热舒适与辐射采暖.doc

热舒适与地板辐射采暖
热舒适与地板辐射采暖
左合拉古力 10级 能源2班 101993
热舒适是指大多数人对客观热环境从生理与心里方面都达到满意的状态。分析某一热环境是否舒适有三个方面：①物理方面：根据人体活动所产生的热量与外界环境作用下穿衣人体的失热量之间的热平衡关系，分析环境对人体舒适影响及满足人体舒适的影响及满足人体舒适的条件。②生理方面：研究人体对热冷应力的生理反应如，皮肤温度，皮肤湿度，排汗率，血压，体温等并利用生理反应区分环境舒适度。③心里方面：分析人在热环境中的主观感觉，用心理学方法区分环境的热冷与舒适度。
人体舒适在美国暖通工程学会ASHRAE标准中，被定义为人对环境表示满意的意识状态，实质上反映了人体的主观感受及对客观环境的要求。通过研究人体对热环境的主观热反应，得到使人感觉舒适的参数组合，各环境参数的舒适范围与允许范围允许范 围，以及实现这一条的控制调节方法；基于人的热感觉，评价新的建筑性能和建筑设计方法，球的室内气候调节的最佳状况为调节能设计。同时，考虑不同国家以及我国国内不同地域的地理环境与气候条件不同建筑风格与功能不同，居民生活方式不同，人们对热环境的生理适应性，心里期望值亦不同。
热舒适的主要影响因素及其评价
1. 热舒适的影响因素
室内热舒适主要取决于人体的新陈代谢率，着衣隋况等个人因素（主观因素），以及空气干，球温度，空气湿度，室内平均辐射温度，空气流动速度等几个室内物理参数。即环境因素（客观因素）
主观因素，对室内换进的热舒适产生影响除以上，两个因素以外还与各地区社会文化的差异有关，如:饮食习惯，休息习惯差异等。。。各种环境因素对人热舒适的影响体现在:
1) 空气温度它是影响惹舒适的主要因素，直接影响人 体通过对流及辐射的热交换。在水蒸气分压力不变的情况下，空气温度升高使人体皮肤温度升高，人的主观感觉向着热方向发展，在相同的温度下，因为年龄，性别，健康状况等个人差异是否感到舒适因人而异【5J。我国《采暖通与空气调节设计规范》GB50019-2003(简称《规范》)规定夏季室内温度为22-28℃
2) 相对湿度空气湿度的大学不仅后悔影响人体皮肤表面的水分蒸发，还会影响人体的排汗过程，因此相对湿度直接或间接的影响着人体的舒适感，过高或过低都会引起人体的不良反应，夏季相对湿度升高通常 意味着人体热感觉增加《规范》规定室内相对湿度应为40%-65%。
3) 平均辐射温度在炎热的地区，夏季室内过热的原因除了夏季高温以外，还有外围护结构内表面的热幅度，特别是由窗口进入太阳的辐射能造成H’7】
4) 室内空气流速气低于皮肤表面温度时增大流速，使人体凉爽，流速增加1m/会使人感到气温地降低了2-3℃对于空调环境，《规范》规定夏季空调房间室内空气流速不大于0.3m/s.除以上影响因素以外，还有色彩，照度等都会使人对居室环境产生不同的感觉。环境舒适性是由多方面因素综合作用结果。
我国夏冬季舒适温度
热舒适研究通常采用ASHIRAE的七点热感觉调查法，舒适温度一般通过调回归实测的热感觉值与操作温度或空气温度的变化曲线知道。取TSV0.5-0.5之间的区域为舒适温度区。
已有研究夏季热舒适的范围可为19.5-30.5℃，热中性范围为22.-28.7℃，中性温度的上下限温差为6.7℃，而舒适区两端的温差达到14.6℃。对于冬天热舒适区范围为15.4＿-29.6℃，热中性温度范围18.5-23.7℃
2.FANGER舒适方程
1）舒适条件
丹麦的P.O.FANGER提出了一个综合舒适指标，既能够确定人体舒适状态的物理参数是与人体有关，而不是与环境有关，首先，FANGER制定了三个舒适条件，第一个条件是人体必需处于热平衡状态，以便使人体对环境的散热量等于人体体内产生的热量。第二个条件是皮肤平均温度应具有与舒适相适应的水平，第三条件是人体具有最佳的排汗率，排汗率也新陈代谢的函数。随后，FANGER综述了文献，得出了热平衡方程的每一个量的表达式。降热平衡方程与其他两个舒适条件组合起来得到了著名的舒适方程。满足了舒适烦恼过程的的一组变量必须满足舒适的三个条件，因此该方程是舒适的必要条件，但不是充分条件。
2）标准的有效温度
标准有效温度应包含平均皮肤温度和皮肤湿润度，这可以通过实测来完成，其次就是求出产生相同皮肤温度和湿润度值的标准环境温度，这一步可通过对人体的传热分析来完成。
标准有效温度时本文所述中比较全面的一种，尽管它的最初设想是用以预测人体排之时的不舒服感，但经过发展却能应付各种各样衣着条件，活动量和环境变量的情况。然而它所具有的复杂性，使其需要用计算机来计算皮肤温度和皮肤湿润度，因此阻碍了它的通用性。
空气流动能增强人体表面与外界的热湿交换大多数情况下吹风改善较热环境下人体的热舒适状况。吹风能影响热舒适研究可分为两部分：一是研究当室温低于26℃时的风干；令一个研究在较热环境中怎样通过吹风的补偿作用达到热舒适。一些研究对吹风提出主要参数是平均风速，一次作为判别热环境中吹风方式多样性。调查发现现在生活中的人们对随机极不确定的自然风的感受与对单调的机械风的有较大的不同。描述这两种吹风模式的差别主要参数就是风速频谱。
人们除了对自然风的正面评价以外还有如有时太大有时太小等一面负面评价。这些评价除了频谱随频率分布有关，主要与频谱的频率上下限有关。因此吹风频谱对热舒适性的影响并不能简单的认为具有与自然风相同的频谱即可满足吹风的舒适性。清华大学的研究人员对《风速频谱对人体舒适性的影响》做了实验最终的结论为：
① 风速频谱是影响人体舒适性的各重要参数，频谱曲线越接近自然风则吹风越易被接受；
② 人体对风速波动的感觉有一个频率上限，此频率上限约为1.0Hz;
③ 风速频谱的下限在0.244mHz～0.488mHz范围内可使吹风具有满意的可接受性。
④ 所提出的模式自然频谱的方法可行且有效。

新疆的气候的特点：
1. 干燥
2.冬冷夏热
3.气温日较差大
4.日照丰富
典型大陆性气候，深处内陆。早晚温差大，干燥。
吐鲁番地区，夏季白天日照时间长，有利于农作物生长。
冬季气温较低。据本人观察在短促的春秋两季，3月和10月间 最高气温呈现1度/天的变化。
其他地区如乌鲁木齐，因地形和水源状况不同，降雨和温度变化没有这样剧烈
新疆地处亚洲腹地，四周环绕的巨大山脉阻挡了印度洋的暖湿气流，属典型干旱、半干旱地区。气候的总体特征是：晴天多，日照强，干燥，少雨，冬寒夏热，昼夜温差大，风沙多。新疆日照强烈，全年日照时间近3000小时，在全国仅次于西藏。吐鲁番盆地是全国最热的地方，7月份平均气温为40度，曾创下49.6度的极端高温。冬天最冷的地方在阿勒泰地区，富蕴县曾经出现过零下51.5的极端低温。昼夜温差大是新疆气候的一大特点，普遍温差在12度左右，沙漠戈壁地区的日温差能达到20至25度。白天挥汗如雨，晚上要盖棉被，一天之内经历寒暑变化。新疆的供暖期为10月15日至4月15日
。这个叫着气温年较差大，体现了内陆地区深受大陆性气候影响，最冷月与最热月气温差异明显
新疆深居内陆，远离海洋，高山环列，使得湿润的海洋气流难以进入，形成了极端干燥的大陆性气候。新疆气候具有多种特点，明显的如晴天多，日照强，少雨，干燥，冬寒夏热，昼夜温差大，以及风沙较多等等。新疆气候最显著的特点是“干”。因为干，空气湿度低，云雨少，经常是晴空万里，阳光灿烂；因为干，太阳供给地面的热量，几乎全部用来加热大地和空气，而地面土壤又很干燥，无法蒸发降温，所以夏季白天温度偏高，到了夜晚，由于戈壁缺少保持热量的能力，地面冷却散热的速度特别快，温度迅速下降，形成昼夜温差特别大；因为干，地面植被相对稀疏，一起风就尘土飞扬，尤其是戈壁滩上时时有风沙弥漫。

新疆这种干燥气候，还突出表现为降水偏少。北疆大部分地区的年降水量只有二百毫米左右，大约为华北地区年降水量的一半弱。而南疆降水更少，年降水量不足一百毫米。塔里木盆地内部尚不及二十毫米。在吐鲁番盆地，平均每年只有十一天下雨，年降水量只有十二点六毫米，一般情况，每次下雨充其量仅能把地皮淋湿。至于沙漠腹地，甚至有时终年滴雨不下。但是，新疆也有降水较多的地方，主要是在天山山区和阿尔泰山区，这里冬春多雪，夏秋多雨，空气相对湿润，地面植被丰富。天山山区年降水量在五百毫米左右，与华北平原相差无几。其中巩乃斯林区附近约达八百毫米，几乎与淮河流域的年降水量相等。这些山区不仅降水丰沛，而且每年降水比较稳定，这给山间盆地谷地和山前平原绿洲的农业灌溉用水提供了十分有利的条件。

新疆气候的第二个特点是冬冷夏热。冬季，由于西伯利亚空气十分寒冷，这种冷空气积累到一定程度，在有利的高空大气环流引导下，就会向南爆发，于是，强冷的西北风象潮水滚滚而来，所到之处气温急剧下降，这就是直接影响新疆气候的寒潮（俗称寒流）。每年冬季，新疆总有几次大幅度降温的寒潮出现。而遭到一般冷空气侵袭的时间就更多了。正因为如此，新疆各地尤其是北疆，冬季温度普遍偏低。例如，拿纬度相近的乌鲁木齐和法国的马赛比较，马赛一月份平均气温为摄氏六、七度，草木仍青，清水畅流；而这时的乌鲁木齐，气温却降至零下十五度左右，遍地银装素裹，滴水成冰。一派北国冬景。乌鲁大齐最冷时达零下二十多度，历史上曾出现过零下四十一点五度的极端最低气温。再往北，到了阿勒泰，冬季就更漫长，也更加寒冷。
南方气候的特点：
亚热带季风气候。亚热带季风气候分布在北纬25°～35°亚热带大陆东岸，它是热带海洋气团和极地大陆气团交替控制和互相角逐交绥的地带。主要分布在中国东部秦岭淮河以南、热带季风气候型以北的地带，以及日本南部和朝鲜半岛南部等地。该气候区域冬季不冷，1月平均温普遍在0℃以上，夏季较热，7月平均温一般为25℃左右，冬夏风向有明显变化，年降水量一般在1000毫米以上，主要集中在夏季，冬季较少。这类气候以中国东南部最为典型。

新疆与南方地区气候差别：
① 新疆地区与南方地区的气候差别在于湿度不一样。新疆过于干燥而南方气候过于潮湿。
② 两个地区昼夜温差不一样。新疆昼夜温差较大，而南方昼夜温差较小
③ 冬季室内外温差不一样。新疆室内外温差较大所以一般新疆统一采取取暖设施。南方室内外温差较小，所以一般南方很少采用取暖设施。
其中低温辐射采暖是越来越广泛使用的取暖方式之一。
通常认为30%-40%是人体最适宜的温度，但新疆的湿度不能达到适宜的温度要求采取低温地板取暖使室内湿度明显降低导致采取这种方式取暖的人们所感受到舒适度不够这些过于干燥现象导致室内空气中粉尘含量 升高故上呼吸道疾病患者在新疆的发病率相对南方地区较为严重。
辐射采暖
要了解辐射采暖，首先要了解热传导原理。辐射采暖 对流加热那样使惹恐慌期一次填充房间，而是通过辐射来加热物体。热量从一个温暖的物体传递到另一个较冷的物体上去，如果两个物体之间有较大的温差，热传导的素的会更加快太阳比地球温暖，因此，它以短波能的形式将它的热量辐射到地球，太阳 地球之间的介质不是被加热的。对于辐射热传导来说表面面积是一个重要的因素。表面积大的物体在温和环境中得的热辐射与表面积笑的物体在高温环境中获得的热辐射差不多。决定辐射能量的三个因素：辐射面积大小，接受面积大小，辐射表与接受表面的温差。辐射热来自四面八方的传播。尽管对流不会发生，但当冷空气进入并与温暖地板接触是，冷空气被加热，产生对流。典型的地板采暖系统产生的热大部分是辐射产生的。
低温地板辐射采暖 ：
1.概述：
低温地板辐射采暖是直营和常规散热器采暖不同的新型采暖方式，它和建筑物构造相结合不占用室内和地面有效空间，可利用地热，太阳能或各种低温预热作为热源。和常规的以对流散热为主的散热器采暖相比具有室内温度分布均匀，舒适性好，节约能源，易实现单户热计量，维护管理方便等。
2.低温地板辐射采暖机理：
辐射采暖的热能是由太阳能，火焰，或其他热物放散出的辐射能投射到物体上转化而来的。地板辐射采暖是一种通过被埋设在地板内的加热管热的地表面放射出8-13微米，的远红外投射线到人体皮肤2㎜深处“热点”传感器上，并对它产生刺激，因而使人感到温暖的采暖形式。人体对感受和人们所周围环境及人体散方式有关。人体通过皮肤以辐射，对流，蒸发和肺部呼吸方式向外散热，当散热量和人体产热两达到平衡时，一般人体温度维持在37℃左右。人体换热量中大约50%以辐射进行的。因此维护结构（墙，窗，地面等）内表面温度高低直接影响到人体舒适感和散热效果。

3.地板辐射采暖特点与缺点：
特点：
①降低室内设计温度
②室内温度分布均匀
③不破坏和不占用室内空间
⑤ 便于调节和控制
⑥ 便于更换热源
⑦ 节能建筑为利用辐射采暖提供了有利条件
地采暖方式降低10%-20%左右的能耗。大幅度福能使得地采暖运行比较经济，
⑧ 寿命比较长

缺点：
① 低温地板辐射采暖于冷热不均匀，易使管爆裂。
② 低温地板辐射采暖要增加构造层的厚度。
③ 低温地板辐射采暖的热量散热比较慢
④ 低温地板辐射采暖很容易造成过滤器堵塞。
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