老黃講干式第六十五期:五恒系統(tǒng)空調(diào)定義的主要內(nèi)容及體感舒適度的簡易識(shí)別方法
五恒系統(tǒng)因其技術(shù)先進(jìn)、滿足疫情后人們對(duì)室內(nèi)舒適健康環(huán)境的剛需,符合國家雙碳經(jīng)濟(jì)政策等多方面原因,自2020年以來在暖通行業(yè)持續(xù)火爆,2024年初,舒適家居協(xié)會(huì)在杭州舉辦了規(guī)模宏大的中國五恒大會(huì),拉開了分戶式五恒系統(tǒng)的快速發(fā)展序幕,市場(chǎng)在蓬勃發(fā)展,因此,研究制定五恒系統(tǒng)空調(diào)的設(shè)計(jì)和施工規(guī)范已迫在眉睫!
五恒系統(tǒng)空調(diào)作為中央空調(diào)、地暖、新風(fēng)、除濕和智能控制等舒適家居子系統(tǒng)的集成升級(jí),涉及多學(xué)科領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)和創(chuàng)新理論,國內(nèi)多家開發(fā)商在集中式五恒科技房領(lǐng)域已成功實(shí)踐了近20年,擁有廣泛的市場(chǎng)基礎(chǔ)和良好口碑,五恒系統(tǒng)已成為各地高端樓盤銷售賣點(diǎn)的核心技術(shù)。本文主要探討五恒系統(tǒng)空調(diào)定義的主要內(nèi)容及如何識(shí)別體感舒適度的簡單方法。
一、五恒系統(tǒng)空調(diào)定義應(yīng)涵蓋的主要內(nèi)容
五恒系統(tǒng)空調(diào)是指采用先進(jìn)的暖通和控制技術(shù),將輻射換熱、調(diào)濕新風(fēng)及風(fēng)機(jī)盤管等對(duì)流換熱設(shè)備有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)恒溫、恒濕、恒氧、恒靜、恒潔舒適健康環(huán)境的新型空調(diào)系統(tǒng)。全年恒溫范圍22℃-26℃、恒濕范圍40%-60%,PM2.5小于35mg/m3,是中央空調(diào)、地暖、新風(fēng)、除濕等舒適家居子系統(tǒng)的集成升級(jí),是打造高品質(zhì)住宅的核心技術(shù)。
五恒系統(tǒng)空調(diào)是以人體熱舒適和溫濕度獨(dú)立控制兩大理論為依據(jù),以先進(jìn)的暖通和控制技術(shù)為基礎(chǔ),使室內(nèi)溫度、濕度、新風(fēng)量、潔凈度、噪音等多項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到舒適健康人居環(huán)境的要求,五恒系統(tǒng)與傳統(tǒng)空調(diào)、地暖新風(fēng)相比,主要增加了夏季輻射供冷和調(diào)濕新風(fēng)功能并智能調(diào)控,充分實(shí)施了夏季高溫供冷和冬季低溫供暖,其輻射對(duì)流比與人體的輻射對(duì)流散熱比相似或相近,在體感舒適度、建筑節(jié)能和減碳等方面具有明顯優(yōu)勢(shì),可大幅提高人們的工作與生活環(huán)境品質(zhì),改善睡眠質(zhì)量,也是實(shí)施建筑領(lǐng)域雙碳目標(biāo)最有效的落地技術(shù)。分為集中式和分戶式兩大不同的技術(shù)體系。
二、人體熱舒適理論及輻射對(duì)流散熱比
人體是一個(gè)恒溫輻射體,根據(jù)方格教授的人體熱舒適平衡方程及正常散熱比例圖可知:人體通過輻射散熱的比例約占50%,通過對(duì)流散熱的比例約占25%,通過呼吸和蒸發(fā)散熱的比例約占25%,其中,呼吸和蒸發(fā)散熱比例中約有一半屬于輻射,一半屬于對(duì)流,因此,人體的輻射對(duì)流散熱比例為62.5%:37.5%,取整簡化為60%:40%。
三、人體熱舒適評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及輻射對(duì)流比
室內(nèi)熱舒適評(píng)價(jià)指標(biāo),分為整體評(píng)價(jià)指標(biāo)和局部評(píng)價(jià)指標(biāo),整體評(píng)價(jià)指標(biāo)包括平均熱感覺指數(shù)PMV和平均不滿意百分比PPD,局部評(píng)價(jià)指標(biāo)包括冷吹風(fēng)感LPD1、垂直溫差LPD2、地板表面溫度LPD3、輻射不對(duì)稱性LPD4四方面不滿意百分比指標(biāo)。評(píng)價(jià)等級(jí)分為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí),Ⅰ級(jí)體感最優(yōu)、Ⅱ級(jí)體感次之、Ⅲ級(jí)體感較差。
PMV 平均熱感覺指數(shù): 根據(jù)人體熱平衡的基本方程式及心理生理學(xué)主觀熱感覺的等級(jí)作為出發(fā)點(diǎn),考慮了人體熱舒適感的諸多因素的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。
PPD 平均不滿意百分比:為預(yù)計(jì)處于熱環(huán)境中的群體對(duì)于熱環(huán)境不滿意的投票平均值。
室內(nèi)空調(diào)環(huán)境的熱舒適指標(biāo)結(jié)果都是由輻射換熱末端、風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)管對(duì)流末端所提供的冷熱量組合來實(shí)現(xiàn)的,輻射換熱末端、風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)管對(duì)流末端三者所提供的冷熱量比例高低,會(huì)直接影響室內(nèi)熱舒適參數(shù)指標(biāo)及舒適等級(jí),通過配置不同輻射與對(duì)流末端的房間體感對(duì)比發(fā)現(xiàn):當(dāng)輻射換熱末端所提供的輻射供冷量與風(fēng)盤和除濕新風(fēng)所提供的對(duì)流制冷量達(dá)到60%:40%時(shí),該空調(diào)房的夏季體感舒適度為最佳,其整體和局部不滿意百分比均為最低(PMV+PPD+LPD),達(dá)到了體感舒適度Ⅰ級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);當(dāng)冬季輻射供暖量的比例大于60%時(shí),人在冬天的體感舒適度也最高,這正是冬季供暖的舒適模型。因此,用輻射對(duì)流比來量化空調(diào)系統(tǒng)的體感舒適度是客觀的,能方便廣大業(yè)主直觀識(shí)別體感更舒適的空調(diào),特別是疫情后時(shí)期!
輻射對(duì)流比是指室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)中,通過輻射換熱末端提供的供冷供熱量與通過風(fēng)盤新風(fēng)管等對(duì)流末端提供的制冷制熱量的比值,比如南方普通住宅夏季輻射對(duì)流供冷負(fù)荷一般為140W,由輻射換熱末端提供90W的輻射供冷量,除濕新風(fēng)含部分風(fēng)機(jī)盤管末端提供約50W的對(duì)流制冷量,其輻射對(duì)流比為64.3%。經(jīng)長時(shí)間的對(duì)比體驗(yàn)證明:當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)的輻射對(duì)流比接近人體的輻射對(duì)流散熱比(62.5%)時(shí),人的體感舒適度為最佳,可大幅提高深度睡眠質(zhì)量,這其實(shí)就是集中式毛細(xì)管輻射空調(diào)五恒科技房的熱舒適模型指標(biāo),能長期贏得高端人士的喜愛,集中式五恒科技系統(tǒng)的價(jià)格一直維持在4000元/平方左右。輻射對(duì)流比可以幫助廣大業(yè)主很快識(shí)別空調(diào)系統(tǒng)的體感舒適度,對(duì)指導(dǎo)分戶式五恒系統(tǒng)空調(diào)的良性發(fā)展具有重要意義。
輻射對(duì)流比也科學(xué)解釋了冬季用地暖更舒適和夏季吹空調(diào)不舒適的內(nèi)在原因,冬季地暖房的輻射對(duì)流高達(dá)80%,完全滿足了人在冬季60%以上輻射散熱的舒適需求;夏季吹空調(diào)是100%對(duì)流制冷,輻射供冷比例幾乎為零,沒有滿足人在夏季60%以上輻射散熱的舒適需求,且長時(shí)間開空調(diào)會(huì)讓人煩躁甚至得空調(diào)病。因此,普通住宅采用頂?shù)剌椛涔├?除濕新風(fēng)和風(fēng)機(jī)盤管對(duì)流制冷相結(jié)合,可大幅提高夏季空調(diào)的體感舒適度!輻射對(duì)流比大于60%,溫度約25℃,濕度約60%,即可達(dá)到集中式五恒科技房相同的體感舒適度!
四、五恒系統(tǒng)空調(diào)體感舒適度的簡易識(shí)別方法
基于以上分析和體驗(yàn)對(duì)比可以得出:人體正常的輻射對(duì)流散熱比約為60%:40%,該比例數(shù)值在休息時(shí)和活動(dòng)時(shí)有差異但相對(duì)恒定,空調(diào)系統(tǒng)的輻射對(duì)流比是因輻射換熱末端與風(fēng)盤新風(fēng)等對(duì)流末端的功率配置不同而變化的,當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)的輻射對(duì)流比接近人體的輻射對(duì)流散熱比時(shí),人感受到的體感舒適度為最佳,三種不同的輻射對(duì)流比與現(xiàn)有熱舒適評(píng)價(jià)三種等級(jí)的結(jié)果是相同的,這樣,就可以用空調(diào)系統(tǒng)的輻射對(duì)流比高低,來直觀識(shí)別五恒系統(tǒng)空調(diào)體感舒適度差異的方法,該方法既客觀又可方便大家簡易識(shí)別。
空調(diào)系統(tǒng)的輻射對(duì)流比可根據(jù)有無地面調(diào)溫、地面調(diào)溫的功率大?。ǜ墒交驖袷剑?、頂面輻射末端的功率大?。?xì)管、整體輻射板和裝配式輻射模塊),南方常規(guī)住宅的夏季輻射供冷負(fù)荷一般為140W,根據(jù)普通濕式地暖、鋁板干式地暖及頂面不同輻射末端的標(biāo)況供冷量,很容易計(jì)算出不同配置五恒系統(tǒng)空調(diào)的輻射對(duì)流比數(shù)值,越接近60%的體感舒適度就越高!詳見下圖。
分戶式五恒系統(tǒng)空調(diào)按輻射與對(duì)流末端組合方式,分為輻射空調(diào)五恒、全空氣五恒和多末端五恒三種配置形式,其輻射對(duì)流比及對(duì)應(yīng)的體感舒適度有明顯差異,如下圖。頂面輻射末端主要有毛細(xì)管、整體式吊頂輻射板和裝配式輻射模塊三種;地面輻射末端有混泥土填充濕式地暖和預(yù)制溝槽鋁板干式地暖兩種;對(duì)流末端主要有風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)管兩種,風(fēng)機(jī)盤管分普通濕式風(fēng)盤與干式風(fēng)盤兩種。
頂?shù)剌椛淇照{(diào)的鋪設(shè)面積大,夏季輻射供冷量高達(dá)90W左右,占常規(guī)住宅輻射供冷對(duì)流總負(fù)荷140W的64%,除濕新風(fēng)(含部分干式風(fēng)盤)的對(duì)流制冷量約50W,占供冷總負(fù)荷的36%,其輻射對(duì)流比高于人體的輻射對(duì)流散熱比60%,因此頂?shù)剌椛淇照{(diào)五恒系統(tǒng)的體感舒適度最佳,這也是集中式五恒科技房100%采用頂?shù)剌椛淇照{(diào)系統(tǒng)的根本原因!