2.2.2.發(fā)熱電纜輻射供暖系統(tǒng)目前在國(guó)內(nèi)常見有以下兩種：一種是以金屬為發(fā)熱材料的電纜，另一種是碳素纖維為發(fā)熱材料的電纜。以金屬為發(fā)熱材料的電纜，供熱原理是：金屬導(dǎo)線通電后，由于自身的電阻而發(fā)熱，再將熱量以熱傳導(dǎo)形式散出。以碳素纖維為發(fā)熱材料的電纜發(fā)熱原理是在碳素纖維兩端加以電壓，碳素纖維會(huì)以遠(yuǎn)紅外線方式向外輻射能量，而遠(yuǎn)紅外線是具有熱作用，以此達(dá)到供暖的目的。這兩種發(fā)熱電纜雖然是利用電力進(jìn)行發(fā)熱，但還是存在很大區(qū)別。在使用金屬發(fā)熱電纜時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)周期變化的電磁波場(chǎng)，用戶則會(huì)長(zhǎng)期處于這樣一種電磁波場(chǎng)中，但電纜呈雙導(dǎo)線發(fā)熱，自成回路，可有效克服電磁輻射，但畢竟會(huì)對(duì)人有微觀的不良影響。碳素纖維發(fā)熱電纜，質(zhì)地柔軟，可多次彎曲，不會(huì)產(chǎn)生電磁波。同時(shí)，碳元素具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性，一般保證在七十年以上。日本的威斯木碳素纖維發(fā)熱電纜的質(zhì)量是可以信賴的，其碳素纖維的遠(yuǎn)紅外線波長(zhǎng)為8μm-14μm，最易被人體吸收，故其節(jié)能效果明顯，運(yùn)行費(fèi)用較低。碳纖維通電后所發(fā)出的電磁輻射能量較大，輻射能以電磁波的形式傳遞，其波長(zhǎng)范圍又正好落在遠(yuǎn)紅外波段區(qū)域，因此成為具有熱輻射性質(zhì)的電磁波。遠(yuǎn)紅外波可穿透6cm左右厚的物體直接加熱于另一物體。

此波段有激發(fā)人體皮下組織里的水分子運(yùn)動(dòng)的功能，從而刺激人體新陳代謝，起到理療作用，改善水和電解質(zhì)代謝的紊亂，使體內(nèi)處于平衡狀態(tài)。另外人體對(duì)遠(yuǎn)紅外波的吸收能力取決于遠(yuǎn)紅外波的波長(zhǎng)與人體的皮膚狀態(tài)，人體皮膚占有70%的水，水是遠(yuǎn)紅外的良好吸收體，引發(fā)共振吸收，激活免疫細(xì)胞，改善病區(qū)的供血供氧，改善血液循環(huán)，加強(qiáng)細(xì)胞再生，控制病癥發(fā)展，加速了病的修復(fù)。此外，熱輻射與對(duì)流傳熱過程不同，傳播輻射熱的氣體介質(zhì)本身僅吸收極少的熱量，因而不會(huì)引起水分的減少。對(duì)流加熱是空調(diào)器的主要工作原理。熱量主要通過對(duì)流傳遞，而首先要加熱空氣，使空氣中水分被熱化，空氣與水分子的碰撞才能將熱傳遞過去，水分熱化時(shí)吸收能量而電功能無(wú)謂消耗，又由于水分子的蒸發(fā)與散失使人感到口干舌燥。碳纖維引發(fā)的電磁輻射其本質(zhì)類似于光波，為此它遵循光線輻射的所有規(guī)律，即逆動(dòng)；也遵守反射定律與折射定律，并有偏輻射性。同時(shí)輻射的強(qiáng)度與距離的平方成反比。

在選擇何種供暖方式時(shí)，要綜合考慮其優(yōu)劣性。我國(guó)現(xiàn)在已進(jìn)入建筑節(jié)能的第二階段，地面輻射供暖以其節(jié)能性必將成為供暖系統(tǒng)的趨勢(shì)。隨著峰谷電價(jià)收費(fèi)制度的推廣，發(fā)熱電纜地面輻射供暖將占有一席之地。

2.3.地面輻射供暖的節(jié)能舒適性

2.3.1.根據(jù)上述的理論分析可知，低溫地面輻射供暖的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度較常規(guī)的以對(duì)流為主的散熱器供暖可以降低1～3℃，仍然會(huì)得到同樣的舒適效果。這是因?yàn)椴捎幂椛洳膳瘯r(shí)，式1-1中的a、b基本相等（a=b=0.5），采用輻射供暖房間的MRT一般比室溫tn高1～3℃，所以雖然其室內(nèi)溫度降低，但室內(nèi)綜合溫度ts仍不變。

有關(guān)資料指出，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度每降低1℃可節(jié)約燃料10%，如按天津第二期節(jié)能目標(biāo)，每個(gè)采暖期平均煤耗11.8kg/㎡(冬季采暖期室外平均氣溫為-1.2℃,室內(nèi)平均溫度為16℃)計(jì)算，當(dāng)室溫降低1-3℃時(shí)，節(jié)約的燃料可達(dá)7%-10%。由此可知，地面輻射供暖不僅給人們以舒適的環(huán)境，同時(shí)其節(jié)能效果也十分可觀。

2.3.2地面輻射供暖室內(nèi)溫度分布均勻、衛(wèi)生、舒適。

根據(jù)衛(wèi)生要求，人長(zhǎng)期停留在房間地表面溫度不高于28℃，室內(nèi)垂直方向距地面不同高度的溫度分布不同，是采用地面輻射供暖時(shí)室溫在室內(nèi)垂直方向的變化規(guī)律；地表面溫度接近30℃，垂直溫度開始降低，在人的呼吸地帶達(dá)到室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度。距地面30cm垂直方向的溫度變化不大。

2.3.3采用常規(guī)的以對(duì)流散熱為主的散熱器采暖時(shí)，要想滿足人們呼吸地帶達(dá)到室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，則室內(nèi)上部空氣的溫度必然遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于下面。而采用地面輻射供暖時(shí)，輻射供暖地面的溫度高于空間溫度，使人有“足熱頭寒”的舒適感，可以改善人體血液循環(huán)，促進(jìn)新陳代謝。并且由于上部空間溫度低，因而大大地減少了上部空間向外的無(wú)益熱損失。

另外由于輻射供暖主要是以輻射散熱為主，室內(nèi)空氣流動(dòng)較小，避免了灰塵的飛揚(yáng)，有利于室內(nèi)環(huán)境清潔。居住在地面輻射供暖房間的人們，患腰酸腿痛和慢性哮喘病的減少了，特別對(duì)老年人及兒童更有利。由腦電磁波測(cè)試得知，“足熱頭寒”的環(huán)境有利于增強(qiáng)記憶力、提高學(xué)習(xí)和工作效率。

2.3.4.對(duì)流供暖要求暖氣片在室內(nèi)供水溫度70～90℃，地暖要求地面供溫在25～32℃，就是埋在地面下加熱管的溫度也不能超出60℃，在同樣集中供暖的管路系統(tǒng)熱損失應(yīng)該一樣，而地暖流速快，只不過讓熱水在管路中的損失更少。從熱源的產(chǎn)生，熱媒的傳輸?shù)綗岬慕粨Q全是低溫狀態(tài)（40-60℃）進(jìn)行，低溫，會(huì)使燃料消耗少，低溫傳輸熱損耗小，低溫結(jié)垢少，熱效率高、自然節(jié)能。

2.3.5.地面輻射供暖中的輻射散熱量占總散熱量50～60%，其余是對(duì)流和傳導(dǎo)散熱。

利用低溫?zé)崴孛孑椛涔┡蚴覂?nèi)供暖時(shí)，熱量主要以輻射方式傳送，這種傳送方式直接迅速，熱量無(wú)需通過任何介質(zhì)便可傳給供暖對(duì)象，減少了中間環(huán)節(jié)，降低了傳熱成本，提高了熱效率。因此地暖可以用較低的室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度便得到以較高室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度的對(duì)流散熱采暖相當(dāng)?shù)墓┡ЧＪ覂?nèi)設(shè)計(jì)溫度的降低，意味著室內(nèi)供暖熱負(fù)荷的降低，亦即節(jié)省了采暖能耗，節(jié)約了能源。地面供暖使室內(nèi)溫度提高到16～20℃，已能保證你舒適可行。而使用傳統(tǒng)的暖氣系統(tǒng)達(dá)到同樣效果，室內(nèi)溫度必須達(dá)到18～22℃，每升高一度，就會(huì)多耗費(fèi)7～10%的燃料。

2.3.6.地面輻射供暖單戶自成系統(tǒng)，只需在分水器處加裝熱計(jì)量裝置，即可實(shí)現(xiàn)分戶熱計(jì)量，適應(yīng)了供熱方式的變革，可按需供求，實(shí)現(xiàn)行為節(jié)能。

2.3.7.可節(jié)約高質(zhì)能，低溫?zé)崴孛孑椛涔┡杷疁氐?，可利用地?zé)?、廢氣、廢熱、太陽(yáng)能、水源.地源熱泵、生物質(zhì)能等可再生能源和低品位能源，節(jié)約了高質(zhì)能。

2.3.8.發(fā)熱電纜低溫輻射供暖系統(tǒng)是以電力為能源，以發(fā)熱電纜為發(fā)熱體，將電能97％以上轉(zhuǎn)換為熱能，并以建筑物內(nèi)部地面作為散熱面，能將高質(zhì)能盡最大可能的利用到地面供暖中，熱效率高。能夠利用溫控器控制電源，控制室內(nèi)溫度，做到最大可能行為節(jié)能。充分利用高質(zhì)能，節(jié)省每一度電，不至于象機(jī)關(guān)中央空調(diào)那樣，有人沒人都得開著空調(diào)，甚至因?yàn)橐粋€(gè)人辦公，也要全面開放，極大浪費(fèi)高質(zhì)能。

2.3.9發(fā)熱電纜系統(tǒng)節(jié)約能源，還在于智能化控制。與其他傳統(tǒng)供暖方式相比，該系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)裝置具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，當(dāng)建筑物夜間或白天無(wú)人活動(dòng)時(shí)，可適當(dāng)降低溫度或關(guān)閉某一房間的電源，以達(dá)到行為節(jié)能。

2.3.10.由于地暖垂直溫度分布的差別，有效區(qū)域內(nèi)相同溫度時(shí)，平均溫度最低，可減少人體輻射散熱，與對(duì)流供暖方式相比，可取得2～4℃的等效舒適溫度。

2.4低溫?zé)崴孛孑椛涔┡?jié)能優(yōu)勢(shì)：

2.4.1低溫，從熱源的產(chǎn)生，熱媒的傳遞到熱的交換全是低溫狀態(tài)下（40～60℃）進(jìn)行。低溫會(huì)使燃料消耗少，低溫傳輸熱損耗小，低溫結(jié)垢少，熱效率高，是自然節(jié)能。

2.4.2從地面開始，熱量自下而上，符合熱交換規(guī)律。同樣的散熱條件下，同樣的人們居住活動(dòng)空間，地暖的溫度要比其他供暖方式高2～3℃。

2.4.3輻射是不同于傳導(dǎo)、對(duì)流的傳熱形式。輻射是通過熱效應(yīng)產(chǎn)生的遠(yuǎn)紅外線發(fā)射來(lái)完成熱能的傳遞，也即熱輻射。因此上低溫?zé)崴孛媾椛涔┡^之其他供暖方式可節(jié)能20～30%。

2.4.4地面輻射供暖的分室溫度控制，要求環(huán)路設(shè)計(jì)，按房間單獨(dú)布置，分集水器上每個(gè)支路設(shè)流量調(diào)節(jié)閥，使每個(gè)房間都能達(dá)到設(shè)計(jì)所需流量，從而避免了管長(zhǎng)一致，導(dǎo)致流量一致，以及超出設(shè)計(jì)流量造成的過熱浪費(fèi)現(xiàn)象。

采用自動(dòng)分室溫度控制以后，溫控系統(tǒng)能自動(dòng)關(guān)斷環(huán)路，減少熱量浪費(fèi)，預(yù)計(jì)節(jié)能10%左右。

2.4.5實(shí)現(xiàn)分室溫度控制，均由溫控器自動(dòng)完成。溫度的設(shè)定、調(diào)節(jié)非常方便，不象現(xiàn)在大都用暖氣片的集中供暖。天冷了，該來(lái)氣來(lái)不了；春天天暖和了，該停氣停不了。冬季室外溫度偏高了，室內(nèi)該調(diào)低溫度調(diào)不了，室外溫度低了，室內(nèi)暖氣溫度也上不去。不能按用戶、氣候、舒適與否進(jìn)行調(diào)節(jié)室溫，既浪費(fèi)了能源又不舒適；既不能調(diào)節(jié)室溫，又不能分戶計(jì)量，當(dāng)然也不會(huì)節(jié)能。地暖智能化、分戶計(jì)量、自動(dòng)調(diào)溫節(jié)能是暖氣片不易達(dá)到的。

2.4.6水系統(tǒng)地面輻射供暖所需熱源多元化，可以利用集中供熱，小型鍋爐，電廠余熱及天然氣、煤氣壁掛爐，電壁掛爐及水源熱泵、土壤熱泵、太陽(yáng)能、地?zé)釡厝?。除了集中供熱以外，所需輸送管路不長(zhǎng)，管路熱損失小，能節(jié)能。

2.4.7熱源如果采用集中供熱或小鍋爐，起始供水溫度只要70℃左右即可。較之暖氣片對(duì)流采暖的起始溫度需100℃左右低20～30℃，耗煤量自然會(huì)少，節(jié)省能源。

2.4.8地暖具有30～50mm厚的填充層，大都用C15以上的豆石混凝土，熱容量大、熱穩(wěn)定性好，尤其是間歇供暖情況下室溫變化緩慢，即使關(guān)斷熱水閥門或降低供水溫度，填充層蓄熱量能使室溫可保持6小時(shí)左右。白天出去，下午回來(lái)，室內(nèi)仍有余溫。相比之下，對(duì)流暖氣片供暖就不可能，一旦關(guān)閉暖氣閥門或停氣1～2小時(shí)后，等不及上班回家，室溫會(huì)很快降下來(lái)。實(shí)踐證明還是地暖保溫、節(jié)能。

2.4.9地暖熱舒適性好、不干燥，能使室內(nèi)相對(duì)濕度保持在40-70%適宜程度，不起塵、不污染室內(nèi)環(huán)境。這一點(diǎn)是暖氣片供暖無(wú)可比擬的。

2.4.10建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能只是為建筑節(jié)能創(chuàng)造了條件，而地面輻射供暖系統(tǒng)節(jié)能才是落實(shí)節(jié)能的關(guān)鍵。因此上，發(fā)展地面輻射供暖是供暖系統(tǒng)節(jié)能的方向。

2.4.11.利用太陽(yáng)能和水源熱泵及熱輔助裝置可以使水系統(tǒng)地面輻射供暖冬暖夏涼，伏天除潮。這一科研新課題不久將付諸實(shí)施。

2.4.12.在目前集中供熱占優(yōu)勢(shì)的情況下，可推行供水溫度分樓可調(diào)新技術(shù)。采用混水或換熱的方式調(diào)節(jié)每座建筑入口的供水溫度，在建筑內(nèi)實(shí)行大流量、小溫差、低水溫供熱方式；在室外管網(wǎng)試行小流量、大溫差的循環(huán)方式。這可以大幅度降低集中供熱供應(yīng)建筑屋內(nèi)水系統(tǒng)地面輻射供暖的熱損失，從而降低北方地區(qū)集中供暖能耗。

2.5.地面輻射供暖的隔音效果好

在地面輻射供暖中，無(wú)論是水系統(tǒng)還是電系統(tǒng)的都有隔熱保溫層鋪在載熱體下面。隔熱層常用EPS聚苯板還是發(fā)泡水泥，都有一個(gè)共同點(diǎn)：具有無(wú)數(shù)個(gè)微小閉孔泡沫組成。它們既有隔熱作用，又有隔音良好效果。保溫層越厚，隔音效果越好，能使上下樓之間無(wú)噪音干擾，為室內(nèi)達(dá)到45分貝以下噪音標(biāo)準(zhǔn)起到重要作用。

2.6.節(jié)省室內(nèi)空間，

地暖不占用室內(nèi)使用面積，減少了對(duì)流暖氣片及其支管所占用空間，可增加使用面積3%左右，便于裝修和家具布置。

3.地面輻射供暖正以其自身特點(diǎn)，展現(xiàn)出無(wú)限生命力。不久將來(lái)在其發(fā)展前景中必將在建筑節(jié)能和人性化舒適度方面發(fā)揮其巨大作用，將與對(duì)流暖氣片、中央空調(diào)供暖一比高下，象三只并蒂花，開放在祖國(guó)大地上。在科技型、節(jié)約型社會(huì)人居環(huán)境發(fā)展中會(huì)潛力無(wú)窮。