冷辐射围护结构表面热湿环境与结论特性研究

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1、冷辐射围护结构表面热湿环境与结露特性研究龚光彩E-mail:gcgong2000@yahoo.com.cn,*曹珍荣1徐春雯1周敏锐11.湖南大学土木工程学院，长沙410082摘要：辐射供冷空凋由于具有良好的热舒适度、改善室内空气品质、节能等优点得到广泛应用，但同时由于辐射板表面容易结露，使得它的更大面积地推广受到一定限制。本文通过对辐射板附近的热湿环境以及冷辐射围护结构表面结露特性进行研究，得出了结露边界层厚度并推导出了结露量的计算公式，对辐射系统优化设计以及CFD热湿边界条件的设置提供一定的理论基础。关键词：辐射供冷辐射板结露边界层1

2、、引言能源问题已成为各国所面临的首要解决问题之一，节能刻不容缓。目前我国建筑消耗的能源占全国商品能源的21％～24％，这些数值都仅为建筑运行所消耗的能源，不包括建筑材料制造用能及建筑施工过程能耗。随着我国城市化程度的不断提高，建筑能耗的比例将继续提高，最终接近发达国家目前的33%的水平。而建筑节能是目前众多节能途径中公认的解决社会经济发展与能源供应不足这对矛盾最直接、最有效的措施之一[References(参考文献):[]江亿;我国建筑耗能状况及有效的节能途径[J];暖通空调HV∾2005年第35卷第5期]。我国建筑总能耗包括建筑能

3、耗、生活能耗、采暖空调等；空调行业是建筑能耗中的大户，它的能耗约占整个建筑总能耗的50％左右，且呈继续上涨趋势[[]姜华;软件园办公楼宇中央空调节能措施分析；大连理工大学硕士学位论文；2008年]。如何既节能又保证舒适的室内环境是暖通行业专业人员一直在追求的目标。为了实现这一目标，众多研究人员不懈努力着，并推出了一种新型空调方式——辐射供冷供暖空调系统。该空调系统主要是依靠辐射面与人体、家具及围护结构其余表面进行辐射换热以实现一个舒适的室内环境，相较于传统空调系统舒适性更加明显；并且供暖和供冷采用同一套系统，大大减少了初投资，使得它在空调

4、领域中得到广泛采用[[]康宁,宣永梅,殷清海;辐射供冷现状及发展趋势[J];建筑节能;2009年第5期(总第37卷第219期)]。但是由于辐射供冷也同时存在着结露、供冷能力有限、无新风等问题使得辐射供冷的应用受到一定的限制。单纯的辐射供冷空调系统当供水温度较低或者室内湿度较高时，在辐射板表面容易出现结露现象[[]孔祥雷,张小松,路诗奎;辐射供冷空调结露问题的研究现状及其对策[J];建筑热能通风空调;2008年2月第1期第27卷]。围护结构内部结露会导致墙体发霉、变质，表面剥落，影响美观[[]魏崇锋;楼房返霜、结露、长毛、霉变成因与简单技术

5、处理[J];建筑建材装饰;2009年12月第69期第10卷]；同时霉变也会对人的身心健康带来危害[[]LotzW.A.,ArensE.A.Indoorhumidityandhumanhealth:part1-literaturereviewofhealtheffectsofhumidity-influencedindoorpollutants.ASHRAETransactions,1996,102(1):193-211]。辐射供冷系统的应用最早在20世纪30年代，当时由于结露问题而没能得到推广[[]JohnKManley．，Radiant

6、heating,radiantcooling[M]．NewYork：SchoolofArchitecture，PrattInstitute，1954][[]FEGiesecke．Hot—waterheatingandradiantheatingandradiantcooling[M]．Austin：TechnicalBookCompany,1946]。因此如何有效地解决辐射板表面结露问题是推广辐射供冷技术的关键问题之一。对辐射供冷的系统研究，国内外学者主要侧重辐射供冷系统理论与节能、与其他系统的复合利用、以及预防结露的措施等。Christ

7、opherLConroy和StanleyA.Mumma[[]ChristopherLConroy,StanleyA.Mumma.CeilingRadiantCoolingPanelsasAViableDistributedParallelSensibleCoolingTechnologyIntegratedwithDedicatedOutdoorAirSystems[J].ASHRAETransaction:Symposis,1990:578-585.]侧重分析辐射吊顶冷却技术与其他机械制冷系统的集成。JLNiu、LZZhang和HGZu

8、o[[]JLNiu,LZZhang,HGZuo.EnergySavingsPotentialofChilled-ceilingCombinedwithDesiccantCoolinginHot