电热膜设计篇

本讲要旨:电热膜电地暖系统设计缺失国家标准和行业应用规程，对电地暖的健康发展和规范电热膜企业的行为极为不利，已运行的工程也存在着安全隐患，呼吁政府有关部门尽快出台全国统一的标准。电热膜电地暖设计过程中应注意数据搜集要全、沟通要充分；确定热负荷时要考虑到不同供暖房间的功率校正；电热膜功率密度应满足《地面辐射供暖技术规程》JGJ142-2004中装饰层表面温度规定值；材料要求应考虑到电地暖和地面结构特点；系统设计时应特别注重安全保障措施；施工过程要求重点强调对电热膜的保护、尽量避免现场接线和做绝缘、施工过程中的检测检验。 一、电热膜电地暖系统设计中的尴尬 对于任何一种供暖形式，科学合理的系统设计和严格遵循设计的选材、施工、验收是保证供暖效果、系统安全、正常运行和使用寿命的前提条件。系统设计的依据是“标准”，是关联各方必须共同遵守的准则，而设计师的综合技术素养也直接决定了系统的设计水准。“标准”按级别高低分为国家、行业、地方和企业标准，底级别的往往是高级别标准的具体实施细则，而涉及标准条款的苛刻程度、技术指标要求往往高于国家级别标准，并在行业整体技术水准达到一定程度后逐渐成为更高一级标准修订的重要依据和修改内容。 我国现行的供暖相关的国家标准为国标《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)(以下简称《规范》)以及与电气设计有关的，如:《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)、《建筑电气工程施工质量验收规范》(GB50303-2002)等。为突出地暖这一特殊散热末端形式，原建设部出台了建筑工业行业标准《地面辐射供暖技术规程》(JGJ142-2004)(以下简称《规程》)。电热膜电地暖作为供暖大家族中的一个新兵，没有被列入《规范》和《规程》中，地方标准全国也只有黑龙江省《低温辐射电热地膜采暖技术规程》(DB23/1203-2007)。所以我国电热膜电地暖系统的设计主要是依据电热膜生产企业给出的应用规范。但是电热膜的生产和电地暖应用是既相互关联而又不可同日而语的两个领域。电热膜厂家的主要职责应是在电热膜产品上下功夫，以适应不同应用领域对产品的质量要求，并努力促进自身产品的技术进步以应对新的技术挑战和保持市场竞争优势。而作为中间产品的应用研究往往是厂家所鞭长莫及的。因此要求所有的电热膜企业、尤其是国外电热膜企业针对中国国情并结合自身的产品特点制订出规范的电地暖应用规程显然是不现实的，更何况有些在电热膜原产国不仅没有电地暖应用标准，也很少有电地暖的成功案例，只是一味地迎合中国市场需求，并且主要依靠经销商摸索着应用，所以不同企业电地暖应用规程的混乱程度可想而知。 电热膜电地暖未被列入国家和行业标准的原因是多方面的，不在此文中探讨，而没有统一标准作设计依据的尴尬和危害是明显的：电热膜电地暖有其明显的优势，市场需求也已经很是旺盛，近几年我国也有了大量的以企业应用规程为依据设计施工的应用案例。但是因为没有统一的标准可循，设计师们明知对于某些建筑电热膜电地暖是最佳供暖 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 也往往很难主动设计，开发商虽有意使用电热膜电地暖，也会因为有种种担忧而被迫放弃。而有些电热膜企业为了规避自己的产品劣势，或为了降低成本竞争市场，或因为自身内功练的不够而又不愿放弃电地暖市场，拼凑出台的应用规程存在着不少问题，造成我国电热膜电地暖设计、选材、施工、验收随意性很强，已投入运行的电地暖工程也存在着不少安全隐患。 鉴于此，政府主管部门应该尽快组织科研院所、专家学者和关联企业研讨技术问题，出台电热膜电地暖相关的国家或行业标准，规范电热膜企业的行为、保证行业的健康发展、保护消费者的权益和利益。可喜的是，尽管笔者也在参与修编中的北京市地方标准《地面辐射供暖应用技术规程》(DBJ/T01-49-2000)是否应将电热膜列入其中仍在举棋不定时，而新的国家标准《民用建筑采暖通风与空气调节设计规范》已进入正式编制阶段，据悉已将电热膜电地暖纳入其中。新《规范》的出台和实施无疑对于电热膜电地暖行业是一个好的消息，但同时对于电热膜厂家也是一场严峻的考验，因为即使电热膜产品达到了《低温辐射电热膜》行业标准，也未必一定能通过新《规范》的要求。  二、电热膜电地暖系统设计中应注意的问题 如上所述，在国家和行业标准出台前，企业标准就成为了电热膜电地暖设计的主要依据。不同类型电热膜生产企业的产品在用于电地暖时，必须经过产品的电地暖应用模拟实验、样板工程和实际的工程检验，同时在暴露和解决问题的基础上形成适合自身产品特点、符合我国电气和其他安全要求的电热膜电地暖设计施工工艺和验收规范，提供给设计师们做依据。 各电热膜厂家的电地暖设计规范内容不同，但是笔者认为一份相对完整的设计 施工方案 围墙砌筑施工方案免费下载道路清表施工方案下载双排脚手架施工方案脚手架专项施工方案专项施工方案脚手架 至少应该包括“系统介绍、系统设计及说明、材料清单和质量要求、施工和验收、设计图”等几个主要部分，以下以新宇阳高分子电热膜电地暖系统设计为例，就设计中应该注意的事项提请大家注意。 1、边界条件的搜集 边界条件是指为电热膜电地暖系统设计所需要的数据，是设计的必要条件。包括建筑物所在地的相关政策法规、当地气象数据、建筑围护结构、电力供应、用户的使用需求等。数据越详实、越准确，沟通越充分越有利于细化设计、从初步设计到详细设计方案的距离越短，设计变更次数和变更的内容也会越少，即所谓“工欲善其事，必先利其器”、“磨刀不误砍柴功”。 2、热负荷计算 热负荷计算对于任何一种供暖形式都是相同的。电热膜电地暖的热负荷计算可依据《规范》和《规程》的相关规定，包括计算系统的耗热量时，室内计算温度的取值可以降低2℃，或取计算总耗热量的90－95％等具体规定。这里提请注意的是，由于我国目前正在全国范围内开始大力推行三步节能措施，而不少实际建筑的建筑围护结构与建筑设计会有一些差距，应在修正热负荷时有所体现。此外应考虑朝向修正率、高度附加率、户间传热、间歇供暖、顶底层和边部的修正率、开窗通风次数的影响系数，南方潮湿地区还应考虑水分蒸发耗热量等。 现实是，包括发热电缆和电热膜电地暖实际的铺设功率往往要大于设计计算的热负荷，这除了考虑围护结构的耗热量与建筑结构设计的偏差外，电地暖的智能化控制为用户的行为节能提供了便利，但同时为了保证供暖效果、为了快速提升房间温度、也为了充分利用波谷电价以降低运行成本以及电压不稳定(低电压)造成的功率下降等各种因素综合考虑的结果。所以电热膜生产企业和电地暖工程公司大部分是依据经验值并以宁大勿小的原则铺设电热膜，通常三北地区居民住宅每平米采暖面积的实际铺设功率一般在80-120W之间。 3、电热膜功率密度要求和电热膜布置 当计算出房间需要的总功率后，除以电热膜功率密度则可以得出电热膜用量和电热膜与房间总面积的比值。不同电热膜厂家的功率密度不同，但是《规程》中装饰层表面温度设计也同样适用于电热膜电地暖（见下表），表中“不同区域面层温度的最高限值”实际上限定了用于电地暖的电热膜的功率密度不可过大，一般应控制在200W/?以内，卫生间用电热膜可适当大些。 以新宇阳高分子电热膜为例，通常电热膜的铺设率占房间总面积的60%左右，尽量把电热膜布置在房间中部和靠门处，靠墙壁要求留有30-50cm的空间以备用户放置落地家具，工程完工后把电热膜布置图交给用户，以便用户了解各房间电热膜的详细位置。 4、温度及系统安全控制 电热膜电地暖系统的控制部分包括系统的室内温度控制、电气安全控制和系统过热保护控制几个组成部分。其中电气安全和过热保护是检验不同电热膜产品类型和同一类型不同厂家的产品是否真正可以用于电热膜电地暖系统的主要标志。而有些厂家自己宣传的“产品具有自限温功能所以不需加过热保护，产品不会产生泄漏电流所以不用加漏电保护，产品本身绝缘可靠性强，即使被破坏也不会有安全问题所以不用做安全接地”等等，均不可轻信，应该让电气方面的专业人员以科学的方法鉴定并给出结论。笔者曾发表多篇文章呼吁政府相关部门和关联企业要重视电热膜电地暖的安全问题，尤其是要采取有效措施解决所有类型电热膜电地暖的“局部过热、安全接地、漏电保护”问题，以避免“印刷油墨电热膜顶棚供暖”失败造成的恶劣影响再度重现，给刚刚重新崛起的电热膜电地暖行业带来毁灭性的打击。 电地暖系统的智能化温度控制系统已经很成熟，形成了一批行业知名品牌，并且适合不同的电热膜类型，可以根据用户要求进行不同的设置和配置，达到不同的控制目的和使用效果。 5、材料选择 电热膜作为发热体是电地暖系统的主要材料，适宜的电热膜类型和适宜做电地暖的产品型号(厂家应注明)以及有过电地暖应用实例是推荐和选择电热膜时必须考虑的。如：有的工程使用功率密度在400W/?以上的碳纤维电热板做电地暖，面层表面温度会超过最高限值，会造成人体低温烧伤，也容易产生局部过热现象等。 地面构造决定了其他材料的种类，材料品质是保证系统安全、系统寿命的关键因素。隔热层的材料选择在《规程》中规定，“隔热材料应采用导热系数小，吸湿率低，难燃或不燃，具有足够的承载能力的材料 ……(第8.3.1条)”，在 “第8.3.2条”中又规定“地面辐射供暖工程可采用珠粒发泡的聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)板材……。”两者在阻燃方面有些矛盾。事实上，大部分电热膜厂家都已经在采用挤塑聚苯板(XPS)，个别应用户要求使用燃烧等级为B2级的XPS板，未来将会向阻燃级别更高、耐温性能更好的材料发展，如：添加型阻燃高分子聚合物、发泡水泥以及其他新型材料等。 其他材料，主要有电工材料、电器设备，控制系统部件，填充层和面层等，应有详细的质量要求和材料技术指标规定，如：面层为木地板时的材料要求等。地面结构属于隐蔽工程，一旦工程结束即使检查出了问题也很难维修，只能破坏地面重新铺设，因此应更加严格使用材料的质量要求。 6、施工要求 《规程》对于发热电缆的施工做了详细的规定和要求，对于“面层+填充层+电热膜”的地面结构可以借鉴，而对于发热体上直接铺设木地板的结构(家装设计时常会碰到)则要依赖厂家的施工工艺规范。 这里重点强调三点：一是施工过程中对于电热膜的保护；二是严格执行施工过程中的检测检验，施工中随时发现问题、解决问题，如：电热膜被刺破、绝缘不过关而出现漏电和发热系统阻值的异常等；三是电热膜现场接线、做电气绝缘是出现电气安全问题的最大隐患所在，应尽量避免。对于任何一种电热膜类型，只要自己的产品能够用于电地暖，并且有规范的设计方案，都可以毫无障碍的实现电热膜接线、做绝缘的工厂化加工，以便最大限度的减少现场操作引起的安全隐患。