低温地板辐射采暖技术是一种建筑方面的节能技术，在建筑中应用较多，主要是通过室内的地面调节温度，并对环境居室提供暖气，提高温度。以往的市场上主要是太阳能和地热暖气片等作为热力的来源，而现在融合技术发展后，采用低温热水辐射来采集暖气，或者是用低温热水辐射采暖系统来提供供暖的方式，地热采暖不同于传统的采暖方式，也不需要安装暖气片和室内散热机器，只需要把室内地面作为散热设备，以低温的热水作热力来源，地板结构内部铺设管道，管道内注入低温的热水，那么热水在管道内流动带动管道外部温度提高，也可以使地面温度提高，地面再辐射对流至室内空气中。

采暖的空气是由下到上的流动方向，符合人体的生理特征，而且室内的温度空气分布均匀，人体的舒适程度高，也能节能环保，机器的布置减少可以增加室内空间，比传统采暖和空调等优点更加突出。传统的机器和设备大多占地面积大、安装复杂，但地热采暖的管道顺应以塑料替代钢的提倡，用的是近年来兴起的PPC和PEX的材质管道，这种管道材料质量轻，容易保管操作，安装的方法也简单，这种采暖方式更有发展前景。

1.地热采暖的原理

地热采暖全称为低温地板辐射采暖，主要是通过低于60℃左右的热水为热介质提供热来源，在对水进行加热时，热水就会在管道内循环流动，带动地板温度的提升，地面通过辐射和对流的方式传导给室内，为室内的供暖提供保障。

2.国内外低温地板辐射采暖技术

随着经济社会快速发展，我国能源消费迅速增长，在经济的不断发展中，各种能源的使用已经超过了储备的情况，地热能源比较丰富还不会对环境造成污染，因此，很多的项目工程都采用地热能源，比如发电、旅游、养殖业、温室种植的温度效应、采暖供暖等。随着房地产和旅游业的开发地热热潮，越来越多的地热被有效利用起来，而我国大多地热能源的利用是高温地热发电和直接应用中低温。发达国家在20世纪初期就已经开始应用地热采暖技术，但是由于当时技术处于起步阶段，由于技术的落后和材料的陈旧等情况，一般都是采用钢铁管道、铜铁材料或者陶瓷材料作为采暖的加热管。这些材质容易受到电化学和氧的腐蚀，发生结垢或者渗漏问题，并且接口过多导致工程复杂，成本较高，地热采暖技术的发展缓慢甚至停滞。

后来，塑热工业的蓬勃发展带来了机遇，在20世纪80年代中期瑞士一家企业研究生产出了一种抗腐蚀、耐力性更好的塑料管道，简称“PB”管。PB管以塑料为主，导热的性能更佳，耐高温和低温，对于地面的压力也能轻松解决，相比于其他材料，它的优点更明显，对于采暖技术的安全可靠有保障性，也能够对技术的稳定和推广有巨大的作用。我国在20世纪八九十年代引进了国外的聚丁稀低温热水采暖技术,在建筑的室内投入使用后被有关部门列为技术成果推广项目。随着改革开放后社会经济的发展，能源消耗也在增长，在能源紧缺的背景下，地热资源的充分有效利用在节能环保方面显示出巨大的作用，并由室内采暖推广到洗浴、养殖、工业生产等领域，使用范围广泛，也带动研发和应用塑料材质类的管材低温采暖技术。新型技术和使用材料的出现，也推动了地热采暖技术的进一步发展和应用。

3.地热采暖的特点及优势

3.1有利于环境保护

提高居民舒适度，传统的采暖是利用暖气片和空调的方式，热空气因为设备的安放而集中在室内的中上方，温度分布不均匀，下面感受不到暖气，而且这种采暖使人体感觉不舒服，口干舌燥影响心情，地热供暖是通过地板辐射至空气，所以热空气是由下到上，温度分布均匀，更符合人体生理结构特点，促进人体的血液循环，带动新陈代谢提高人体免疫力，而且空气对流能够保持空气的干净度，避免空气污浊而影响人体舒适度。另外，地板辐射采暖对水分更能储蓄，水分散发少，空气对流强度减小解决了传统采暖的不足，更利于人体健康。地面辐射采暖比传统采暖更环保、更绿色，使用中的噪音低且污染少，还被称为“绿色采暖”，可以看出它在环境保护方面的明显优势。

3.2室内温度有所降低

当应用低温热水地面辐射来采集暖气，采集的热量是地面辐射来传导的，辐射的散热量比较中等，一般占50%左右，而且传送的方式比一般的方式更加方便快捷，热量的传导不需要特定的媒介介质，所以室内温度一定程度有所降低。热量传送的速度和效率提高了。室内的平均辐射温度关系到人体的舒适，采用地热采暖系统时，因为室内维护的结构温度升高，那么室内的平均辐射温度也要随着增加，建筑内的平均辐射温度高于室温，在设计室内温度时就可以比暖气片或空调供暖有所降低，大概在1℃~3℃。采用这种方式采暖，在室内设计的温度偏低时，散热器的供暖效果要高于室内设计温度无基本变化时的供暖，降低室内温度后，供暖的负荷能力提升，可以节约能源消耗。

3.3室内空间增多

地面辐射的技术采用铺设管道的方式，技术的发展也促进使用材料的更新，加热的管道埋在地面地板下，与建筑的结构相适配。安装的地点隐蔽不容易露出，管道设备面积小且在地面下，室内空间和地面的面积不容易被占用，隐蔽性好能提高室内的美观程度，墙面和地面可以放置有关家具和装饰的摆放，室内的面积增加的同时也能减少对室内环境的破坏。因为材料的特殊和传统供暖设备不同之处，还能节省安装供暖设备的能源和装修成本的浪费。同时，由于部分建筑采用的是预制板和现浇板，楼层和房间的隔音效果比较差，应用地热采暖技术，为地面增加了保温层，建筑厚度的增加也有介质的阻隔，墙壁之间的隔音成效有效提升，噪音污染也能有效避免。

3.4通过单户控制，实现个性化服务

低温地板辐射采暖方式比对流的采暖方式热效率更高，热量集中在室内中下，人体感觉更舒适，传送过程热量损失比较低，提高了节能。我国现在采用采暖面积来收取费用，计费方式不是太合理，导致了地热能源的浪费，而科学合理的方式可以采用类似电费的收取，根据用户实际使用的热量计费，按照这种计费方式，需要对用户进行热量数据收集计算，改进常规的采暖系统，对每家用户进行单独的控制才能推动单户的热计量统计。一般说来，散热器采暖是单一的管道顺流系统，想要对单户控制就会限制到半个单元的供暖，这是有困难的。而应用地热辐射采暖就不会出现这种问题，在供暖的管道和用户的分配设备中安装开启关闭的设备阀，就可以对单户用户实行控制。采用按照使用实际热量计费收取的方式，可以比传统的收取计费节约20%左右的能源。

4.存在的问题

4.1实际采暖适用性低

当人体感知室内温度过高时，是因为没有分清辐射采取暖气和对流采取暖气的不同，两者混为一谈。采用同样的热力来源时，辐射采暖时的墙壁温度高些，那么对人体的冷辐射也会少一些，人体感温比室内温度高2℃~3℃左右。另外，供暖的水温差、管道距离等都会改变地板散热的情况，部分设计员忽视实地考察的重要性，直接照搬资料设计管道间隔距离，对实际的采暖适用性低。

4.2地面温度过高

地面的温度过高也会对人体和地面的物体造成一定的影响。出现温度过高的原因主要是设计时的不完善，热量的负荷过大导致地面散热和平均的温度增大；开发商运用低投入高回报的做法，把楼层的高度降低，而用户就会因为自己的需求而把加热管道埋浅，虽然地板阻力减小了但它的散热量增加，导致温度增高。

4.3地面温度分布不均匀

地面温度需要均匀分布才能更好地满足需求，而它的分布均匀性主要受管道的深浅、管道间隔和布置的位置的影响，管道埋浅接近地板就会使表面的温度增加，还导致表面温度分布不均。因为填充层沿热流线的热阻是可变的，使辐射板表面非等温，管道的顶部对应最高的表面温度，两管中间温度最低，管道的分布也对表面温度分布有很大的影响。

　5.结语

地热资源是可再生的清洁能源，应用的领域十分广泛，地热资源应用在地热采暖技术中，替代常规的能源进行供暖，我国地热资源丰富，可以有效利用能源，减少污染，缓解能源紧张的现象。与传统供暖系统相比，地热采暖技术更有优势，可以提高用户的舒适度、降低室内温度、节省室内空间和提供个性化服务，但同时低温地板也会存在室内和地面温度高、温度分布不均匀等问题，需要及时分析问题的原因，提出解决的方法保证地热采暖能够满足需求，更好地应用在建筑中，对于地热能源的有效利用也能够促进并完善地热采暖技术的进步。

作者：董雪涵（白城市墙材革新与建筑节能办公室）

本文刊发于《中国高新科技》杂志年第21期

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