1、概 述
目前,预制建筑具有施工周期短、污染小、结构质量保证等优点,显示出新的发展活力。在此基础上,本文讨论了建筑中地面辐射采暖系统的设计要点。
2、装配式建筑的优势
装配式建筑是在施工现场组装而成的建筑,由预制件组成(本文统称为预制构件),可以实现施工现场与预制构件的同步制造。预制构件同时由多条装配线生产,可以保证供应,缩短施工周期。更重要的是,预制构件在构件厂统一生产,既能保证施工质量,又能减少噪音、粉尘等环境问题。
3、暖通专业在装配式建筑中的重要性
GB/T51129-2017《装配式建筑评价标准》给出的装配率定义为:单体建筑室外楼层以上主体结构、围墙及内隔墙、装修及设备管道等预制构件的综合比例。GB/T 51129-2017的式(4.0.1)给出的装配率P的计算式为:
式中:P——装配率;
Q1——主体结构指标实际得分;
Q2——围护墙和内隔墙指标实际得分;
Q3——装修和设备管线指标实际得分;
Q4——评价项目中缺少的评价项分值总和。
设备专业对装配率的控制主要在于管道分离率的控制(属于装饰设备管道指标的实际得分,管道分离率越高,装饰设备管道指标的实际得分越高),GB/T 51129-2017的式(4.0.13)给出的管线分离比例q3d的计算式为:
式中:q3d——管线分离比例,%;
L3d——各楼层管线分离的长度(包括裸露于室内空间以及敷设在地面架空层、非承重墙体空腔和吊顶内的电气、给水排水和供暖管线长度之和),m;
L——各楼层电气、给水排水和供暖管线的总长度,m。
如果采用集中式空调系统,散热器采暖保证室内湿热环境,管道分离比基本能满足要求。若室内供暖系统采用传统地面辐射供暖系统(见图1),由于埋地线管长度较大,管道分离比例过低,无法达到GB/T51129-2017中表4.0.1对于管道分离比例的要求,控制地面辐射供热系统的管道分离比例尤为重要。
4、干式工法地面辐射供暖系统
4.1结 构
①架空形式:架空地面辐射采暖系统通过设置架空层铺设采暖通风等专业室内管道。见图2。其优点是可以大大提高管道分离的比例。地脚螺栓可以对不均匀的地板进行二次找平。当然,也有缺陷。由于架空层的存在,室内净高会降低。
②预制沟槽形式:见图3。采用木龙骨作为支撑,盘管安装在预制沟保温板中,对房间净高影响小,加热效率高,缺点是预制沟保温板强度低,导致地面整体承载能力较弱。加之其对木龙骨的结构、木材有一定要求,因此成本比传统结构高。
4.2辐射面供热量测试
以木地板、瓷砖分别作为饰面层,对单位面积平均造价适中的预制沟槽地面辐射供暖系统进行辐射面供热量测试。样品长度为3.6m,宽度为2.4m。预制沟槽保温板厚度为30mm,盘管材质为PE-RT,盘管规格为D16×2,盘管中心间距为15cm。
①木地板饰面层:木地板饰面样品散热试验结果见表2。根据表2,木地板饰面样品散热的拟合公式是通过最小二乘法拟合获得的:
式中:Φw——木地板饰面层样品散热量,W;∆T——过余温度,K;
②瓷砖饰面层:瓷砖饰面层样品散热量测试结果见表3。根据表3,通过最小二乘法拟合得到瓷砖饰面层样品散热量拟合公式:
式中:Φt——瓷砖饰面层样品散热量,W;
③性能对比:过余温度取19.5K,分别代入式(2)、(3),可计算木地板,瓷砖分别作为装饰层样品散热分别为577.3W,927.7W,根据计算结果,当辐射面积一定时,瓷砖作为装饰层的预制沟槽地面辐射加热系统比木地板作为装饰层的加热能力更强。
5、装配式建筑中暖通专业的设计要点
①架空地面辐射采暖系统和预制沟槽地面辐射采暖系统都存在管线交叉问题,无疑增加了地面厚度,降低了房间净高,增加了成本。在实际项目中,各专业管道布局应根据建筑结构合理规划,减少管线交叉,有条件的可以采取局部吊顶的方式。此外,开发应用新技术(如无线开关、智能家居等),以减少设备管线,从而减少管线交叉。
②干式工法地面无法像传统地面一样实施防水处理。厨房、卫生间地面应采用传统的地面辐射采暖系统,以保证地面的防水效果,考虑到厨房、卫生间管道分离比降低,可采用综合厨房、综合卫生间,提高装配率。
③可采用结构降板解决干法地面与传统地面连接处的高差。
④预制构件中预埋管道和预留沟槽、沟槽、孔洞的位置应符合结构设计模块网格,以确保构件的完整性和安全性。预制构件安装后,不得凿新沟、沟、孔、孔。
⑤装配式建筑设计各专业应紧密联系。在项目初期,暖通空调专业和水电专业施工人员应确认管线分布方案,协调管线布置,确认预留墙洞和板洞的位置,确保项目顺利进行。