游泳馆池厅地面辐射供暖系统的特殊性

王长虹 许波 杨久迪 赵先智

摘要：本文着重指出游泳馆地面辐射供暖系统的特殊性：1、地表温度应根据舒适性指标为前提加以确定；2、设计工况下，系统存在不可忽视的潜热负荷；3、地面辐射供暖系统可用于值班供暖，设计工况下，其供热能力只有一部分用于负担供暖负荷。

关键词：游泳馆池厅 地面供暖 地表温度 潜热负荷

1、引言 随着塑料类管材的普及使用，以及部分建筑场所对冬季室内热舒适性要求的提高，地面辐射供暖系统越来越多地被采用。但我国针对辐射供暖的相应规范、标准及技术措施并不完备，尤其对于一些具有特殊功能的场所采用辐射供暖系统时，更缺乏设计及施工方面的可靠方法及依据。本文就游泳馆池厅及类似场合（主要指用于休闲运动的游泳馆、戏水馆等，以下统称游泳馆）采用地面辐射供暖系统时，需注意的几点特殊性进行探讨。

2、游泳馆池厅地面辐射系统的特殊性 2.1 地表温度的确定

2.1.1 PMV表达式的简化

1984年,国际标准化组织(IS0)在丹麦工业大学P.O.Fanger教授研究成果的基础上提出了两个评价室内环境人体热感觉的综合性指标——预测平均投票值PMV（predicted mean vote）和预测不满意百分数PPD（predicted percentage of dissatisfied），PPD由PMV导出。尽管不同地区、人种存在差异，但这两个指标还是能够比较准确地反映室内热环境的舒适性。

PMV综合考虑了人体活动状态、着衣情况、空气温度、空气湿度、空气流动速度、空气平均辐射温度等因素对热舒适性的影响。Fanger教授的舒适性方程中，PMV的表达式[1]如下：

PMV=（0.303e-0.036M+0.028）(M-W-3.05×10-3(5733-6.99(M-W)-58.15)

-1.7×10-5M(5867-Pa)-0.14M(34-ta)-3.96×10-8fcl((tcl+273)4

-（tr+273）4)-fcl·hc(tcl-ta)) （1）

式中 M—人体能量代谢率，w/?；

W—人体所作的机械功，w；

Pa—人体周围空气的水蒸汽分压力，Pa；

ta—人体周围空气温度，0C；

tr—房间的平均辐射温度，0C；

fcl—着衣人体外表面积与外表面积之比。

fcl= 1.00+1.290Icl,Icl≤0.078

1.05+0.645Icl,Icl＞0.078 （2）

Icl—衣服热阻，?·k/W；

tcl—衣服外表面温度，0C

tcl=35.7-0.028(M-W)-Icl(3.96×10-8fcl((tcl+273)4+fclhc(tcl-ta)))

（3）

hc—表面传热系数，W/?K

hc= 2.38(tcl+273)0.25，2.38(tcl-ta)0.25＞12.1va0.5

12.1 va，2.38(tcl-ta)0.25＜12.1 va0.5 （4）

Va—空气相对流速，m/s；

通过对上式（1）、（2）、（3）、（4）的分析，并结合游泳馆池厅的具体情况，为便于讨论，我们作如下各条件的限定：

a、人体以着泳衣计，Icl≈0（经校核，此假定条件导致的计算误差在工程上是允许的）

b、W=0

c、ta=30℃

d、Pa=2770pa （φ=65%）

e、va=0.2m/s

f、fcl=1

则式（3）简化为

tcl=35.7-0.028M （5）

针对式（5），在游泳馆内，M的取值范围为58～116W/?，

则tcl=32.5～34.1℃，由此得出2.38（tcl-ta）0.25＜12.1va0.5，

进一步得出：式（4）的计算结果为hc=12.1va0.5=5.41W/?K，

式（1）简化为：

PMV=（0.303e-0.036M+0.028）(0.408M+160.728

-3.96×10-8((tcl+273)4-(tr+273)4)-5.41tcl) ` （6）

2.1.2 空气平均辐射温度（tr）的确定

通过对式（6）及式（5）的分析，（在前述假定条件下，即工程设计室内条件已确定前提下）PMV方程式可通过手算求解。

表一中数值是基于前述假定条件在不同的PMV及M值组合下求解的tr值

表一 PMV

O

O

O

-0.5

-0.5

-0.5

M

58

70

93

58

70

93

tr

34.08

32.25

28.69

32.40

30.11

25.67

比较理想的。

b、游泳馆正常使用期间，地表水份蒸发给地面辐射系统带来的潜热负荷相对其供热能力是巨大的，不可忽视，即辐射系统的供热能力在设计工况主要用于负担潜热负荷，少部分负担真正的“供暖”负荷。

c、一般情况下，地面辐射供暖系统可兼具值班采暖功能，并且可以通过技术手段使值班工况与设计工况的供水温度及流量相当，以便于运行管理。

4、结论 4.1 对于游泳馆池厅中人体所处的热湿环境以及人体活动和着装特点，应以人体舒适性指标为前提，通过空气平均辐射温度确定地面辐射系统的主要参数之一——地表温度，地表温度的设计值推荐采用30～35℃。

4.2 应充分重视地面辐射系统的潜热负荷，在设计工况下，系统的供热能力主要用于负担潜热负荷。

4.3 游泳馆池厅地面供暖系统用于值班采暖是可行的。并且可以通过技术手段使值班工况与设计工况的供水温度及流量相当，以便于运行管理。

参考文献： 1、钱以明，高层建筑空调与节能，上海：同济大学出版社，1995

2、陆耀庆，供暖通风设计手册，北京：中国建筑工业出版社，1987

3、聂梅生，建筑和小区给水排水，北京：中国建筑工业出版社，2000