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能源解决方案

地板辐射采暖

为什么辐射地板采暖系统对新的节能房屋没有意义

图片来源:Wirsbo

偶尔,我怀疑自己是否有受虐狂的倾向——不知怎么地,我享受着戳破人们最喜欢的泡沫时的悲伤。当我指出为什么辐射地板采暖系统对新的、节能的房子没有意义时,我会做好准备迎接这样的回应。

辐射式地板采暖是一种通过地板传递热量的方式——通常是将热水管嵌入混凝土板中。这是一种非常受欢迎的供暖系统,是由热心的支持者发明的。如果你想在建筑行业找茬,只要批评那些神圣不可侵犯的东西,比如辐射地板采暖或地源热泵(请继续关注这一点)。

别误会我的意思。辐射式地板采暖对于正确的应用有很大的意义。事实上,我认为这是一个很好的供暖系统…但在新建筑中,如果房子的设计和建造是高度节能的(这是我一直鼓励的第一要务),这就说不通了。

在解释为什么辐射地板采暖在新建筑中是一个糟糕的选择之前,让我先描述一下我喜欢它的地方。热量分布在一个大的表面积上,因此它是在一个相对较低的温度下传递的。它是统一的,它直接使人变暖,而不是使空气变热。这意味着辐射热可以在较低的空气温度下提供舒适性,比强制暖空气或底板热水所需的温度低。你可以把你的恒温器调得更低——比如说65度——用辐射式地暖也很舒服,而其他系统则需要68度甚至70度。

大多数使用辐射地暖的人绝对喜欢脚下的温暖;即使在隆冬,你也可以光着脚到处走。如果我们习惯了通风的老房子,没有什么比脚下温暖的地板更好的了,并轻轻地向上辐射热量。辐射热的干燥效果也比强迫空气热要小。而且因为没有脚板散热器,家具可以刚好靠在墙上。

那么,辐射式地暖有什么问题呢?

我有两个顾虑,它们都只适用于非常节能的——超级隔热的——房子。首先,在一个高度绝缘的房子(我说的是一个非常紧密的房子,至少有R-40的墙,R-50的天花板,和三层玻璃低e窗),需要少量的补充热量,辐射地板需要保持不超过空气温度的几度,否则会发生过热。如果混凝土板或瓷砖地板表面保持在72或75华氏度,脚下可能会感到凉爽——因为它的温度比你的脚低。所以你可能无法从温暖的地板表面得到令人愉快的好处。而且,如果你在夜间向地板输送热量,然后在白天有显著的被动太阳能增益,很可能会发生过热。简而言之,辐射地板采暖并不适合超级隔热的房子。

我关于辐射地板采暖的第二个问题与经济有关。辐射地板供暖系统,管道嵌入混凝土板,多个泵为不同的区域,和复杂的控制,将轻松花费1万美元。我宁愿看到有人把那1万美元花在更好的窗户上,更多的绝缘材料上,等等——然后通过减少在供暖系统上的支出来收回一部分额外的成本。按照严格的德国被动屋标准建造的房屋(我将在未来的专栏中描述)可以用每个房间里的几个白炽灯来加热。在一个更典型的超绝缘的房子里,我们可以通过一个或两个穿墙通风的气体空间加热器或几段便宜的电动踢脚板加热元件来提供所需的舒适。

再说一次,这些论点适用于高度绝缘的房屋——通常是新建的——当你可以竭尽全力,远远超过新英格兰的典型绝缘标准时。在现有房屋或新建筑中,当使用相当标准的能源细节时,辐射地板采暖是很有意义的。在供暖负荷相对较大的房子里,特别是在通风的房子里,辐射地板采暖系统是一个很好的选择。

如果你正在考虑为你目前的房子安装地板辐射供暖系统,挑战是这些系统不容易安装在现有的房子里。我喜欢从嵌入辐射管的平板地板的热质量中受益,这是一个困难的改造项目。有些人使用轻质石膏混凝土板,浇筑在现有的地板上;其他人将辐射管连接在木地板或地板下面。

最后一点:如果你确实安装了辐射地板采暖系统,要注意它的控制方式应该与其他集中供暖系统不同。我在上周的专栏中描述的后退式恒温器并不有效。这是因为这些系统需要很长时间来加热和冷却,因此通常昼夜保持接近恒定的温度。

32个评论

  1. 肖恩·鲍曼||# 1

    循环式加热法
    我可以理解所提出的论点,但是我相信在一个超级高效的家庭中,水能是最通用和适应性最强的系统。它(水)可以在许多配置中提供和消除热能,我将其简单地称为“水合学”,并将其视为任何设计结构的强制性元素。

  2. 蒂姆||#2

    我叔叔安装了一个
    我叔叔去年安装了一个这样的系统,他不需要任何帮助,他正在改造他的房子,系统有明确的安装说明。现在,一年后出现了一些技术问题,有些地方的地板太热了,他需要解决这个问题。

  3. 卡洛斯-地板辐射采暖||# 3

    地板上热
    然而地板辐射采暖系统有缺点,也有优点,就像上面解释的那样。冬天光脚走路感觉很舒服。

  4. 史蒂夫||# 4

    设计师散热器
    哇!神奇的点。

    我以前从来没有想过这个问题,但是是的,我知道辐射地板采暖只有在改造中才有意义!最近,我在一间改建的地下室里安装了地暖,效果相当不错。不过,我看得出来,对于我隔热良好、环保良好的楼上房间来说,它毫无用处。当然,这篇文章可能不会让你在辐射地板行业结交太多朋友,但我确实很欣赏它。谢谢。

  5. Riversong||# 5

    我不同意
    亚历克斯,你建议对高热负荷、通风良好的房子进行地板辐射采暖,但表面温度最高为85°的地板只能提供34 btu/hr·sf,这对大多数隔热性能差的房子(更不用说通风良好的房子了)来说是远远不够的。

    在一个紧凑的房子里,低热量需求确实需要较低的地板表面温度,这可能会缓解“暖脚趾”效应。但任何高于室温的表面都会增加空间的平均辐射温度(MRT),而在决定人类舒适度方面,MRT至少与气温同样重要。人类皮肤的吸收率和发射率为0.97,高于几乎所有已知物质,包括哑光黑金属,因此我们对MRT的轻微变化非常敏感。

    一个真正的温室不仅是超级绝缘的,而且是小的,小的房子(或者任何房子,就此而言)受益于地板辐射采暖系统的畅通的墙壁面积。虽然中央循环辐射系统的初始安装成本会更高(与壁挂式空间加热器如直通式或微型分体式加热器相比),但热量的均匀性、室内障碍物的减少、更高的MRT和人的舒适度可以很容易地证明额外的费用是合理的,而且增量成本差异可以在系统的使用寿命中通过提高加热效率来弥补。

    而高效(95%)的直排风调温锅炉还可以通过间接水箱高效地提供无限热水,降低了生活热水系统的成本,在一定程度上抵销了供暖系统的成本。

  6. 奥斯汀杰克逊||# 6

    同意罗伯特
    我们有一个新建的厨房,有辐射,散热太多,要求我们的地板温度超过85度。温暖的脚很好,而不是热的脚。我们正在为房间寻找一个补充热源。真希望我们能和一个以前用过辐射的有经验的承包商一起工作,这样就能在绝缘上最大化,并做更好的窗户!

  7. jklingel||# 7

    将爱数字!
    亚历克斯,你让我思考;我讨厌这种事发生。我100%确定我要在我的平板上安装辐射,但现在我犹豫了。我需要数量。有人有通过底板加热加热的地板的温度数据吗?(我选第二种。)看看它与一个相当稳定的,比如说,75度带辐射板的地板相比会很有趣。我要告诉你,我现在的房子,虽然隔热效果很好,燃烧的燃料也相当少,但地板温度和踢脚板温度都不舒服。我猜75华氏度会感觉相对不错;我得想办法测量地板的温度。 Floor temp and under-slab temps can be sent to(电子邮件保护).谢谢。

  8. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 8

    隔离!
    j . Klingel
    许多人喜欢地板内循环供暖的原因是,他们将这些地板与未绝缘的厚板地板进行比较。保暖地板的大部分好处可以通过在楼板下安装厚的隔热层(R-20左右-但厚度取决于气候)来实现——连续的水平层楼板下泡沫,加上良好的周边隔热。

    然而,即使有很好的绝缘,石板或瓷砖地板光着脚也会感到凉爽。这是因为我们的身体在华氏98.6度工作。解决方案?木地板或区域地毯-没有地板内辐射热。

    1. 大卫。琼斯||# 32

      同意大多数辐射加热地板比体温低,我们不能期待有一个温暖的脚趾体验。但我们该如何区分合理的地板和冰冷的地板呢?

      根据我的经验,任何一个加热空间上面的楼层都是“足够温暖”的,因为它将非常接近恒温器的设置。我觉得那个温度还算合理。

      但平板地板将是任何没有辐射地板加热的房子中最冷的地方,这仅仅是因为空气分层和下面土壤的一些损失。

      我相信你之前写过一篇文章,在那里你提倡在被动式房屋项目中使用更少的泡沫。但你想要的楼层温度是多少,需要多少泡沫才能达到这个温度?

  9. jklingel||# 9

    谢谢你!
    很高兴听你这么说。我试着回忆35年前我们做了什么,我想我们只把2英寸的XPS放在外围8英尺的平板下,它暴露在空气中(日光地下室)。我不认为其他三面墙上有XPS。板的外缘有4"的XPS,向下2',它看到空气。我本来计划在辐射地板和假木地板下面安装3英寸的XPS,所以也许在地板和标准踢脚板下面安装4英寸(6英寸)的XPS就足够了,而且更便宜。精神食粮。再次感谢。约翰

  10. jklingel||# 10

    最后需要注意的一点是……
    有谁对我昨晚这个轻率的想法有经验吗?4-6英寸的XPS在非加热板下,带热水的室内加热,然后在假木地板下运行电辐射怎么样?这样的话,电光就只能作为老板脚趾的地板暖炉了。我不知道如何调节独立于空气温度的电辐射,所以这将是另一件事要学习。欢迎任何链接/意见/想法。j

  11. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 11

    如果你想温暖你的地板,用热水
    j . Klingel
    如果你想给地板供暖,如果你有一个锅炉,为什么要使用昂贵的电力呢?

    在你的平板上放几个PEX环。忘记脚板单位吧。

  12. jklingel||# 12

    无知,一…
    马丁:用电的想法是在黑暗中摸索。我还不知道在没有辐射热的SOG中地板温度是多少,我也不知道如果我安装了带XX英寸O.C.的辐射和YY华氏度的水,我的地板温度profile会是什么样子。如果热量损失分析表明,比如说,pex 16”O.C.和90华氏度(约为90摄氏度)的水,这可能意味着地板是“凉爽的”,所以从地板辐射热量中没有太大的好处。如果热损失分析表明pex 30" O.C.和100华氏度水,我可能有一个热斑马地板。(“如果你迈出一大步,从这里开始,你会踩到温暖的部分....”)。Siegenthaler在他的书中有一些薄板安装的地板温度剖面,但我不知道其中的PEX间距,而且那也不是一个SOG。所以,在我学会一堆东西之前,我只是在摸索想法。我既不想安装辐射地板,也不想安装它,发现我有冷-暖-冷-暖....层;两者都不是好结果。 I am searching for data that will help me get a grip on what it will take to have warm floors but no open windows, or data that says "won't happen w/ radiant, give up on the warm floor idea and wear socks." I have no lust for heating w/ electricity, believe me, but I thought maybe a tiny shot now and then would keep my wife's toes happy. Surely there is somebody who has installed radiant in a SOG and very well insulated house/slab that can tell me it works, or doesn't. If I had not read the above article, I'd be blissfully ignorant and planning radiant, full steam ahead (in a word...) Much to learn. Thanks again for the input. j

  13. jklingel||# 13

    可能已经找到了
    伟大的信息在这里。非常有帮助,再次感谢John Siegenthaler。http://www.pmengineer.com/Articles/Cover_Story/30dacb1d7dff8010VgnVCM100000f932a8c0____

  14. 不懂世故的人||# 14

    被动热家居设计与辐射采暖
    这里有很多很棒的信息和很多食物的想法!有人知道辐射地板如何在被动式热的两层/日光地下室住宅计划中发挥作用吗?理想情况下,地板上的pex管道/热块不能用来帮助加热或增强地板辐射系统,因为它从南到北穿过房间,减少在高峰需求时间对锅炉的需求。此外,如果辐射供暖系统与被动式太阳能设计相结合,它难道不会通过调节整个质量(南北侧)到一个共同的温度来缓解温度波动吗?另一个问题是被动式太阳能家居设计的窗户是低铅的和典型的玻璃最大的两个痛苦。南墙的玻璃面积占总建筑面积的8%或以上,降低了南侧墙的隔热性能。
    非常感谢您的意见。

  15. 亚美尼亚||# 15

    地板辐射采暖和混凝土地板
    我们正在整修一幢老房子,将使用地板辐射采暖。我们的选择之一是使用混凝土地板作为我们的最终路面(而不是瓷砖,石头之类的)。我们的承包商习惯于浇筑工业混凝土地板,他告诉我们,他能浇筑的混凝土最薄的厚度是8厘米。会不会太厚了?他没有任何住宅混凝土地板的经验。有很大的区别吗?请原谅我在这个问题上的无知。

    你的想法会很有帮助

  16. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 16

    听起来不错
    亚美尼亚,
    自从8厘米。是3.15英寸,听起来不错。

    如果你想要一个更薄的浇筑地板,你可以使用石膏产品,如Gypcrete。然而,石膏混凝土需要覆盖一个完成的地板;它不是用来踩的。

  17. 亚历克斯·威尔逊||# 17

    辐射板厚度
    在我看来,8厘米(约3英寸)不会太厚,以工作良好的辐射板。有时在薄辐射板中使用较轻的石膏混凝土。向你的承包商询问这些系统,只要地板足够坚硬,它们可以比3英寸薄。你可以在这里了解更多:http://www.maxxon.com/therma-floor/data

  18. 亚美尼亚||# 18

    辐射板厚度
    谢谢Martin和Alex的快速回复。我们的问题是混凝土浇筑后空间不够。他(承包商)实际上更喜欢倒至少10厘米的厚板,这是他在工业工作中使用的最小厚度(如工厂地板)。在最初的计划中,我们允许管道上方约3厘米(如果我们有瓷砖地板)。因此,门、窗等的水平已经被绘制到这些规格:-(。

    我们刚刚得知,我们可以用混凝土作为替代品,这将帮助我们节省一大笔钱。但是如何让其余的增加5厘米的高度呢?回到绘图板

  19. 迈克||# 19

    为超级绝缘的新住宅提供地板辐射采暖和制冷
    我在亚利桑那州图森(Tucson)的一个采伐家的原型即将完工——图森是这个国家阳光地带的炎热一侧。对于我们相对较短的采暖季节来说,辐射地暖最初被认为太昂贵了。然而,如果地板辐射冷却也能起作用,那就好了!所以,经过大量的研究和深思熟虑,我设计并建造了一个1900平方的。拥有隔热层(屋顶、墙壁和地板)的ft型住宅,隔热效果非常好,就像在保温瓶里一样。一个月前,华氏105度的时候,我在卧室侧翼的辐射管里放冷水,把地板冷却到69.8度——3到7英尺之间的生活空间是凉爽舒适的75度。这是在石膏板和饰面灰泥出现之前。75度的高温持续了一整天。就像在一个凉爽的洞穴里。刚开始赤脚走在地板上就像走进游泳池一样——需要一些时间来适应。 The S.E.E.D. Home (Super Energy Efficient Design) is nearing completion of the finishing touches. It will have no need for any forced air mechanical system for heating or cooling. It is so well insulated, passive solar orientated (designed without any direct solar gain)and tight that the only air issues are fresh air exchange (simple enough to accomplish) and air mixing-ceiling fans. DOE will be monitoring this home for verification of energy efficient expectations.

  20. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 20

    对迈克
    迈克,
    我相信你知道,地板内水循环冷却系统的主要问题是避免凝结在冰冷的地板上。只要地面不是太冷,只要密切监测和控制室内相对湿度,这些系统可以在非常干燥的气候条件下工作。

  21. 乔尔||# 21

    在地板下的辐射
    马丁,你知道如果你使用地板下的水辐射热,你想要的地板厚度限制是多少吗?
    我正在考虑的申请是一个530平方英尺的房子,有完整的地下室。目前的地板是1.5英寸的黄松板。我在印第安纳州的布卢明顿。如果地板下的热量会导致温暖的地下室和寒冷的房子,我们可以做底板水循环加热。

    谢谢你提供这些信息。

  22. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 22

    应对乔尔
    乔尔,
    这里有一篇文章可以帮助你开始:
    http://www.radiant-floor-heating.com/hydronic/floor-covering-options/

    网上有很多关于这个主题的文章;做一些搜索。下面是另一篇关于地板选择的文章:
    http://www.boucherenergy.com/pdf/JLC.pdf

  23. 大卫。琼斯||# 23

    我很难想象设计温度为72华氏度的地板,在太阳能高发时期,怎么会让房间“过热”。任何高于72华氏度的房间温度都意味着地板在吸收热量而不是散发热量。我们要考虑72度的高温吗?

    1. Bas大梁||# 29

      大卫,
      我百分百支持你。如果你在一个绝缘良好的房子里有这么低的系统温度,使用室外重置-整个房子的温度/层(哑控制)-房间不能过热太多。
      -在整个房子的南侧分配太阳能收益
      -最佳效率(COP)的热泵和潜在的辉煌的分配效率。
      -简单的系统,一个温度,一个循环器就可以做到

      但是——没有温暖的脚——而且——取决于能源价格和当地习惯(安装成本)——钱不是最经济的。谁知道5-10年后的能源价格。

      如果你需要室外高湿度的空调,那么事情就变得更复杂了,额外的除湿机,露点控制等等……
      此外,要注意任务蠕变。
      不过,如果你只想要一个“高效安静的供暖系统”,那么大面积的发射器是一个选择。

      问候- Bas

  24. 大卫。琼斯||# 24

    辐射地板设计温度在72-73度不会提供“温暖的脚趾”效果。但它们确实与没有辐射热的冷楼板的温度形成了明显的对比。

    在PV, .6 ACH, R-15楼板下建了一栋房子。用迷你空调给房子供暖。空气分层意味着天花板是70度,我们的眼睛是68度,楼板是55度。是的,但72度的地板肯定更好。此条件不适用于有条件空间以上楼层。

    1. 专家成员
      马尔科姆·泰勒||# 25

      大卫,

      如果你的楼板没有跟踪室内的空气温度在2度以内,那么你没有包括足够的副楼板和茎墙隔热。在大多数地方,房子下面的地面应该保持在50华氏度左右。这意味着你只能用R-15泡沫来减少5华氏度的热量损失?有些事说不通。

  25. 大卫。琼斯||# 26

    是的,我曾希望地板温度更高,但这是零能耗准备家的真实测量值,第三方验证了下层楼板绝缘。

    这是一处平地上的房屋,所以石板下的土壤温度可能低于50度。绝缘是连续的从板下,围绕板的边缘,向上到墙。在3个门口有一些只有R-5的薄点,但在房子中间可以测量到55度的温度。

    随着室内空气的分层,地板以上的空气大概是60度左右。所以我们可能会追踪到室内温度在5度以内。

    如果地面上方的空气是60度,即使没有能量流向地面以下的土壤,温度也永远不会超过60度。

    我认为将地板温度从60华氏度提高到70华氏度会显著提高舒适度。(但地板仍然感觉不到“温暖”)。

    在随后的房屋中,我让能源建模师估算了地板温度,如果我们从楼板下面的R-15到R-20。地面温度模拟的温度大约高出1-2度,所以我们没有追踪R-20。

    1. 专家成员
      马尔科姆·泰勒||# 27

      大卫,

      我对低温感到惊讶,也对房间内的分层感到惊讶。在我建造的任何房子里,我都没有经历过这种情况——按照GBA的标准,它们都不能被认为是高性能的。当然,部分原因可能是由于我们工作的气候不同?

      我还不相信边缘加厚的楼板是一种很好的建筑方式——我怀疑这是为什么你看到副楼板隔热性能如此差的一个重要因素。一个绝缘的茎壁到霜冻深度(或者可能是机翼绝缘?),减轻了许多次板泡沫的负担。

      我承认我不喜欢住在这么冷的地板上。我只是不确定解决方案是否需要加热。

      1. 大卫。琼斯||# 28

        我在气候5区工作。

        我们不用加厚的平板。房子是用工厂浇筑的混凝土墙建造的,在冰霜线以下的沟里填满碎石。我们已经详细说明了墙的底部和板的边缘连续保温。

        我测量了我正在建造的房子的地板温度,发现它们接近60度,楼板下有同样的R-15温度。这可能与当时室外的温度有关,因为我们刚刚经历了一段温和的天气。但60度仍然很冷。如果你想要比60度更温暖的地板,我认为增加暖气是唯一的方法。

        1. 专家成员
          马尔科姆·泰勒||# 30

          大卫,

          在您的气候下,如果包含辐射热,您会使用什么样的R值来抵消热损失?

          1. 大卫。琼斯||# 31

            不管是R-15还是R-20,不管有没有辐射热。我猜你可能会认为加热板的温差更大(72度的板vs 50度的土),我们可以证明在板绝缘下更大。

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