海山碧园小区地板采暖经济效果分析

由河北省建筑设计院设计的盛宏小区采暖采用低温辐射地板采暖方式，作法为钢筋混凝土地板找平层上铺20mm厚聚苯乙烯泡沫塑料保温层，保温板上部复合一层加筋铝箔，铝箔层上铺加热盘管，并用塑料卡钉将盘管与保温层固定在一起，然后浇筑40mm厚豆石砼填充层作为保护层，最后是20mm水泥砂浆找平层，上部则由用户按需要铺设瓷砖、土地板及地毯等装饰面。
　　根据上述做法参照现在石家庄市市场材料价格进行经济分析，小区居住建筑面积32482m2，扣除墙体及不必要采暖面积（按10%计），则采暖使用面积29134m2.


　　 地板采暖的投资主要有以下几部分组成：
　　1、保温层保温层采用高密度发泡聚苯乙烯泡沫塑料（密度≥20kg/m3），按保温厚度20mm计，每1m3的材料费为12元左右。
　　12×29134=349608元
　　2、铝箔层在保温层上复合的加筋铝箔，每1m2的价格约3元（含连接用胶带等）。
　　3×29134=87402元。
　　3、加热盘管图纸采用Ф20×1.9交联聚乙烯管材，每米市场价7.25元，每1m2采暖面积消耗5m管材，则管材费用36.25元/m2.
　　36.25×29134=1056108元
　　4、分、集水器及阀门分、集水器及阀门每户一套按500元（不含温控计量装置）折合每1m2价格2.4元。
　　500×138÷29134=2.4元/ m2
　　500×138=69000元
　　5、填充层豆石砼填充层按98定额其价326元/m3，按40mm厚计，折合13元/m2.
　　13×29134=378742元
　　1562118+378742=1940860元
　　1562118÷32482=48.1元/m2
　　（不含人工、利润、税金等）
　　根据有关材料及理论分析，通过对原设计方案的修改，整个采暖工程投资费用将有大幅降低，具体措施如下：
　　1、取消铝箔层
　　铝箔层的作用是热反射、防水、隔气作用，为了将盘管固定在保温层上，会有千百个卡钉要穿透铝箔层，铝箔层上千疮百孔它已无法起到防水、隔气的作用，至于热反射作用通过与无铝箔层的工程对比并没有显著的差别。
　　这样取消铝箔层至少可以节省87402元（3元/m2）。
　　2、楼层之间可以不设保温层
　　设置保温层的目的是为了减少无效的热量消耗，对于别墅型建筑来说，除了室外空气直接或间接相邻的围护结构有无效热量消耗之外，在楼层之间是不存在无效热量消耗的，当楼板不做保温时，楼板向上传热的同时，也向下传热，只有底层有必要做保温层。这样约有1/3的面积可以省去保温层费用。
　　349608÷3=116536元
　　116536÷29134=4元/m2
　　（1）有人担心，不设绝热层时，由于楼板的向下传热量增加，可能其向上传热量会相应减少？
　　由传热学可知，地板的散热量是由辐射和对流两部分合成的。对于同一房间来说，辐射系数和构形系数等都是常数，地板的散热量主要取决于地板的表面温度。当地板的构造不变时，就意味其传热阻不变，若加热盘管的直径和间距、以及室内空气温度与热媒温度与热媒温度都保持一定，则地板的上表面温度就不可能改变。也就是说，这时地板的向上散热量是不变的。
　　至于地板的向下散热量，则与有无绝热层有密切的关系，这是因为对于向下传热来说，地板的构造发生了变化。当有保温层时，地板地向下传热阻增大了，所以，地板的下表面温度将会降低，向下传热量相应减少。当没有绝热层时，地板的向下热阻减少了，所以，地板的下表面温度将会升高，向下传热量相应增加。
　　通过数值计算与实则一致证实，有无保温热层所影响的只是地板的下表面温度和向下的散热量。


　　（2）高温对混凝土楼板的影响
　　不设绝热层时，楼板的温度将会提高，这是必然的结果。
　　高温会使混凝土和钢筋的弹性模量降低，从而导致钢筋混凝土强度的降低。因此《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）规定当蒸气养护时，混凝土的养护温度不宜超过60℃；如超过时，应按计算需要的混凝土强度设计值提高20%.北京市建筑设计研究院《结构专业技术措施》中，明确规定：“钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土构件的表面温度为60—200℃，构件必须进行抗热计算；对钢筋混凝土平台、梁板和框架结构，必须进行验算的起始温度可提高到80℃。”
　　现在的问题是不设绝层时，楼板温度会升高到多少度？地板辐射采暖时，热媒水的温度一般为50℃，最高不会超过60℃。若按60℃考虑，则由于管壁存在一定的热阻，所在楼板混凝土的温度肯定到不了60℃，就是说不必进行抗热计算，这也意味着这个温度对钢筋混凝土的强度没有影响。


　　（3）对楼板下表面的粉刷层影响问题
　　不设绝热层时，楼板下表面的平均温度将会比有绝热层时增高，随着温度的升高，会不会导致粉刷层开裂或脱落呢？由数值计算和实测结果得知，当供水温度为50℃时，有绝热层楼板下表面的平均温度为18—20℃左右，无绝热层楼板下表面的平均温度为24—29℃左右。即使供水温度上升至60℃，无绝热层楼板下表面的最高温度也不会超过35℃。这个温度比很多地区夏季室外计算温度的最高值（西安为38.4℃，北京为36.3℃）还低，它不会对粉刷层产生破坏作用，这是显而易见的。


　　（4）室温的保证问题
　　很多人担心：“楼板不设绝热层时，会导致室温无法保证的严重后果，还会影响分户计量的精确性”。
　　这里所说的室温无法保证，显然是指当相邻层用户不采暖时，会有相当一部分热量通过过不保温板传给下层房间。由于增加了这部分额外的热损失，室温将会相应下降。这个说法不无道理。但是，必须指出：
　　1）这种情况是极其特殊的个别情况，出现的几率并不高。
　　2）在采暖期内，通常不允许楼内部分用户完全停止采暖的，特别是严寒地区，否则会引起管道冻裂等事故。
　　3）采暖设备的能力，是根据采暖室外计算温度确定的，在采暖期内的绝大部分时间里，室外温度远远高于采暖室外计算温度。也就是说，采暖设备的能力在大部分时间城是有较大裕量的，这部分裕量可以起到很好的调节作用，确定室温不至于有较大幅度的下降。
　　4）除了地板辐射采暖这种形式有设绝热层的做法以外，其他任何采暖形式都没有做绝热层的先例。由计算可知，地板辐射采暖时向下传热量，并不比结流采暖时通过楼板的温差传热量大很多。当按户划分采暖系统时，任何采暖方式都会遇到以上问题。为此，这个问题并不是地板辐射采暖所特有的。那么，对其他采暖形式的楼板是否也都要进行保温呢？
　　5）个别用户不采暖的情况，并不一定发生在上、下领层之间，也有可能发生在左、右会邻室之间，这时，相邻内墙之间也会产生额外的热损失，难道对所有内墙也都要进行保温处理吗？显然，实际是不可能那么做的。
　　6）由国外的经验可知，分户计量时，并不是简单的按热表读数乖以统一的热价来计费的。必须考虑很多因素的修正，楼层的不同就是修正因素之一。其实，在按户热计量时，为了防止有人享受“免费采暖”，是可以通过管理来实现的，国外已有丰富的经验。所以，当楼板不保温时，并不会影响按户热量收费的精确性和合理性。


　　3、填充层
　　设填充层的目的是
　　①保护盘管
　　②增大热阻
　　③扩大散热面积。加热盘管的外径是Ф20，就保护盘管来说30mm厚的豆石砼已可以将盘管全部覆盖，并且在填充上部再做20mm水泥砂浆找平层，另外用户铺地砖及其他形式地板时至少还有20—30mm厚水泥砂浆找平层。
　　这样可以减少25%的豆石砼工程费用。
　　378742×0.25=94686元
　　94686÷29134=3.25元/m2
　　4、管材选用
　　原设计为交联聚乙烯（PEX）单价7.25元/m，在性能相拟的情况下，选用PPR则每米价格为4元左右。
　　（7.25-4）×5×29134=473428元
　　473428÷29134=16.25元/m2
　　共计节约772052元（不含安装人工、铺料、利润、税金）
　　主材费降低率为：
　　772052÷1940860=39.78%
　　单平米降低费用为：
　　772052÷29134=26.50元/m2
　　另外人工、辅料等也要相应减少。
　　以上方案需要与设计院进行沟通，待复核确认后方可采用。


　　5、正确进行地板采暖工程设计
　　（1）正确确定采暖负荷
　　在辐射采暖的，有辐射强度和温度双重作用，采暖效率提高20—30%左右，所以在满足同样舒适条件的前提下，室内设计温度可以比散热器对流采暖时降低2—3℃。
　　（2）正确确定加热盘管的布置
　　充分考虑采暖负荷的分布，对建筑物划分为内区和外区，采取不同的布置方式。而不是固定间距如200—250mm盲目地进行布置，应该计算地板传热的理论计算，计算出地板上下表面的温度均分布和向上、向下地传热量，在计算辐射的同时还应计算对流传热量。
　　（3）遮蔽影响
　　地板上的家具、地毯、木地板及造型等会遮蔽一部分地板表面，使这部分地板不能正常向上放散热量。如果不进行楼板保温，楼板的向下散热量正好可以弥补地板被遮蔽部分的散热量，所在，除顶层外地面的遮蔽影响均可忽略不计，从而简化设计。