公共建筑低温热水地板辐射供暖系统设计-云南专业净水地暖污水水处

与住宅相比，公共建筑结构形式复杂，面积较大、房间功能多、负荷差异大，但相应的设计规范却较少。低温热水地板辐射供暖系统在公共建筑项目的应用中，有成功的工程，也不乏失败的例子，如地面温度过高、爆管、温度分布不均匀等。为此，笔者总结了近年来在公建项目中的设计经验，以应县四通物流综合楼为例，详细分析了公共建筑中地暖系统形式、配管间距、盘管布置等方面的问题。

一、工程概况

应县四通物流综合楼共九层，地上八层，地下一层。第一层、第二层为商业网点，第三层、第四层为办公室，第五层、第六层、第七层为宾馆标间，第八层为办公区。总建筑面积13601㎡，建筑高度35.15m，框架结构按节能建筑设计。热源为市政热水，供水温度为50℃，回水温度为40℃。

二、设计难点

01

形状布局不规则

该工程为异形建筑，建筑形式不规则，功能复杂，各功能区之间房间布局差异较大，专业软件无法完成盘管布置。

02

大空间难以保持温度均匀

大空间建筑热负荷分布不均，靠外墙、外窗处热负荷较大，靠内的部位热负荷小，宜以距外墙6m为界分区，分别计算热负荷和进行管线布置，避免出现靠外墙部位冷、靠内的部位过热，甚至地面开裂的情况。

03

各功能区计量要求不同

本工程不仅需要在进建筑物处进行总计量，还需要对商业网点进行单独计量。

04

使用时间不同，各功能区节能性不同

本工程中商业网点、办公室（区）、标间的用暖时间均不相同，如果全天正常供暖，会造成极大的能源浪费。

三、设计思路和方法

01

确定系统形式

经过对比分析，最终确定各功能区，并分别设置供暖系统，这样既利于节能，又利于系统运行以后的计量收费和管理。以下分别介绍四个供暖系统：

1）第一层、第二层为商铺，应分户计量，所以第一、二层采用一个供暖系统，供回水横干管敷设在地下一层顶板下，系统形式为下供下回双管异程式。每家商铺的入户支管上安装热计量装置。

2）第三层、第四层为办公室，办公时间大致相同，因此设置一个供暖系统。虽然下供下回式系统的水力条件较好，但考虑到把供水横干管敷设在第二层顶板下，即第二层商铺中，日后检修维护存在麻烦和纠纷。因此，采用中供中回双管异程式系统，供回水横干管敷设在第三层顶板下。

3）第五层、第六层、第七层为酒店标间，思路同第三层、第四层，采用中供中回双管异程式系统，供回水横干管敷设在第五层顶板下，分配器安装在水暖井中，不影响标间的使用面积。

4）第八层为办公区，因建筑外侧全为玻璃幕，为了不破坏建筑物的美观性，因此将供暖管道全部沿内侧墙壁布置，系统形式确定为上供上回双管异程式，供回水横干管均敷设在第八层顶板下。四个供暖系统均接自水暖井里的供暖总立管。

02

建筑物耗热量计算及配管间距的确定

通过对建筑物围护结构耗热量和加热渗入室内的冷空气耗热量的计算，得出本工程单位热负荷指标为43.96W/㎡。根据负荷情况确定第一层、顶层配管间距为250mm，其余层均为300mm，配管距外墙内表面为300mm。考虑到有的房间拥有两面外墙，热损失较大，因此应适当减少盘管间距，同时尽量将高温管段优先布置在靠外窗或外墙热损失较大的位置。

经过对比分析，与住宅建筑不同，商场、体育场馆等大空间公共建筑，盘管布置有较大的空间余量，因此可适当将盘管间距调整至400mm，甚至在没有热损失的靠内部位不布置加热盘管。

03

供热房间伸缩缝的布置

《辐射供暖供冷技术规程》（JGJ 142-2012）规定：当地面面积超过30㎡或边长超过6m时，应按照不大于6m的间距设置伸缩缝，其宽度不小于8mm；在填充层与墙体（含过门处）、房柱等垂直构件的交接处，应预留不间断伸缩缝，宽度不小于10mm。伸缩缝中应填充高发泡聚乙烯泡沫塑料或弹性膨胀膏。

住宅项目中因墙体较多，把地面自然分割成不同的单元，地面收缩能力较好，但在大空间的公共建筑中，有些对伸缩缝的设计并不重视，伸缩缝间距不满足规范甚至不设置伸缩缝，导致冬季供暖后，地面受热膨胀，发生开裂。

本工程除标间外，其余均为大面积房间，伸缩缝的设置直接关系到地热盘管的布置。经过反复对比、修改，最终确定了较为合理的伸缩缝布置。所有伸缩缝间距均控制在5m之内，利用整齐的伸缩缝，把地面划分为若干个盘管区域。

04

供热房间盘管的布置

本工程采用回折形布置方式。在弧形的不规则区域，外墙全部为玻璃幕，因此盘管不易布置，且外墙侧热负荷远远大于中心区域。为使地面温度均匀，在建筑外墙处应尽量平行于建筑物敷设盘管，中心位置盘管敷设量较少。在布置盘管期间，同时校核盘管散热量与房间所需热量的关系，并做出相应调整。住宅建筑中，供暖立管所带的楼层面积一致，地暖环路相同，分配器阻力一致，系统易平衡。

但本工程供暖系统多而复杂，为使系统平衡，在设计中应尽量保持两个“相等”：每套分配器所负担的供暖面积尽量相等；一套分配器上各个环路的长度尽量相等，且每个环路长度应控制在60m～100m，最长不得超过120m。这也是大空间公共建筑安装分配器应注意的地方。

05

温控方式的选择

地板辐射供暖系统的室温控制方式总体分为分环路控制（见图1）和总体控制（见图2）两种方式。

分环路控制是指在每个房间或功能区域分别安装房间温控器，并与分集水器各个环路上的热电执行器相连，对每个环路水量进行控制。总体控制是指在典型房间或区域安装房间温控器，与分水器前端控制阀相连，通过设定和调节典型房间或典型区域的温度，以控制户内温度基本均衡。

本工程更适合采用总体控制方式。分水器前端的控制阀选用电动控制阀，房间温控器选用有线温控器，距地面1.2m～1.5m安装，使用220V电源，并采用独立回路，装设过载、短路及剩余电流保护器。

06

系统的平衡问题

本工程共分为四个供暖系统，从下至上分别为商铺供暖系统、办公室供暖系统、标间供暖系统、办公区供暖系统，暂分别定义为R1供暖系统、R2供暖系统、R3供暖系统、R4供暖系统。四个供暖系统为共用立管的异程式系统。最不利的供暖系统为R4供暖系统，其余三个供暖系统与R4供暖系统的不平衡率分别为11%、29.5%、10.9%，传统散热器供暖时要求每个支路的不平衡率不大于15%，显然R2供暖系统不满足此要求，因此四个供暖系统总回水管上均安装有高阻力的平衡阀。此外，由于分水器的供水管上均安装有温控阀，因此供暖末端的阻力较大。经过计算，四个供暖系统的立管不平衡率均满足规范要求。

四、总 结

低温热水地板辐射供暖系统在医院、商场、游泳馆等大跨度、低窗或全玻璃幕的公共建筑中有较多优点，但相对于居住建筑，其设计还应注意以下问题：

1）相关规范推荐的盘管间距为200mm～300mm，但对于大空间的公共建筑可适当增大盘管间距，甚至在没有热损失的内部区域不布置加热盘管，以保持房间温度的舒适性和均匀性。

2）考虑到大空间公共建筑装修、施工调整等特点，应适当放大分配器。

3）注意伸缩缝的设置，空间越大，伸缩缝的设置越重要。

4）当系统较复杂时，应合理组织供暖形式，从热计量、运行管理、用暖特点等多方面综合考虑，尽量满足调节方便、节能的要求。

5）严格控制地暖水温，严禁用散热器水供地暖系统或将两者合用。因为水温每增加10℃，塑料管材的寿命就会减少2.5倍，并且盘管温度过高会导致室内温度过高甚至爆管。

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