地板采暖在旅客站房中应用分析研究

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摘要：提出东北地区新建铁路旅客车站候车室、售票厅等高大空间地板采暖问题,给出合理化建议。

关键词：旅客车站 地板采暖 节能 负荷计算

1、引言

根据铁道部编制的铁路客站细部设计参考资料,铁路旅客车站的候车厅、售票厅、进站集散厅等大空间采用低温热水地板辐射采暖方式。低温地板辐射采暖具有节能、舒适并易于与建筑装修协调等特点,推荐优先采用。

2、优点

因为地板采暖具备很多突出优点:

(1)地板采暖的辐射传热方式与对流方式加热室内空间相比,可降低热损耗,提高热效率。由于地板本身是热辐射面,因此减少了围护结构近五分之一的冷面吸热耗能。

(2)对流传热导致室内空间上部温度高而下部温度低。与此相反,辐射传热是下部温度高而顶部温度低,因此减少了人体高度以上空间的无效热供给。对于旅客车站候车室、集散厅等高大空间的采暖有很好的节能效果。

(3)地板采暖给人以脚暖头凉的感觉,这种感觉与对流传热形成的头热脚凉的感觉相比,会给旅客带来更佳的热舒适性。因此,在采用地板采暖的室内,16摄氏度即可达到对流采暖18摄氏度的人体舒适度效果。有关技术资料显示,如室内温度降低1摄氏度,可节能近10%。

(4)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。

(5)由于人体对温度的感受度不同及在室内活动的时间长短不同,因此地板供暖、供冷的自动调节功能,人为控制的方便性也能产生相应的节能效果。

(6)地板采暖增加了保温层,具有非常好的隔音效果,可降低噪音污染;

(7)地暖热稳定性好,适于间歇供暖条件。地暖混凝土结构层有较好的蓄热性能,间歇供暖条件下,较之对流采暖室温变化小。

(8)由于地板采暖的介质温度要求在30～60摄氏度,比散热器规定的高温热水低35～65摄氏度,因此既可以利用城市集中供热系统,又可以利用可再生能源实现供暖,采暖热源有更大的选择空间。

3、负荷计算

(1)地板辐射供暖与一般散热器对流供暖方式相比,热工特性有许多区别。辐射供暖房间热负荷的严格计算是很复杂的,为简化计算,可近似采用按对流采暖方式热负荷计算的基础上,进行一些特殊的修正和调整。

(2)应按《采暖通风及空气调节设计规范》的有关规定,进行房间的供暖热负荷计算。但与常规对流式供暖方式热负荷计算应有所区别。

(3)不计算有敷设有加热管道地面的供暖热负荷。

(4)供暖热负荷计算宜将室内计算温度降低2摄氏度,或取常规对流式供暖方式计算供暖热负荷的80至90%。

4、工程实际中存在的问题

地板采暖有诸多优点及节能性,迅速在旅客车站的候车室、售票厅、进出战集散厅等高大空间场合得以应用。但在设计、使用过程中存在一些无法避免的问题,需要予以重视。

东北地区投入适用的大中型旅客车站,候车室、售票厅等高大空间设置地板采暖,但实际运行效果未达到预期效果,室内温度偏低,难以达到设计温度,有个别车站候车室室内地热盘管甚至出现冻结现象。

究其原因有多方面:

(1)土建施工中外维护结构保温未达到设计要求,如高架候车厅的土建保温层厚度、传热系数达不到设计要求。外立面玻璃幕墙选材考虑投资造价等原因未按照设计要求选材;土建施工质量差,候车厅、售票厅玻璃幕墙的漏风严重,大大增加采暖热负荷。

(2)因铁路车站在春运期间人流密度大,外门大部分处于敞开状态。因装修及噪声要求,设计选用的惯流式空气幕安装高度超过3米,达不到隔断冷空气的效果,造成候车室入口冷风侵入远远超出设计考虑的冷风侵入附加。

(3)高架候车室地热采暖施工中,因土建找平要求,垫层厚度远远超过《地面辐射供暖技术规程》要求,实际散热量远小于地暖规程附录中的理论散热量。

5、改进的技术措施

针对工程时间中存在的问题,建议新建旅客站房加强结构保温,严格控制施工质量,东北地区新建站房应减少站房外立面玻璃幕墙的使用。

同时利用CFD技术模拟采用低温地板辐射采暖的铁路车站候车厅等大空间建筑的温度场和速度场,分析室内空气温度梯度和地板表面温度可知,旅客候车室、售票厅等属于高大空间,外墙面积与地板面积之比大,靠近外墙、外窗侧冷辐射较强,温度较低,空气流速较大,旅客热感觉稍凉,不满意率较高。工程设计中针对此问题提出以下技术措施:

(1)采暖负荷计算方面需充分考虑外门冷风侵入和外窗及幕墙的冷风渗透量带来的附加负荷。

(2)在靠近外墙、外窗侧加密地板盘管布置,提高热舒适性。

(3)经过负荷计算,对于地板采暖不能完成承担采暖负荷的,可在靠近玻璃幕墙的外侧设置地板嵌入式散热器作为补充热源,既可以解决铁路站房内靠幕墙侧设置散热器不美观的要求,又能有效抑制幕墙侧下沉式气流,提高候车旅客舒适性。

(4)因北方中小型车站候车室多不设置集中空调。有条件的车站,可在候车室网架内设置暖风机组作为辅助热源,配合旋流风口,顶送热风至人员活动区。

参考文献

[1]张璐璐等.低温地板辐射供暖在大空间应用的模拟与实验研究.天津大学.《全国暖通空调制冷2006年学术年会文集》.

[2]李雄志.地板辐射采暖系统室内热环境的数值模拟与实测分析.南华大学硕士研究生论文,2008.

[3]《地面地板辐射供暖技术规程》JGJ142-2004.