淺談地面輻射供暖及其管材的選擇

摘要：隨著化學建材工業的發展，一批柔韌性好，強度高，抗沖擊且具有一定耐熱能力的化學管材的問世，給地面輻射供暖帶來的生機，提供了新的突破性的發展機遇。

關鍵詞：地面輻射；供暖

1 地面輻射供暖的發展

地面輻射供暖的起源于我國的祖先用火坑，后來傳到國外，并得到發展和創新。三十年代歐州高級住宅廣為應用，目前在歐州、日本、韓國等國家或地區得到廣泛推廣，有50%以上家庭采用地面方式采暖。五十年代，中國北方廣大農村從熱坑頭轉為用LDPE塑料管做熱水管壓在坑席底下，通過熱水自然流動加熱坑席、被褥給人以溫暖，所以追根問源地面輻射供暖的原理由火坑而來，后經幾十年暖氣片的對流采暖，又回到原來的地面輻射采暖，使地暖更科學，更先進，更舒適。

八十年代中期，首先由瑞士利用美國尖端化學材料生產的PB管材，開創了地面輻射供暖使用塑料管的先例。接著又有韓國嵌段聚丙稀PPB做地暖管傳到中國應用一時，后來用無規共聚聚丙稀PPR，最后利用交聯技術處理的PEXb，現階段大都應用的是PEXa做加熱管的較多。最近兩年用SKDX800生產的PERT耐熱聚乙烯管材，已進入地暖加熱管行列，憑借其優異的加工性能和施工性能將成為水系統地面供暖加熱管的優選之材。

2 地面供暖的原理

傳導、對流和輻射是熱傳遞的三種方式，傳導和對流傳熱都必須有冷熱物體直接接觸或通過中間介質（如水、空氣等）相接觸才能進行，輻射傳熱不依靠物體的接觸進行熱量傳遞，而是象陽光穿過大氣層向地面輻射一樣，發射體將其內能轉化為輻射能發射出去。當輻射能被另一物體吸收時又轉化為該物體的內能。具體到輻射供暖方式，就是以熱水在塑料管流過，將熱能傳導到地表面，地表面大部分熱量以輻射的形式送入房間，被人體或物體吸收后，馬上轉化成熱能而得到溫暖，從而進一步達到提升室溫的作用。

輻射供暖之所以最舒服是因為它的波長為8.97微米，屬遠紅外當中對人體健康具有特殊作用的一種，被科學家稱為“生命線”的波長范圍。它可以迅速的被人體吸收，使微血管擴張，促進血液循環和新陳代謝，活化組織細胞，增強免疫力，對健康十分有益。低溫輻射供暖一般采用大面積低溫供暖，室內溫度均勻，沒有傳統對流供暖造成的干燥，悶熱的感覺。

輻射供暖容易實現智能化控制和分室控制，節省能源，控制開支。輻射供暖無污染，使用低溫熱水的輻射供暖方式，即無有害氣體產生，又無噪音，還沒有對流供暖所產生的大量微小的空氣懸浮物，減少呼吸道疾病隱患，是很環保的供暖方式。輻射供暖大面積采用集中供熱 ，不需要繁雜的管道、鍋爐房，不需要室內空間，節省大量土地資源和室內外空間，同時也節省大量的建設資金。

目前國際上使用的輻射供暖系統有很多種，已經應用的有低溫熱水地板輻射供暖、電熱膜、電熱板、發熱電纜等輻射采暖形式。其中低溫熱水地面輻射供暖是將加熱管直接埋到混凝土中，將溫度不高于60度的低溫熱水通入加熱管中（一般供回水溫差10度左右），釋放的熱量使地面均勻加熱（一般地表溫度25度），通過地面下面的加熱管對地上部分進行熱輻射從而達到供暖的目的。它是在垂直高度上熱量分部均勻，在室溫相同的條件下，距地面5-15厘米高度的溫度，較對流采暖方式約高8-10度；人的感覺是腳熱頭涼，頭腦清醒；空氣對流減弱，有較好的空氣潔凈度；比其他采暖方式節能10%-20%；并且因為沒有散熱片對空間的破壞，有利于屋內裝修；地面盤管并鋪設聚苯板保溫，填充混凝土有利于隔音和降低樓板撞擊聲。

3 耐熱聚乙烯PERT管材很有發展潛力

建設部于2004年3月18號以218號文肯定了低溫熱水地面輻射供暖技術，它適用于建筑物的地面采暖。該技術在我國“三北”地區推廣意義重大。其中的第92條款是建筑地面輻射供暖塑料管系統，推薦用管XPAP、PPR、PEX、PERT，標志著PERT管材做為一種新興的地面供暖水系統專用管之一，得到國家認可和推廣。同時，也說明PERT管材在國內的認知度開始上升，管材生產和應用技術已經基本成熟，具備大規模推廣應用的條件。在2004年5月26日上海舉行的一個行業會議上，中國塑料加工協會改性塑料專業委員會副秘書長劉伯元高級工程師在題為“中國塑料管材最新十項科技進展成果”的講話中，將“PERT管的研制與生產”列為“中國塑料管材最新十項科技發展成果”之一。PERT管材已具備了相對完備的標準體系，有德國標準，我國建設部標準和ISO標準。在國家的推廣作用下耐熱聚乙稀PERT管材很有發展潛力。

下面將建設部推薦的PERT和XPAP及PPR、PEX做一比較

交聯鋁塑復合管XPAP不透氧，抗外壓強度高，因其是五層結構在地暖安裝施工中彎曲時容易焊縫脫開。另外熱熔膠的熔點接近110度，無法進行110度試驗；受外界干擾有瞬間高溫出現，容易脫層；又加之價格較高，推廣應用較難。

PPR管，耐高溫性能較好，原料可回收，可焊性好。弱點是有冷脆性，脆化的溫度-15度至0度維卡軟化點138度，抗蠕變能力差。溫度超過80度熱強度漸低。管壁較厚，在地暖施工中彎曲較困難。

PEX管，可用在地面輻射供暖有PEXa、PEXb。 低溫韌性好，抗應力開裂性、抗蠕變性強，耐熱性很好，在目前地暖加熱管應用較普遍。缺點是管材廢料不能回收。用銅管件連接，長期使用容易漏水。用做地暖加熱管時，一旦發生漏水，就得將隱蔽工程全部拆除，重新安裝，損失很大。更不允許用銅管件連接，否則再漏水補救損失更大。PEXb較PEXa 強度高，但價格偏高，在60度以下工作狀態，工作壓力0.8Mpac 以下，選擇PEXa管材較合算。

PERT管無須交聯，無須控制交聯度和交聯均勻度，產品質量容易控制，生產質量缺陷的環節更少，所以更容易生產質量合格的管材，而對于PEX工藝難以控制。譬如：輔料配比、溫度、速度的控制會直接影響交聯度的高、低和均勻性。交聯度過低，造成耐熱性差；過高，會使管材發脆。

PERT的廢、次、零散管可以回收再利用，不污染環境，符合環保。

PERT管可以熔接，正好適合地暖管不允許有接頭的要求。PERT的柔韌性比PPR、XPAP好的多，和PEXa相比毫不遜色。PERT管具有優越的耐低溫性能。因此在冬季低溫情況下也可以施工，彎曲管道時無需預熱，可以解決我國北方地區冬季氣溫低，無法施工而造成的經濟損失。其彎曲半徑可以小到管道外徑的5倍。比PEXa的8倍好的多。

PERT的熱穩定性試驗是在110度，環應力1.9MPa情況下通過8760小時試驗，管材無滲漏無破壞。對于PEXa是110度，環應力2.5MPa情況下通過8760小時試驗管材無滲漏無破裂。這就是說PERT在耐溫耐壓上不是最突出的，但PERT能滿足地面輻射供暖對耐溫耐壓的其本要求，擁有良好的質量穩定性和抗沖擊性，也就是可靠性。在價格上與PEXb相當，可謂適中，較之XPAP和PB便宜的多，由于其方便的維修性能又降低了維修費用。

總之PERT 既能滿足地暖的基本要求，又比XPAP便宜、容易彎曲；較之PPR除容易彎曲外又具有優越的耐低溫性能，排除了用PPR致命的冷脆性。

PERT廢品、次品、剩余零散品均可以回收利用，并且可以熱熔連接，比PEX要好的多，克服了使用PEX做地暖管的缺點。因為PB管雖然優點不少，但價格不菲，且其被劃傷后應力集中，容易爆裂，用做地暖管逐漸減少。

綜合上述，做為地面供暖水系統地暖用管，PERT是當之無愧的，是可行的，是有發展潛力的。目前狀況下PEXa管價格便宜占了先機，PERT與PEXb不相上下，怎樣使PERT的價格略顯下降，再加上其性能優良，能熔接，能回收利用。一定會在地暖市場上大顯身手，占有率逐步回升，有可能成為地暖行業的主選管材。