標簽： 保溫材料
保溫材料對低溫地板熱水供暖的成本影響
作為新的采暖形式,低溫輻射地板采暖由于其舒適性、節能性和增加房間有效面積、便于裝修、壽命長等顯著優點,正在住宅和公共建筑中得到越來越廣泛的應用。地暖的使用壽命與保溫材料的選擇有直接的關系。本文首先介紹了低溫熱水地板輻射采暖及保溫材料在低溫地板熱水供暖施工中的作用,在此基礎上提出了低溫地板熱水供暖中保溫材料的性能要求、選擇及改進措施,論述了保溫材料對低溫地板熱水供暖的成本影響。關鍵詞：低溫地板熱水供暖 保溫材料 1 低溫熱水地板輻射采暖簡介1.1低溫熱水地板輻射采暖的原理低溫熱水地板輻射采暖是一種利用建筑物內部地面進行采暖的系統，是將塑料管敷設在樓面現澆砼層內、熱水溫度不超過55℃工作壓力不大于0.4兆帕的地板輻射供暖系統。該系統以整個地面作為散熱面，地板在通過對流換熱加熱周圍空氣的同時，還與人體、家具及四周的維護結構進行輻射換熱，從而使其表面溫度提高。其輻射換熱量約占總換熱量的50%以上。是一種理想的采暖系統。1.2低溫熱水地板輻射采暖的優點同傳統的散熱器采暖相比，低溫熱水地板輻射采暖具有以下優點:第一，采用輻射散熱的采暖方式，室內地面溫度均勻，室溫自下而上逐漸遞減，給人以腳暖頭涼的良好感覺。這符合“溫足涼頂”的中醫健身理論，能改善人體血液循環、促進新陳代謝，而且不易造成潮濕空氣對流，使得室內潔凈衛生，從而改善了家居環境。第二，增加了使用面積，而且房間可以任意分隔，便于裝修和家具布置。因為室內各種管線均可鋪設在地暖結構層中。所以室內取消了散熱器的立、支管。第三，保溫隔音，熱穩定性好。合理選擇絕熱材料可以增加樓層之間的隔熱、隔音效果和蓄熱能力，提高熱效率，減少樓層之間的噪音干擾。在間歇供暖的情況下，室內溫度變化緩慢 熱穩定性好。第四，高效節能、運行費用低。地暖系統可利用余熱水，在建立同樣舒適條件的前提下，室內設計溫度的能耗可以比其他采暖形式降低2%～3%，從而提高了熱效率；該系統使熱量集中在人體受益的范圍內，熱媒低溫傳遞（供水溫度為50℃回水溫度為40℃）且傳遞過程中熱量損失??；各房間溫度可以獨立調節，有條件的可選用室溫和水溫自動控制裝置。第五，使用壽命長。傳統暖氣使用壽命一般在15～20年，而地暖系統從主要的材料供熱管來講一般都可達到50年以上，基本和建筑物同壽命。使用中基本免維修或維修任務很小。第六，可達到分室控溫的功能。通過安裝在分水器上的閥門，可以根據個人需要控制各個房間的溫度，達到分室控溫的目的。2 保溫材料在低溫地板熱水供暖施工中的作用從圖一中可以看出，保溫層位于地面結構層與供熱管的中間最下層的部分（預先鋪設反射膜），絕熱層的主要作用是控制熱能的傳遞方向，并最大限度地減少加熱層熱能的損失，同時為固定加熱管提供固定平臺或固定點?？紤]到低溫熱水地面供暖系統的工作溫度、工作壓力、使用壽命、施工和環保性等因素，確定絕熱層所用材料需導熱系數小、難燃或不燃、具有足夠承載能力、不含殖菌源、不散發異味也無可能危害人體健康的揮發物。圖一 低溫地板熱水供暖的構造形式示意圖從與地暖施工單位交流時了解到，在實際施工中，因選擇材料不當而引起的施工質量問題很多，比如由于地板裂紋導致地暖管漏水從而增加維修費用。地暖施工是隱蔽施工，投入使用后再次維修很不方便，因此必須熟知材料的技術要求、合理選材，這樣才能保證地暖與建筑物同壽命，發揮地暖的優勢3 低溫地板熱水供暖中保溫材料的性能要求要保證地板采暖的使用壽命和絕熱層的作用、減少維修，所選用的保溫材料必須具有下列性能：3.1良好的保溫 隔熱性能保溫隔熱效果好，可以阻止熱量向樓板傳遞和向鄰戶散失，保證熱量單方向向室內傳導。反映材料導熱性能的指標是導熱系數，影響材料導熱系數的因素有材質、孔隙率、開口狀態、潮濕程度以及環境溫度。不同種類的材料導熱系數不相同。目前地暖施工中常用保溫材料的導熱系數如下：發泡水泥≤0.088W/m·k；EPS聚苯乙烯泡沫塑料≤0.041W/m·k，憎水性膨脹珍珠巖≤0.076W/m·k。當然，不同性能的保溫材料達到設計的熱阻要求所需的絕熱層厚度不同。同樣的材質、不同的容重，導熱系數也不相同。材料的孔隙率越高、閉口孔隙越多，導熱系數就越低，保溫隔熱性能也就越好，不同的含水狀態，導熱系數也不相同。保溫材料都是疏松多孔的材料，由于水的導熱系數0.58W/m·k；遠大于空氣的導熱系數0.025W/m·k吸水后隔熱性能會大幅度降低，因此保溫材料要具有良好的憎水性。3.2較高的抵抗受壓變形能力從構造圖可以看出，絕熱層要承受來自供熱管、混凝土填充層以及地板和地板上活動荷載的壓力，因此如果絕熱層材料沒有足夠的承載能力，就會因受壓不均勻而變形，導致混凝土填充層和地板出現裂縫，或造成在較高溫度下供熱管不正常變形而降低使用壽命目前使用的聚苯乙烯泡沫塑料壓縮強度≥125kPa，XPS保溫板壓縮強度為180kPa，發泡水泥3天的抗壓強度≥400kPa，28天的抗壓強度≥1Mpa，可見發泡水泥的耐壓能力最高。因此，在大面積施工中推薦使用發泡水泥。3.3良好的阻燃性能和環保性絕熱層要與供熱管接觸，熱媒的溫度達到45℃～60℃，有機類材料就會揮發有毒或有味的氣體，不利于人體健康，這是與外墻或屋面保溫材料的區別。目前常用的材料中，無機類材料（如膨脹珍珠巖、發泡水泥等）具有較好的環保性、阻燃性， 而絕熱性能好的聚合物類（如聚苯乙烯泡沫材料或板材）的阻燃性就差些。因此，研制兼有良好的保溫隔熱功能和阻燃性的復合材料將是發展的方向。有些省市就在研制膨脹珍珠巖絕熱板用于地暖施工中，但成本較聚苯板要高。3.4容重要小一般來講，保溫材料的導熱系數與材料的容重有關?？紫堵试礁?、導熱系數越小、保溫隔熱性能越好。而且容重過大會增加建筑物的自重和樓板的荷載，因此要選擇容重小的材料。同時，要處理好容重與導熱系數的矛盾。3.5良好的施工性能低溫地板熱水供暖方式不僅用于新建的住宅、公共建筑中，也可以用于既有建筑的節能改造 公共建筑空間面積較大，而一般住宅每個房間的面積較小，因此對施工的要求不同。選擇材料時，注重所選材料保溫隔熱等性能的同時，也要考慮施工的方便程度以及施工質量和施工速度。而且低溫地板熱水供暖在國內也就是近幾年才開始應用于住宅建設中，施工人員的經驗和素質都不夠高，因此在選用保溫材料時要盡量降低施工難度，保證施工質量。目前常用的保溫材料主要有混凝土式的發泡水泥和預制好的絕熱板材。發泡水泥的特點是：第一，可以將基礎層與絕熱層合二為一，同時絕熱層的上表面能通過漿體自流平和刮平完成；第二，強度較高，可以很好地固定供熱管，保證地面的熱量分布均勻，第三，對于房間面積較大的施工可用專用輸送泵輸送；第四，可以開發干粉產品用于普通住宅或既有建筑的改造；第五，改變發泡水泥的防水性能，減少防潮隔離層的鋪設，降低成本；第六，收縮變形較小，保證供熱管的使用壽命；第七，發泡率不易控制，隔熱性能不夠穩定。絕熱板材的特點是：第一，施工速度快，可以縮短工期；第二，產品預制，技術性能容易控制；第三， 絕熱性能好，絕熱層厚度小對房間凈高影響??；第四，用工少，成本較低；第五絕熱層的重量輕；第六，板縫的拼接質量要求高，需要用膠帶粘貼；第七，塑料類板材受壓容易變形，導致供熱管變形開裂，使用壽命降低；膨脹珍珠巖類板材搬運中容易磕碰損壞 影響使用。4保溫材料的選擇及改進措施低溫地板熱水供暖這種方式在國外已經很成熟，但引進國內則是近幾年的事情，實際施工中出現了不少質量問題，如地面漏水、室內溫度太高、地面開裂等，主要原因有“三分設計七分施工”的說法。因此，要使絕熱層最大限度地保證熱量單方向向室內傳導、提高能源的利用效率，必須合理選擇保溫材料。通過對多次工程質量的檢測經驗以及對地暖施工單位的調查可以發現，為保證施工質量、確保地暖系統與建筑物同壽命，必須做到以下幾點：第一，盡量降低導熱系數，提高熱阻。這是保證絕熱層效果的基本前提。第二，選用具有較高抗壓強度的保溫材料，減少受壓變形，這是供熱管與建筑物同壽命的保證。第三，依據建筑物的房間結構、面積以及地暖設計的要求，合理選擇保溫材料的施工性能，區別新建建筑物與既有建筑物、公共建筑與普通住宅，適應目前施工隊伍素質低，驗收規范不完善的狀況。第四，注意所選材料的阻燃性和環保性，保證建筑物的防火安全性和環境舒適性。第五，妥善處理一次投資成本與使用費用以及維修的關系，避免房屋使用中的隱患。第六，根據使用需要盡量研發新型材料，改進地暖保溫材料的技術性能。對于發泡水泥由于發泡率難以精確控制導致影響隔熱隔音性能，因此用膨脹珍珠巖顆?；蚓郾桨l泡顆粒代替發泡水泥，可提高孔隙率、改善孔隙狀態，同時應努力開發復合保溫材料；對于泡沫塑料 ，可在利用其良好的施工性能以及絕熱性能的同時，改進其阻燃性和環保性，減少揮發氣體的排放?？傊?，隨著地暖相應標準規范體系的完善、設計水平的改進以及施工經驗的積累，低溫地板熱水供暖技術一定會作為舒適、環保、節能、安全的供暖方式，對實現建筑節能發揮更大的作用。
