地面辐射采暖系统特点及木地板的应用

地面辐射采暖系统特点及木地板的应用随着我国人民生活水平的提高，人们开始不满足于传统的采暖系统，而追求更符合人体舒适的地面辐射采暖系统，地面辐射采暖系统具有很多传统采暖系统不具备的优点，如节约能源消耗、提高人们居住环境的舒适度，目前地面辐射采暖主要有两种方式：一是低温热水地面辐射采暖；二是电采暖(发热电缆或电热膜)。因为地面辐射采暖系统是通过埋设于表层地板下方的热源供热,通常温度可达到60℃，把表层的地板表面加热到26-28℃，均匀地向室内辐射热能，这种热传导的特殊性对传统的地板提出了更高的技术要求，尤其是木地板系列要求，具有特殊的热传导性能、良好的尺寸稳定性、环保性。1地面辐射采暖系统1.1传统室内采暖方式传统的采暖方式有普通热水暖气片采暖、空调采暖等，这些传统采暖方式，主要是采用对流的方式对室内空气进行加热。传统采暖系统，热能散发自高处，热空气首先上升到天花板，温度降低后再回到地面高度，在房间内形成热空气的循环而使房间内温度升高，因此，容易给人上暖下凉的不适感，甚至会感到头晕、胸闷，尤其会造成呼吸道疾病患者的不适。1.2地面辐射采暖系统地面辐射采暖系统以中温水或电热元件为热源，热源温度低于60℃,由于辐射温度较低需要扩大辐射面积一般将辐射面积和建筑构件结合，以建筑内表面作为辐射发热面。地面辐射采暖系统主要用于住宅、办公、工商企业及民用建筑的采暖，主要形式有吊顶辐射采暖、地板辐射采暖和墙壁面辐射采暖等。低温地板辐射采暖是在地板下面铺设发热部件，地板表面温度提高后通过对流换热传导周围空气，同时与室内其他表面和人体进行辐射换热。铺设在地板下面的发热部件可以是热风管道、热水管道、热油管道、发热电缆等，热风系统多用煤炉，灶烟气在地板下的通道中流动，由于空气热容量小，输送管道尺寸大多受建筑层高和构造限制，在城市中应用较少，低温地面辐射采暖是利用低温热水和电热加热覆盖层，系统运行可靠控制方便，运行比较经济，适合推广。相对于对流采暖，低温地板辐射采暖系统具有舒适、清洁、节能、美观和节省空间等优势。低温地板辐射采暖的地板辐射发热量占总发热量的50%以上，辐射热不通过空气传递，直接与人体换热，由于地板温度较高，最下层有绝热层保护，从而提高了房间的平均辐射温度，即使在房间内空气温度低于对流采暖温度2-3℃时，也能达到与对流采暖相同的舒适度，室内空气垂直分布符合人体热舒适要求，水平分布均匀，室内空气流速小，降低了气流引起的室内扬尘，与热风采暖相比，该采暖方式无送风口，室内没有吹风感；与散热器系统相比，避免了有机微粒烤焦产生的焦糊味，消除了散热器及管道上方的黑斑，系统热稳定性好，在室外气候条件短期波动或采暖系统暂时失调时，室内仍然能维持较稳定的热环境。2低温地板辐射采暖的优点传统的采暖方式存在能源利用率低、热舒适性差以及对环境产生污染等缺点，已经越来越不适应现代居住建筑，低温地板辐射采暖是当今较为先进的一种采暖方式，与传统的散热器相比，低温地板辐射系统具有以下优点：2.1散热科学、温暖舒适地板采暖室内温暖分布要比散热器采暖均匀得多，从室温沿高度的分布来看，地板采暖具有负温梯度，即室温自下而上逐渐递减,其温度垂直分布曲线与人体感觉舒适时室内温度曲线一致，尤其在距地面5-15㎝的人体感觉舒适敏感部位处温度比一般的暖风、暖气采暖高，给人以脚温头凉的良好感觉，符合“温足凉顶”的中医健身理论，能够改善人体血液循环，促进新陈代谢，对流式采暖时，在舒适条件下，人体四肢温度与躯干温度之差为4-6℃；而在辐射采暖情况下，房间内平均温度为18℃，由于辐射强度和温度的双重作用，使人体四肢和躯干温度差趋于0℃，因此具有最佳的舒适感。2.2节能地面辐射采暖不但全面提高人的舒适感，而且在同样舒适感的前提下，地板辐射采暖时的室内设计温度可以比对流采暖降低2-3℃。因此，使用地板辐射采暖系统可以利用相对少的热量，使人感受舒适，具有可观的节能效益。地板辐射采暖比传统散热器采暖换热面积大、热效率高，此外，低温热水地板辐射采暖系统具有较好的蓄热能力，故可采用间歇采暖，同样能保持室内温度基本恒定，因此节约能源。2.3扩大房间有效使用面积采用传统的暖气采暖一般100㎡的住宅因暖气片的装饰、装修占平面有效使用面积达2㎡左右,且上下立横管很多,给装饰房间带来很多不便，影响房间布局。而采用低温地板辐射采暖时，采暖设备基本不占用室内空间，输热管道全部埋在地下。2.4清洁卫生就室内空气品质而言，地板辐射采暖比散热器采暖方式更有利于保障室内空气的净洁度，好的空气质量是保证人体正常生活与健康的基本需要。由于地板采暖是低温辐射采暖，室内空气不产生明显的对流，因此，可以明显地减少住宅内空气中尘埃的飞扬和细菌的传播，减少室内空气二次污染，消除传统散热片及管道积尘对室内微气候的不良影响，使室内空气清新洁净，从而营造出令人满意、舒适的绿色生活环境。2.5热源选择灵活低温地板辐射采暖热源选择范围较宽，例如:低温热水、热油、发热电缆、电热膜、太阳能等作为加热源。3木地板在低温地板辐射采暖系统中的应用目前在低温地板采暖系统中作为地面装饰材料有瓷砖类、塑料类、地毯类、木地板类。而木地板具有天然木材纹理具脚感舒适,使其作为地热地板之用将具有重要的优越性，但木地板在低温地板辐射采暖系统应用中，也会出现诸多问题。3.1木地板的优势木地板除有普通大理石地板、瓷砖地板等不具备的视觉及脚感舒适的优点外，同时还具有作为地热地板的优点。1.与其他地面装饰材料相比，木地板表面温度分布均匀。因为为了保证人体的舒适性，要控制地板表面平均温度不要超过人体舒适范围，几种不同材料装饰地面时地板表面温度的分布情况不同，大理石地板和瓷砖地板温度梯度高,而木地板的表面温度分布均匀性好，温度梯度低。2.木地板导致填充层的厚度对热流密度影响较小,当地面层为大理石和瓷砖时填充层厚度的影响较为明显，而木地板对散热量的影响比较小，因为填充层材料为豆石混凝土或发泡水泥导热系数较大，其导热阻在不同地面装饰材料情况下占导热总热阻的份额不同。当地面层的材料为大理石和瓷砖时,由于两者间的导热系数相差太大，所以混凝土的厚度对热流密度会有明显影响，而木地板与其相比导热系数较小，因此影响不大。3.2木地板的预热采暖系统从开始供热到达到室内设计温度时所需要的时间为预热时间，在相同的填充层厚度时，由于木地板导热系数小于大理石地板和瓷砖，必然增加低温地板辐射采暖系统的预热时间，此外，木地板又比大理石和瓷砖容易变形，在长期处于被加热的状态下木地板会发生收缩或尺寸变形，建议设计部门应多考虑木地板的导热系数和地下基层材料的导热系数，也就是隔热层的导热系数要明显小于木地板的导热系数。4地板采暖对木地板特殊性能要求低温地板辐射采暖系统的特殊性对木地板提出了特殊要求。如耐久性要好，热传导性能好，良好的尺寸稳定性和优良的环保性能。4.1导热系数分析通常将导热系数入≤0.15W/(m.K)的材料称为绝热材料。根据相关资料介绍，木材的导热系数为0.04-0.12W/(m.K)，瓷砖为1.1W/(m.K)，大理石为2.9W/(m.K)，多层实木地板为0.12-0.15W(m.K)，MDF为0.16-0.20W(m.K)。由于这些数据可知木地板的导热系数明显低于大理石和瓷砖的导热系数。木地板是木纤维结构层非良导体，不易散热也不易导热。导热系数越小，要达到同等采暖效果，运行费用就越高。地板辐射采暖的木地板要有良好的导热性是作为采暖地板必备的前提条件。4.2尺寸稳定性分析木地板在热源的作用下，温度变化起伏较大。木地板吸湿膨胀、干燥收缩是固有的物理现象，木地板的结构应该从尽可能降低变形的理念出发，保证尺寸稳定性，尺寸稳定性越好，承受地暖温度变化的能力就越好，不至于发生开裂现象。针对地暖的特点和要求，地板基材采用相对致密的木材，才能保证长期在高温下不开裂、不变化。4.3耐久性分析木地板在热源及日常人在地面活动行走的作用下，不能过早地丧失其原有的基本性能，即具有必要的耐久性。耐久性应体现在以下几个方面：1.防潮性：地面采暖的同时会散发出大量的潮气，这些潮气开始主要由地板吸收，然后再慢慢干燥，所以地板基材要有较强的防潮性。尤其在采用低温热水系统情况下，万一不慎漏水，地板要有一定的防水抗潮性能。2.防开裂变形：木质地板应防止开裂变形，分层脱胶。因此，地板在结构、纤维的周长比、胶种、铺装工艺、热压曲线、压贴工艺等方面都应予以全面考虑。3.表面涂饰：木地板的表面涂饰在温度的作用下不能出现油漆龟裂或剥离等现象，并且要具备一定耐磨性。4.4环保性分析我国的人造板起步比较晚，大部分的地板基板都还使用低毒脲醛树脂或酚醛树脂，采用醛类胶生产的地板基材在受热的情况下，更容易游离出甲醛，因此用于低温辐射采暖的地板要求甲醛释放量低或者无醛释放，不论是地板基材、粘结剂、涂料、添加剂等均应达到国家强制性标准要求，游离醛释放量必须达到E标准。5.结论随着我国人民生活水平的不断提高，人们对住宅建筑的要求不仅限于能居住，而且要宽敞明亮，温湿适宜，室内空气清新，使居住者感到温馨、舒适。因此，低温地面辐射采暖系统以其优越的性能，必将代替传统采暖系统。作为地面装饰材料的木质地板要应用于低温地板辐射采暖系统，必须要在导热系数、尺寸稳定性、耐久性、环保性等性能方面优于普通木地板。