低温热水地板辐射采暖
调研报告
地板采暖指的是通过在地面下铺设热水输送散热盘管，利用地面自身的蓄热辐射而将热量向地面上的空间散发，维持该空间具有较稳定合适温度状态的技术。该技术在欧洲已有多年的使用和发展历史，是一项非常成熟且应用广泛的供热技术。目前随着我国塑料高科技工业的飞速发展，以及人们对供暖舒适性要求的不断提高，低温热水地板辐射采暖技术已在我国推广使用。
地板采暖的优越性
采暖舒适有益健康
采用低温地板辐射采暖系统形式供暖，供水温度可控制在40～60℃，地表面温度可达25～32℃。室内1.5米高度温度可达20～24℃,可以达到比传统采暖形式更舒适的采暖效果；而传统的散热暖气片供暖的水温要达到85℃以上。
地板采暖使室内温度形成下部高，上部低的温度梯度，首先温暖人的足部，俗话说“寒从足下生”，地板采暖的效果很好满足了人体生理结构的需要，符合中医“头凉脚暖”的保健理论，非常有益人体健康。
环保清洁
散热气片是对流式采暖，室内空气流动速率大容易使地表灰尘上扬，而地板采暖是以辐射形式采暖不会产生室内气体的流动，避免了灰尘上扬，使室内空气清新自然，使人感觉更加舒服。
整体美观
由于管道全埋在地板下，室内看不到明管，同时由于没有了暖气片，不仅便于布置家具，使室内装修线条简约自然，同时还节省了装修费用，可使使用面积相对增大。
安静隔音
采用地板采暖增加了保温层，具有非常好的隔音效果。采暖过程寂静无声，室内环境清静，没有空调噪声，也不会出现一敲击暖气管道，楼上楼下全听到的问题。
室温可调
地板采暖系统每个运行环路都带有控制阀，每个房间可以根据需要随意调节室内温度，满足不同人的感受，不再为传统暖气片采暖的高热干燥而烦躁不安、影响生活工作，能够在舒适的环境中永远保持健康的心情，同时，避免高热现象的出现，从而最大限度的节省了能源的开支。
节省费用
(1) 中等以上质量的散热气片都在60元/片以上，好的可达100元/片以上，加上暖气管道现在都使用的是塑料管材，比镀锌钢管要贵3～5倍。两者相加，采暖系统每平米的造价最低也需60元/建筑平米，用好一点的散热气片造价可达100元/建筑平米以上。而低温地板采暖的造价是40～70元/建筑平米，远远低于传统的散热器片采暖的造价。
(2)可节省维护费用：散热器系统，使用10～20年以上会发生散热器片和管道的锈蚀，需要维修和更换，每年供暖期都有不同程度的漏水现象，而地板采暖系统使用塑料建材不腐蚀、不结垢，并且全部暗埋在楼板中，正常使用范围内几乎终身免维护，使用与建筑物同寿命。
(3)由于地板采暖为分户计量，每户人家节能幅度可达30％左右，整个供暖系统则可以节约4O％左右的费用，既可大大减轻住户和企业的负担，同时又可节约能源。
采暖地面建筑做法
地砖采暖楼面（开水间）：
1: 8~10厚铺防滑通体地砖,稀水泥浆擦缝
2: 6厚建筑胶水泥砂浆粘接层
3: 55厚细石混凝土(上下配Ф3@50钢丝网片，中间配散热管),不大于6*6米设8宽伸缩缝，满填弹性膨胀膏.沿外墙(包括临公共走道的墙)内贴20*55挤塑板. 表面随打随抹平
4: 贴玻璃布基铝箔绝缘层
5: 20厚挤塑聚苯板保温层
6: 20厚1:3水泥砂浆找平层
7: 钢筋混凝土楼板
木地板采暖楼面（客厅、客房、餐厅、更衣室）：
1: 8~12厚企口强化复合木地板，企榫槽满涂胶液挤严后铺设，打蜡上光.
2: 5厚泡沫塑料衬垫
3: 55厚细石混凝土(上下配%%c3@50钢丝网片，中间配散热管),不大于6*6米设8宽伸缩缝，满填弹性膨胀膏.沿外墙(包括临公共走道的墙)内贴20*55挤塑板. 表面随打随抹平
4: 0.2厚真空镀铝聚酯薄膜
5: 20厚挤塑聚苯板保温层
6: 20厚1:3水泥砂浆找平层。
7: 钢筋混凝土楼板
常用管材比较与选用
早期的地板采暖均采用钢管和铜管，其特点是：埋管接头多，施工难度大且渗露无法彻底解决；管道胀力大，易胀裂地面；管材寿命短，可靠性低。随着塑料工业的发展，经过特殊处理和加工的新型塑料管已能满足地板采暖对管材耐高温、承压高和耐老化的要求，而且管道长度可以按设计要求截取，进管部分无接头，杜绝了埋地管道的渗漏；易变曲，易施工。因此塑料管在地板采暖中的应用，使地板采暖产业逐渐兴起。目前，地板采暖比较常用的塑料管有交联聚乙烯塑料管（PE-XA、PE-XB、PE-XC）、高温聚乙烯管（PE-RT）、交联铝塑复合管、聚丁烯管（PB）、改性聚丙烯管（PPR）等。以下逐一进行简单介绍：
交联聚乙烯管材（PE-X管）
聚乙烯塑料在工农业及日常生活中应用十分普遍，但耐热性、机械强度、耐老化性等较低，从而限制了聚乙烯塑料在许多领域中的应用，为了提高其性能将聚乙烯交联是最好的方法。所谓交联即是通过化学物质或高能射线将线型或轻度支链型的高分子转化为网状的分子结构，在分子间架起化学键。经交联的聚乙烯不仅提高了耐热性、耐磨性、机械强度，而且提高了耐环境应力开裂性和抗蠕变性等，增加了使用寿命。采用交联聚乙烯工艺制造的管材为交联聚乙烯管材（PE–X）。
目前工业化常用的聚乙烯交联方法有两种，即物理（辐照）交联和化学交联，在化学交联中又分为过氧化物交联和硅烷交联，在硅烷交联中又有一步法和两步法两种。
1．氧化物交联的聚乙烯管材为PE-XA。
2．硅烷交联的聚乙烯管材为PE-XB。
3．物理（辐照）交联的聚乙烯管材为PE-XC。
这三种方法，前两种是化学交联法，即通过添加反应能力极强的化学制剂实现的；而后一种为物理交联法，则不用化学添加剂，这种方法不仅有利于提高管子的耐用性，而且避免了化学制剂对土壤和地下水的污染。
管材的命名：管材PE-XA/B/C，其中PE为聚乙烯，X为交联（cross linking）,A为过氧化物交联，B硅烷交联，C为物理交联（辐射交联、也称辐照交联）。
交联铝塑复合管
铝塑复合管由内外层PE以及铝管与内外层PE之间热溶胶共挤复合而成，中间铝层除对PE起加强作用外，使管的耐压度大大提高，其特殊结构具备了金属管和塑料管的优点，消除了它们各自的缺陷。
聚丁烯管（PB管）
采用五层共挤技术，阻氧PB管材有三层共挤和五层共挤两种结构形式，五层共挤技术先进，生产难度大，但是由于阻氧层位于管材中间，阻氧层不会受到破坏，保证了阻氧效果。而三层共挤阻氧PB管材，阻氧层位于管材表面，在施工过程中，阻氧层极易受到破坏，使阻氧失效，而且在热熔连接前，还需要用专用工具去掉连接处的阻氧层和胶层，热熔连接工艺复杂，施工难度大，所以五层共挤阻氧PB管材比三层共挤的管材阻氧效果更好、更可靠。
无规共聚聚丙烯管（PPR管）
PPR是以无规共聚聚丙烯为基料，经改性处理后制成。相对于其他聚丙烯来说，它具有更好的机械性能、更高的拉伸屈服强度和抗冲性能。PPR管无毒卫生、安装方便、耐化学品性能佳，尤其是它具有良好的热熔接性能，其连接处分子与分子完全融合在一起，解决了长期困扰给水行业的管道连接处漏水问题。
耐热聚乙烯管（PE-RT）
耐热聚乙烯管（PE-RT）是以乙烯和辛烯共聚制成的特殊的线型中密度乙烯共聚物，添加适量助剂，经挤出成型的热塑性加热管。
管材的性能对比
管材品种
使用寿命
使用温度
软化温度（℃）
工作压力（MPa）
线膨胀系数（m/m℃）
导热率(W/m*℃)
优点
缺点
铝塑复合管
约50年
≤60（长期）
≤90（短期）
133
1.0
2.5*10-5
0.45
易弯曲变型，完全消除氧渗，线膨胀系数小。
管壁厚度不均匀。
PE-X
（A、B、C）
约50年
≤90（长期）
≤95（短期）
133
1.0/95℃
1.6/常温
15*10-5
0.41
耐温性能好，抗蠕变性能好。
只能用金属件连接，不能回收利用。
PB
约50年
≤90（长期）
≤95（短期）
124
1.6～2.5/冷水
1.0/热水
13*10-5
0.22
耐温性能好，抗拉压强度高，耐冲击，低蠕变，高柔韧性。
国内没有PB树脂，原料依赖进口，价格高。
PPR
约50年
≤60（长期） ≤90（短期）
140
2.0/冷水
0.6/热水
11*10-5
0.24
耐压耐久性能好。
在同等压力和介质条件下，管壁最厚。低温脆化。不宜弯曲，产品较短，没有盘管形式。
PE-RT
约50年
≤60（长期）
≤70（短期）
123
0.8
19*10-5
0.40
PE-RT（耐高温聚乙烯）聚乙烯管更加耐高温,使用寿命很长
管材的比较分析
在以上几种管材中，铝塑复合管的导热系数最大，也就是其热阻最小，PPR和PB管的热阻是铝塑复合管的2倍左右，而对于地板采暖用管，拿外径20mm的管子为例，铝塑复合管的管壁厚度一般在2mm左右，而PPR管的管壁则在2.3mm左右，这又相对增加了PPR管道的热阻。所以对于相同的供水温度，最后的地面温度和选取的管材还是有着很大的关系的。对于相同的地板采暖结构和系统参数，使用铝塑复合管其地面温度可能要比使用PPR管高好几度。PEX管和PE－RT管导热系数高于PPR管，但低于铝塑复合管，其导热性能介于二者之间。
许用应力排序。在相同的使用条件分级和有效使用寿命条件下，各类管材的许用应力，大致为以下排列顺序：铝塑复合管，PB管，PE-XC管，PE-RT， PPR管。
按市场价格的高低排列，正好大体上也是上述顺序。并非一定要选用许用应力高的管材， 例如：实际使用寿命不需50年、或使用温度较低、或工作压力较低,，就有可能选择许用设计应力较小的管材。实际上地板采暖系统的水循环温度在60℃以下，60℃时管材的承压能力比95℃时有较大提高，这几种管材基本都能够满足系统要求。
关键还是各类管材的有效质量控制。据塑料工业业内人士分析, PB和PPR管的质量，主要通过原料的成份和品质控制。而PE-XC管和铝塑复合管，除原料成份和品质外，其交联工艺对质量控制至关重要，正是交联工艺这一重要环节，使许多该类管材的质量失控。
PB管和PPR管，是可以再生的材料，对环保较为有利。PB、PPR、PE-RT这三种管材还可采用热熔接的连接工艺，节省昂贵的连接配件。PEX管的膨胀性较大，连接需用锻造黄铜管件，成本较高。铝塑复合管的连接也是必须采用夹紧式锻造黄铜管件连接，且若管材质量不好，易产生铝层和交联聚乙烯层的分离。
管材的氧渗透的问题，也应有所考虑，与其它采暖系统共用同一集中热源水系统、且其它供暖系统采用钢制散热器等易腐蚀构件时， PB管、PE-XC管、PR-RT管和PPR管，应有阻氧层，以有效防止渗入氧而加速对系统的氧化腐蚀。而铝塑复合管的中间层为增强铝管，可有效阻隔氧的渗透。
管材的纵向线膨胀问题，对于热管道应予以注意。钢管的线膨胀系数为0.012 mm/m·K，塑料类管材线膨胀系数的概略值，按从小到大排列如下：
交联铝塑复合管0.025
聚丁烯管0.130
无规共聚聚丙烯管0.180
耐高温聚乙烯管0.190
交联聚乙烯管0.200
由于较大的纵向膨胀，使管道受热后变形严重，因此不适合于明装。而埋设于混凝土垫层内的管道纵向膨胀受限，会转化为内应力，故在强度计算时需有适量安全系数。由于地板采暖是将管道埋于地下，其热膨胀受到限制，所以其热膨胀性一般不会对地板采暖结构造成影响，不过对于外露的PPR、PE-RT、PEX管，较长的直管段一定要做好补偿。
耐低温性能问题，PPR管抗低温能力较差，5℃以下时管材脆性明显，在﹣10℃环境条件下，会发生低温脆化，易在运输过程中损坏，而其它管材的脆化温度，可低达﹣70℃。
管材选用注意事项和市场调查
当地板采暖系统与常规采暖系统联合使用时，建议使用铝塑复合管或者带阻氧层的管材，因为常规采暖系统（尤其是钢制散热器的系统）腐蚀的主要原因是水系统含氧量过高造成的，而普通的PPR、PEX管都有氧渗透的问题，长期使用对热源及常规采暖系统造成较明显的腐蚀。
PPR管的耐低温性能较差，其在5℃就表现出明显的脆性，所以对于严寒地区，或有冻结危险的地区，建议最好不要使用；由于铁、铜等原子对PPR管有一定的破坏作用，所以与PPR管直接连接的管件，一定要用镀镍专用PPR管件。
目前，各种塑管的称谓很混乱，有许多鱼目混珠的产品，设计人员应予以区分。比如，现在把该性聚丙烯通称为PP-C，PP-C包括PP-R，PP-B（嵌段共聚聚丙烯）和PP-H（均聚聚丙烯），在这三种管材中，只有PP-R适合做地板采暖。目前，市场上很多PP-C管材，实际是PP-B加入少量的弹性体该性的管材，其高温强度很低，不适合在较高温度下使用。再有目前的交联聚乙烯，其有低密度的交联聚乙烯，也有高密度的交联聚乙烯，低密度的交联聚乙烯的耐温、耐压性和高密度的交联聚乙烯有较大差距，例如其维卡软化点，低密度的交联聚乙烯为94℃，而高密度的交联聚乙烯则达125℃以上。
按照《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》规定，地面下敷设的盘管埋地部分严禁有接头。但是从工程实际情况、后期维修和市场调查来看，接头有时难以避免，比如整根管材在一个地方被钻孔破坏或者打压渗漏，或者地面做完以后出现渗漏和返修，甚至是施工方为了节约用才而增加接头。如果有接头，则热容接头比金属管件接头不仅成本低，而且安全性和耐久性要更好，所以选择能够热容的管材更有优势。
目前，青岛的低温热水地板采暖使用的管材以PEX和PE-RT为主；PPR由于较差的弯曲性、不阻氧和管材较短、没有长盘管形式，使用的很少；PB 管的造价较高，每米要6.5元，所以使用不多；铝塑复合管在青岛市场也使用不多，主要可能是金属管件接头或者造价的原因。PEX管最早从韩国引进，使用量最大，造价也便宜，如一种LG-PEX-A管材，每米2.7元，但是其缺点一是没有阻氧层，二是目前市场上假货很多，多数仿冒进口产品，在材料和工艺上达不到要求。PE-RT管材，可以热容连接，具有阻氧层，一种LG的产品价格在2.7元/平米，包括热阻垫层、管材、分集水器和施工在内，全包造价在68-70元/平米。从了解的工程实例来看，瑞纳康都使用的是PEX管，鲁信长春使用的是PE-RT管。
分集水器的选用
目前市场上的分集水器的种类分为3种，有铜制的，有铜镀镍的，还有不锈钢的，各有优缺点。铜制的使用较多，工程价格上一个回道组在40元（另一家报价45元），铜制分集水器的缺点是长时间使用会氧化（长绿毛）；目前市场上使用较多的还有不锈钢的分集水器，耐腐蚀性好，造价在48元（另一家报价60元），相对价格较高，估计是焊接加工制作的费用较高；还有一种铜镀镍的，抗腐蚀性与不锈钢的相当，但是价格太高，零售报价150元。
供暖系统的其它调研
目前了解到，除了传统的湿式热水地暖（地板下为豆石混凝土垫层），还有一种干式集成地暖形式。该种集成地暖采用专用地暖垫层，既满足保温隔热功能，又起到嵌固热水管的功能，然后直接在上面铺设地板。该集成地暖无需湿式作业，在室内地面和内装修完成以后才开始地暖安装，对施工非常有利，施工速度快，使用较细的16的PEX管材，具有导热快、重量轻、增加净高、节能30％的优点。其不足之处是该种产品属于新工艺，在实际工程业绩上又欠缺，同时对厨房采用地砖形式适应程度不是很好。
在与厂家交流过程中，有厂家建议卫生间采用地暖形式，原因如下：首先从了家来看，不少用户倾向于更加舒适的卫生间地暖，并且在卫生间的狭小空间里挂暖气片也影响空间和美观；其次，由于暖气片与分水器的距离很近，相应的管路较短，调控不当很容易短路，造成暖气片热而地暖不热的现象；从造价来看，一个卫生间采用散热器的话，综合成本需要至少200元，而卫生间的面积很小，多在三四平米，单位平米造价并不低。采用地暖，只要能够满足地面层高差问题，通过适当加密管子间距，一样能够达到很好的采暖效果。
地板采暖的施工
地板辐射供暖的安装工程，施工前具备下列条件：
设计图纸及其它技术文件齐全。
经批准的施工方案或施工组织设计，已进行技术交底。
施工力量和机具等，能保证正常施工。
施工现场、施工用水和用电、材料储放场地等临时设施，能满足施工需要。
地板辐射供暖的安装工程，环境温度不宜低于5℃。
地板辐射供暖施工前，详细的了解建筑物的结构，熟悉设计图纸、施工方案及其它工种的配合措施。保证安装人员熟悉管材的一般性能，掌握基本操作要点，严禁盲目施工。
地暖管安装前，对材料的外观和接头的配合公差进行仔细检查，并清除管道和管件内外的污垢和杂物。
安装过程中，防止油漆、沥青或其它化学溶剂污染塑料类管道。
管道系统安装间断或完毕的敞口处，做到随时封堵。
绝热层的铺设
绝热层铺设在平整的基地上。
绝热层铺设平整、搭接严密。当敷有真空镀铝聚脂薄膜贴面层时，不得有破损。
加热管的配管和敷设
按设计图纸的要求，进行放线并配管。同一通路的加热管保持水平。
加热管的变曲半径，不小于5倍管外径。
填充层内的加热管不允许有接头。
采用专用工具断管，断口应平整，断口面做到垂直于管轴线。
加热管采用以下的固定方法：用扎带将加热管绑扎在铺设于绝热层表面的钢丝网上或用塑料卡钉。
加热管固定点的间距，我们做到直管段不应大于700mm，弯曲管段不大于350mm。
热媒集配装置的安装
热媒集配装置加以安装固定，分（集）水器下端距地面不小于150mm。
加热管始末端至连接配件的管段，设置在硬质套管内。套管外皮不超出集配装置外皮的抽影面。加热管与集配装置分路阀门的连接采用专用卡套式连接件。
加热管与热媒集配装置牢固连接后，或在填充层养护期后，对加热管每一通路逐一进行冲洗，至出水清净为止。
混凝土填充层的浇捣和养护
辐射供暖地板面积超过30m2或长边超过6m时，填充层应设置间距≤6m、宽度≥3mm的伸缩缝，缝中填充弹性膨胀材料。
与墙、柱的交接处，填充厚度≥5mm的软质闭孔泡沫塑料。
加热管空越伸缩缝处，设长度不小于100mm的柔性套管。
在试压合格后，进行豆石混凝土填充层的浇捣，标号应不小于C15，豆石粒不大于12mm，并掺入适量防止龟裂的添加剂。
混凝土的养护周期，应不小于48h。
混凝土填充层浇捣和养护过程中，系统应保持不小于0.4Mpa的压力。
面层的施工
在填充层养护期满之后，进行地面层的施工。
地面层及其找平层施工时，不允许凿击填充层或向填充层楔入任何物件。
安全检查生产和成品保护
管材和绝热材料，不得直接接触明火。
加热管严禁踩踏、用作支撑或借作它用。
地板辐射供暖的安装工种，不宜与其它施工作业同时交叉进行。混凝土填充层的浇捣和养护过程中，严禁进入踩踏。
在混凝土填充层养护期满之后，敷设加热管的地面，应设置明显标志，加以妥善保护，严禁在地面上运行重荷载或放置高温物体。
地板采暖调试与验收
中间验收
地板辐射供暖系统安装根据工种施工特点进行中间验收。中间验收过程，从加热管道敷设和热媒集配装置安装完毕进行试压起，至混凝土填充层养护期满再次进行试压止，由施工单位会同监理单位进行。
水（气）压试验
浇捣混凝土填充层之前和混凝土填充层养护期满之后，分别进行系统试压，试压应符合下列要求：
经分水器缓慢注水，同时将管道内空气排出。
充满水后，进行水密性检查。
采用水压泵缓慢升压，升压时间不得少于15min。
升压至规定试验压力后，停止加压，稳压1小时，观察有无漏水现象。
稳压1小时后，补压至规定试验压力值，15分钟内的压降不超过0.05Mpa无渗漏为合格。
调试
地板辐射供暖系统未经调试，严禁运行使用。
具备供热条件时，调试应在竣工验收阶段进行；不具备供热条件时，以与工种使用单位协商，可延期进行调试。
调试工作由施工单位在工种使用单位配合下进行。
调试时初次通暖应缓慢升温，先将水温控制在25-30℃范围内运行24h，以后再每隔24h升温不超过5℃，直至达设计水温。
调试过程应持续在设计水温条件下连续通暖24h，并调节每一通路水温达到正常范围。
竣工验收
竣工验收时，应具备下列文件：
施工图、竣工图和设计变更文件。
主要材料、制品和零件的出厂合格证。
中间验收记录。
试压和冲洗记录。
工种质量检验评定记录。
调试记录。
竣工验收标准：
符合以下规定，方可通过竣工验收：
竣工质量符合设计要求和规程的有关规定。
填充层表面不应有明显裂缝。
管道和构件无渗漏。
阀门开启灵活、关闭严密。
竣工验收文件：
中间验收、调试和竣工验收，均应做好记录、签署文件并立卷归档。
工程技术部
2007-12-25