摘要:對住宅這種特定建筑物的四種不同采暖方式進行分析,闡明了各種采暖方式的利弊,以及每種采暖方式的特定適用情況,進而對住宅建筑的采暖方式進行優(yōu)化選擇。
關(guān)鍵詞:城市能源供應結(jié)構(gòu)調(diào)整 采暖制度改革 建筑節(jié)能 綠色環(huán)保 傳統(tǒng)散熱器采暖方式 輻射采暖方式利弊優(yōu)化選擇
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,城市能源供應結(jié)構(gòu)調(diào)整、采暖制度改革、建筑節(jié)能等因素的要求,逐漸出現(xiàn)了多種多樣的采暖方式。人們對生活質(zhì)量和居住環(huán)境要求的提高也日益提高,由過去單純注重房屋的功能性和實用性,逐步向舒適型、節(jié)能型、和綠色環(huán)保型需求轉(zhuǎn)變。在這種需求之下,傳統(tǒng)的散熱器對流采暖方式逐步被新型的輻射采暖方式所取代。其中低溫熱水地面輻射供暖、低溫電熱膜輻射供暖和燃氣紅外線輻射供暖方式由于其較之傳統(tǒng)采暖方式的優(yōu)越性,被越來越多的人們所接受和采納。下面結(jié)合住宅建筑,對上述采暖方式的利弊進行分析。
1 傳統(tǒng)散熱器采暖方式
住宅室內(nèi)散熱器系統(tǒng)采暖大致可分為同程系統(tǒng)、異程系統(tǒng)、單雙管串聯(lián)系統(tǒng)、單管跨接系統(tǒng),熱量通過各線路輸送至散熱器,再經(jīng)過散熱器散熱來加熱周圍空氣,以提升室溫。散熱器與空氣的傳熱主要是以自然對流方式進行熱量的交換,一方面,形成冷熱空氣的對流,導致室內(nèi)空氣擾動厲害,灰塵飛揚,另一方面,室內(nèi)溫度梯度較大,屋頂空氣溫度較高,地板附近空氣溫度較低,散熱器采暖溫度梯度約為0.5~1.0℃/m,致使人的舒適度不強。管道敷設(shè)在本層的地板墊層內(nèi),散熱器一般裸露安裝,占據(jù)了一定的使用空間,家具擺放和空間布局受到了一定限制。
2 低溫熱水地面輻射供暖方式
低溫熱水地面輻射供暖方式是指以溫度不高于60℃的熱水為熱媒,在加熱管內(nèi)循環(huán)流動,加熱地板,通過地面以輻射和對流的傳熱方式向室內(nèi)供熱的供暖方式。其輻射量占總傳熱的比例通常約占50%以上。近年來,國內(nèi)應用范圍已逐步擴展,對于住宅類建筑,使用效果令人非常滿意。其優(yōu)點主要體現(xiàn)在五個方面:①在舒適條件的一樣的前提下,輻射供暖時房間內(nèi)的設(shè)計采暖溫度要比采用傳統(tǒng)散熱器采暖時的溫度降低2~3℃,這樣的情況下,供暖能耗大大降低了。②室內(nèi)不需要再布置散熱器,同時也不必安裝散熱器的水平支管,因此,不但節(jié)約了建筑占用面積,也便于合理隨意進行家具的布置。室內(nèi)溫度分布比較均勻沿高度方向上的溫度梯度較小。③由于室內(nèi)地板的溫度的升高,人體對戶內(nèi)地板的熱輻射大大減低,這樣就提高了人體的舒適感。④熱量以熱輻射的情況進行,戶內(nèi)空氣的流動比較平穩(wěn),從而塵埃飛揚的可能也減少了,室內(nèi)衛(wèi)生質(zhì)量得到大大提高。⑤塑料管代替金屬管作為埋管,直接減少了一次成本,F(xiàn)在使用較多的管材是PPR采暖管,這種管材具有耐腐蝕、抗老化、成本低、地下無接口、不宜結(jié)垢、水阻力小、膨脹系數(shù)小及成本價格低的優(yōu)點。當然低溫熱水輻射供暖方式也是有缺點的,即它的初投資較高,通常約比散熱器供暖系統(tǒng)高出15~25%。
3 低溫電熱膜輻射供暖方式
低溫輻射電熱膜供暖系統(tǒng)是以電力為能源,通過紅外線輻射進行傳熱的新型供暖方式。低溫輻射電熱膜供暖系統(tǒng)是以電力為能源,以電熱膜為發(fā)熱體,熱量以熱輻射的形式送入戶內(nèi)房間,首先加熱墻壁和地面,并將熱量均勻地傳至整個房間,空氣清新舒適。主體電熱膜是一種半透明聚酯膜,通電后能發(fā)熱,具有耐潮濕、耐高壓、適用溫度范圍較廣、低收縮率、高韌度、便于儲運、運行安全等優(yōu)良性能。施工比較簡潔,直接減少了傳統(tǒng)供暖的外網(wǎng)管線施工和戶內(nèi)管網(wǎng)敷設(shè),施工時間也大大縮短,而且在投資不增加的前提下,也可提高了住宅的美觀度和舒適度。對于物業(yè)管理部門來講,從根本上解決了供暖收費難的問題,又減少了維修人員的聘用人數(shù),直接降低了物業(yè)管理成本,避免了由于管道設(shè)備老化造成的跑、冒、漏、滴等引起的糾紛。其優(yōu)點主要體現(xiàn)在七個方面:①從環(huán)境保護上來講:電熱膜采暖系統(tǒng)是采用電能轉(zhuǎn)化為熱能的形式,沒有產(chǎn)生任何形式的污染,不產(chǎn)生二氧化碳,并且沒有廢氣、廢水、廢物的排放。②從居家環(huán)境的質(zhì)量上來講:電熱膜采暖是大面積遠紅外線低溫輻射采暖,戶內(nèi)溫度更加均勻,也沒有因冷熱空氣強烈對流引起的灰塵攪動問題,空氣更潔凈。③從節(jié)能上來講:電熱膜采暖系統(tǒng)運行費用經(jīng)濟較低,一方面,電熱膜自身電熱轉(zhuǎn)換率近90%以上,供暖時房間內(nèi)的設(shè)計采暖溫度要比采用傳統(tǒng)散熱器采暖時的溫度降低2~3℃,大大減低了取暖能耗。另一方面,用戶可根據(jù)實際情況對每個房間的溫度進行設(shè)置,而采用其他采暖方式系統(tǒng)很難實現(xiàn)分室控制。④系統(tǒng)的安全性能高。電熱膜正常工作室溫由溫控器進行控制,可實現(xiàn)戶內(nèi)室溫在5~30℃范圍內(nèi)進行隨意調(diào)節(jié),且有良好的接地保護,不會引起明火,而且經(jīng)過防水處理后,電熱膜在潮濕環(huán)境下仍可正常運行。⑤使用壽命上長。電熱膜系統(tǒng)封裝在石膏板上部,不接受紫外線照射,完全不具備可氧化條件,聚酯薄膜這種高分子材料在持續(xù)高溫情況下才能老化,而電熱膜表面正常工作溫度在40℃左右,遠遠低于其老化溫度,因此其使用壽命是與建筑同壽命的。⑥系統(tǒng)成本大大減低:減少了市政管網(wǎng)開口費、建造鍋爐房的費用以及單元戶內(nèi)管道和散熱器購買和安裝費用,這三大塊是一筆不小的費用。既能減少了鍋爐的污染和建筑占地,又能減少戶內(nèi)管道井的設(shè)置,直接增加建筑使用面積。同樣可以實現(xiàn)分戶計量以及分室調(diào)控,也減少了每戶熱計量表的一次性購買和安裝成本。
4 燃氣紅外線輻射供暖方式
現(xiàn)在國家大力發(fā)展和利用天然氣工業(yè),天然氣作為清潔能源在國民生活的能源消費中所占比例將越來越大,燃氣紅外線輻射供暖方式,以其均勻舒適的供暖性能、高效節(jié)能的運轉(zhuǎn)方式、保護環(huán)境和安裝方便的優(yōu)良特性備被人們所認可和采納。
燃氣紅外線輻射采暖系統(tǒng)由一個或多個獨立的真空系統(tǒng)所組成。每個真空系統(tǒng)包括一臺真空泵、熱交換器、控制系統(tǒng)和一定數(shù)量的發(fā)生器。該系統(tǒng)采用天燃氣、液化石油氣或煤氣等氣體作為能源,在發(fā)生器中燃燒后,使得發(fā)生器中的空氣溫度升高,通過真空泵,將加熱后空氣及燃燒后的產(chǎn)物輸送到輻射管內(nèi),加熱輻射管至一定溫度后,輻射管產(chǎn)生遠紅外線,向室內(nèi)傳遞熱量。其優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下四個方面:①采暖能耗低。由于輻射熱直接照射室內(nèi)人體,幾乎不加熱環(huán)境中的空氣,所以輻射采暖是的空氣溫度比相同衛(wèi)生條件下對流散熱器的室內(nèi)設(shè)計空氣溫度要低2~5℃,而人的實感溫度要高于環(huán)境的空氣溫度。②室內(nèi)溫度梯度小,人的舒適度較強。與此同時,地面以及室內(nèi)設(shè)備均吸收輻射熱量,并蓄存一部分熱量,但輻射采暖停止后,這些積蓄熱量開始向環(huán)境散熱,因此可以保持一定的熱環(huán)境。所以輻射采暖啟動特別迅速,而冷卻起來卻比較緩慢。利用這樣的特點,在住宅取暖中可以實現(xiàn)間歇性供暖,既能滿足生活舒適度要求,又可實現(xiàn)節(jié)能的目的。③燃氣輻射采暖的熱量傳播的方向性很強,可以根據(jù)不同的需要,靈活的布置戶內(nèi)家具,可以進行全面采暖,也可以在一個較大的客廳內(nèi),在局部區(qū)域進行采暖。④不用設(shè)置室外熱網(wǎng)或者鍋爐房,減少了熱源一次性投資。只需在燃氣管網(wǎng)上接管,在系統(tǒng)入口安裝調(diào)壓穩(wěn)壓設(shè)備。輻射裝置一般均安裝在建筑物頂板,幾乎不占用建筑的使用面積,可以使室內(nèi)家具隨意布置,同時可以隨意分隔空間布局。
通過以上的分析,住宅建筑的采暖方式可以根據(jù)熱源的具體情況進行最優(yōu)選擇。在有城市熱網(wǎng)或者區(qū)域鍋爐的情況下,可以優(yōu)先選擇低溫熱水地面輻射供暖方式;在沒有城市熱網(wǎng)或者區(qū)域鍋爐的情況下,且天燃氣價格較低的地區(qū)可選擇燃氣紅外線輻射供暖方式,電力價格較為便宜的地區(qū)則可優(yōu)先選擇低溫電熱膜輻射供暖。