪些问题呢?在这一章里列出几条要求。除了有电热膜本身的特点,和我们现在民用建筑,2012年实施的和辐射供暖规程里面要求都有一致性。
在4.2.2条,刚才那两个标准规定挺一致的,。针对辐射供暖这样一个技术,被公认为具有节能效用。具有低两度的理论根据,是通过我们人体卫生和舒适感觉测定,不论你辐射散热,拥有效果比你对流,舒适感觉不一样,降低两度,在实际计算中,如果我们房间选用是20度的话,采用这样的话可以用18度来计算。显然计算温差就降低了,挑战就小了。
这种做法要考虑所在工程区域,如果在哈尔滨,它室内温度18度,室外温度零下26度,40多度温差,你要差两度的话基本就差5%。
4.2.5、安装电热膜建筑地面,可不计算地面传热量,在早期低温辐射,供暖技术规程里就是这样一个规定,现在的新修订的叫做辐射供暖供冷技术规程,和民用空气设定标准也是这样规定的,但是在实际的工程应用过程中,它地面上尽管铺设了绝热层,依然形成完全的绝热状态,同样还有一定的传热量,大家注意这条规定,它说可不计算,并不是采用了我们标准应与不应,而仅仅是说可以,针对于具体情况,工程一些问题,你可以考虑是否计算它。
还有4.2.6,认为辐射供暖是可以不扩充高度附加的,家都知道,辐射供暖是穿透空间的,是物体表面传热。在技术实施过程中,通过测试分析,实际上室内温度梯度依然存在,如果对流传热器。一米距离会有1到1度半的温度梯度。对我们地面辐射供暖和墙面辐射供暖还有顶棚辐射供暖,基本上就是50多。依然通过对流散热存在。有每米0.5到1度的差。这样一个发现,使得对于高度的附加,一定要考虑。但是它又不同于对流散热器。所以在高度附加上,仅仅是高出一米的时候,大于4米的层高,高出1米时候附加1%,总体附加量不大于8%。
再一个近些年大家都知道,出现的物间传热的问题,从某种层面上困扰了技术实施,对于这个问题的计算,一直没有一个从规范上做出的规定,而仅仅是设计资料中。
从文字上提到物间传热,北京和天津市,分别给出一些计算方法,那个计算相对带说比较大,一般通过那种计算。针对这样一个现象,针对于我们电热膜的间歇供暖和物间传热,它的计算考虑上,借鉴了北京市2011年发布的地板辐射供暖的技术规程,这里面给出一个计算式,在我们规程条文里面,这个计算式从数学看比较简单,里边几个物理参数给大家介绍,考虑间隙供暖的修正系数α=1.3。
对于我们这样一个电热膜供暖,家庭的需要可以去自由的调节,
像我刚才哈尔滨室外计算温度是-26度,这个统计在1950,1980,这几年间每年不保证5天。采暖季节采暖季节都比室外温度低。你安全那样一个计算温度配备的电热膜的功率的话,实际你在其他时间完全是可以进行调节的。
刚才我所谈到的像哈尔滨,它室外是-26度,或者-18度,用这个温差计算,顶棚和外墙与地面的传热,针对我们这样的一个供暖方式,它是把电热膜安装在墙面上,或者安装在天棚上,你安装的部位加大了对室外的传热,这样所形成的计算,由于现在节能建筑,外墙和天棚已经不是单一材料了。你这个计算公式有了,外测可以用室外温度。这是针对于不满符合的计算。
如果将使得我们电热膜很好被应用的话,具体的工程情况,根据你的实际经验来散热,当有了符合的计算以后,我们可以确定电热膜的数量,这个电热膜的数量就可以用这个公式运作,很简单的数学计算式。这里边有一个参数,叫附加运行系数,对附加运行系数,这个参数的理解,以前有的人把它理解为说是我们电热膜供暖,大家可能对电热膜供暖的材料也很清楚,说它可能是通过使用以后,他会老化和衰减,然后在这先给它有一个0.2的附加量,这个理解首先跟大家说,应该说不是十分准确的。它的老化和衰减是存在的,但是通过实际的分析和测试验证,完全可以忽略,在这为什么需要0.2呢,这就是目前民用电压它的波动影响了我们这个功率,这一点大家在学初中物理的时候就已经很清楚了。一般我们220电压低压都会到200。其他计算里也都是很合理。因为它电压一低不是你电热膜核定功率。
电热膜对房间有效功率,这个概念,大家怎么去理解呢?这个有效功率的概念,如果我们把电热膜铺在地面上,不考虑向下传热的话,它可以把整个功率的热量全部释放到我们这个空间来,尽管有绝热层,它依然有向下传热的热量,尽管热量不是很大,有的时候也是百分之十几,有的时候把热量传到楼下去,还达不到我们设计室内计算温度情况,针对这样一个情况,针对向下传热的热量,我们不视为它是有效的。
对于我们确定了电热膜片数的话,大家都知道室内温度,是受表面温度影响,按照电热膜表面影响,刚才有的老师已经谈到了,如果脚下不凉,身上就不冷,这样生理现象大家都会有痛苦的体会。还会有另一个问题,如果地面温度过高的话,脚上的热使你难耐,也会有抓耳挠腮的痛苦。这样又有了表面温度的制约。
第四节是属于电热膜的地面供暖,刚才谈到不同的供暖部位的电热膜,针对不同的供暖部位,选用不同的电热膜,不同的供暖部位,它所采用的结构方式有所不同,这里不详细谈了。
针对于电热膜布置在与土壤相邻的地面时,必须设绝热层。防潮层,不同绝热材料,它的湿传递程度,绝热材料如果含水量比较高的话,就会加大这种绝热材料的导热系数,就像衣服被临湿以后肯定会感到寒冷。针对刚才谈到我们表面温度的计算公式给了,对于计算出结果,符不符合要求呢?在4.4条里就给出一个温度极限,注意在这里给出温度极限,最高是29度,跟以前给出28度是不同的,这是借鉴国外最新研究成果。
再一个对于地面构造,要想达到一个很好效果的话,材料一定要选择合理,最小的厚度给出具体成本约束。
4.4.8,采用C15豆石混凝土,很多开发商愿意采用毛石,对于毛石这样混凝土对于我们电热膜产生割裂甚至破坏,因为毛石都是棱,那个毛石在施工过程中破坏我们电热膜,大家在施工上一定要考虑。
4.5电热膜棚面供暖
棚面安装电热膜的房间层高不应大于4M。你大于4M的时候地面地膜,层高一定大于4米,天棚处于低温状况下,供暖情况就不好。在天棚膜,不应该做二次装修和遮挡,天棚膜里边我们这么强调,而在地膜里我们没有强调。
第六节是墙膜,它的构造有龙骨结构和没有龙骨结构这两种情况。条文里边我们给出一个具体要求,当然在施工上也有不同的处理,在下一章施工的问题,大家可以看一下一些要求。
在墙面安装的话,我们在墙面安装有了规定,我们如果是住宅,在2米8的层高,给出一个距地面200到2米这样一个距离空间。它对于墙面的加热,气流是往上流动的,对室内我们活动有关空间温度场,均匀性是不理想的。
前面谈到要做装修的问题。刚才对于地面、天棚、墙面我们都提出了要求。对于电热膜布置在设计上尽可能考虑不被家具覆盖,在这一条确定上,我们提出了很大异议,完全是业主自由决定的,这一点是毋庸置疑的,但是按照我们通常的习惯,我们通常的习惯,家具的摆放一定是有规定的。所以这样一个提示,更好使得我们电热膜散热。再一个对有固定设备的橱柜洁具卫生间里边卫生区,还有一些管道,也尽可能的避开。在地面,尤其卫生间和厨房,有时候地面不是太好,不是电热膜的话,我们提倡最好布置在侧面墙上。在施工过程中,包括你设计上就不允许搭接,这个搭接提高了它的表面温度,如果使两层电褥子和一层不一样,会出现安全问题。
还有一个问题,在我们电热膜布局上,无论天棚,还有墙面,都会与电器一些布置会有一些冲突,在这样的情况下,我们从安全角度和施工的这个要求上给出了它最小距离上的规定。再一个,电热膜的布置,从整个的供暖上,要尽可能的均匀,电热膜整个它的平均密度功率,不能大于200,这个从现在大多数企业所生产的电热膜来说,每平米把它安装在一起,现在不否认咱们现在有的电热膜生产企业,为了追求在高大空间里的使用,它负荷比较大的时候,加大单位面积,或者规格上规律,产生过热问题。
再一个,整个负荷计算完以后,对于电热膜的布置,一定是要绘制平面电热膜图,设计单位对这项技术不是很了解,他对于电热膜的布置图绘制上,也不是很熟悉。设计单位委托电热膜生产企业。电热膜设计图一定要给他。