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从楼层间散热量损失,看楼板隔热的重要性

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发表于 2015-3-23 09:39:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
    引言:建筑节能是由多种因素决定的,如外围护结构的保温性能,建筑物的体形系数及朝向,墙窗面积比,以及采暖方式,采暖费用的计算方式等,都对节能效果有重要影响。有些因素投资少,见效快,效果好。如:采用地面辐射采暖方式,实行分户热计量方法,可起到事半功倍的效果。据有关资料介绍,地面辐射采暖方式可比传统的对流采暖节能10%-20%,而两者的造价却相差无几。在同样条件下,实行分户热计量的用户又可比不实行分户热计量的用户节能高达30%。由此可见,两者的节能效果是相当明显的。但是,要想采用先进的采热方式,实行分户热计量收费,必须有这样一个前提:解决好户间传热损失的问题。


一、实例
    烟台市福山区某小区一住宅楼,共四个单元,框架板式结构,建筑层数为六层,建筑面积4900平方米,外墙采用200毫米厚混凝土小型空心砌块,无外墙保温,属建筑节能小于50%的建筑。一住户住在东一单元二楼西户,采用对流采暖方式。该户的上层及下层则改成了地面辐射采暖系统。供热时,在上下左右住户都在供暖的情况下,该住户虽然报停了供暖,但在供暖期内其室内温度仍然长期保持在21℃以上,即使在室外温度达到零下十几度的极端温度情况下,室内温度仍在 19℃以上,完全达到了供暖用户的热环境标准。


二、层间传热损失对室内温度的影响
    1.地面辐射采暖层间散热损失对室内温度的影响
地面辐射采暖在地面和楼板上要设隔热层。隔热层在地面辐射采暖中起着极其重要的作用,它把由地面向下传的热量隔绝,形成单一向上的单向传热,不仅有利于分户计量,更重要的是使室内的温度分布更趋合理,即人们的活动空间—较低部分温度较高,非活动空间—接近顶棚部分温度较低,并将热能通过地面以低温辐射的形式作用于人体,从而降低了室内平均温度,减少了热量损失,达到节能舒适的效果。实际上,由于受隔热层的厚度和性能决定,隔热层的热阻不能足够大,因此,不可能完全实现单向散热。如果按照中华人民共和国行业标准《地面辐射供暖技术规程》JGJ142-2004(以下简称规程)对隔热材料主要技术指标的要求去做,其单向散热量仍然很大,单位地面面积的散热量和向下传热损失见下表:
    A.1.1 当地面层为水泥或陶瓷、热阻R=0.02(m2·K/W)时,单位地面面积的散热量和向下传热损失(W/m2)可按表A.1.1 取值。
    注:计算条件:加热管公称外径为20mm、填充层厚度为50mm、聚苯乙烯泡沫塑料绝热层厚度20mm、供回水温差10℃。
    由上表可看出:采用地面辐射采暖即便选用了符合〈规程〉的隔热材料,向下传热损失也是相当大的。当选用PE-X管,热水平均温度为40℃,室内空气温度为 20℃,加热管间距为300mm时,采用水泥或陶瓷作为地面面层,其层间散热损失占到散热量的27.9%,若采用木地板面层和地面铺地毯的面层,其层间散热损失则分别占到散热量的39.4% 和46.4%(数表略)。如果隔热材料的质量再差一些,在施工中受压变形再大一些,其保温性能就更差了,完全有可能形成大致等量的双向散热。如此看来,出现上述“实例”之现象也就不奇怪了。如此严重的层间散热损失必将给用户的热计量带来难以克服的重大难题,同时,也会对用户的室内热环境相互产生重要影响。
    2.对流采暖层间散热损失对室内温度的影响
随着对建筑节能标准要求的逐步提高,一些省市已制定了节能65%的标准,这就对建筑设计与施工提出了更高要求。如山东省工程建设标准《居住建筑节能设计标准》DBJ14-037-2006(以下简称标准)3.3.12条规定:住宅建筑的分户墙的传热系数不应大于1.7W/(m2·K),层间楼板的传热系数不宜大于2.00W/(m2·K)。经计算,一般的楼地面即100mm钢筋混凝土楼板+30mm水泥砂浆找平+40mm砂浆地面砖,其传热系数约为 3.00W/(m2·K),远大于2.00W/(m2·K)的要求。但在实际设计和施工中很少有做隔热处理的。这样必将对各住户的室内热环境相互产生一定的影响(如果在设计时将30mm厚的楼地面砂浆找平层改用发泡水泥进行粗找平,并适当加厚兼作埋管层,那就一举多得了)。
    其次,即使满足传热系数小于(指略小于)或等于2.00W/(m2·K)的要求,其层间传热损失也是很大的。仍与中华人民共和国国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003(以下简称规范)不符。大家知道,由于受温度梯度的影响,室内温度一般底部较低,顶部较高。在采暖期内,即使上、下楼的室内平均温度相同,其楼板上下的温差也可达到2-4℃,下层的顶棚始终起着加热上层地面的作用。何况在实行分室控制后,上下楼所对应的房间温度往往会有较大的差异。如果按传热系数为2.00W/(m2·K),温差为2℃计算,其层间散热损失可达4W/m2。实行节能65%标准后,住宅建筑耗热量指标相应下降,如山东省主要城市的住宅建筑耗热量qH在14.09 W/m2-14.53 W/m2,与其相对应的供暖系统的设计热负荷也降到30W/m2左右。《规范》4.4.5条规定:与相邻房间的温差小于5℃,且通过隔墙和楼板等的传热量大于该房间热负荷的10%时,尚应计算其传热量。而当楼层间传热系数为2.00W/(m2·K)时,仅通过楼板散热就大于房间热负荷的10%。由此看来,《标准》对层间楼板的传热系数不宜大于2.00W/(m2·K)的这一规定标准是偏低的,起不到有效的保温隔热效果。
    其三,同地面辐射采暖的情况一样,对流采暖时空置住房和不采暖住户对其上、下邻住户尤其是上邻住户也会产生严重影响。《标准》对与不采暖空间相邻的楼板要求传热系数K限值是0.65W/(m2·K)-0.60W/(m2·K),对于空置住房和不采暖住户的上邻来说,其楼地面可看作是不采暖空间的相邻楼板,其传热系数根据不同的地区要求,不应大于0.65 W/(m2·K)或0.60W/(m2·K),而《标准》中未考虑此因素,将楼层间的传热系数统一定为不大于2.00W/(m2·K)。一旦有空置住房和不采暖住户,其上下住户只有甘受其苦的份了,更谈不上热计量的准确性。


三、减少层间散热损失的措施
    1.选用优质的隔热材
楼(地)面隔热材料的选择,不能单看其导热系数的大小,更要看其实用条件下的实际效果。比如,选用符合标准的聚苯乙烯泡沫塑料板(以下简称聚苯板),其理论值是0.042W/(m2·K),实际上由于在施工中反复踩踏,加上填充层施工时的破坏,实际压缩量远远大于理论压缩量。其次是拼缝多,地面平整度差,聚苯板损伤严重,使其隔热效果与理论值相差甚远。其导热系数的折减往往远大于1.5。如果选用发泡水泥做隔热层,由于其抗压强度高,变形小,无拼缝,其导热系数的计算值可按0.9W/(m2·K)计算。《规程》中规定,(地面辐射采暖时)楼层之间楼板采用聚苯板板时,其厚度为20毫米。采用其它绝热材料时,可根据热阻相当的原则确定其厚度。如果选用40毫米发泡水泥做隔热层,可计算出:发泡水泥的保温效果要明显优于聚苯板的保温效果,从计算数据上看两者相差 40%以上。如果采用热阻相当的原则确定发泡水泥的厚度,28mm厚的发泡水泥相当于20mm厚的聚苯板。但正常情况下发泡水泥平均厚度一般不少于 40mm,这就不仅保证了保温效果,同时也对原有粗糙不平的楼地面进行了找平,是类似聚苯板等材料所不及的。另外,挤塑板的强度和隔热性能要明显优于聚苯板,亦应优先选用。
2.适当增加隔热层的厚度。《规程》中对隔热层的厚度规定只是最低值,根据不同情况,应适当加厚,尤其是对地面辐射采暖的隔热层和要求实行分户计量的居住建筑隔热层更应该适当厚一些,以减少层间散热量损失。


四、结论
通过以上分析,可以看出,目前我国的大部分采暖居住建筑的层间散热量是相当大的,既没有采取有力措施也没有引起足够重视。难以保证住户内的热环境质量和热计量的公平和理性。因此,在居住建筑节能设计中,必须注意以下问题:
    一、无论是地面辐射采暖还是对流采暖,层间楼板都必须采取有效的隔热措施。
    二、设计中要根据施工特点选用强度高,保温效果好的隔热材料。
    三、在地面辐射采暖设计时,必须明确所采用的面层材料,因为不同的面层材料对地面辐射采暖的散热量和向下散热的损失相差是相当大的。不确定面层材料,其它的一切设计结果也是不确定的。




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  发表于 2015-4-2 16:01
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发表于 2016-10-17 11:01:38 | 显示全部楼层
此贴有意思~~~~~~~
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发表于 2017-5-22 20:01:22 | 显示全部楼层
把她介绍给你最好的朋友,包括异性朋友。
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发表于 2018-1-29 15:06:41 | 显示全部楼层
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发表于 2018-6-14 21:06:49 | 显示全部楼层
看,刚说你眼神不好,你还就来劲了不是.
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