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地暖的分類及絕熱材料選用

2019-03-09         文章來源:成都情色天堂暖通         點擊次數:

一、地麵輻射供暖分類及要求


1、混凝土或者水泥砂漿填充式地麵輻射供暖

指的是加熱部件敷設在絕熱層之上,需填充混凝土或水泥砂漿後再鋪設地麵麵層的地麵輻射供暖供冷形式。簡稱為混凝土填充式地麵輻射供暖。


2、預製溝槽保溫板地麵輻射供暖

將加熱管或加熱電纜敷設在預製溝槽保溫板的溝槽中,加熱管或加熱電纜與保溫板溝槽尺寸吻合且上皮持平,不需要填充混凝土即可直接鋪設麵層的地麵輻射供暖形式。


預製溝槽保溫板是在工廠預製的、用於現場拚裝敷設加熱供冷管或加熱電纜的、帶有固定間距和尺寸溝槽的聚苯乙烯類泡沫塑料或其他保溫材料製成的板塊。


預製溝槽保溫板分為不帶金屬均熱層(地磚型)和帶金屬均熱層(木地板型)兩種,前者用於地磚、石材麵層的熱水地麵供暖係統,後者保溫板鋪設有與加熱部件外徑尺寸相同溝槽的金屬均熱層,用於需均熱的木地板麵層供暖地麵,或用於加熱電纜供暖地麵,使加熱電纜與絕熱層不直接接觸。保溫板厚度一般不超過35mm

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3、供暖板地麵輻射供暖

以熱水為熱媒,采用預製輕薄供暖板加熱地麵的輻射供暖形式。


預製輕薄供暖板,是由保溫基板、支撐木龍骨、塑料加熱管、粘接膠、鋁箱、配水和集水等裝置組成,並在工廠製作的一種一體化地麵供暖部件,簡稱供暖板。預製輕薄供暖板成品厚度小於或等於13mm,保溫基板內鑲嵌的加熱管外徑小於或等於8mm


4、預製溝槽保溫板和供暖板地麵供暖的要求

預製溝槽保溫板和供暖板地麵供暖的特點是較輕薄、占據室內空間少,可直接鋪設木地板,保溫板和供暖板以及木地板麵層均為幹法施工,方便快捷。如采用瓷磚或石材麵層為濕法施工,還需增加水泥砂漿找平層等厚度,而且水泥砂漿對預製輕薄供暖均熱層有腐蝕作用。因此除住宅廚房、衛生間等不宜使用木地板的場合外,均建議采用木地板麵層,以避免濕作業。


預製溝槽保溫板和供暖板地暖麵層宜為直接鋪設木地板的幹法施工;不適合采用木地板的場合,可采用瓷磚或石材麵層的施法施工。

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帶龍骨的架空木地板用於地麵供暖有以下問題:

①加熱部件上部空氣層熱阻大,不利於進行散熱;


②厚度較大,占據空間;


③實踐證明,加熱電纜敷設在架空木地板的空氣層中,不利於加熱電纜散熱,難以滿足房間熱負荷要求;溫度過高時影響電纜壽命,對聚苯板絕熱層也有破壞。一些住宅戶內不同房間分別采用木地板和地磚麵層,常利用架空木地板的龍骨高度進行地麵找平:有的在龍骨之間填充混凝土,失去了架空地板彈性好的優勢;有的在龍骨之間填充絕熱層,更不利於向上散熱。這些做法都不提倡,如需要找平,應在土建設計時在樓板上設置找平的墊層。


采用加熱電纜地麵供暖時,麵層上如鋪設厚地毯,熱阻過大、需要的電功率很大、地板內溫度很高才能滿足供暖要求,溫度過高不僅影響電纜壽命,還易形成安全隱患。因此,必須鋪設地毯的場合不應采用加熱電纜地麵供暖;如采用加熱電纜供暖應在設計文件中提示用戶不得鋪設地毯。

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二、預製溝槽保溫板和預製輕薄供暖板技術參數有要求


由於泡沫塑料類絕熱層具有一定彈性,在一定範圍內受力變形後可以恢複,但受力很大時會出現應力拐點,材料達到破壞極限,壓縮變形則不能恢複。供暖地麵承載能力與地麵構造、絕熱材料的特性和抗壓強度等因素有關,以下介紹供暖地麵承載能力的有關資料:


1、各類型供暖地麵的絕熱材料比較

供暖地麵承壓的最薄弱環節為絕熱材料的受壓變形(泡沫塑料)或被破壞(發泡水泥和泡沫塑料),根據表1可以看出,發泡水泥絕熱材料不被破壞的抗壓強度高於泡沫塑料壓縮強度。

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以下按聚苯在地麵荷載的作用下壓縮量不超過1mm為目標(遠小於GB/T 8818標準對聚苯壓縮強度相對形變不超過10%的要求)進行了以下一些荷載試驗。


2、預製溝槽保溫板上應設金屬均熱層(有導熱作用)

1)預製溝槽保溫板上應敷設金屬均熱層,金屬導熱層最小厚度應符合表2中數值的要求。

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2)絕熱板材上部增設鋁箔和鋁板麵層


鋁箔和鋁板麵層也稱為均熱層材料,市場上有專售地暖專用反射膜、無紡布反射膜、玻璃纖維鋁箔布、為鍍鋁聚脂薄膜鋁板等,薄型地暖均熱層材料常用鋁箔和鋁板。鋁箔厚度的選取可參考表3

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地麵輻射供暖濕式施工為增強絕熱板材的整體強度,並便於安裝和固定加熱管,對絕熱板材表麵可分別作如下處理:敷有真空鍍鋁聚脂薄膜麵層,宜用塑料卡釘、塑料紮帶固定加熱管;敷有玻璃布基鋁箔麵層,宜用塑料卡釘固定加熱管;鋪設低碳鋼絲網,宜用塑料紮帶固定加熱管。


近年來,地麵供暖的技術快速發展,從國外引進了一些EPS覆膜絕熱模塊板、帶絕熱層的聚乙烯(PE)結構複合模塊板。


3、預製溝槽保溫板供暖地麵兩種試件的均勻荷載試驗

本規範編製過程中,分別對木地板麵層和瓷磚麵層兩種預製溝槽保溫板供暖地麵的試件進行了均勻荷載試驗。試件構造同圖A.2.1A.2.4的非潮濕房間,保溫板為25mm厚模塑型聚苯乙烯泡沫塑料,試件平麵尺寸為600mm×600mm,每種試件3個。試驗時上設剛性承壓板,每次在承壓板上加載40kg111.1kg/㎡)砝碼,靜止30min後記錄試件變形量,共加載400kg1111.1kg/㎡),得出兩種試件3次試驗的平均荷載曲線,如圖1

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從圖1可以看出:木地板麵層試件變形量遠大於瓷磚麵層試件,是因為直接鋪設的木地板麵層與保溫板之間存在縫隙,且木地板本身也有一定的壓縮變形,變形量包括縫隙、木地板和保溫板的壓縮量;瓷磚麵層及鋪設了鋼絲網的30mm厚水泥砂漿基本為不變形的剛性構造層,且與保溫板緊密結合基本無縫隙,因此相對準確地反映了保溫板的壓縮量。在約11kN/㎡(kPa)的均勻荷載下,木地板麵層試件的變形量不到1mm,其中保溫板變形約為0.16mm,可滿足一般民用建築的荷載要求。


4、地麵的實際使用過程中,不可能都是滿鋪於地麵的均勻荷載

實際均為作用於地麵的局部荷載,通過地麵麵層、粘接層、填充層和鋼絲網等的均壓作用,對保溫材料形成較均勻的荷載。根據日本資料,居住建築中常見的較大局部荷載情況和對地麵供暖產品的承載力要求如表4,各類型供暖地麵均應滿足表中的承載力要求。

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5、預製輕薄供暖板局部荷載承載力試驗

國家標準《預製輕薄型熱水輻射供暖板》在編製過程中對聚苯密度不同的幾種產品的試件,按表3中居住建築對地麵供暖產品的承載力要求,進行了局部荷載試驗(不包括反複瞬時衝擊力試驗)。采用的壓頭為Φ40mm圓柱體,短期荷載的試驗速度為1.5mm/min,長期荷載試驗約1000h。為消除供暖板和木地板麵層材料之間的間隙,先加載預負荷50N1分鍾後將形變位移定為零點重新開始施壓。試驗結果見表4和圖2。由於時間限製,沒有進行瓷磚麵層的長期荷載試驗,但通過短期荷載試驗可知承載能力瓷磚麵層優於木地板麵層。從圖2還可以看出,在約600小時之後,試件趨於穩定,不再繼續變形。

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6、預製溝槽保溫板供暖地麵短期局部荷載試驗

參照上述預製輕薄供暖板的試驗方法,對某生產廠提供的木地板麵層供暖地麵的試件進行了短期荷載試驗,結果見表6和圖3。由於聚苯板密度小、厚度大,同樣麵積的試件變形量接近聚苯密度為35kg/m³的預製輕薄供暖板供暖地麵的上限值,比40kg/m³的預製輕薄供暖板供暖地麵的變形量約大一倍,但都不超過1mm。根據分析和上述預製輕薄供暖板的試驗結果,瓷磚麵層的變形量應小於木地板麵層。

由於時間等原因,沒有進行長期荷載試驗和瓷磚麵層試驗。但根據短期荷載試驗結果推測,變形量比密度為40kg/m³的預製輕薄供暖板供暖地麵大一倍,也沒有超過1mm



7、工程應用

1)塑料地暖模塊

市場上經常看到類似用塑料製成的地暖模塊,宣傳營銷稱這種模塊可用於幹、濕式地暖。筆者認為這種模塊的作用主要是固定加熱盤管,不能代替預製溝槽保溫板及預製輕薄供暖板保溫基板,因為沒有絕熱材料,導熱係數及熱阻不滿足《規程》《地麵輻射供暖係統施工安裝》安裝圖集要求。采用這種塑料地暖模塊時應注意:首先,在塑料地暖模塊下部,結構層上部輔設絕熱層;另外,塑料地暖模塊上部隻能采用濕式輻射供暖,即應為混凝土填充式供暖地麵,不能采用幹式地暖。

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2)預製溝槽保溫板(不帶均熱層)

這種地暖模塊在工廠頇製,在現場拚裝後將加熱管輔設於尺寸吻合的保溫板溝槽內且上皮持平,保溫板預製一般不超過35mm,是由溝槽的聚苯乙烯泡沫塑料、模塑聚苯乙烯泡沫塑料或其他的保溫材料製成的模板。其選用的模板基材應滿足《規程》《地麵輻射供暖係統施工安裝》安裝圖集要求,特別指出保溫材料製成的模板基材應滿足防火B2級要求。按《建築內部裝修設計防火規範》GB 50222-2017的規定,絕熱材料的燃燒性能等級不應低於B1級。采用這種塑料地暖模塊時應注意:預製溝槽保溫板上部未增設鋁箔和鋁板麵層,隻能采用濕式輻射供暖,即應為混凝土填充式供暖地麵,不能采用幹式地暖。


3)預製溝槽保溫板(帶均熱層)

符合規範要求的預製溝槽保溫板(帶均熱層)首先要明確兩要素:首先是基材(絕熱材料)是否滿足規程要求技術參數;其次是金屬導熱層最小厚度及均熱層材料常用鋁箔和鋁板鋁箔厚度的選取是否滿足規程要求。


8、結論

筆者對預製溝槽保溫板、預製輕薄供暖板的取名;幹、濕式地暖的叫法;預製溝槽保溫板,預製輕薄供暖板幹、濕式地暖使用範圍;保溫材料選型、在基層上是否帶均熱層等進行了描述,希望對讀者有所幫助。










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