【摘要】本文通過研究地熱采暖的設(shè)計原則與施工要求，以期給讀者參考借鑒。
【關(guān)鍵詞】 地熱采暖；設(shè)計原則；施工要求；分析
一、前言
地熱采暖主要利用低于600C的熱水作為溫度媒介，讓其在加熱管中循環(huán)的流動，以加熱地板，然后再通過地面熱源的對流和輻射，達到向室內(nèi)供熱的目的。地熱采暖的應用能很好的彌補傳統(tǒng)采暖方式的供暖不均勻、占用面積大、安裝清理困難以及耗費能源高的缺陷，滿足人們的取暖要求。隨著科技的發(fā)展，地熱采暖技術(shù)不斷在進步，地熱采暖的合理設(shè)計與規(guī)范施工在暖通工程中所占的比重越來越大，其發(fā)展直接影響著地熱采暖的質(zhì)量以及人們生活的舒適度，因此對于其設(shè)計和施工應該引起我們的重視。
二、地熱采暖系統(tǒng)的設(shè)計原則
1、設(shè)計依據(jù)和參數(shù)
地熱采暖系統(tǒng)的有效性關(guān)系著暖通工程的順利實施以及保證供暖的正常進行，因此在進行地熱采暖的設(shè)計時，工程人員應該嚴格根據(jù)《實用供熱設(shè)計手冊》、《民用建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范》以及《采暖通風及空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》等相關(guān)的標準來進行。對于地熱采暖系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)設(shè)計，其中的熱度媒介應該控制在45～550C之間，系統(tǒng)壓力值應該控制在O.8Mpa以下，供回水的的溫差應該控制在100C，而地板的表面溫度則根據(jù)實際的停留時間來設(shè)計，比如經(jīng)常有人停留的位置溫度應該維持在24℃ -26℃左右，短時間有人停留的位置溫度應該維持在28℃ -30℃左右，基本無人停留的位置溫度應該維持在36℃ -40℃左右[1]。
2、設(shè)計流程
為了保障地熱采暖系統(tǒng)的設(shè)計合理規(guī)范，并具有條理性，其具體的設(shè)計過程應該嚴格遵照設(shè)計流程進行，即：①對地熱采暖系統(tǒng)進行設(shè)計前，設(shè)計人員應該根據(jù)建筑工程的實際情況，計算其熱負荷能力，并對地熱采暖系統(tǒng)與工程建筑的協(xié)調(diào)進行考量，以確定分集水器的具體位置。②對地熱采暖系統(tǒng)進行設(shè)計時，設(shè)計人員應該事先計算地熱采暖系統(tǒng)的水力、工程建筑的有效熱負荷、散熱面積以及其他相關(guān)的事項。確保計算數(shù)據(jù)的準確性，然后根據(jù)計算數(shù)據(jù)進行地熱采暖系統(tǒng)的施工設(shè)計。其中還有一點需要注意的是，在進行系統(tǒng)設(shè)計時還需要根據(jù)建筑的實際情況確定系統(tǒng)的參數(shù)，如建筑的散熱面積、地面面飾層的材料性能、供水情況以及設(shè)計的室內(nèi)溫度等。這些參數(shù)的確定有利于合理設(shè)計地下加熱管之間的距離以及加熱管的走向。③對于加熱管的管線設(shè)計，其長度必須在100m以下，而且設(shè)計人員應該對地熱采暖系統(tǒng)所選的材料性能進行檢測，判斷其是否能滿足工程的要求，結(jié)合工程實際有利于降低施工難度。
3、設(shè)計的注意事項
在進行地熱采暖系統(tǒng)的設(shè)計時，設(shè)計人員應該注意填充層的厚度、儲蓄熱量情況、熱負荷能力以及地熱系統(tǒng)的設(shè)計，并根據(jù)工程建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱損失來計算出其熱負荷，其中在計算時應該注意：由于散熱盤多是處于地下，一般情況下室內(nèi)地面出現(xiàn)的熱損失可以忽略不計。而與地面直接接觸的家具會使得地面的熱阻增加，地表不容易散熱，所以室內(nèi)家具的多少會直接影響采暖效果，同時，設(shè)計人員還應該注意室內(nèi)的過熱以及超出標準熱度的問題。在進行地熱采暖系統(tǒng)的設(shè)計時，設(shè)計人員應該將加熱管和加熱盤中的水流流速控制在0.25m/s以下，避免因空氣的積聚導致管道出現(xiàn)氣塞現(xiàn)象，影響地熱采暖系統(tǒng)的正常運行；對于環(huán)路管和集配裝置的選擇應該盡量選擇長度一致、質(zhì)量合格的產(chǎn)品，每一個環(huán)路的阻力應該在30Kpa以上。而在進行填充層的設(shè)計時，雖然填充層的厚度對地面均勻性影響不大，但是厚度的增加卻會影響到工程建筑的層高，因此在設(shè)計時可以將厚度控制在30-50mm左右[2]。
三、地熱采暖的設(shè)計與施工
1、熱負荷計算
在地熱采暖系統(tǒng)的熱負荷進行計算時，工程建筑的室內(nèi)溫度應該比使用對流采暖的室溫低（約2℃左右），或者直接取對流采暖熱負荷的90～95%為熱負荷值。同時，在深度大于6m的室內(nèi)，應該以距離室內(nèi)外墻的6m處作為分界線，進行地熱采暖系統(tǒng)的熱負荷計算，并布置管線，避免水流出現(xiàn)浮生聚集的情況。
2、立管的設(shè)置
對于地熱采暖系統(tǒng)的立管一般設(shè)置在建筑樓梯間的管道井里，也可以設(shè)置在住宅和樓梯之間的分隔墻中。如果立管設(shè)置在管道井里，則應該使用采暖同程式系統(tǒng)，通過供水管和回水管將立管設(shè)置在管道井里，而管道井的寬度尺寸通常是800x500，除了便于施工人員進行操作管理之外，還可以將供水排水立管以及熱計量表共同安裝在管道井中，節(jié)約建筑室內(nèi)的空間，便于管理。如果立管設(shè)置在住宅和樓梯之間的分隔墻中，則分隔墻的寬度必須是370mm 的磚墻，倘若管道也設(shè)置在其中，則磚墻必須預留約150mm x600mm左右寬度的直通空洞，以上下位排列，孔洞中設(shè)置至少3根的地熱采暖系統(tǒng)立管，以節(jié)約樓梯的空間，但是這種立管的設(shè)置方式多是用在多層的建筑中，而且還需要建筑結(jié)構(gòu)能密切配合設(shè)置才能實施。在進行立管的設(shè)置時應該注意，公用立管在連接每層的住戶時，連接的系統(tǒng)應該維持在三個以內(nèi)，如果系統(tǒng)數(shù)超過三個，則每層住戶應該使用分集水器的方式進行連接[3]。
3、分集水器的設(shè)置
對于分集水器的設(shè)置應該盡量設(shè)置在污水排放區(qū)域，比如室內(nèi)廚房里的洗手池下面就是不錯的選擇，因為樓梯間管道井中的立管和廚房的管道距離最短，當分集水器在進行系統(tǒng)排氣或者維修時，排出的污水可以通過洗手池下面的地漏排出，保證廚房的干凈衛(wèi)生。而且用戶在對廚房進行裝修時，分集水器可以隱藏在洗手池下，不會影響到廚房的美觀。雖然同理分集水器也可以安裝在衛(wèi)生間中，但是管道井中的立管距離衛(wèi)生間管道較長，管道的敷設(shè)不方便，因此，分集水器設(shè)置在廚房是最佳的選擇，而在設(shè)置時分集水器的引出頭應該維持在3～5路之間，分支路應該在8路以內(nèi)，否則過多會影響到套內(nèi)各個管路之間的平衡。
4、管道的敷設(shè)
對于地熱采暖系統(tǒng)加熱管的設(shè)置應該以保持地面供暖均勻為基礎(chǔ)，將高溫的管段敷設(shè)在室內(nèi)的外墻或者外窗的位置，盡可能的讓室內(nèi)溫度均衡，然后在設(shè)計管路的時候，設(shè)計人員應該盡量避免分集水器管道穿墻，因為如果管道穿墻進入室內(nèi)，供暖管的彎曲半徑將會比8倍的直徑大，導致室內(nèi)墻角處出現(xiàn)拱起現(xiàn)象，影響工程建筑的質(zhì)量。再者，因為衛(wèi)生間里的熱負荷值較小，所以許多的設(shè)計人員會將衛(wèi)生間與其他房間共同使用一個熱管道，雖然這種方式可以讓管道的敷設(shè)簡便，但是在實際施工中卻難以做到，因為這種敷設(shè)會使得管道多次的穿墻，增加施工人員的工作量，而且在地熱管道里不允許存在接頭，因此在對管道進行設(shè)計時應該盡量使用S型或者回型的方式敷設(shè)，S型敷設(shè)的彎曲半徑較小，可以使用在配管距離較長、室內(nèi)面積大的房間，而回型敷設(shè)由于冷熱水相互作用，采暖的效果較好，且彎曲的半徑較大，施工方便。
四、結(jié)束語
本文通過探析地熱采暖的設(shè)計與施工，從其設(shè)計的依據(jù)、參數(shù)以及設(shè)計的流程了解到地熱采暖系統(tǒng)的設(shè)計原則，并由熱負荷計算、立管、分集水器以及管道的設(shè)置詳細的分析了在進行地熱采暖施工時應該注意的事項，以期保障建筑地熱采暖的質(zhì)量，提高人們的生活品質(zhì)。
【參考文獻】
[1]張春艷，余建國，淺談對地熱采暖技術(shù)的認識與研究[J]，中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2014，02（07）；119-120
[2]靳大勇，謝飛，范哲，胡金強，李玉輝，建筑工程低溫地熱采暖技術(shù)及工程施工[J]，科協(xié)論壇（下半月），2013，10（19）；210-211
[3]王永在，王貴忠，地熱采暖系統(tǒng)的設(shè)計、施工與運行調(diào)試[J]，內(nèi)蒙古石油化工，2013，04（08）；214-245
