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摘要：针对北方严寒地区的公用建筑首层具有高大建筑空间且有大面积玻璃门窗围护结构的采暖，如果根据计算热负荷安装散热器的话，一方面可能因结构原因无法布置散热器，或者即使能够布置，也会占用有效空间、影响使用效果以及影响舒适性等，另一方面会由于“烟囱效应”造成建筑物上部温度过高而首层采暖温度仍达不到要求。在实际设计中，采用地暖供热和热风幕结合的方式进行采暖，均取得了较好的经济和社会效果。
关键词：北方严寒地区；公用建筑；高大建筑空间；采暖措施
Abstract: The first floor of public buildings has the tall space and the envelope of the large glass doors and windows in northern cold regions, then to install radiator according to the heat load calculate, on the one hand, may be due to structural reasons can not layout of the radiator, or even be able to layout, it will occupy space, affecting the use of effects and impact of comfort, on the other hand the "chimney effect" caused by the upper temperature is too high and the first floor heating temperature is still below standard..Key words: northern cold regions; public buildings; tall building space; heating measures
在公用建筑首层高大建筑空间内，冬季的采暖措施的选择非常重要，特别是对于北方严寒地区而言，这一点显得尤为重要。这类建筑具有空间比较大、供暖负荷较大且热环境难以保证和控制的特点。采用传统的散热器这种采暖措施是一种不适合北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间的采暖措施。目前，高大建筑空间的采暖措施，在实际设计中，主要是采用地暖供热和热风幕结合的方式进行采暖，本文就这个问题进行了分析。
1.北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间不适宜散热器采暖
由于北方嚴寒地区的公用建筑首层具有高大建筑空间、落空大、跨度大以及大面积玻璃门窗围护的结构特点，因此，这类建筑采暖热负荷较高；建筑空间内温度梯度大，室内空气严重分层，温度梯度大，热空气聚集在上层，屋顶保暖不佳，下层有效工作空间的空气温度达不到采暖效果；门窗缝隙的冷风渗透耗热量很大。如果采用安装散热器采暖的话，一方面可能因结构原因无法布置散热器，或者即使能够布置，也会占用有效空间、影响使用效果以及影响舒适性等，另一方面由于热空气的上升，使热量大量消耗在高大建筑的上部，下部工作区难以获得足够的热量，造成建筑物上部温度过高而首层采暖温度仍达不到要求的情况，而且温度分布不均匀，这不但热舒适感差，而且造成能源的浪费。这是一种不适宜北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间的采暖措施。
2. 北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间适宜采用地暖供热和热风幕结合的方式采暖
地暖供热又叫地面辐射供暖，它是以一般在50℃到60℃之间的热水为热媒，以整个地面为散热器，在加热管内循环流动，均匀地加热整个地面，并且因势利导的利用地面自身的蓄热作用和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。早在上世纪七十年代，地热供暖就在欧美、韩、日等地得到迅速发展。
北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间用传统散热器采暖会造成上热下冷的状况，很难保证工作区地面的温度，而地暖供热则较好的解决了这一问题。在地暖供热系统中，一半以上的散热量以辐射的形式传输给人体以及周边的物体（包括四壁内墙、地上各种设备等等），剩下的则是以对流换热的形式直接由地面传给室内空气。因此采用地暖供热的采暖方式，能够使室内的气体温度迅速提高，这样，工作区的温度就比较高，而且温度也分布得比较均匀，尤其是人体与热辐射表面距离近，这样，接受的辐射热也相对比较多，人体会感觉更加舒适。同时由于地暖供热的热媒主要是低温热水（一般在50℃到60℃之间），因此有条件时可以直接利用余热水或地热水等，就能达到节能和环保的目的。另外，由于地暖供热是通过混凝土传热，热量散发均匀，加之混凝土具有蓄积能量的作用，即使间歇供暖也同样能保持室温稳定。
热风幕是通过高速电机带动贯流或离心风轮产生的强大气流，形成一面无形的门帘。热风幕利用暖风机将热风直接送入室内，在工作区内形成空气环流，使得整个工作区温度分布比较均匀。热风幕采暖的过程就是把电能转化成热能的过程，在这个过程中热风幕释放的热量大并且安全可靠。因此，热风幕比较适宜于安装在公用建筑首层高大建筑空间内，特别适用于北方严寒地区，应用特制的高转速电机带动贯流式、离心式或轴流式风轮运转产生一道强大的气流屏障，能够有效的保持室内外的空气环境和空气清洁，阻断外部冷空气、防止“烟囱效应”的形成以及有害气体的侵入，为人们提供一个舒适的环境。
根据地暖供热和热风幕采暖的特点和优势，在北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间采用地暖供热和热风幕相结合的方式进行采暖，会收到很好的效果。
以北方严寒地区满洲里市检察院综合楼为研究对象，总建筑面积8209.5平方米，建筑高度16.2米，建筑层数4层，一楼大厅为共享空间，层高8.4米。大厅门口采用热风幕供暖，里面采用地暖供热，供水平均温度为55℃。地暖盘管采用PE-RT管，回折型布置，为控制管道阻力、保证布置灵活性，管长控制在80~90米之间，选用300毫米管间距。
采用地暖供热和热风幕相结合采暖室内地板表面温度分布比较均匀，而且稳定性较好，地板表面温度随室外温度的变化不大。
实际上，室内所得到的辐射能，既包括地板表面散发的本身辐射，也包括各围护结构内墙壁表面的反射辐射。所以围护结构内壁面温度的高低将影响地板表面辐射采暖的供热量以及人体的热舒适感。
围护结构内壁面温度受室内外的温差、围护结构朝向的影响较大。当围护结构朝向不同，室内外的温差大时，其内壁表面的温度之间存在着明显差异。
在大厅中，随着室外温度的变化，内墙壁表面温度的波动不大，最高温度出现在下午15时，最低温度出现在上午9时，大厅内墙壁温度比室内温度的平均值略低，但相差并不大。
室内温度直接影响人体通过对流及辐射的显热交换，是影响热舒适性的主要因素，所以室内温度数据非常重要。
在相同舒适度下，室内温度最多相差1℃，温度最高点不是出现在位于大厅的中央测点，而是出现在室内的靠近建筑内部，受外界边界条件的影响较弱，室内距离外门和外墙较近的地方，容易受冷空气影响，所以温度的变化比较不规律。室内平均温度的最高值出现在室外太阳辐射强的时刻，部分地方的温度与地板表面的温度相差不多，大厅内水平方向上温度分布较均匀，稳定性较好。
当顶部是混凝土结构的大空间建筑采用地暖供热采暖时，热气流会在浮力的作用下上升，导致空间上部温度很高，垂直温度增大，很难达到舒适性的要求。但热风幕弥补了这个缺点。随着距离地板表面垂直距离的增大，垂直温度先是升高，然后略有下降，到达热风幕下部时温度大幅度下降，这时热风幕就发挥作用了，它可以使大厅上部散热量增大，从而避免了出现“倒梯度”现象，消除了因垂直温差大，而引起的空气对流。
因此，在在北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间不适宜采用传统的散热器方式采暖，而应该是地暖供热和热风幕相结合的方式进行采暖，这样才会收到很好的效果。
参考文献
GB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》
JGJ142-2004《地面辐射供暖设计规程》
陆耀庆 《实用供热空调设计手册》 中国建筑工业出版社
关键词：北方严寒地区；公用建筑；高大建筑空间；采暖措施
Abstract: The first floor of public buildings has the tall space and the envelope of the large glass doors and windows in northern cold regions, then to install radiator according to the heat load calculate, on the one hand, may be due to structural reasons can not layout of the radiator, or even be able to layout, it will occupy space, affecting the use of effects and impact of comfort, on the other hand the "chimney effect" caused by the upper temperature is too high and the first floor heating temperature is still below standard..Key words: northern cold regions; public buildings; tall building space; heating measures
在公用建筑首层高大建筑空间内，冬季的采暖措施的选择非常重要，特别是对于北方严寒地区而言，这一点显得尤为重要。这类建筑具有空间比较大、供暖负荷较大且热环境难以保证和控制的特点。采用传统的散热器这种采暖措施是一种不适合北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间的采暖措施。目前，高大建筑空间的采暖措施，在实际设计中，主要是采用地暖供热和热风幕结合的方式进行采暖，本文就这个问题进行了分析。
1.北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间不适宜散热器采暖
由于北方嚴寒地区的公用建筑首层具有高大建筑空间、落空大、跨度大以及大面积玻璃门窗围护的结构特点，因此，这类建筑采暖热负荷较高；建筑空间内温度梯度大，室内空气严重分层，温度梯度大，热空气聚集在上层，屋顶保暖不佳，下层有效工作空间的空气温度达不到采暖效果；门窗缝隙的冷风渗透耗热量很大。如果采用安装散热器采暖的话，一方面可能因结构原因无法布置散热器，或者即使能够布置，也会占用有效空间、影响使用效果以及影响舒适性等，另一方面由于热空气的上升，使热量大量消耗在高大建筑的上部，下部工作区难以获得足够的热量，造成建筑物上部温度过高而首层采暖温度仍达不到要求的情况，而且温度分布不均匀，这不但热舒适感差，而且造成能源的浪费。这是一种不适宜北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间的采暖措施。
2. 北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间适宜采用地暖供热和热风幕结合的方式采暖
地暖供热又叫地面辐射供暖，它是以一般在50℃到60℃之间的热水为热媒，以整个地面为散热器，在加热管内循环流动，均匀地加热整个地面，并且因势利导的利用地面自身的蓄热作用和热量向上辐射的规律由下至上进行传导，来达到取暖的目的。早在上世纪七十年代，地热供暖就在欧美、韩、日等地得到迅速发展。
北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间用传统散热器采暖会造成上热下冷的状况，很难保证工作区地面的温度，而地暖供热则较好的解决了这一问题。在地暖供热系统中，一半以上的散热量以辐射的形式传输给人体以及周边的物体（包括四壁内墙、地上各种设备等等），剩下的则是以对流换热的形式直接由地面传给室内空气。因此采用地暖供热的采暖方式，能够使室内的气体温度迅速提高，这样，工作区的温度就比较高，而且温度也分布得比较均匀，尤其是人体与热辐射表面距离近，这样，接受的辐射热也相对比较多，人体会感觉更加舒适。同时由于地暖供热的热媒主要是低温热水（一般在50℃到60℃之间），因此有条件时可以直接利用余热水或地热水等，就能达到节能和环保的目的。另外，由于地暖供热是通过混凝土传热，热量散发均匀，加之混凝土具有蓄积能量的作用，即使间歇供暖也同样能保持室温稳定。
热风幕是通过高速电机带动贯流或离心风轮产生的强大气流，形成一面无形的门帘。热风幕利用暖风机将热风直接送入室内，在工作区内形成空气环流，使得整个工作区温度分布比较均匀。热风幕采暖的过程就是把电能转化成热能的过程，在这个过程中热风幕释放的热量大并且安全可靠。因此，热风幕比较适宜于安装在公用建筑首层高大建筑空间内，特别适用于北方严寒地区，应用特制的高转速电机带动贯流式、离心式或轴流式风轮运转产生一道强大的气流屏障，能够有效的保持室内外的空气环境和空气清洁，阻断外部冷空气、防止“烟囱效应”的形成以及有害气体的侵入，为人们提供一个舒适的环境。
根据地暖供热和热风幕采暖的特点和优势，在北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间采用地暖供热和热风幕相结合的方式进行采暖，会收到很好的效果。
以北方严寒地区满洲里市检察院综合楼为研究对象，总建筑面积8209.5平方米，建筑高度16.2米，建筑层数4层，一楼大厅为共享空间，层高8.4米。大厅门口采用热风幕供暖，里面采用地暖供热，供水平均温度为55℃。地暖盘管采用PE-RT管，回折型布置，为控制管道阻力、保证布置灵活性，管长控制在80~90米之间，选用300毫米管间距。
采用地暖供热和热风幕相结合采暖室内地板表面温度分布比较均匀，而且稳定性较好，地板表面温度随室外温度的变化不大。
实际上，室内所得到的辐射能，既包括地板表面散发的本身辐射，也包括各围护结构内墙壁表面的反射辐射。所以围护结构内壁面温度的高低将影响地板表面辐射采暖的供热量以及人体的热舒适感。
围护结构内壁面温度受室内外的温差、围护结构朝向的影响较大。当围护结构朝向不同，室内外的温差大时，其内壁表面的温度之间存在着明显差异。
在大厅中，随着室外温度的变化，内墙壁表面温度的波动不大，最高温度出现在下午15时，最低温度出现在上午9时，大厅内墙壁温度比室内温度的平均值略低，但相差并不大。
室内温度直接影响人体通过对流及辐射的显热交换，是影响热舒适性的主要因素，所以室内温度数据非常重要。
在相同舒适度下，室内温度最多相差1℃，温度最高点不是出现在位于大厅的中央测点，而是出现在室内的靠近建筑内部，受外界边界条件的影响较弱，室内距离外门和外墙较近的地方，容易受冷空气影响，所以温度的变化比较不规律。室内平均温度的最高值出现在室外太阳辐射强的时刻，部分地方的温度与地板表面的温度相差不多，大厅内水平方向上温度分布较均匀，稳定性较好。
当顶部是混凝土结构的大空间建筑采用地暖供热采暖时，热气流会在浮力的作用下上升，导致空间上部温度很高，垂直温度增大，很难达到舒适性的要求。但热风幕弥补了这个缺点。随着距离地板表面垂直距离的增大，垂直温度先是升高，然后略有下降，到达热风幕下部时温度大幅度下降，这时热风幕就发挥作用了，它可以使大厅上部散热量增大，从而避免了出现“倒梯度”现象，消除了因垂直温差大，而引起的空气对流。
因此，在在北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间不适宜采用传统的散热器方式采暖，而应该是地暖供热和热风幕相结合的方式进行采暖，这样才会收到很好的效果。
参考文献
GB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》
JGJ142-2004《地面辐射供暖设计规程》
陆耀庆 《实用供热空调设计手册》 中国建筑工业出版社