浅谈室内气候系统(二)

2022-05-30 14:58:17

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「辐射空调惬意生活」

人体内多余热量会通过人体表面散发，其散发方式有辐射、对流及蒸发。

实验证明：在空间温度21度，人裸体辐射散热量可达60%，对流加蒸发散热量共为40%；日常着装其散热比例辐射45%、对流30%、蒸发25%，由此可见辐射换热对人体的舒适感是何等重要。

采用辐射供冷就弥补了传统空调以对流供冷为主的不利因素，增加了人体的辐射散热量，大大提高体感舒适度。

辐射供冷还另有显著优点，空间温度均匀、无吹风感、安静，特别在人睡眠时，舒适，无吹冷风、噪音之忧，延长我们的深睡眠。

顶棚辐射供冷在欧洲已有较长的使用历史

技术已非常成熟

使用效果很好

「辐射空调的发展」

地面辐射供冷在上世纪90年代以前，被绝大多数人认为不可行，其原因主要有这样几点：

结露问题的疑虑

在舒适性方面，有悖于“温足而顶凉”的要求

地面供冷在下，对流传热弱，冷量会大大小于顶棚供冷

经国内外的研究分析和实践证明，上述担心有些是通过一定技术措施可以解决的问题，有些则是惯性思维或缺乏深入研究而造成的误解。

目前地面供冷热舒适方面的担忧主要反映在房间的负温度梯度上，认为地面供冷在冬季给人以“温足而顶凉”的感觉符合人体生理曲线，同一套系统用于夏季供冷将丧失这一优点。

首先，对地面供暖的研究表明，除去房间顶部一小段高度，房间纵向温度均匀，因此，“脚暖”是实，“头凉”则缺乏比较的基础。其次，寒冷的冬季希望“脚暖”；炎炎夏日，求地面凉爽而不可得，对期盼“脚暖”没那么强烈。

研究表明，地面温度控制在20～22℃以上已完全可以满足一定冷负荷要求，(ASHRAE 提出坐着的轻体力劳动者，地面适宜的温度为20～26℃)，这一温度对于穿鞋的人而言，在夏季不会产生“脚冷”的感觉。此外由于地表面温度均匀，地面供冷中的对流成份较低(约为20%)，使得竖向温度很均匀，温度梯度仅为1.5～2K/m,符合国际标准ISO7730在高度0.1与1.1m之间的温差不能超过3K的要求，人体的舒适性可以得到保证，当然也不会有“头热”的感觉。

地面供冷相对于顶棚供冷具有更高的辐射角系数，采用地面供冷，相对于顶棚供冷而言，其对流换热量较小。但对于辐射供冷系统来说，辐射换热是主要部分，而影响辐射换热的一个重要参数是人体和辐射冷表面之间的角系数。该值的大小取决于人员和冷表面之间的距离以及冷表面的面积。在面积相同时，比之其它冷表面(墙壁，窗户，顶棚等)，地面对人体有着更高的角系数。

有资料证明一个处于6m×6m房间中央的人员，采取站姿时对地面的角系数为0.37，坐姿时对地面的角系数为0.4。

作为对比，人体对顶棚的角系数一般仅为0.15～0.20。由此可以看到，地面温度降低1K带来的平均辐射温度的降低相当于把顶棚温度降低2K。

所以虽然地面供冷对流换热量小，但是其辐射换热能力的增强却更加明显。

上升气流和气流扰动可加大对流热交换，冷表面在下,地面附近有一层低温的空气，当遇到人体等热源时,这层空气被加热上升,会增大对流换热。冷地面也可以配合对流使用，可增大换热能力约15%。

一般情况下，地面和室内空间的辐射对流综合换热系数约为7.5W/(m2.K)。如果地表面温度为20-22℃，房间温度为25-26℃，地面供冷量约为30～45W/m2，可满足建筑围护结构保温较好的居住建筑的要求。

需要指出的是，辐射供冷像辐射供暖一样具有“自调节”功能，当室内辐射负荷加大，例如，当日照直射辐射较大时，地面或墙壁内表面温度升高，将大幅度提高地面与房间围护结构其余表面的辐射换热量。地面供冷的能力可高达70～120W/m2。

地面供冷系统可以减少室内冷负荷，地面供冷系统中地面主要通过辐射和对流作用与房间进行热量交换。

平均辐射温度成为影响室内热舒适的重要参数，平均辐射温度和空气温度的共同作用可以用作用温度来反映。

当室内空气流速较低时(低于0.2m/s)时，平均辐射温度和室内空气温度的差异将小于4℃，此时体感温度近似等于空气温度和平均辐射温度的平均值，这意味着二者对于室内热舒适的影响是同等重要的。

由于辐射供冷时室内平均辐射温度的下降，体感温度可降低1～2℃，比之传统空调系统，在相同的热感觉前提下，地面供冷系统可以将室内设计温度提高1～2℃，则其冷负荷比常规系统的冷负荷要低10%～20%。

「辐射空调的优势」

辐射供冷降低体感温度，与传统空调系统，在相同的热感觉前提下，地面辐射供冷系统节能可达20%。

辐射供冷系统与人体散热需求契合，地面辐射供冷横向、纵向温度均匀，无吹风感，有凉感无冷感；无噪静音，延长人的深睡眠。对室内空间环境舒适度显著提高，是环境舒适解决系统。

为防止产生脚冷的感觉及受到空气露点温度的限制，地面供冷系统冷量受到限制，在一般情况下，不超过50W/m2。由于辐射作用，冷负荷要比常规系统低10%～20%，此外可以通过对流承担一部分负荷。

这样利用冬天地面供暖夏天地面供冷，确保不产生脚冷，地面供冷提供建筑围护结构环境负荷，对流补充变量负荷，形成辐射与对流融合，构建完美的室内环境舒适系统。

辐射散热是人体最适合比例散热方式

辐射空调是最舒适的空调

无风、无噪、节能

辐射空调，惬意生活

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