辐射采暖房间热负荷分析

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1、辐射采暖房间热负荷分析提要　讨论了辐射采暖与散热器或热风采暖方式在外围护结构内表面温度方面的差异，指出辐射采暖房间在某些条件下，由于大批量指标较大而削弱了辐射采暖的节能性，通过对辐射采暖方式节能率的分析，提出外围护结构内表面辐射吸收系数ρq是影响节能效果的关键因素，并给出同时保证建筑节能和人体健康要求的ρq取值范围。　　关键词　辐射采暖内表面温度耗热量指标节能率辐射吸收系数一、引言　　　　为解决散热器采暖存舒适性差、系统能耗大和难以计量等问题，低温辐射采暖正逐渐被采用。散热器采暖与辐射采暖房间热状况的最大区

2、别在于外围护结构内表面温度有较大差别，若外墙保温性能相同，则前者仅受控于室内外空气温度，而后者还受到辐射采暖板的热辐射作用。辐射板采暖时，若室内采暖温度与散热器采暖时取同一值，则外围护结构内表面温度将偏高，在相同的围护结构保温性能和室外气象条件上，房间热损失会有所增加，不利于整个采暖系统性能性提高。本文将利用人体舒适理论对该问题进行讨论和分析，并给出提高辐射采暖房间节能性的途径和建议。　　二、散热器采暖与顶棚辐射采暖房间外墙内表面温度比较计算　　　　1．辐射采暖/房间外围护结构内表面热平衡　　辐射采暖房间外

3、围护结构内表面的热平衡方程为　　　　　　　　　　　　　　　　（1）　　式中θ为南墙内表面温度，℃；ai为南墙内表面热转移系数，ai=ar+ac，K·m2/2/2；Qq为辐射板以直接辐射和间接辐射方式传递给外围护结构内表面的热量；可表示为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2）　　其中C、b分别为"辐射板--外围护结构"系统的导出辐射系数和导出温度系数；θf和F分别为辐射采暖板的表面温度和面积；Φ为由辐射板到南墙的全辐射角系数，等于直接辐射角系数与间接辐射角系数φ之和，根据文献[2]，可由下式求

4、出　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3）　　将式（2）代入式（1），可以得到　　　　　　　　　　　　　　　　　　（4）　　文献[3]曾指出，采用辐射板采暖时，内围护结构表面温度会稍高于空气温度，但在考虑房间内人体的热舒适性时，可设内围护结构表面温度等于室内气温。因此，根据以上各式可对具体房间求出外围护结构内表面温度θ。　　忽略散热器置于外墙内侧时引起的内表面局部温度增值，则散热器或热风采暖房间的外墙内表面温度可根据下式求出：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（5）　　式中K

5、为外墙总传热系数。Ri为散热器采暖时外墙内表面热转移阻，通常取0.115K·m2/，仅有南墙为外围护结构。现行居住建筑节能设计标准规定的北京地区外围护结构的传热系数[1]和室内各表面面积见表1。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表1　外墙各部分传热系数及内表面面积砖砌体辐射采暖房间热负荷分析:五、结论　　　　（1）辐射采暖方式提高了室内平均辐射温度，总体看来辐射采暖同时具备舒适节能的特点，但由于辐射采暖的传热主要方式不同于散热器或热风采暖，在房间本身的热损失方面，是否可实现节能目的，还与外围护结构内表

6、面的辐射吸收系数和房间供暖温度有关，这些参数对建筑耗热量指标和设计热负荷的计算都有较大的影响，若处理不当，辐射采暖房间的耗热量指标甚至会高于散热器采暖房间；　　（2）辐射采暖房间内，辐射采暖换热量的比例将大大高于散热器采暖，内表面温度由"辐射板--围护结构"系统的参数和室内气温共同决定。而外墙内表面温度直接影响到房间的实际热损失值，因此，除在满足人体热舒适的前提下减小室内供暖温度，设法降低外墙内表面温度是实现辐射采暖房间耗热量指标下降的唯一途径；　　（3）外墙内表面辐射吸收系数ρq对外围护结构内表面温度有较

7、大影响，根据有关文献和建筑热工设计规程，本文通过求解辐射采暖采暖房间外墙内表面的热平衡方程以及一系列计算与分析，认为ρq的允许取值范围应为0.35～0.54≥ρq≥0.10，在这一范围内，ρq值越小，辐射采暖方式的节能效果越好。