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          鄭鴻宇:《雙碳經濟下,輻射空調技術在住宅領域的應用前景》
          新風網      2021-09-28 09:13     來源:新風網     瀏覽量:66434

          以“唱響建筑節能,助力零碳中國”為主題的第三十一屆全國節能周暨中國建筑節能行業助力實現“雙碳”目標推進大會于9月16日在北京隆重召開。大會邀請到住房和城鄉建設部、國家發展和改革委員會、人力資源和社會保障部等多個部委領導蒞臨,國內50家知名房地產開發商、建筑設計院、設計師、建筑節能材料商、暖通企業紛紛出席,現場人氣火爆,座無虛席,共同探討碳達峰與碳中和條件下的節能減排產業發展?,F將部分精彩演講內容提煉整理,以罄未能到場的行業朋友。

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          演講嘉賓:廣州維瓦爾第環境技術有限公司總經理鄭鴻宇

          演講主題:《雙碳經濟下,輻射空調技術在住宅領域的應用前景》

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          廣州維瓦爾第環境技術有限公司總經理鄭鴻宇

          物里環境下家環境是怎樣的?舒適、健康、節能、智慧,這四個詞被大家用爛了,尤其是舒適。在我國暖通專業的教育信息里面,沒有設置舒適建筑學科,到博士才有熱舒適領域的研究。

          熱舒適領域是研究住宅方面特別主要且必要的領域,到底是“節能”重要還是“舒適”重要?失去舒適意義的節能實際上是沒有意義的節能。反之節能又是國家大政方針,該如何權衡?很多人說既舒適又節能的系統,到底是有還是沒有呢?能不能找到一個低舒適的節能或高舒適的節能?這方面技術的進步全世界研究到哪種程度?丹麥科技大學Fanger教授的理論實際上否定了空調,否定了博士的想法。當然,空調的發明是技術的進步。ISO7730的標準,在國內暖通界被經常的誤解和誤讀,Fanger說有六個問題:對流、溫度、濕度、人體活動情況、穿著多少等等。Fanger做實驗的時候,找了兩千多個身高一米八的二十歲男性,最后結論是人的熱舒適溫度沒有絕對值。因為每個人的情況都不一樣,熱阻不一樣,男人和女人的溫度也不一樣。國標規定是房間溫度,夏天越低越好,冬天越高越好,那為什么Fanger用正負2度,正負2.5度來表示呢?實際上Fanger的實驗恰恰說明真正的舒適值是設定值穩態的環境,溫度波動1度人體就會有感受,在1度范圍下不能有波動,這是最舒適的感覺。至于到底多少度,是因人而異的事。

          Fanger實驗的總結就是穩態,穩態的環境就是熱舒適。那么長期處于恒溫恒濕的狀態下對人體是否有害?適當的對環境的刺激是不是有益呢?事實上人體是需要這樣的刺激。在室內家居環境下,到底需要不需要穩態的環境?經研究Fanger40年的理論,發現了另外一個問題:Fanger的方程,對流輻射和人體的蒸發是否直接關系?冬季采暖時用地暖比空調舒服,事實上此結論是有比例關系。全球暖通界的知名教授表示不存在最佳比例關系,因為人是具有差異性的。那么比例關系是否存在?比例關系的趨勢是否存在?很顯然是存在的。

          地面平均輻射溫度比空氣溫度越高,這個時候人就舒適了。這樣的關系包括人體的蒸發量,目的是要人達到舒適度的情況下,同時要達到人體換熱。夏天需要皮膚干爽,冬天需要皮膚溫潤,人不會覺得燥,皮膚也沒有潮濕的感覺,就是熱舒適的狀態。至于有沒有比例關系,他給出了另外一個解釋。對比沙漠里面鋁皮做的房子和石頭房子,前者裝了一個大空調,后者基本上沒有空調。但是實測以后,用熱平衡方程PMV法,這兩個測算結果均為零。那么問題來了,明顯的可知前者案例不可能等于零的,因為一邊有環境的熱輻射,一邊吹冷風,石頭房很顯然是追求的非常舒適的狀態。

          所以,這個實驗進一步證明了PMV法只能做到熱平衡,再往下走的是不對的。事實上在應用的過程當中,安裝空調后還需要地板輻射,舒適性才能達到更好。除了注重舒適性以外,空氣品質對健康的影響也是相當重要。這屬于普遍對空調存在質疑的問題,包括空調的內循環風、全球疫情等因素。在意大利、法國、西班牙等國家,它們的醫院用輻射空調的新改造的項目達到了約90%。在中國人看來,它們根本沒有夏天,根本沒有空調。

          我國被動式理論來自于德國、歐洲。很多學者意識到了這個問題:空調的負荷當中,我們利用被動式建筑把負荷降至30%就已經很好了,最多達到40%。至于現有的空調方式是否適合超低能耗建筑,室內環境的方法和設備值得深思和研究。

          在西方的現代科學里面,存在一個電化學能的概念,即神經系統的能量。MESSANA先生電化學能理論,有利于提高工作效率、有利于提高睡眠質量、有利于休閑放松,有利于集中精力,符合家環境的追求的目標。西方的學者把此類歸結到實感,家環境里面需要把精力或者化學能力回收起來,這些電化學能,包括觸覺、聽覺和視覺以及溫度等,在回收的過程中釋放它。當神經原消耗這些能量的時候,精力會回收特別充沛的力量,睡眠質量大幅度提高,這樣的環境才是正確的家環境?;诖?,如何提高精力的散失,才是這個環境系統非常重要的研究方向。

          第一個就是沒有噪聲,沒有風吹感,沒有冷感和熱感。事實上真正的舒適是無感自然蒸發,沒有感覺就對了。這個時候,人集中精力用于學習和休閑。結合先前觀點,真正處于穩態或者解耦溫濕度,對溫濕度獨立控制,處于正確的比例關系,處于置換式通風,從這四個點的角度來講,才能達到真正意義上的舒適室內環境。

          美國一項研究,實驗地點選在印度。一個做空調,一個做輻射,最終結論是節能達到36%。實踐的運行情況有所不同,假設所有條件相同,節能至少超過50%。其次是冷凝水的問題,尤其在南方此問題很嚴重。

          高溫確實能夠提升冷機的COP,但在節能方面仍存在一些問題。理論認為12-14度的輻射強度才能適合目前的強度,也許超低能耗建筑在這個方面水溫可以提升十五六度左右,節能的情況就會大幅度提高。超低能耗住宅當中,最重要的是調節能力,普通空調對超低能耗的調節能力特別差,在粗放的控制環境下粗放慣了。普通空調一直存在著三大問題,即溫濕度耦合、溫差不穩定以及內循環控制品質無法保證。在南北除濕方面,輻射空調直接改變地面溫度,直接調節水溫,不需要調節流量,它對房間溫控的權重是較為優秀的??梢园阉疁靥岣叩?0幾度,但是普通空調無法做到,因此調節精度才是舒適度的重要組成部分。

          動態質調節即變水溫系統。輻射空調跟對流系統不同,流量降低一般,傳熱降低10%,量調節幾乎沒有意義;定水溫開關量調節控制能力也不令人滿意,舒適度問題比較嚴重。動態調節水溫是輻射空調實現高舒適度的重要保障。動態調節風量風溫出風露點,非常有利于節能。置換通風是實現污染物快速排出的最佳方式。純新風置換是關鍵??仫L量、控風溫、控露點、焓交換是衡量一臺新風機水平的基本指標??刂平Y露風險是個技術問題,不是結束難題,找到合適的思路和方法??刂撇呗允窍蚋茖W的角度去發展,向更尊重人的體會方向去發展,有利于健康有利于節能有利于智慧便捷。

          Fanger說的熱舒適,藍色的區域就是空調的區域,綠色的區域是輻射空調的區域。它的差別在于對地面溫度的控制和空氣溫度控制的關系,藍色的像山洞一樣過度輻射的狀態,中間白色的是稍微有一點輻射的狀態,毛細管系統就出在這里。

          由24小時的觀測數據可知,溫度波動完全達到了歐盟的A+水平,正負0.5之內的波動,非常穩定的,在維瓦爾第網站上可以隨時的查到用戶的動態的情況。2018年維瓦爾第做的別墅項目,原本是在意大利生產,如今經廣州國產化后,可以運用在國內很多項目上,成本和價格都有很大的提升。

          維瓦爾第將繼續踐行綠色節能理念,助力國家3060目標實現,希望我們在節能的情況下不要忘了關注健康。

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