5.5 燃气红外线辐射供暖

5.5.1 本条规定了燃气红外线辐射供暖的适用要求及安全措施，为新增条文。
    目前在我国使用的燃气红外线辐射供暖加热器产品有进口的，也有国产的，欧美产品占领了主要市场。从形式上基本分为单体型和连续加热型；从压力上分为正压型和负压型；从表面温度上也分为三类(根据美国ASHRAE应用手册关于辐射加热器的分类)：高强度辐射加热器表面温度在1000℃～2800℃之间，中强度辐射加热器表面温度在650℃～1000℃之间，低强度辐射加热器(也称柔强辐射加热器)表面温度在150℃～650℃之间。低、中、高强度红外辐射加热器在工业领域经常用于飞机库、工厂、仓库或开放的区域等，也可用于冰雪融化、工业过程加热。
    1 根据现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058规定：易燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限值的10％时，该区可划分为非爆炸危险区，可采用燃气红外辐射供暖。据此，可燃液体或固体表面产生的蒸气与空气形成的混合物质的浓度小于其爆炸下限值的10％时(但还是有易燃易爆物质存在)，宜采用燃烧器在室外的燃气辐射供暖系统，主要是从安全角度考虑的。
    2 当燃烧器安装在室内工作时，需对其供应一定比例的空气量，燃烧后放散二氧化碳和水蒸气等燃烧产物，当燃烧不完全时，还会生成一氧化碳，宜直接排至室外。为保证燃烧所需的足够空气或当燃烧产物直接排至室内时，将二氧化碳和一氧化碳稀释到允许浓度以下或间接排至室外，避免水蒸气在围护结构内表面上凝结，应具有一定的通风换气量。
    燃气红外线辐射供暖通常有炙热的表面，因此应采取相应的措施，符合国家现行相关燃气、防火规范的要求，以保证安全。
5.5.2 本条为新增条文，且为强制性条文。
    根据现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016规定：甲、乙类厂房不得采用明火供暖。由于甲、乙类厂房或存储场所内有大量的易燃、易爆物质，而一般燃气红外线辐射供暖加热器表面温度均较高，从安全角度考虑，严禁在甲、乙类火灾危险环境中采用。
5.5.3 本条规定了燃气质量、种类、供气压力、输配的要求。
    我国城镇燃气是指符合规范的燃气质量要求，供给居民生活、商业和工业企业生产作燃料用的共用性质的燃气，一般包括天然气、液化石油气、人工煤气等，执行现行国家标准《城镇燃气分类和基本特征》GB/T 13611。规定本条的目的是为了防止因燃气成分改变、杂质超标和供气压力不足等引起供暖效果的降低或引发安全问题。
    燃气压力及耗气量应由设备生产厂提供。特别是安装在严寒地区厂房内外的供气管道，应采取如保温或伴热等措施，防止由于气温较低，汽化不充分或汽化后又液化造成燃气量供应不足，影响供暖效果，甚至不能正常开机。
5.5.4 本条规定了辐射供暖热负荷的计算。
    采用燃气红外线辐射供暖，设备辐射效率越高，表面温度也越高，体感温度与室内空气温度的温差越大，温度梯度越小，耗热量越少，节能性越好。目前一些国外的产品标准规定，此类设备的最低辐射效率应达到35％。经国外的实测数据表明，采用35％辐射效率的设备时，辐射供暖的实感温度，比对流供暖室内空气温度高2℃～3℃。目前有最高辐射效率是81％的燃气红外线辐射供暖设备。随着燃气辐射供暖设备辐射效率的提高，实感温度也随之提高，节能效果更明显。
    燃烧器工作时，需要一定比例的空气与燃气相混合，当这部分空气取之室内，且由门、窗自然渗透补充时，应计算加热此部分冷空气渗透量所需的热负荷。
    即使从室内取助燃空气，其实质还是间接来自室外。因此不论从室内取风还是从室外取风，从风平衡和能平衡角度考虑，其燃料的消耗量是基本一致的。
5.5.5 本条规定了燃气红外线辐射加热器的安装要求。
    1 燃气红外线辐射加热器的表面温度较高，除生产工艺要求外，如不对其最小安装高度加以限制，人体所感受到的辐射照度将会超过人体舒适的要求。尤其是人体舒适度与很多因素相关，如供暖方式、环境温度及风速、空气含尘浓度及相对湿度、作业种类和加热器的布置及安装方式等。当用于全面供暖时，既要保持一定的室温，又要求辐射照度均匀，保证人体的舒适度，为此辐射加热器不应安装得过低；当用于局部区域供暖时，由于空气的对流，供暖区域的空气温度比全面供暖时要低，所要求的辐射强度比全面供暖大，为此加热器应安装得低一些。另外，辐射加热器表面温度有300℃～1000℃不等的产品，当表面温度和辐射效率高时，安装高度也相应要高。总之，应根据全面供暖、局部供暖和室外工作地点的供暖人体舒适度和辐射加热器的表面温度、辐射效率不同而定。本款只是作了最小安装高度的限制。
    2 固定工作点的供暖一般采用高强度单体辐射器，应调整辐射器的悬挂高度及角度，达到人体舒适状态。
    3 燃气红外线辐射加热器表面温度、辐射效率及结构形式不同，产品额定供热量的最大安装高度也不同。各企业不同型号的产品额定供热量的最大安装高度也不相同，当安装高度超过标准值时，由于空气中的水蒸气、二氧化碳等混合气体会吸收辐射热量的影响，使到达工作区的辐射强度减小，不能达到额定供热量；同时，会直接导致系统向墙面的辐射热量增加，系统的直接辐射损失也相应增加，地面的吸热量就会减少，蓄热能力也会降低。因此，应根据辐射加热器的实际安装高度，对其总输出热量进行必要的高度附加。由于目前国内燃气红外线辐射加热器产品种类较多，额定供热量的最大安装高度各不相同，有的6m以上就要求附加，有的12m才进行附加。一般是根据加热器的辐射强度由低至高，而标准安装高度也由低至高。但有一点是明确的：修正系数的大小与燃气红外线辐射器的结构、形式及产品的辐射效率相关，产品辐射效率越高，修正系数相应越小。到目前为止，高度附加没有统一方法，各企业根据自己的产品特点自行制订修正值。故设计时应根据所选产品进行附加修正。
5.5.6 本条规定了全面辐射供暖加热器的布置。
    采用辐射供暖进行全面供暖时，不但要使人体感受到较理想的舒适度，而且要使整个厂房的温度比较均匀。通常建筑四周外墙和外门的耗热量一般不少于总耗热量的60％，适当增加该处的加热器的数量对保持室温均匀有较好的效果。
5.5.7 本条规定了燃气红外线辐射供暖系统供应空气的安全要求。
    燃气红外线辐射供暖系统的燃烧器工作时，需对其提供一定比例的空气量。当燃烧器每小时所需的空气量超过该厂房0.5次/h换气时，应由室外提供空气，以避免厂房内缺氧和向燃烧器供应空气量不足而使供暖设备产生故障。
5.5.9 本条规定了燃气红外线辐射供暖尾气排放要求及排风口的要求。
    燃气燃烧后的尾气为二氧化碳和水蒸气，当不完全燃烧时，还存在一氧化碳，为保证厂房内的空气品质，宜将燃气燃烧后的尾气直接排至室外。当采用的燃气红外线辐射供暖设备为尾气室内直接排放时，应符合本规范第5.5.10条的要求。
5.5.10 本条规定了燃气红外线辐射供暖尾气直接排放室内时的要求，为新增条文。
    目前工程应用的燃气红外线辐射供暖设备的尾气排放分为室外直排和室内排放两种。欧洲标准《非家用悬挂式燃气辐射加热器安装和使用时的通风要求》EN 13410中表述的A类器具就是指：不连接通向室外的排烟管道或燃烧产物的排放装置的悬挂式燃气辐射加热器，也就是人们常称为的内排式燃气辐射加热器。此时尾部的烟气温度一般在100℃～200℃，比空气轻，易聚集在屋顶上部。当工程中采用的设备为燃烧产物直接排在厂房内部时，必须采取通风措施将燃烧尾气置换到室外，确保室内空气品质与尾气直接外排一样。根据欧洲和北美测试数据，绝大部分燃烧产物可以置换到室外。下部门、窗补充的新风因温度低，大都会聚集在2m以下工作区的供暖空间。
    根据欧洲标准《非家用悬挂式燃气辐射加热器安装和使用时的通风要求》EN 13410，辐射加热器产生的燃烧产物应从安装场所内排放到建筑物外。排放方式可采用热力通风、自然通风和机械通风。热力通风就是通过建筑物顶部的排风口或墙壁上的排风口，以对流通风的方式来排放燃烧产物或空气混合物。自然通风就是根据建筑物室内外的气压差和温差，通过自然通风的方式来排放燃烧产物或空气混合物。机械通风是通过建筑物顶部或墙壁上的多台通风机来排放燃烧产物或空气混合物。由于热力通风和自然通风都需要有足够的排风口和进风口面积，而且还不能受室外风力的影响，在实际工程中满足这两种通风方式的条件较难实现。故本条提出宜采用机械通风方式，一般采用机械排风、自然进风，通过建筑物顶部或侧墙上部的多台排风机，将混合了室内空气的燃烧产物从辐射加热器上方排出。正确的运行方式是：先开启排风机，辐射加热器才能运行。根据国外一些国家、地区的标准，排风或补风的通风量按辐射加热器的输入功率确定，欧洲标准《非家用悬挂式燃气辐射加热器安装和使用时的通风要求》EN 13410规定不应小于10m³/(h·kW)，美国消防协会标准《National fuel gas code》NFPA 54规定：不应小于23m³/(h·kW)，加拿大标准《Natural gas and propane installation code》CSA B149.1规定不应小于18m³/(h·kW)。以上通风量都是以天然气为燃料，也有资料给出液化石油气的通风量不应小于27m³/(h·kW)。由于我国各地的燃气种类、气质质量不尽相同，与欧洲燃气质量也不同；使用单位的运行、维护和管理水平参差不齐。出于安全考虑，本条制订的排风量大于欧美标准。尤其是采用液化石油气时，不完全燃烧的占比很大，故提出不宜小于20m³/(h·kW)～30m³/(h·kW)的排风量。
    当厂房高度较低，又采用了尾气厂房内直接排放时，尾气排放效果的好坏对下部工作区的影响较高。大厂房要明显，为保证工作区的空气品质，规定了6m以下厂房的最小排气量。
5.5.12 燃气系统的相关安全措施是指当厂房内有消防值班室时，宜设远控的总开关，无消防值班时，可在厂房内方便的位置设置，以便当工作区发出故障信号时应能自动关闭供暖系统，同时还应连锁关闭燃气系统入口处的总阀门，以保证安全。当采用机械进、排风时，为了保证燃烧器所需的空气量，通风机应与供暖系统连锁工作并确保通风机不工作时，供暖系统不能开启。
    当燃气红外线辐射供暖系统的燃烧器安装在室内，并设有燃气泄漏报警装置时，工作区发出燃气泄漏报警信号，应能自动关闭供暖系统，同时还应连锁关闭燃气系统入口处的总阀门，以保证安全。对于燃气泄漏报警探测装置的设置，尚应符合当地消防主管部门及燃气使用主管部门的规定。