輻射空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用及檢測分析

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摘要：天棚輻射空調(diào)系統(tǒng)具有低噪、節(jié)能、高效等優(yōu)良特性，并且有利于改善室內(nèi)環(huán)境的舒適度，因此近年來得到廣泛應(yīng)用。研究介紹合肥某建筑項目的工程概況與設(shè)計要求，在此基礎(chǔ)上分析天棚輻射系統(tǒng)的檢測結(jié)果。結(jié)果表明，該系統(tǒng)可使冬季供暖與夏季制冷需求得到充分滿足，依托該系統(tǒng)的運行，室內(nèi)溫度與能效均可達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。合肥某建筑項目對天棚輻射空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用可為其他住宅建筑項目提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量提供參考。

關(guān)鍵詞：天棚輻射空調(diào)系統(tǒng)；環(huán)境舒適度；檢測分析

城市住宅建筑的能源消耗主體是室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)占整個建筑能耗的50%以上[1]。在設(shè)計節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)的過程中，應(yīng)當(dāng)以降低能源總消耗量為出發(fā)點，引入綠色節(jié)能理念，從而營造舒適度較高的室內(nèi)環(huán)境，確保人們的居住質(zhì)量得到明顯改善。隨著人們環(huán)保意識的不斷增強，構(gòu)建綠色節(jié)能住宅成為今后的研究重點。天棚輻射空調(diào)系統(tǒng)可以實現(xiàn)恒溫、恒濕以及低能耗，滿足了人們的居住需求，在建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[2-3]。輻射空調(diào)系統(tǒng)通過在圍護結(jié)構(gòu)中設(shè)置冷管熱管，也可在天花板或墻外表面加設(shè)輻射板實現(xiàn)。通過輻射與對流的方式與室內(nèi)進行熱濕交換，其中輻射換熱量占總換熱量的一半以上[4-5]。當(dāng)建筑項目進入結(jié)構(gòu)施工階段以后，該系統(tǒng)根據(jù)輻射散熱原理，在樓板內(nèi)預(yù)埋一些輻射管道，并于冬、夏兩季分別輸入30℃和20℃左右的低溫冷水，由此獲得理想的采暖和制冷效果。另外該系統(tǒng)還與外遮陽系統(tǒng)相結(jié)合，同時依托于對外圍護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，達到室內(nèi)溫度與濕度均恒定的目的[6-7]。

1工程概況

本項目的研究對象位于安徽省合肥市，地處夏熱冬冷氣候區(qū)。該住宅項目總建筑面積約18.3萬m2，不僅配置地源熱泵，而且構(gòu)建天棚輻射空調(diào)系統(tǒng)。整個建筑項目既包含多層住宅、高層住宅與小高層住宅，也包含公共服務(wù)設(shè)施。項目工程中的32層高層住宅具有代表性，因此本試驗重點分析住宅的天棚輻射空調(diào)系統(tǒng)。

2設(shè)計要求

（1）冷熱源：本建筑項目對天棚輻射空調(diào)系統(tǒng)進行安裝，按照設(shè)計要求，將高區(qū)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用于18~32層，而低區(qū)空調(diào)系統(tǒng)服務(wù)于17層以下，并在小區(qū)內(nèi)對熱泵機房進行集中設(shè)置。其中高區(qū)系統(tǒng)的冷熱源由常溫地源熱泵機組提供，低區(qū)系統(tǒng)的冷熱源來自高溫地源熱泵機組。夏季高、低區(qū)系統(tǒng)可分別產(chǎn)生7/12℃和18/21℃的供回水溫度；進入冬季以后，高、低區(qū)系統(tǒng)可分別產(chǎn)生45/40℃和31/28℃的供回水溫度。（2）設(shè)計參數(shù)：該項目的設(shè)計參數(shù)如表1所示。（3）所選材料：本建筑項目的天棚輻射空調(diào)系統(tǒng)將含有阻氧層的防滲氧管作為盤管，規(guī)格型號為PE-RT，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。為防止1樓地板受潮發(fā)霉并滿足住戶在雨雪天氣下對運動的需求，1樓設(shè)為架空層[8]。建筑保溫隔熱效果良好，除頂層屋頂和2樓地板采用保溫隔熱措施外，其余樓層頂板均未采取保溫措施。地板和頂板均為輻射板，對上下層房間傳遞的輻射量不同。系統(tǒng)冷熱源采用地源熱泵，埋管系統(tǒng)位于地下車庫底板下。整個系統(tǒng)的控制采用樓宇自動控制系統(tǒng)，根據(jù)室內(nèi)外負荷和機組運行情況實時調(diào)節(jié)，使室內(nèi)達到恒溫恒濕。

3天棚輻射系統(tǒng)檢測

在檢測過程中除了參考有關(guān)工程技術(shù)資料以外，還以《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》（GB50411—2019）、《居住建筑節(jié)能檢測標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T132—2009）及《建筑節(jié)能工程現(xiàn)場檢測技術(shù)規(guī)程》（DB34/T1588—2019）作為參考依據(jù)。另外檢測人員還應(yīng)按照要求使用經(jīng)過檢驗、校正并具有較高精確度的天棚輻射空調(diào)系統(tǒng)檢測儀器，儀器參數(shù)如表2所示。室內(nèi)溫度測點和機組輸入功率均按照《建筑節(jié)能工程現(xiàn)場檢測技術(shù)規(guī)程》（DB34/T1588—2019）中的相關(guān)規(guī)定進行布置和檢測；機組供回水溫度及流量的測量裝置按照《建筑節(jié)能工程現(xiàn)場檢測技術(shù)規(guī)程》（DB34/T1588—2019）中的相關(guān)規(guī)定進行布置。冬季室內(nèi)與室外溫度變化、機組供回水溫差變化、機組制熱量變化、機組制熱能效變化，分別如圖2~圖5所示。當(dāng)天棚輻射空調(diào)系統(tǒng)處于供暖狀態(tài)時，室內(nèi)溫度為20℃，并且較為穩(wěn)定不易受外界氣象條件干擾，機組供回水溫差有波動幅度，平均值約為5℃，說明整個系統(tǒng)的能效較高。按照《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》（GB50411—2019）的相關(guān)規(guī)定，冬季不得低于設(shè)計計算溫度2℃，且不高于設(shè)計計算溫度1℃，本建筑項目的設(shè)計溫度為20℃，空調(diào)系統(tǒng)的冬季供暖工況良好。在系統(tǒng)穩(wěn)定運行狀態(tài)下，機組的制熱量及制熱能效與室外溫度密切相關(guān)，變化趨勢也大致相同。冬季制熱時室外空氣溫度通過影響蒸發(fā)溫度進而影響制熱量及輸入功率。室外空氣溫度降低時，蒸發(fā)溫度也降低，制熱量顯著減少，輸入功率減少，機組能效比降低[9]。夏季時室內(nèi)與室外溫度變化、機組供回水溫差變化、機組制熱量變化、機組制熱能效變化分別如圖6~圖9所示。當(dāng)系統(tǒng)處于制冷狀態(tài)時，室內(nèi)設(shè)計溫度為25℃，雖然夏季溫度容易受到外界氣象條件干擾，溫度略有波動（波動范圍24.5~26.0℃），并且機組供回水溫差的穩(wěn)定性相較冬季偏低，但按照《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》（GB50411—2019）的相關(guān)規(guī)定，夏季不得高于設(shè)計計算溫度2℃，且不低于設(shè)計計算溫度1℃。檢測結(jié)果與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相符，天棚輻射空調(diào)系統(tǒng)具有良好的制冷性能。與有效輸入功率的比值，因此機組能效比也降低。

4結(jié)語

檢測結(jié)果表明，本建筑項目中的天棚輻射空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計和安裝具有一定的合理性，無論是冬季還是夏季，室內(nèi)均產(chǎn)生恒定的溫度，機組供回水溫差不會出現(xiàn)顯著變化，可見該系統(tǒng)具有較高的能效。通過配置一套天棚輻射空調(diào)系統(tǒng)可以使建筑的制冷、供暖需求得到滿足。該項目驗證了天棚輻射空調(diào)系統(tǒng)在以合肥為代表的夏熱冬冷地區(qū)的適用性，該空調(diào)系統(tǒng)舒適性高，運行費用相對較低，值得推廣。本項目在系統(tǒng)運行過程中未出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，得益于露點控制和溫濕度控制的有效運行，因此系統(tǒng)需采用有效的露點監(jiān)測控制策略和手段，以確保系統(tǒng)高效低能耗運行。天棚輻射空調(diào)系統(tǒng)與地源熱泵的良好結(jié)合充分彰顯綠色節(jié)能的設(shè)計理念，有利于提升室內(nèi)環(huán)境舒適度與可再生能源在住宅中的利用率，還可使建筑項目獲得較為理想的經(jīng)濟效益與社會效益，對我國建設(shè)資源節(jié)約型住宅小區(qū)產(chǎn)生積極的影響。

參考文獻

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作者：江宏玲 單位：安徽省水利部淮河水利委員會水利科學(xué)研究院 安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測站