摘要 　本文對采暖期前后，地板供暖。住宅室內熱濕環境進行了比較分析，并從地板供暖的舒適性、節能性、衛生性等方面對其實際運行情況進行了考察，探討了冷風滲透、樓板雙向傳熱及分室控制給室內溫度分布帶來的影響地板供暖。是居住者認可的舒適的采暖形式。


一 引言
　　
　　隨著我國房地產業的蓬勃發展，各種新技術、新建材在住宅建筑中得到充分的開發和利用，使沿用了幾二年的燃煤鍋爐供暖以及近兩年開發應用的燃氣燃油供暖，包括即占用室內有效空間又妨礙美觀的鑄鐵散熱器的采暖方式，都有了較大的改變，地板供暖是近年來逐步獲得住戶和開發商認可的一種采用以水為媒介在地板墊層中輔設排管后種輻射采暖方式地板供暖。方式之所以在眾多的采暖方式中備受歡迎，主要有節能、舒適、衛生等方面的優點。目前，大連市的諸多精品住宅小區皆有用低溫輻射地板供暖裝置，為了了解其實際運行狀況，2001年冬季，對大連市地板供暖前后的室內熱濕環境進行了實測調查及問卷調查。
　　
二　實測調查的目的和方法
　　
　　1 目的
　　本次實測調查的目的主要是為了比較采暖前后室內熱濕環境的變化及進入采暖期后，冷風滲透、樓板雙向傳熱、分室控制熱量等多種復雜因素對室內水平、垂直溫度分布的影響。同時還調查了居住者對室內環境的滿意程度。
　　
　　2 調查方法
　　調查分兩種方式進行，一種是對環境物理參數的測定，包括室內的溫度、相對濕度、風速，室外空氣的溫度及相對濕度。所使用的儀器為日本產數字式溫濕度記錄儀及清華同方熱球形式風速表。其中溫濕度每隔10分鐘自動記錄一次數據。空氣流動速度的測定為某一時間段內的不連續記錄。由于調查住宅11月15日正式開始采暖，測試時間分為兩段，11月9日～11月14日為采暖前的6天，11月20日～11月25日為采暖后的6天。另一種是對居住者主觀感受的問卷調查，在采暖前后分別進行了一次。
　　
三 實測調查
　　
　　1 概要
　　本次調查對象為位于大連市中心的一座新建高層住宅。建筑平面圖及測點位置見圖1。另在該住宅的露天陽臺上布置有溫濕度記錄儀，用于記錄室外溫濕度變化。對象住宅于2000年竣工，為框架結構，建筑面積122m2的，家庭成員由一對中年夫婦和女兒組成。
　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　

圖1 建筑平面圖

2 實測結果和分析
　　（1）室外溫度的變化對室內溫度的影響
　　圖2表示在測試期間內，不同房間的溫度變化曲線。采暖前后，室外溫度變化不大。但在11月24日，出現了明顯的降溫天氣，室外溫度下降了10℃左右。測試期間內，由不同房間室內平均溫度（表1）可知，主臥室溫度在采暖前后，與其他房間的溫度相比均是最低的，這是由于主臥室有兩面外墻。采暖前不同房間之間溫差不大，其中客廳溫度略高。主要因為客廳朝西，且西外墻為落地窗受西曬的影響較大。采暖后，不同房間之間的溫差較采暖前有所增加。據調查，居住者經常根據自身的體感溫度對不同房間的供熱量進行量調節，否則感覺室內溫度偏高。由圖2可知，當室外天氣出現急劇降溫時，室內溫度場仍然很穩定。充分體現了該住宅的三大節能特性：保溫性能好的墻體結構（墻厚450mm），新型的隔熱密封性中空玻璃窗，地板供暖的蓄熱能力。

不同房間室內平均溫度 表1   

　 客廳 主臥室 次臥室 廚房 采暖前 18.1℃ 17.0℃ 17.4℃ 17.2℃ 采暖后 25.0℃ 23.1℃ 24.8℃ 27.1℃

　　在測試期間內，不同房間逐時的平均溫度變化見圖3。采暖前后，室內溫度的最低值均出現在上午8：00～9：00，主要是由于居住者每是在此時間段內有開窗換氣的習慣。一日內，主臥室和客廳的溫度變化大于次臥室和廚房的溫度變化。采暖前，主臥室和客廳的溫度變化在5.5℃左右，次臥室和廚房的溫度變化在2.7℃左右。采暖后，主臥室溫度變化最大，為4℃，其次是客廳的溫度變化為2.6℃，次臥室和廚房的溫度變化最小，為1.3℃。由此可見，采暖后，一日內室內溫度變化較之采暖前減小了。
　　　　　　　　　　

圖2　　采暖前后各房間溫度變化曲線

　　　　　　　　　　　　　圖3　一日內，不同房間溫度的變化
　　
　　早晚團聚時，主臥室和客廳的平均溫度和標準偏差見圖4。采暖前后，客廳溫度均高于主臥室溫度。采暖前的早晚溫差為2.4℃～3.8℃，采暖后室內的早晚溫差1℃左右，且采暖后的標準明顯小于采暖前，表明采暖后的室溫變化小于采暖前的室溫變化。
　　　　　　

　     圖4　早晚團聚時，主臥室和客廳的溫度

（2）垂直溫度分布狀況
　　為了考察室內垂直溫度分布，本次實測調查在垂直方向主臥室選取了三個測點（0.1m、1.2 m、2.3 m），客廳選取了兩個測點(0.1 m、1.2 m)。主臥室的垂直溫度分布見圖5。采暖前后，主臥室溫度均是由下向上逐步遞增的趨勢，且上下溫差地明顯變化。考慮原因有兩點：1）測點位置離窗戶較近，近窗面的冷風滲透使是在窗戶附近形成低溫區，冷空氣下沉，地板表面處的空氣溫度反而低于地面上1.2m的空氣溫度[1]。2）樓板雙向傳熱的影響，使得靠近頂部的空氣溫度升高。
　　　　　　　　　

圖5　主臥室垂直溫度分布圖

    圖6表示的客廳室內外溫差與上下溫差的關系。采暖前后，上下溫差同室內外溫差的比值分別為0.11、0.06，該值越小，說明室內溫度受室外溫度影響的程度越小，室內越容易形成舒適的熱環境[2]。采暖前，客廳的上下溫差在0.1℃～3.7℃范圍內，采暖后，客廳的上下溫差多集中于-1.3℃～1.0℃范圍內。
　　　　　　　　　　　　　　 　　　　

圖6　客廳室內外溫度與上下溫差的關系

    圖7為采暖后某一日主臥室上下溫度隨時間推移的變化圖。其中，白天12時的溫度最高，上下溫差最小，地板上0.1m和2.3m的溫度差為1.3℃。深夜的室內溫度高于早晨的室內溫度，主要是因為混凝土板蓄熱作用造成的。
　　　　　　　　　　　　　　 　

圖7 主臥室上下溫度隨時間推移的分布

（3）室內外相對濕度的變化
　　客廳的相對濕度逐時變化曲線見圖8。室外的相對濕度在采暖后比采暖前高21.8%，室內平均相對濕度采暖前為45.9%，采暖后為43.6%。室內相對濕度的變化范圍，采暖后為41.5%～45.8%，采暖前為35.1%～50.5%。圖9為室內外相對濕度的變化關系。采暖前的室內相對濕度多高于采暖的比值分別為0.19、0.13，說明室外相對濕度對室內的影響在采暖后較之采暖前小。低溫輻射地板供暖的供暖方式為遠紅外線輻射，輻射面表面溫度較低，水分的蒸發速度較慢，并且紅外線輻射空過透明的空氣，不改變空氣的濕度，較好地克服了傳統供暖方式造成的室內燥熱、口干舌燥等不適，明顯改善皮膚的微循環，使室內濕度適中。
　　　　　　　　　　　　 　　

圖8　一日內，室內外相對溫度的變化

　　　　　　　　圖9 室內相對濕度的關系

（4）居住者對室內環境的主觀評價
　　根據問卷調查結果，居住者對室內環境的主觀評價在采暖前后無顯著差別，均感到舒適。對室內濕度的評價，即使采暖后也不感到干燥。由于采暖形式為輻射傳熱，不會導致室內空氣因對流而產生的塵埃飛揚，因此居住者對室內空氣品質的評價良好。熱感覺的投票值采用ASHRAE的7級指標表示（-3冷，-2涼，-1稍涼，+1稍暖冷，+2暖，+3稍暖），采暖前后的實際熱感覺值（TSV）與Fanger的PMV計算值比較結果如表2所示，PMV值明顯低于實測的熱感覺值（TSV）。考慮其原因，在計算PMV值時，近似認為室內平均輻射溫度等于空氣溫度，實際上該住宅采光效果好，而且采用輻射采暖形式，室內平均輻射溫度實際上高于空氣溫度。采暖后，依據居住者的個人需求分室控制供熱量，使得不同房間存在溫差，但在暖和的室溫中，人體并未到溫差的存在。

PMV和TSV的比較　　 表2 

TSV - 0 +2 測定項目 單位 采暖前 采暖后 空氣流速 m/s 0.13 0.10 相對濕度 % 45.9 43.6 空氣溫度 % 18.1 25.0 衣服熱阻 clo 0.54 0.54 PMV -- -2.01 0.05 PPD % 77.34 5.04

四 結論
　　
　　2001年冬季，對大連市一戶地板供暖住宅在采暖前后的室內外溫濕度善及人體舒適性進行了實測調查，其主調查結果如
下：
　　1．地板供暖住宅具有蓄熱能力。表現在三個方面：一日內室內溫度波動范圍采暖后小于采暖前：室外溫度降低了10℃，室內仍保持穩定的溫度；采暖后，凌晨（0：00）的溫度高于早晨（6：00）的溫度。
　　2．采暖后，由一居住者可根據個人需要分室調節控制供熱量，不同房間的溫差較采暖前有所增加同時室溫也升高了，人體在暖和的室溫中，并未感到不同房間之間的溫差。
　　3．在測試期間，主臥室溫度低于客廳溫度，其原因為主臥室有西南兩面外墻，客廳僅有朝西的外墻。
　　4．受冷風滲透及樓板雙向傳熱的影響，主臥室內靠近窗戶的垂直方向出現了上部溫度高，地面溫度低的溫度分布狀況。但就住宅其他位置的垂直溫度分布看，客廳的上下溫差（0.1m、1.2m）多集中在-1.3℃～1℃，地板供暖的舒適性仍很高。
　　5 采暖后的室外相對濕度較采暖前提高了20%，而室內相對濕度變化不大，并處于舒適的范圍（40%～60%）之內。可見輻射采暖方式可使室內相對濕度適中，居住者無干燥感。
　　6 對于人體舒適性的評價指標值PMV低于實測的熱感覺值TSV，主要是在PMV的計算中，近似認為平均輻射溫度等于空氣溫度造成的。