023住宅建筑卫生间供暖方式设计探讨正文

住宅建筑卫生间供暖方式设计探讨山东建筑大学热能工程学院刘学来李永安张从菊摘要：对住宅建筑卫生间采暖形式进行了分析，探讨了住宅建筑卫生间采暖的特点，提出了几种住宅建筑卫生间采暖方案，讨论了卫生间辅助采暖的可行性、必要性，这对卫生间采暖设计以及新型采暖系统在卫生间中的推广应用，具有一定的指导意义。关键词：卫生间采暖散热器低温辐射采暖辅助采暖Abstract:Analyzedtheheatingtypesinbathroomofresidencebuilding.Discussedtheheatingcharacteristicsinbathroomofresidencebuildingaswellasthebathroomassistanceheatingfeasibilityandnecessity.Givingseveralheatingplanstobathroomofresidencebuilding.Thishascertainguidingsenseforbathroomheatingdesignaswellasnewheatingsysteminbathroompromotedapplication.Keywords:bathroomheatingRadiatorlowtemperatureradiationheatingassistanceheating1、卫生间采暖特点随着人们生活水平的提高，人们的居住条件发生了很大的变化，表现在卫生间方面的变化是，由20世纪70年代的单元式住宅的不超过1.2m2，发展成为必须有沐浴卫生器具的、4m2以上的、盥洗沐浴功能齐全的卫生间。目前我国城市的住宅，大都配备了相应的热水器具，基本能够满足家庭沐浴的要求。这就要求卫生间应保持相应的温度，在卫生间内应该设置相应采暖设备。卫生间和其他房间相比，有其独特的特点，具体来说，就是卫生间是水的世界，经常是积水横流、水花飞溅，而且空气湿度大。虽然近几年卫生间面积有所增大，但是卫生间总的来讲还是面积较小，没有足够的空间布置采暖设备。在我国的三北（东北、华北、西北）地区，家庭浴室需要采暖时间较长，除六、七、八月三个月外，几乎都不同程度地需要有浴室取暖设备来帮忙。随着人们生活水平的提高、居住环境的改善，尤其是卫浴革命的深入，浴室取暖这个问题越来越受到人们的关注。如何使我们的卫生间舒适、美观、温暖、卫生，是摆在暖通工程技术人员面前的一道难题。2、卫生间常见采暖系统形式住宅建筑卫生间采暖形式随着人们对热舒适环境的认识和对卫生间采暖要求的改变，进行着改革，它先后经历了一系列的各种不同的采暖形式，具体的有：散热器热水采暖系统、热风采暖系统、地板辐射采暖系统、电热膜天棚低温辐射采暖系统。这些采暖形式代表着人们在不同的采暖时代，对采暖系统不同的认识。2.1散热器热水采暖系统散热器热水采暖系统在我国采暖系统中占有重要的地位，具有许多优点，曾经是采暖形式的主要方式（图1）。但是随着人们对居住环境、节能、美观、卫生等方面的要求，特别是卫生间采暖的特定要求，常规散热器的热水采暖形式暴露出很多新的问题，如散热器采暖中散热器要占有建筑空间，影响室内美观，室内在垂直方向上明显存在温度梯度，即上热下冷，约有10℃左右的温差，这样不利于节能，还有耗用金属量大且容易引起腐蚀等等。另外散热器采暖系统一般是与整个建筑的采暖系统相连，仅能在采暖季节中进行应用。而在非采暖季节，住宅建筑卫生间温度仍不能满足沐浴要求时，这种采暖方式就不能解决住宅建筑卫生间采暖问题。2.2热风采暖系统热风采暖系统也就是空调系统在冬季的运行，这种采暖形式档次高、外形好、舒适度高。带新风系统的采暖形式室内空气品质更好。采暖温度、时间可预先调节。舒适性高，适合面积较大的低密度住宅和别墅。但是前期投入较大，运行费用也较高。对于卫生间由于其面积相对较小，且具有沐浴的要求，采用热风采暖不免会造成吹冷风的不舒适感，这样就要求有更高的采暖温度，这不利于节能。(a)普通散热器采暖形式(b)精装散热器采暖形式图1散热器采暖形式2.3地板辐射采暖系统地板辐射采暖系统地面温度均匀，室内温度场下上均匀，舒适度高。空气对流较弱，有较好的空气洁净度。与以上两种采暖方式相比，节能幅度约为１０％至２０％。有利于屋内装修，增加２％至３％的室内使用面积。有利于隔声和降低楼板撞击声。但是对层高有８厘米左右的占用。地面二次装修时，易损坏地下管线。对卫生间辐射这种供暖形式应注意卫生间防水处理。同时还应注意，在设计时应充分考虑铺管长度是否满足卫生间采暖要求，卫生间内存在大便器、浴盆等占有地面空间的器具，这些器具对加热地盘管的铺设有着较大的影响。另外，在卫生间采用地板辐射采暖，由于加热地盘管的作用，大大加速了地板尿液的蒸发，会使卫生间空气品质变差。这种采暖形式也与整个建筑相连，受建筑采暖形式的控制，在非采暖季节，不能解决卫生间采暖问题。2.4电热膜低温辐射采暖系统这种采暖形式是以电力为能源，是将特制的导电油墨印刷在两层聚酯薄膜之间制成的纯电阻式发热体，配以独立的温控装置，以低温辐射电热膜为发热体，布置于天花板上，或墙壁乃至地板下。具有恒温可调、经济舒适、绿色环保、寿命长等特点。房间使用面积可增加２％到３％，便于器具摆放。配有温度控制器调节室内温度。没有传统采暖的燥热感，温度均匀。电热膜升温较慢，一般需要１到1.5小时才能达到18℃左右。安装与装修同步，且不能在顶棚上钉钉子、钻孔等。由于卫生间内时常积水横流、水花飞溅，采用这种采暖方式，应充分考虑电热膜外的防水，且考虑辐射热的穿透问题。另外目前在市场上还存在着如暖风机、电暖气以及红外线取暖灯等各种住宅建筑卫生间取暖用电器，临时解决卫生间的采暖问题。这些家用电器具有移动灵活、使用方便、投资少等特点，但是在使用中，耗用较多的电能，且质量参差不齐，造成产品效率降低，安全上也存在一定的隐患。3、卫生间采暖负荷计算采暖负荷在目前大多按照稳态方法计算[1]，计算公式为：attKFQwnj)(−=（1）式中—通过采暖房间某一围护结构的温差传热量，W；jQK—围护结构的传热系数，W/(m2.℃)；—围护结构的传热面积，mF2；nt—室内空气计算温度，℃；wt—室外供暖计算温度，℃；a—温差修正系数。对于室内空气计算温度，文献[1]中关于卫生间的计算值见表1。文献[2]提出，对于低温辐射供暖系统在热负荷计算时，其室内计算温度在表1的基础上可以降低2℃计算。但是如果采用低温热水地板辐射采暖系统，应该充分考虑卫生器具、给水、排水管道等遮挡所造成的盘管散热效率降低的影响。应根据文献[3]所提供的数据进行修正，增加1.25-1.5的加权因子。卫生间室内供暖计算温度表1序号房间名称室内温度（℃）序号房间名称室内温度（℃）1居住建筑厕所152居住建筑浴室253医疗建筑厕所病人22（儿童）204医疗建筑浴室255医疗建筑厕所工作人员166幼儿园厕所18特别提出，对于住宅卫生间，目前在我国厕所和浴室分开的很少，一般都是合而为一的，按照室内浴室计算温度则为25℃，如果按照这个温度进行计算，很显然将造成能源的巨大浪费，因此建议在住宅卫生间室内计算温度选取上按15℃计算。对卫生间沐浴时的温度不足再采取合理的措施。4、住宅建筑卫生间采暖形式分析通过对卫生间采暖特点、采暖方式以及采暖负荷计算的分析，作为建筑工程在设计、施工过程中，舍弃卫生间采暖，把卫生间采暖问题交由家用电器的做法显然是不可取的。为了经济、环保、节能、舒适、实用的目的，适合卫生间的采暖的形式应以辐射采暖为主，尽量不采用吹风供暖的形式。对于传统的对流散热采暖，在卫生间中应认真对待。住宅建筑卫生间采暖方式，应根据整幢住宅建筑物的采暖方式，结合住宅卫生间的功能、面积、装修等各方面的情况确定，具体讨论如下：4.1整幢住宅建筑选用的采暖方式为传统的散热器采暖，供回水温度为95/70℃的低温热水，在这种情况下住宅建筑厕所和浴室首先应考虑选用如图1所示的采暖形式，这种采暖方式宜设计为满足卫生间15℃的采暖要求，这样可以大大节约投资，同时也可以充分利用现有热源。但是如果直接采用散热器采暖将卫生间设计温度确定为25℃，则是不科学的。因为整幢住宅建筑的热水采暖，只是在采暖期才有95/70℃的热水热源，而在非采暖期则没有热源，在非采暖期虽然有足够的散热器，但是仍无法解决卫生间沐浴采暖问题。同时，设计如此髙的温度，既增加了初投资，又因为卫生间温度过高浪费了热量，造成能源浪费。在非采暖季理想的卫生间采暖，可以考虑采用电热膜辐射采暖或浴霸式辐射采暖。这样在非采暖季，既使在采暖季因卫生间温度只有15℃，通过电辐射采暖使室内迅速达到25℃的沐浴温度要求。4.2整幢住宅建筑所选用的采暖方式为地板辐射采暖，供回水温度为65/50℃的低温热水，在这卫生热水供应及上水管道图2太阳能卫生热水及地板辐射采暖联合运行原理图地板辐射辅助采暖回路水箱太阳能集热循环回路热水循环水泵太阳能集热器种情况下住宅建筑厕所和浴室也应考率选用地板辐射采暖形式，或选用散热器采暖。这样的采暖方式同样应设计为满足15℃的采暖要求，目的仍为节约投资，充分利用现有热源。在非采暖季也可以采用4.1的非采暖季的采暖方法，使卫生间的温度在沐浴时，达到25℃的温度要求。在这里另介绍一种辅助采暖系统—卫生间太阳能地板辐射辅助采暖系统。其原理如图2所示。卫生间内可以根据具体情况，布置两套地板辐射管路，一个回路与建筑总热源连接，满足15℃采暖要求；另一个回路如图2连接太阳能集热器，满足非采暖季和采暖季不足温度部分采暖。4.3无论整幢住宅建筑所选用的采暖方式如何，卫生间的采暖都选用与之对应的采暖方式，且卫生间设计温度为15℃。同时在需要沐浴的卫生间中设计整体浴室，利用卫生热水（不管卫生热水是电加热、煤气加热，还是太阳能加热），在沐浴前，直接对整体浴室加热至25℃，满足沐浴的要求。4.4如果整幢住宅建筑没有采暖系统，则可以选用电辐射采暖、整体浴室或燃气辐射采暖等方式。经过计算，在我国北方地区单独采用太阳能采暖，卫生间采暖效果不是很理想。5、讨论与分析（1）对于不进行沐浴的卫生间，应充分考虑城市供热的系统热源，即与建筑采暖系统共同采用一个系统。当采用低温热水地板采暖供暖时，如果地板实在不能布管或布管地面面积不够，可以考虑在侧墙上布置低温热水加热盘管。（2）对于存在沐浴功能的卫生间，在采暖季应充分利用建筑物统一热源使卫生间采暖温度达到表1中厕所15℃采暖温度要求，满足日常厕所功能的温度要求。而当沐浴时，则提前启动卫生间辅助采暖系统，使之达到25℃以上的温度，辅助采暖系统应充分与热水供应系统联合考虑，如采用太阳能集热器等环保节能产品来满足沐浴时卫生热水和辅助供暖要求；也可考虑采用电辐射采暖或整体浴室实现卫生间辅助采暖的要求。（3）对于太阳能集热器与卫生间采暖负荷的匹配、可靠性等问题有待于进一步分析研究。参考文献：[1]陆耀庆实用供暖空调设计手册中国建筑工业出版社北京1993.6第81页[2]低温热水地板辐射采暖技术规程山东省工程建设标准济南2002.2第14页[3]杨巍等.低温地板辐射供暖的传热模型.暖通空调，2001.173～75刘学来，男，1965年9月生，博士研究生，副教授，山东临沂人，济南市临港开发区凤鸣路山东建筑大学热能工程学院邮政编码：250101，电话：[phone]，传真：[phone]，E-mail:[e-mail]