Панельно-лучистое отопление

В системах панельно-лучистого отопления в качестве нагревательной поверхности используют искусственно обогреваемые стены, потолок, пол или специально изготовленные панели приставного и подвесного типа.

Для получения таких поверхностей теплоотдачи в указанных конструкциях заделывают трубы небольшого диаметра (рис. 9.4), прокладывают электрический кабель или устраивают воздуховоды и каналы.

Теплоносителем в системах панельно-лучистого отопления могут быть вода, пар, воздух или электричество.

Принципиальное отличие панельно-лучистого отопления от обычного водяного и парового с отопительными приборами, размещаемыми под окнами, заключается в том, что помещения обогреваются главным образом теплом, излучаемым нагретыми поверхностями ограждающих конструкций или специальных панелей. При нагревании потолка только 20 – 25 % теплоты отдается помещению путем конвекции.

Под системой панельно - лучистого отопления следует понимать такую систему, при которой средневзвешенная температура ограждений (радиационная температура) выше температуры воздуха, в то время как при конвективной системе отопления (посредством конвекторов или радиаторов) радиационная температура всегда ниже температуры воздуха, так как ограждения обогреваются в основном этим же воздухом.

Системы панельно-лучистого отопления кроме очевидных гигиенических преимуществ перед другими системами имеют следующие технико-экономические достоинства: совмещение нагревательных элементов со строительными конструкциями; снижение расхода металла и трудовых затрат на монтаж; улучшение интерьера помещения.

Рис. 9.4. Панельно-лучистое отопление:

1 – потолочное; 2 – ригельное; 3 – перегородочное; 4 – плинтусное; 5 – подоконное; 6 – напольное; 7 – контурное; 8 – стеновое

К специфическим недостаткам панельно-лучистого отопления относятся следующие: непосредственное облучение мебели и других предметов, находящихся в помещении, что сопряжено с возможностью их порчи; большая тепловая инерция систем, осложняющая регулирование теплоотдачи панелей; опасность засоров труб и сложность их ликвидации.

Имеются разногласия по вопросу о долговечности нагревательных элементов из труб, заделанных в бетон, хотя практика эксплуатации систем панельно-лучистого отопления в течение 40–50 лет достаточно убедительно опровергает эти сомнения.

По конструктивному признаку системы панельно-лучистого отопления подразделяют на следующие основные виды:

- панельные стеновые системы отопления;

- системы отопления нагретым полом;

- системы лучистого потолочного отопления;

- системы отопления с подвесными излучающими панелями.

Допустимая средняя температура поверхности подоконных панелей – до 95°С; стенных панелей в зоне выше 1 м над уровнем пола – 45 °С; потолка при высоте помещений до 3 м – 30 °С; пола – 25 – 28 °С.

В 1961 г. Академией строительства и архитектуры УССР совместно с НИИ санитарной техники и оборудования зданий и сооружений (Киев) была разработана, а в 1962 г. (и до сих пор) стала применяться панельная система отопления крупнопанельных зданий.

Стояки этой системы отопления служат одновременно нагревательными элементами панели и монтируются по П-образной схеме с расположением подъемного и опускного участков стояка в пределах одного помещения. При монтаже системы отопления последовательно соединяют стояки по всей высоте дома специальными соединительными скобами.

Если нагревательные элементы при устройстве панельно-стенового отопления замоноличивают в наружные стены, в особенности в подоконные участки, то следует их наиболее тщательно изолировать со стороны стены, чтобы избежать значительных потерь тепла. Если же панели размещают в перегородках, то излишних потерь теплоты можно не опасаться, так как теплоотдача другой стороной панели идет в смежное помещение.

В настоящее время для отопления зданий усадебного типа широкое применение находит система отопления нагретым полом. Такой способ отопления наиболее целесообразен для помещений большого объема, например вокзалов, ангаров, выставочных павильонов, спортивных залов и так далее, а также жилых и общественных зданий (детских яслей-садов, лечебно-профилактических учреждений, бань и др.).

Опыт эксплуатации системы отопления нагретым полом показывает большие преимущества ее перед обычной радиаторной. Температурный градиент воздуха по высоте помещения ниже, чем при любой другой системе. Эта система экономична как по первоначальным затратам, так и в процессе эксплуатации.

В системе лучистого потолочного отопления нагревательной поверхностью служит потолок. Системы потолочного отопления с замоноличенными в бетон трубами можно использовать в летнее время для охлаждения помещений. Если по трубам проходит артезианская вода, то никаких дополнительных устройств не требуется.

Проектирование системы панельно - лучистого отопления здания начинается с выбора вида конструкции отопительных панелей и мест их расположения в помещении (стены, потолок, пол). Этот весьма важный вопрос инженер по отоплению и вентиляции решает совместно с инженером - строителем, исходя из назначения помещений, конструктивных и планировочных решений здания, а также возможности заделки нагревателей в строительных ограждениях. При этом конструкции ограждений имеют всегда решающее значение.

В зданиях с трехслойными стеновыми панелями нагревательные элементы (змеевики из труб) целесообразно, например, заделывать в панели с максимальным приближением их в сторону помещения. В зданиях с несущими поперечными железобетонными степами, изготовляемыми кассетным способом, нагревательные элементы можно размещать в стенах, предусматривая их двустороннюю теплопередачу. В отдельных случаях целесообразно заделывать нагревательные элементы в несущие колонны и другие конструктивные элементы здания. Если конструкцию здания нельзя использовать для заделки нагревательных элементов, делают встроенные или приставные бетонные, отопительные панели.

Содружество инженера-строителя и инженера по отоплению и вентиляции в работе по проектированию здания с панельно-лучистым отоплением способствует выбору наиболее экономичных видов этого прогрессивного способа отопления.

Вопросы технологии монтажа систем панельно - лучистого отопления и методы производства работ решаются так же, как и проектирование этих систем, не изолированно, а в комплексе с производством всех других работ по возведению здания.

Специфика панельно-лучистого отопления сама по себе уже обусловливает параллельный метод работ, так как нагревательные элементы системы служат одновременно конструктивными строительными элементами.

Местное отопление

Печное отопление относится к местным системам отопления, при которых получение, перенос и передача теплоты происходят в одном и том же обогреваемом помещении. Теплота генерируется при сгорании топлива в топливнике печи. Горячие дымовые газы нагревают внутреннюю поверхность каналов – дымооборотов, теплота через стенки каналов передается в отапливаемое помещение. Охладившиеся дымовые газы удаляются через дымовую трубу в атмосферу.

Топливо сжигается в печи периодически, поэтому теплота поступает в помещение неравномерно, и в нем наблюдается нестационарный тепловой режим. Наибольшая теплоотдача печи приходится на конец топки, когда температура ее стенок достигает максимума; наименьшая теплоотдача относится ко времени перед началом очередной топки.

Печное отопление имеет распространение и в настоящее время. В нашей стране почти треть жилого фонда (в основном за счет старых домов в сельской местности) оборудована печами. При новом капитальном строительстве печное отопление применяется ограниченно.

Печное отопление допускается в жилых домах, зданиях сельских советов и управлений при числе этажей не более двух (не считая цокольного этажа), небольших общественных зданиях (например, в общеобразовательных школах при числе мест не более 80), производственных помещениях категорий Г и Д площадью не более 500 м². Печное отопление часто устраивается в садовых домиках.

Отопительные печи разделяются по нескольким признакам:

– по теплоемкости: теплоемкие и не теплоемкие;

– по схеме движения дымовых газов: канальные (дымовые газы перемещаются по специальным каналам), бесканальные (в них отсутствуют дымообороты) и скомбинированные (дымовые газы частично перемещаются по каналам, частично без каналов);

– в зависимости от температуры нагрева стенок: умеренного прогрева (температура в отдельных точках на теплоотдающей поверхности не более 90 ^оС), повышенного прогрева (температура в отдельных точках не более 120 ^оС) и высокого прогрева (температура в отдельных точках более 120 ⁰С);

– по форме в плане: прямоугольные, круглые, треугольные;

– по материалу и характеру отделки теплоотдающей поверхности: кирпичные изразцовые, кирпичные оштукатуренные, кирпичные в металлических футлярах, блочные из жаростойкого бетона, стальные с внутренней футеровкой огнеупорным кирпичом, чугунные без футеровки.

Распространение печного отопления объясняется его достоинствами: меньшей стоимостью устройства по сравнению с другими видами отопления, малой затратой металла (только на колосниковую решетку, дверцы, задвижки, иногда на каркас), простотой устройства и обслуживания, независимостью отопления отдельных помещений, одновременным обеспечением вентиляции помещений.

Недостатки печного отопления: пониженный уровень теплового комфорта по сравнению с водяным отоплением (нестационарный тепловой режим, а также переохлаждение нижней зоны помещения), затруднения при эксплуатации (заботы о топливе, уход за печью, загрязнение помещения), повышенная пожарная опасность, возможность отравления окисью углерода при неправильном уходе за печью, потеря (до 5 %) рабочей площади помещения.

При устройстве печного отопления не допускаются отвод дымовых газов в вентиляционные каналы, а также установка вентиляционных решеток на дымовых каналах. Следовательно, каналы обеих систем – печного отопления и естественной вытяжной вентиляции – должны быть обособлены во избежание нарушения их действия. Печи в здании размещают так, чтобы одна печь обогревала не более трех помещений, расположенных на одном этаже. В здании с коридорной системой связи помещений печи устанавливают таким образом, чтобы обслуживание осуществлялось из коридоров или подсобных помещений, имеющих окна с форточками и оборудованных естественной вытяжной вентиляцией. В двухэтажных зданиях можно устраивать двухъярусные печи как обособленные, так и с одной общей топкой на первом этаже.

Под газовым отоплением понимают такое, в котором в качестве теплоносителя для нагрева подаваемого в помещение воздуха используются продукты сгорания газообразного топлива.

Различают следующие виды газового отопления:

– газовыми отопительными печами (печь АКХ);

– газовыми нетеплоемкими отопительными приборами без отвода продуктов сгорания в дымоход (газовые конвекторы и камины);

– газовыми горелками инфракрасного излучения.

Газовые приборы инфракрасного излучения применяют для обогрева рабочих мест на открытых и полуоткрытых строительных площадках или в неотапливаемых помещениях большой высоты.

Преимуществами газового отопления являются:

– высокая теплота сгорания;

– отсутствие твердых продуктов сгорания;

– отсутствие необходимости складов для топлива;

– удобство обслуживания и подключения;

– автоматизация эксплуатации.

К недостаткам такого вида отопления относятся:

– повышенная взрыво- и пожароопасность;

– возможность отравления людей из-за утечки газа или продуктов сгорания в помещение.

Электрическое отопление допускается применять при соответствующем технико-экономическом обосновании в лечебно-профилактических учреждениях, в спортивных сооружениях, вокзалах, аэропортах. Этот вид отопления целесообразно применять в теплых районах с непродолжительным отопительным периодом.

Принцип действия электрических отопительных приборов основан на законе Джоуля-Ленца, характеризующего тепловое действие электрического тока.