摘要：詳細(xì)介紹了地板采暖的優(yōu)越性及應(yīng)用范圍，聚丁烯管材的性能，并通過實(shí)例介紹了地板采暖工程在各種條件下的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：聚丁烯管 地板輻射供暖

低溫地板輻射供暖，是一種舉世公認(rèn)為衛(wèi)生條件和舒適標(biāo)準(zhǔn)都十分理想的較佳供暖方法。它是通過埋設(shè)地（樓）板上部豆石混凝土或水泥（粗）砂漿層內(nèi)的加熱盤管—聚丁烯管（PB）把地板加熱到表面溫度24-34oC，而均勻地向室內(nèi)輻射熱量的特殊供暖方法。PB管低溫地板輻射供暖，是隨著化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展于八十年代中期在國外首先推出的一項(xiàng)新型實(shí)用技術(shù)。由于它具有經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、舒適等一系列優(yōu)越性，所以很快就被人們接受而得到了迅速地推廣。在北美、北歐已是十分普及，亞洲的韓國，普及率也已超過80%（住宅）。我國在八十年代末的九十年代初，分別由德國和韓國引進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)，并在很多重大工程的住宅建筑中得到了成功的應(yīng)用。

一、低溫地板采暖的優(yōu)越性

1.提高了采暖的舒適度和改善生活質(zhì)量

傳統(tǒng)的采暖方式無論是暖氣片采暖或熱風(fēng)供暖，均為對(duì)流式采暖，依靠空氣的流動(dòng)來傳遞熱量，溫度梯度較大，采暖時(shí)使人們有口干舌燥的感覺，而低溫地板采暖為輻射式采暖，地面有效溫度高于呼吸線空氣溫度，形成獨(dú)特的微氣候條件，使所提供的熱量在人的腳部較強(qiáng)，頭部溫和，給人以腳暖頭涼的較佳感覺。俗話說“寒從足下來”， 地板輻射采暖的溫度曲線較符合人體生理學(xué)特點(diǎn)。

2.有效節(jié)約能源

根據(jù)研究表明，在人體的舒適感范圍內(nèi)，地板輻射采暖的實(shí)感溫度比室內(nèi)環(huán)境溫度高出2-4oC。根據(jù)日本的經(jīng)驗(yàn)，住宅室內(nèi)采暖溫度每降低1oC，可以節(jié)約燃料10%。另外由于輻射采暖主要由輻射形式在一定的空間內(nèi)造成足夠的輻射熱強(qiáng)度來維持采暖效果，室內(nèi)溫度梯度比對(duì)流采暖時(shí)小，因而可以大大減少房屋上部的熱損失，同時(shí)，由于熱壓減小，相應(yīng)的冷風(fēng)滲透量也減小。

低溫地板采暖可實(shí)行分戶分室控制，家中無人時(shí)可以停止供暖，家庭人口少時(shí)，只開活動(dòng)的房間，關(guān)無人房間，避免了樓上樓下全啟動(dòng)，每戶個(gè)個(gè)房間都采暖的狀況。如果有條件，裝溫度控制器，就可以隨心所欲地調(diào)節(jié)溫度，自動(dòng)啟閉閥門，對(duì)節(jié)約能源將更有好處。

3.擴(kuò)大了房間的有效使用面積

采用暖氣片采暖，一般100㎡的住宅占有效使用面積達(dá)2㎡左右，而上下立橫管諸多，給裝飾房室?guī)碇T多不便，暖氣片附近擺放布置家俱受到限制，影響房間布局。采用低溫地板輻射采暖，管道全部在地面以下，只有一個(gè)60×80cm左右的分配器裝在櫥窗時(shí)或暗柜里即可，可以自如地裝修墻面、地面、擺放家俱。

4.使有壽命長(zhǎng)

低溫地板采暖，塑料管埋入地面的混凝土內(nèi)，如無人為破壞，使用壽命在50年以上，不腐蝕、不結(jié)垢，大大減少了暖氣片跑冒滴漏和維修給住戶帶來的煩惱，節(jié)約維修費(fèi)用，方便物業(yè)管理，而一般暖氣片8-10年就需更換一次，工程量較大。

5.減少樓層噪音

目前我國隔層樓板一般選用厚度為15cm圓孔板或現(xiàn)澆砼板，其隔音效果極差，樓上人走動(dòng)，就影響樓下。采用地板采暖，增加了保溫層，具有非常好的隔音效果。

6.清潔衛(wèi)生

低溫地板輻射采暖不會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)空氣對(duì)流所產(chǎn)生的塵埃飛揚(yáng)及積塵，可減少墻面物品或空氣污染，消除了散熱設(shè)備和管道積塵及其揮發(fā)的異味。地板采暖過程寂靜無聲。

7.熱源選擇寬闊、靈活

聚丁烯低溫地板采暖在能提供35℃以上熱水的地方即可應(yīng)用，能充分利用暖氣片不能使用熱資源，如工業(yè)余熱鍋熱水、各種空調(diào)回水、地?zé)崴?

二、低溫地板輻射采暖的應(yīng)用范圍

低溫地板輻射采暖能在多種采暖形式上運(yùn)用，從集中區(qū)域供暖到分戶供暖，其廣泛的適應(yīng)性使其能滿足客戶的各種采暖形式的需求。

(1）在集中供熱的場(chǎng)合，如居住小區(qū)，賓館、公寓等，可以在集中供熱基礎(chǔ)上加裝換熱器，北京金島花園17000㎡高級(jí)住宅就是城市熱力網(wǎng)加裝換熱器，將高溫?zé)崴畵Q成地板采暖所需的40 ℃-60℃的熱水，采暖效果非常明顯。

(2）可以單棟樓房或小區(qū)設(shè)置單獨(dú)的低溫鍋爐供熱，特別是用電鍋爐供暖，在用電低峰加熱鍋爐水蓄熱供暖，減少了燃煤鍋爐污染，同聚丁烯地采暖配在一起，更是錦上添花。

(3）可以綜合利用采暖、空調(diào)回水余熱熱水進(jìn)行供熱。充分利用60℃以下，傳統(tǒng)采暖方式不能利用的熱水。

（4）有地下熱水資源的區(qū)域，可以直接利用地?zé)崴?，或利用后的地?zé)崴?，天津紅頂花園公寓就是利用地?zé)崴?

（5）可以獨(dú)家獨(dú)戶加裝家用燃?xì)鉅t，小型家用油或電鍋爐，實(shí)行家庭獨(dú)立采暖，真正解決分戶計(jì)量的困難和矛盾。北京曙光小區(qū)即采用了此供熱方式，這種方式特別適用于舊房改造和用集中供熱不方便或不經(jīng)濟(jì)的別墅、平房住宅、農(nóng)村住宅。

低溫地板輻射采暖除在住宅有諸多優(yōu)點(diǎn)外，在用于公用場(chǎng)所、體育場(chǎng)館、訓(xùn)練館、游泳館、商場(chǎng)、賓館大堂暖氣片送暖效果不理想的地方，用于廣場(chǎng)上融雪，動(dòng)植物溫棚等地方均有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。其運(yùn)用建筑主要包括以下方面：

(1）住宅、別墅、交誼廳、餐廳、辦公樓、購物中心、商場(chǎng)、室內(nèi)車站、車庫等。2）室外車站、停車場(chǎng)地面、道路地面、戶外運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、競(jìng)技場(chǎng)地面加熱化雪。3）魚池、游泳池加熱及地板采暖。4）室內(nèi)滑冰場(chǎng)等。

三、各種采暖形式的比較

以下是聚丁烯低溫地板輻射采暖與其它采暖方式技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、性能比較：相對(duì)于一般形式的散熱器采暖而言，地板采暖的初期造價(jià)偏高，但從綜合投資來看，無疑較經(jīng)濟(jì)的采暖方式就是地板采暖，因?yàn)橄鄬?duì)其它采暖形式，地板輻射采暖無維修費(fèi)用而且節(jié)約占地面積，其運(yùn)行費(fèi)用也低于其它采暖方式。

四、PB管技術(shù)性能

原料：由美國Shell公司研發(fā)的聚丁烯塑料C4H8單體聚合而成。原料及產(chǎn)品生產(chǎn)過程中無任何添加劑，是無毒、無味、性能穩(wěn)定的高分子聚合物。PB樹脂是由丁烯-1（BUTENE-1）合成的高分子綜合體，是具有特殊密度（0.937）結(jié)晶體，是具有柔軟性的異性質(zhì)體。屬于有機(jī)化工材料類的高科技產(chǎn)品，現(xiàn)國內(nèi)暫時(shí)沒有生產(chǎn)，現(xiàn)有美國的殼牌公司生產(chǎn)。其異性結(jié)構(gòu)具有很好的抗磨損性、抗分裂性、耐高溫性。由其制成的PB管材是當(dāng)今世界上較先進(jìn)的自來水管、熱水和暖氣排管之一，具有耐寒、耐熱、耐壓、不生銹、不腐蝕、不結(jié)垢、壽命長(zhǎng)（可達(dá)50-100年），且有能長(zhǎng)期耐老化特點(diǎn)，是作為加熱盤管的理想材料。有“塑料中的黃金”的聲譽(yù)。

① 它除了具有其它塑料管的抗凍、不結(jié)垢等的共性以外，在眾多管材中，它是較優(yōu)秀的耐壓管材。其長(zhǎng)期使用環(huán)向應(yīng)力承受能力較高。在介質(zhì)20oC、系統(tǒng)壓力16bar，介質(zhì)70 oC、系統(tǒng)壓力10 bar及介質(zhì)95 oC、系統(tǒng)壓力6 bar三種不同情況下都可保證安全、可靠運(yùn)行50年，安全系數(shù)1.5。

② 水力損失極小。由于PB材料具有高的耐熱強(qiáng)度，故在確定管子壁厚方面，在所有塑料管中PB管可以有較小的壁厚而不影響安全可靠性。這樣與外徑尺寸相同的其它塑料管相比，PB管具有內(nèi)徑較大的優(yōu)點(diǎn)。使液體具有良好的流動(dòng)性和相對(duì)大的流量，從而節(jié)約了水力、能源和原材料。其導(dǎo)熱系數(shù)僅為鋼管的1/250、銅管的1/1700，故其保溫效果強(qiáng)。

③ 較優(yōu)秀的飲用水管材。聚丁烯是一種高惰性的聚合物材料，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。微生物不能寄生滋長(zhǎng)，是目前世界上較符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的飲用水給水管材。

④ 耐磨性能較佳。PB管材的耐磨性能已被證明比其它熱可塑性管材的性能高。特別是在82oC的高溫下也具有長(zhǎng)期的持久力。在23 oC時(shí)，P B管比PE管的耐磨性高出2.6倍。在82.2 oC時(shí)，PB管比PE管耐壓性能高出60倍。

⑤ 極強(qiáng)的抗溫度應(yīng)力能力。以同樣直徑32mm，長(zhǎng)10m，溫差50oC的管材作膨脹力的試驗(yàn)，聚丁烯為48kg，聚丙烯為178kg，交聯(lián)聚乙烯為253kg，聚氯乙烯310kg，銅15kg，鋼2050kg。

⑥ 管材的蠕變性能極佳。聚丁烯管在擠壓成型過程中，部分晶狀的聚烯烴會(huì)生成不同的晶體形狀，在冷卻時(shí)，首先生成半穩(wěn)定性的晶體形狀，較后過渡到穩(wěn)定的形狀。結(jié)晶度在這個(gè)過程中由25%提高到50%。因此，PB管對(duì)應(yīng)力裂紋具有很大的抵抗能力。這種耐內(nèi)力的性能，也可從抗蠕變性能中得到證實(shí)。北京設(shè)計(jì)院高級(jí)工程師李義在其《聚丁烯給水管的技術(shù)性能及其應(yīng)用》一文中有這樣一段話：“聚丁烯（PB）蠕變延伸率是很小的，很小的蠕變延伸率對(duì)于應(yīng)力裂紋具有很大的抵抗能力，這使得管道在連接部位的拉伸強(qiáng)度和密封壓力不會(huì)隨時(shí)間增加而減弱”。同時(shí)，由于聚丁烯（PB）抗蠕變強(qiáng)度的作用，隨著時(shí)間的增加，使管道在變形時(shí)引起的應(yīng)力變化不大，或者說應(yīng)力下降率變化不大。在這個(gè)應(yīng)力的作用下，將保持管道固定部位的良好的抗熱伸縮性。這同樣有利于管道連接部位的拉伸強(qiáng)度和密封壓力不會(huì)隨時(shí)間增加而減弱。建設(shè)部高級(jí)工程師付文華曾介紹說在日本大阪地震中，能夠經(jīng)受考驗(yàn)的只有聚丁烯。其他管材碎斷，唯獨(dú)聚丁烯管遭到的破壞極小。

⑦ 優(yōu)秀的管接頭連接方式。ACORN聚丁烯管使用其專利產(chǎn)品插接式接頭，無須焊接也不用螺絲，只需簡(jiǎn)單插入，不需任何工具和技術(shù)，受施工人員技術(shù)的影響較小，而且其接頭在連接管材和接頭后也可旋轉(zhuǎn)360o，在鋪設(shè)困難的狹窄場(chǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)單組裝。由于使用的管接頭同樣是聚丁烯材料，就避免了因使用銅接頭而產(chǎn)生的收縮值不一樣而導(dǎo)致漏水。其接頭具有極高的可靠性，其連接強(qiáng)度高于管壁。

⑧ 節(jié)能及環(huán)保。塑料是一種節(jié)能的材料，每生產(chǎn)1升的塑料、鋼、銅、鋁所消耗的石油分別為1.5kg、4.5kg、11kg、15kg。對(duì)于聚丁烯（PB）管道而言，還由于管壁厚度小節(jié)省材料，加之在相同管外徑條件下具有斷面積大單位長(zhǎng)度水頭損失小的水力工況，使聚丁烯（PB）管道有著比其它塑料管道更加節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于塑料而言，考慮重復(fù)利用的主要為PB、PE、PP、PVC-C，而PEX是不能重復(fù)利用的。

⑨ 氧化穩(wěn)定性好（抗老化性能好）

通過氧化誘導(dǎo)試驗(yàn)（OIT試驗(yàn)），即將管材置于220oC的氧氣流中，觀察它的穩(wěn)定時(shí)間。其中PB管為35.78分鐘，而交聯(lián)聚乙烯因聚合方法不同，聚合度也不一，則穩(wěn)定的時(shí)間在1.71-28.3分鐘的范圍內(nèi)變化。從而說明PB管具有優(yōu)異的抗老化性能。

⑩施工性能極佳，低溫地板采暖是將管道打在砼內(nèi)，使用壽命基本要同房室同步，隨著時(shí)間的推移，其它塑料管材的損壞機(jī)率要比聚丁烯大得多。

塑料管埋設(shè)在砼內(nèi)，雖然施工要求很精細(xì)，對(duì)裝修地面也有要求，但在施工過程中、在裝修房屋的過程中，有意無意的遭到局部破壞是很難避免的，那么采用聚丁烯管就很容易補(bǔ)救，其耐久性能同管材一樣。然而用交聯(lián)聚乙烯或鋁塑管解決的唯一途徑是用金屬接頭連接，這樣在砼內(nèi)便埋下了隱患，收縮、腐蝕要不了多少年就會(huì)出現(xiàn)滲水。國外一些國家明確規(guī)定金屬接頭不允許暗敷，只能明裝。上海明確規(guī)定金屬接頭不允許進(jìn)墻。聚丁烯管從95年至今在全國幾十個(gè)工程中成功應(yīng)用，未出現(xiàn)因質(zhì)量及接頭出現(xiàn)事故。所以采用聚丁烯管材地板采暖是其它材料無法比擬的。以上這些優(yōu)秀的性能使它成為低溫地板采暖較優(yōu)秀的管材。

五、工程實(shí)例

一）北京金島花園華苑地板采暖工程及冷熱水

工程地點(diǎn)：北京朝陽區(qū)西壩河，高級(jí)公寓

建筑面積：17000m2

開發(fā)商：北京華富房地產(chǎn)開發(fā)公司

采暖范圍：起居室、臥室、書房、廚房等。衛(wèi)生間靠外墻部分增小型暖氣片一組，用地采暖供水。

該工程原設(shè)計(jì)為暖氣片采暖。該工程于取消所有房間的暖氣立管，地采暖供回水管設(shè)在管道間，每戶一個(gè)分水器，設(shè)計(jì)供水溫度50oC，回水40oC，室內(nèi)空氣溫度20oC，室內(nèi)地面凈增加高度（扣除原水泥地面找平層）60mm。每m2增加重量為46kg（扣除暖氣片重量，實(shí)際只有30kg/ m2左右），建筑結(jié)構(gòu)上沒有問題。該公寓為23層，分高低兩區(qū)供水，供回水壓差0.15Mpa，供回水主立管垂直為同程系統(tǒng)，水平為異程系統(tǒng)。該系統(tǒng)供熱由城市熱力網(wǎng)供熱，在樓底層設(shè)裝換熱器，將熱網(wǎng)供應(yīng)的90oC的熱水調(diào)整為50 oC，冷熱水全部采用聚丁烯管埋地和墻內(nèi)暗敷。冬季供暖，地采暖地面裝飾選用了地毯、貼面復(fù)合木地板，高級(jí)瓷磚和大理石地面。

二）曙光小區(qū)商住樓地采暖和埋地冷熱水管

工程地點(diǎn)：北京海淀區(qū)西三環(huán)京密引水渠畔的板井村

該小區(qū)計(jì)劃建筑60余萬m2，其中商用住宅樓30余萬m2，除還建外，準(zhǔn)備全部采用地采暖。1998年建了樣板樓，1999年大面積施工，今年甲10甲8樓共計(jì)32000 m2的建筑全部采用聚丁烯地采暖和冷熱水工程。房室使用功能為商用住宅樓。

開發(fā)商為北京較大的房地產(chǎn)開發(fā)商-天鴻集團(tuán)

工程動(dòng)工前，該公司的主要技術(shù)負(fù)責(zé)人一行六人，專門考察北京的聚丁烯低溫地板采暖工程，重點(diǎn)考察了北京金島花園蘭苑公寓樓的地采暖和冷熱水工程，當(dāng)即決定在甲4樓做樣板間，經(jīng)過一個(gè)冬季的運(yùn)行比較，認(rèn)為聚丁烯管地板采暖是較好的，決定在即將竣工的兩棟樓的地采暖和冷熱水繼續(xù)由我公司承擔(dān)聚丁烯地采暖冷熱水工程的設(shè)計(jì)和施工。該工程選用家庭壁掛式燃?xì)鉅t，設(shè)計(jì)供水溫度為50oC，回水溫度40oC，（實(shí)際運(yùn)行溫度98年為40oC左右）。室內(nèi)空氣溫度20oC，地面凈增加高度55mm，（保溫板僅用20mm）。家用獨(dú)立式壁掛爐采暖同地板采暖相結(jié)合，使家庭采暖更具靈活性。這樣更方便家庭根據(jù)需要選擇采暖溫度。

在這里特別說明是，采用聚丁烯冷熱水管同低溫地板采暖一同施工，將埋地管材放在保溫層內(nèi)，由于聚丁烯管的插接方式及使用材料統(tǒng)一的接頭，消除了暗敷管材接頭帶來的隱患。