【摘 要】
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本文主要研究了地板辐射系统下,围护结构内表面发射率对室内热环境和能耗的影响。目前,由于辐射供冷供暖系统兼具舒适和节能两项优势,在长江流域的应用逐年增多。对辐射系统而言,其特点在于辐射换热量占总换热量的一半以上,并且建筑材料和室内物体会蓄存一部分热量,因此围护结构内表面间的辐射传热是影响室内热环境和能耗的重要因素之一。而辐射传热与建筑材料性能密切相关,其中一个重要参数为表面发射率ε。目前常用的建材其
【基金项目】
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国家十三五重点研发项目——长江流域建筑供暖空调解决方案（项目编号:2016YFC0700300）；
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本文主要研究了地板辐射系统下,围护结构内表面发射率对室内热环境和能耗的影响。目前,由于辐射供冷供暖系统兼具舒适和节能两项优势,在长江流域的应用逐年增多。对辐射系统而言,其特点在于辐射换热量占总换热量的一半以上,并且建筑材料和室内物体会蓄存一部分热量,因此围护结构内表面间的辐射传热是影响室内热环境和能耗的重要因素之一。而辐射传热与建筑材料性能密切相关,其中一个重要参数为表面发射率ε。目前常用的建材其表面发射率通常在0.85～0.95之间,对热辐射的吸收能力很强,这意味着在冬季供暖时部分热量被围护结构吸收,随后传至室外或蓄存,供暖关闭后成为无效散热,而夏季供冷时冷量也是如此,对辐射系统来说则更为明显。当围护结构内表面采用低发射率材料时,低发射率表面可以将部分能量反射回室内,减少对辐射源能量的吸收,从而降低室内外换热量,影响室内热环境和能耗。本研究采用理论分析、实验分析和模拟分析的方法,首先理论分析地板辐射系统的传热特性以及在低发射率条件下平均辐射温度的各计算方法的准确性;其次通过实验分析围护结构内表面采用低发射率材料时建筑室内的热环境,并与高发射率材料进行对比;最后使用数值模拟对围护结构内表面发射率对室内热环境和系统能耗的影响进行综合分析。研究结果表明,对于平均辐射温度的计算,室内表面发射率改变时应采用定义计算法或模拟简化法,传统简化法等计算方法不再适用。随着内表面发射率降低,除地板外其余表面温度在夏季供冷时有所提高,在冬季供暖时有所降低,有利于减少墙体传热。夏季供冷实验表明,当围护结构内表面贴有发射率为0.05的铝箔时,相比于常用建材其室内平均辐射温度可降低约4℃。数值模拟结果显示,冬季地板辐射供暖时,随着围护结构内表面发射率减小,室内平均辐射温度升高,平均空气温度降低,综合来看,操作温度随之升高,夏季地板辐射供冷时则与之相反。发射率由0.9减小至0.1时,供暖时室内平均辐射温度约升高3.53℃,响应时间明显缩短,操作温度约上升1.06℃;供冷时室内平均辐射温度约降低2.65℃,操作温度约降低0.72℃。因此围护结构内表面采用低发射率材料有利于提高人体舒适性。在能耗方面,控制操作温度夏季为26℃,冬季为18℃时,围护结构非辐射内表面发射率由0.9减小至0.1后,夏季供冷时可以减小额定功率约15.8%,节能约14.4%,外保温形式下可以节能约16.7%。;季供暖时在内保温形式下可以减小供暖设备额定功率约16.1%,节能约15.1%,在外保温形式下可以节能约26.2%,发射率对外保温形式下的能耗影响更大。
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