關(guān)于熱的五年級科學論文(2)
關(guān)于熱的五年級科學論文篇二
熱采暖設(shè)計理論分析
摘要：隨著社會的不斷發(fā)展以及人們生活水平的提高，人們對于環(huán)保的意識也隨之加強，對于建筑物也有了節(jié)能、環(huán)保等要求。在建筑中，低溫地板輻射采暖是一種比較舒適、環(huán)保的新型采暖方式，在國外發(fā)達國家當中，該技術(shù)得到了廣泛的應用。在我國，這種采暖技術(shù)也逐漸發(fā)展起來，因其舒適度高、影響小、節(jié)能環(huán)保等特點而逐漸被應用在建筑工程當中。在實際生活中，由于這種采暖系統(tǒng)的發(fā)展還不夠完善，仍然存在一些問題與不足。本文就低溫地板輻射采暖系統(tǒng)在建筑當中的應用存在的問題進行分析，以供參考。
關(guān)鍵詞：熱采暖系統(tǒng);采暖設(shè)計;設(shè)計理論;分析
我們將低溫地板輻射采暖系統(tǒng)與傳統(tǒng)的散熱器進行主要分析，從傳熱原理上來看，地板輻射采暖的輻射比傳統(tǒng)的散熱器要大很多，傳統(tǒng)的散熱器通常是以對流形式而運行的，所以在室內(nèi)，這兩種方式才工作原理也就大有差異。對于低溫地板輻射采暖系統(tǒng)在建筑中的運用進行主要分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其主要存在幾個問題：室內(nèi)偏熱、地面溫度偏高、地面溫度分布不均勻等。
一、室內(nèi)溫感偏高的原因分析
1. 在進行低溫地板輻射采暖工程中，由于施工人員沒有將其傳熱原理分清，從而在散熱原理方面出現(xiàn)失誤，此時如果對采暖負荷進行計算的話顯然是不合理的。當在一定的氣溫條件下，與對流采暖方式相比，輻射采暖會避免室內(nèi)的溫度突然升高，這樣就會有利于降低墻面對于人體的對流傳熱，此時，人們感受到的熱溫度就是實際感受的溫度，而實際感受到的溫度一般會比室內(nèi)的溫度高出3℃左右，也就是說，在人們保持相同舒適感的條件之下，輻射采暖就會比對流采暖方式使室內(nèi)的溫度低3℃左右。
2. 如果施工人員在確定采暖負荷值過程中并沒有考慮到室內(nèi)的底板的傳熱容量，同樣也會造成室內(nèi)溫度偏高。
3. 在施工過程中，由于施工人員忽略了建筑的實際情況，而是只按照相關(guān)資料來進行查取管間距，或者是按照自己豐富的經(jīng)驗來進行施工，也會造成室內(nèi)溫度偏高。我們根據(jù)相關(guān)文獻知識進行分析，如果加熱管是交聯(lián)聚乙烯塑料管的情況下，公稱外徑為20mm，填充層厚度為60mm，供回水溫差為10℃時，不同加熱管間距和不同平均水溫時的地板散熱量。當填充層厚度改變時，如改為55mm，地面層熱阻減小，地板散熱量加大，從而使室內(nèi)溫度升高，室內(nèi)偏熱。同理，供回水溫差的改變，管間距的增減，管內(nèi)平均水溫的變化，也將影響地板散熱量的大小。如某工程設(shè)計時供回水溫度為50℃/40℃，室內(nèi)溫度為18℃，管間距為250mm，地面層為木地板，地板散熱量約89w/m2。由于某種原因?qū)嶋H供回水溫度改為55℃/45℃，供回水溫差沒有變，施工時未做變更，結(jié)果實際運行時，室內(nèi)溫度卻高達23～24℃，溫升約5～6℃，地表溫度也升高了5℃左右。
因此設(shè)計時應進行細致的計算，否則不僅偏離設(shè)計要求，而且也將浪費能源。
二、造成地面溫度偏高的原因
地面溫度過高，長久之后人體也會感到不適，而且對地面覆蓋物也有一定影響，因此根據(jù)衛(wèi)生要求、人體熱舒適性條件和房間用途，對地面溫度做了一些規(guī)定。
在工程中引起地面溫度偏高的直接原因主要有以下幾個方面。
a 負荷偏大
由于多種原因，造成設(shè)計熱負荷偏大。由于室內(nèi)熱負荷偏大，將使地板單位面積散熱量增加，地板表面平均溫度也增大。
b 供回水平均溫度偏大
當供回水平均溫度升高時，室內(nèi)溫度升高，地表溫度也升高。
c 埋管深度不夠
在實際生活中，由于有些房地產(chǎn)商為了節(jié)約成本，降低工程造價，在高層建筑中將房子的層高降低，再叫上居民為了能夠增加層高，往往會埋管過程中減小深度。當加熱管埋得比較淺時，底板在采暖過程中就會發(fā)生熱阻力小的效果，此時室內(nèi)的某個面積的溫度就會逐漸上升，以致于室內(nèi)地面的溫度偏高。由于加熱管埋的深度不夠，地面的溫度往往會與加熱管表面的溫度相一致。
三、地面溫度分布不均勻
地面溫度分布均勻程度主要受埋管深度h、管間距s大小、布管方式等影響。
1、埋管深度與管間距
沿熱流線方向填充層的熱阻是變化的，這樣使得輻射板表面是不等溫面，管頂所對應的地面溫度tb最高，當相鄰兩加熱管中的熱水溫度相等(t1=t2)時，兩管中間處的地面溫度tS/2最低。埋深h越小，(tb-tS)/2越大，地面溫度分布越不均勻。因此埋深減小不僅導致地面溫度偏高，并且使地面溫度分布不均勻。
總之，管間距越小，埋深越大，地板表面溫度越均勻，因此設(shè)計時應注意這一點。
2、布管方式
沿加熱管水流方向，水溫逐漸降低。兩管內(nèi)水溫相等的情況，當兩管內(nèi)水溫不等時，如t1>t2，則等溫線和熱流線分布。
溫度最低值不在s/2處，而是偏向溫度較低的一側(cè)。地板輻射采暖常用的布管方式有平行排管式，蛇形排管式及回字形盤管式，如圖3所示。圖中表示了各種布管方式地板表面溫度變化情況。第一種方式地板表面平均溫度沿水的流程方向逐步均勻降低;第二種方式地板表面溫度在小面積上波動大，但平均溫度分布較均勻。第三種方式輻射板表面平均溫度也是沿水的流程波動，如果布置合理，輻射板表面平均溫度波動將很小，溫度分布更均勻。
3、其他情況
由于沿外窗或外墻側(cè)熱損失較大，一般將高溫管段優(yōu)先布置在該處，或在沿外窗外墻一定范圍內(nèi)布管密些，即縮小管間距。這一點工程設(shè)計中基本注意了，但個別工程在這些地方布管過密，沿外窗外墻側(cè)地面溫度偏高，加大了熱損失。
對于局部區(qū)域溫度過高的情況(如加熱管出口處溫度較高，而且布管較密)，當對該處地面溫度有要求時，應在加熱管上方加裝隔熱板。這是工程中常出現(xiàn)的問題，由于布水器有多個分支管，且出口間距一般為80～100mm，因此出口處地面溫度往往偏高，有的甚至超過規(guī)定溫度，對地面材料產(chǎn)生了一定破壞，因此設(shè)計中應注意。
四、設(shè)計中應遵循的步驟
綜合以上諸多問題，多是由于設(shè)計中沒考慮輻射采暖的特點而造成的。地板輻射采暖設(shè)計看似簡單，實際設(shè)計中需綜合考慮室內(nèi)溫度、地面溫度高低、地面溫度分布均勻性等的要求，以及相互之間的關(guān)系。室內(nèi)溫度與地面溫度以及地板散熱量有很強的耦合性，某一者的變化將引起其他量的連鎖變化。
五、結(jié)束語
通過上述，我們對地板輻射采暖進行了深入分析，了解到其主要存在的問題，并將其與傳統(tǒng)的散熱器進行分析，結(jié)論：1)從傳熱原理上來看，低溫地板輻射采暖系統(tǒng)主要采用的是輻射采暖方式，而傳統(tǒng)的散熱器主要采用的是對流采暖方式所以在確定采暖負荷值的過程中一定要對這兩者進行區(qū)別開來;2)地板輻射采暖在工作過程中，往往會存在室內(nèi)溫度偏高、地面溫度偏高和表面散熱不均勻等問題，所以在施工過程中，施工人員一定要對于傳熱量的變化進行分析;3)在進行管道分布過程中，一定要保證其分布與地面溫度相適應。
總而言之，在進行低溫地板輻射采暖設(shè)計與施工過程中，施工人員應該對其進行認真計算，切勿只是根據(jù)自己豐富的經(jīng)驗進行施工，一定要從實際出發(fā)，只有這樣，才能在不浪費資源的情況下保證室內(nèi)的舒適感，為人們提供一個良好的環(huán)境。
參考文獻
1、低溫熱水地板輻射采暖工程技術(shù)規(guī)程.河北省工程建設(shè)標準DB13/T(J)28-2000
2、低溫地板輻射采暖設(shè)計常見問題探析。重慶供熱研究，2007
3、陸亞俊、馬最良、鄒嚴華.暖通空調(diào).北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002
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