论述工程设计中的辐射与节能

　一、辐射换热及国内应用情况

　　辐射换热与传统散热器或空调送风在传热原理上

沥青麻绳是有麻绳和公司的技术人员研发的一款具有防腐性沥青为主要材料的添加剂通过浸泡的一款产品。麻绳是取各种麻类植物的纤维。麻绳是麻在大水池里泡一段时间，后扒掉皮，晒干，然后用搓绳机加工。麻绳具有抗拉力和抗阻力较强，而且耐腐蚀、耐摩擦、有弹性，当突然受到冲击时不易断裂，在起重作业中用得较多。然而沥青麻绳在研究开发中通过沥青等添加剂的浸泡后，用于伸缩缝、沉降缝等填缝材料。沥青麻绳的规格有2cm~8cm之间都有。

有所不同，前者以辐射传热为主，对流换热为辅，是一种对房间热微气候进行调节的节能采暖系统；后者则是以对流换热为主，辐射传热为辅，易造成对人体的冷辐射，降低人体舒适度，还会使室内空气急剧流动，增加粉尘飞扬机率，使室内卫生条件变差。因辐射换热具有散热均匀使人热感舒适，而且具有管理方便、不占用使用面积、卫生条件好、无噪声、节能、维修量小等优点，近几年我国很多地区已广泛采用，特别是各种新型保温材料和塑料管材的出现，管材价格的下降，都加速了低温热水地板辐射采暖在我国的发展。该系统特别适用于大开间、矮式窗、热媒温度低、装修要求高的建筑物，因系统可以进行局部调节和分户控制、分户计量的功能，如今在住宅中也得到广泛的应用，已成为目前我国常用的供暖形式之一。

　　二、辐射采暖与供冷

　　辐射采暖（供冷）的定义为；主要依靠供热（冷）部件与围护结构内表面之间的辐射换热向房间供热（冷）的采暖（供冷）方式。

　　辐射采暖时热表面向维护结构内表面和室内设施散发热量，辐射热量部分被吸收，部分被反射，反射到热表面的部分，还要产生二次辐射，二次辐射最终也被围护结构和室内设施所吸收。辐射采暖同对流采暖相比提高了围护结构内表面温度（高于房间空气的温度），因而与其它散热设施相比可降低供水温度，达到节能，并创造了一个对人体有利的热环境，减少了人体向围护结构内表面的辐射换热量，舒适度增加。

　　辐射供冷与辐射采暖原理基本相同，辐射供冷时，房间各围护结构内表面温度低于室内空气温度，降低了户内空间、物体和人体的温度，达到了供冷效果。目前最常用的辐射供冷形式是顶面式辐射板——冷却吊顶。这种辐射供冷方式施工安装和维护方便，不影响室内设施的布置，不易破坏辐射板和不易影响其供冷效果。由于冷却吊顶从房间上部供冷，可降低室内垂直温度梯度，避免“上热下冷”的现象，因此，珍重供冷方式能为人们提供较高的舒适感。另外冷却吊顶无除湿功能，不宜单独使用，通常与新风（经冷却去湿处理后的室外空气）系统结合在一起使用。

　　三、辐射采暖（供冷）与建筑节能的关系

　　谈建筑节能不研究辐射采暖、供冷是不可能的，建筑节能这里既包含建筑建设时的节能，也包含建筑使用阶段的节能。也就是说，这里既包括建筑的设计技术（优化设计）施工工艺、建筑产品、购件材料的节能，也包括供冷供热方式的节能。在建筑总能耗中，建筑建设能耗约占20%，使用阶段能耗约占80%.二者虽然能耗比例差距很大，但确是互为作用，相辅相成的。既可相互叠加，也能相互抵消。

　　1.辐射采暖（供冷）。合理利用太阳能、潮能、风能、地热能、生物能等一次可再生能源及煤、石油、燃气等一次不可再生能源以及电、余热等二次能源，特别是大力开发利用低品位自然冷热源；科学选择冷热兼容的直燃机热泵，太阳能空调等前端设备，为用户终端夏季提供18℃-22℃中温冷水、冬季提供35℃-45℃低温热水，通过末端模板辐射系统实现冬季辐射供暖，夏季辐射供冷，也可常年供应生活用热水，其中热辐射模板系统已成功地应用在地面辐射供暖的工程实践中。辐射供冷在法国、德国、丹麦、泰国等国家已广泛应用。我国在新疆等地也有应用先例。在限定的供冷温度和供冷时间的条件下，冷辐射的基面未出现任何结露现象。因此本辐射供冷暖系统对于辐射供冷来说，采用提高供冷温度（18℃-22℃）增加辐射面积，加大供冷水流量，缩小供回水温差的办法，达到既能保证供冷冷量满足室内供冷效果，又能不冷凝结露。如果在湿度较大地区或环境温度较高的地区和季节，末端适当配置风机盘管系统，新风置换系统或净化去湿装置，即可提高供冷效果，缓解结露发生，也可改善室内空气质量。

　　另外，用这满足冷负荷的同一供冷辐射面积去辐射供暖，供暖温度可降低20-30%，达到35℃-40℃。比单一的低温辐射地面供暖更加节能。

　　2.建筑节能。建筑的规划设计、施工图设计的优化组合，施工中新技术、新工艺的应用，建筑结构的构件、新产品、新材料的选择都无不考虑保温、隔热，辐射、防辐射等与辐射紧密相关的因素。

　　①施工图的优化设计——考虑环保节能，达到环保标准，节能标准。

　　②屋面的保温、防辐射——由选材与施工保证。

　　③外墙保温、隔热、防辐射——由选材与施工保证。

　　④外门窗的热反射、热辐射——由选材与安装来保证。

　　⑤墙体空心砖，其它轻体材料的选择与施工。

　　3.相互关系

　　冷暖辐射——生活能耗（即建筑使用期能耗）与建筑节能——建筑能耗（建筑建设期能耗）是建筑总能耗的两个部分。两者是相互作用，相互弥补的统一体。没有一个高标准的节能显著的建筑围护结构，使用期的能耗既降不下来，也更不会有一个良好的供冷供暖环境。反之，建筑节能标准再高，没有一个低能耗的供冷供暖系统，也达不到理想的供冷供暖的效果。因此，只有深入研究辐射原理及辐射能的应用，把冷暖辐射和建筑节能做为一个完整的课题集中研究，统筹考虑，建筑总能耗才能按照以下趋势：高能耗→低能耗→超低能耗→微能耗→零能耗，发展。

　　四、辐射换热存在的问题

　　在当前的应用阶段，辐射换热存在一些问题，以地温地板辐射采暖工程为例，存在一下几种问题：（1）室内偏热；（2）地面温度偏高；（3）地面温度分布不均匀等。经过了解发现设计中存在一些问题，下面对室内温感偏高做一简单分析。

　　出现这种情况主要由以下原因引起：一是负荷确定时未考虑辐射采暖与对流采暖的区别，直接将对流采暖负荷作为辐射采暖负荷进行计算。二是有的设计人员按参考资料提供的地板散热量直接查取管间距，甚至根据经验确定管间距，而忽略了其适用条件。

　　根据以上两点，可以得出设计时应进行细致的计算，否则不仅偏离设计要求，而且也将造成能源浪费。