暖中科技丨為什麼你家每月採暖費貴很多?都是它惹的禍!

北方都幾乎是集中供暖,所以樓上樓下都是地暖,自己的熱量會傳到樓下,樓上的熱量也會傳到自家。南方則不一樣。 南方採暖,你家的熱量傳到樓下,樓上可不一定有熱量傳到你家。以前是擔心樓上地暖漏水,隨著地暖市場的規範化,漏水很少了,現在是“漏熱”!

如何阻止地暖“漏熱”?

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地暖地面的六層結構。圖中地暖盤管為熱源。熱量即可以向上傳遞也可以向下傳遞。熱量向上傳遞的熱阻越小越好,熱量向下傳遞的熱阻肯定是越大越好。

地面材料導熱係數由大到小的順序排列為:天然石材 > 瓷磚 > 實木複合地板 > 強化木地板 > 實木地板 > 化纖地毯 > 純毛地毯。導熱係數越小(越阻熱),要達到同等採暖效果,運行費用越高。

在地面裝飾材料一定的情況下,地暖保溫板的保溫效果越好則向下傳遞的熱量越少。

保溫系統是《地暖四系統》之一。最早的地暖保溫一般是採用發泡水泥,就是有空洞的水泥。後來換成高密度聚苯板(EPS),就是做家電包裝的泡沫,只不過地暖用的密度更高。再後來就是用擠塑板(XPS)了,也是現在家裝地暖使用最多的保溫材料。

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擠塑板也有質量和環保性上的好壞。隔熱保溫是擠塑板的核心功能。該功能的實現取決於擠塑板連續均勻表層及閉孔式蜂窩結構,該結構有取決於原料和生產工藝。

想要地暖省錢,地面你得選擇大理石或瓷磚,地下你得選擇好的擠塑板。

好的地暖保溫材料為什麼能讓你省錢?

保溫,即保持溫度。在建築節能領域,通常以各種節能措施和材料來阻止建築內外部的熱傳遞。

要了解保溫材料的保溫願意,就不能不瞭解熱傳遞。

熱的傳遞是一種物理現象,主要分為熱傳導、熱輻射和熱對流,三種傳熱方式。生活中,我們能感受的溫度都有以上一種及多種熱傳遞的形式存在。

什麼是熱傳導?

物體各部分之間不發生相對位移時,依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運動而產生的熱量傳遞。 簡單來說,就是熱量從物體溫度較高部位沿著物體傳到溫度部位的方式叫做熱傳導。

熱傳導的機理:

氣體中:氣體分子不規則熱運動時相互碰撞。

導電固體中:自由電子的運動。

非導電固體中:晶格結構振動。

液體中:兼有氣體和固體導熱的機理。

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例如,你的媽媽端著一大碗香噴噴的“冬瓜燉排骨”向你走來,並喊著“小心燙手”。

這裡小心的燙,就是防止碗體熱量通過熱傳導方式對手的燙傷。

什麼是熱對流?

指由於流體的宏觀運動,從而使流體各部分之間發生相對位移,冷熱流體相互摻混所引起的熱量傳遞過程。 流體流過一個物體表面時的熱量傳遞過程,稱為對流換熱。 熱對流的特點: 導熱與熱對流同時存在的複雜熱傳遞過程。 對流僅發生在流體中,對流必伴隨有導熱現象。 流體與壁面接觸,必須有溫差。 壁面處會形成速度梯度很大的邊界層。

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例如,你的媽媽又端了一大碗皮蛋廋肉粥給你,由於太燙了,你拿起勺子攪拌起來,甚至還舀起來揚一揚。

這裡讓粥涼下來的動作,就是通過加快空氣對流帶走粥的熱量。

什麼是熱輻射?

由熱運動產生的,以電磁波形式傳遞能量的現象,輻射與吸收過程的綜合作用造成了以輻射方式進行的物體間的熱量傳遞。

熱輻射的特點:

所有溫度大於絕對零度的物體都具有發射熱輻射的能力。

溫度越高,發射熱輻射的能力就越強。

可以不借助中間媒介,可在真空中傳播。

物體間以熱輻射進行熱量傳遞是雙向的。

再例如,晚上我們跟朋友出去吃夜宵,點了一隻烤羊腿和若干的飲品,下面燒紅的炭火漸漸使上面的羊腿變得金黃和香脆。

羊腿沒有接觸炭火卻依然變得酥香誘人,這就是炭火的熱量通過熱輻射的方式傳遞在食物上。

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熱傳導、熱對流和熱輻射是三種熱量傳遞的基本方式,生活中針對這些傳遞方式而誕生的產品就有很多,比如熱水瓶、保溫杯、恆溫箱等,我們拿保溫瓶為例。

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減少熱傳導:

玻璃的內膽採用雙層結構,並抽成真空,以阻擋熱量通過傳導方式散熱。

減少熱對流:

瓶口頂部有瓶塞和瓶蓋密封,減少瓶內熱水通過瓶口以對流的方式與外界進行熱交換。

減少熱輻射:

熱水瓶的玻璃內膽採用鍍鋁或鍍銀處理,使其像鏡面一樣,生產反射效應,減少熱量向外部的輻射。

儘管時間一長,保溫瓶的熱水依然會慢慢地冷卻下來,但我們通過許多保溫的措施,大大延緩了熱量的傳遞,這對於我們的生活來說,就是節能的體現。

保溫材料

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市場中的保溫材料可以分為有機保溫材料(EPS板、XPS板、發泡聚氨酯板等)和無機保溫材料(玻璃棉、珍珠岩板、發泡水泥、發泡陶瓷等)。

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現在,我們越來越注意到保溫材料對於建築節能的重要性,尤其是房屋的圍護結構。我們日常生活中,無論是空調的製冷量,還是地暖的熱量,其效率與能耗的高低,都與建築的保溫節能性有密切關係。

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《輻射供暖供冷技術規程》中,對於鋪設地板的地暖系統中,向上與向下的熱量比到達了

3:1,所以,我們需要在地暖的末端鋪設保溫板來減少向下的熱量散失。

講到保溫板,必定繞不開一個參數,那就是「導熱係數」。

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導熱係數是衡量材料保溫效果的重要指標,單位為 W /(m·K),即在傳熱穩定的情況下,1m厚的保溫材料,在T1和T2兩側溫差為1度(k)時,在1秒鐘(s)內,通過1平方的面積所以傳遞的熱量(W)。一般來說,氣體的導熱係數在0.006~0.6 W /(m·K),液體的導熱係數在0.07~0.7 W /(m·K),金屬的導熱性較好在6~470 W /(m·K) 區間內,但是這些導熱係數的數值並不是完全固定的。

生活中常見材質的導熱係數:

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一般來說,氣體的導熱係數在0.006~0.6 W /(m·K),液體的導熱係數在0.07~0.7 W /(m·K),金屬的導熱性較好在6~470 W /(m·K) 區間內,但是這些導熱係數的數值並不是完全固定的。

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在極端高溫的狀態下,一些氣體的導熱係數會升高,而金屬的導熱係數反而會降低。不過,對於我們的地暖環境來說,室內溫度通常不超過30度,供水溫度一般也不會大於60度,因此,並不受到影響。

根據常見材質的導熱係數可以看出,空氣的導熱係數最低,只有0.026W /(m·K),因此,保溫材料的原理基本都是依靠“空氣隔熱”。

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地暖市場中主流的保溫材料為EPS泡沫板和XPS擠塑板,這兩種材料的原料均為聚苯乙烯顆粒,只是生產工藝不同。

EPS的生產是PS顆粒通過高溫水蒸汽預發、熟化、成型、陳化、切割而成,生產流程相對簡單。XPS則由PS顆粒和助劑混煉熔融後,與發泡劑混合,在模具處擠塑成型。

這兩種保溫材料的板體內部具有大量泡孔結構,不同在於,EPS為顆粒狀的球體結構,一般來說,其密度越大,顆粒的直徑越小。而XPS為數以萬計的微型蜂窩狀的閉孔結構,每個閉孔結構內部都充滿了空氣。


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因此,在相同密度的情況下,XPS的導熱係數要比大部分保溫材料低。因此,不僅在採暖中,我們日常中遇到與保溫相關的產品時,其材料的導熱係數可以作為重要的參考依據。

地暖設計的重要參考數據是熱負荷,即達到設計溫度所需提供的熱量。熱負荷的計算參數包括門窗等圍護結構、牆體的導熱係數、建築內部的散熱設備等。

對於地暖而言,保溫材料的作用就在於改善了建築的維護結構,從而降低了建築的整體熱負荷。

比如說,原先50平方的房子,按照120W/㎡的熱負荷計算,要達到設計溫度所需的熱量為6000W;當使用保溫材料改變建築熱負荷後,可能每平方熱負荷可降低到110W/㎡(具體數值受保溫材料品質和施工完善程度影響),整個房子所需熱量為5500W,就達到了節約500W熱量的效果。

怎麼看地暖保溫板好壞?

擠塑板是現在做地暖保溫最常用的材料。劣質的擠塑板不僅會讓地面起拱開裂下陷,還會有有害物質釋放。

地暖作為一項系統工程,擠塑板就像是衣服,把溫度留在最需要的地方。那麼,怎麼為自家的地暖選一件好衣服呢?下面木又寸就從專業和非專業兩個角度來為大家講一講。

非專業

一、看顏色、聞氣味

1、看顏色。擠塑板之所以有顏色是因為在加工過程中加入了色母,顏色越接近黑色則越差。

2、聞氣味。差的擠塑板靠近鼻子聞有塑料味道,味道越淡質量越好。

二、看按壓效果

擠塑板是安裝在地面以下的,所以抗壓性能是很重要的。下圖是四種擠塑板經過中性筆按壓後的效果對比圖。

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專業人士(技術宅)

一、看原料

原料是擠塑板環保性能的關鍵因素。擠塑板是由聚苯乙烯樹脂生產而成。但是現在市場上的很多擠塑板是由回收料製作而成的。市面上還有紅色和黃色的擠塑板,一般和藍色的擠塑板差不多。下面三種分別是水晶原料、普通料、回收料。

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二、看微觀結構

擠塑板保溫的秘訣在於他的連續均勻表層及閉孔式蜂窩結構。泡孔越是均勻越好。下面是四種擠塑板的微觀結構圖。白板的泡孔均勻且封閉。藍板泡孔封閉良好。黑板沒有泡孔基本沒有封閉。

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三、看導熱係數

導熱係數越低意味著阻熱保溫效果越好。

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四、看容重

容重是擠塑板的一個重要指標。直接和抗壓性能掛鉤。地暖用的容重一是35到36KG/m³。


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