輻射采暖系統為什麼適合高大空間？與對流采暖系統的本質區別在哪裡？

一、概述
    一些高大的工業廠房和某些大空間的公共建築，其圍護結構冷風滲入及冷風侵入耗熱量均很大，如果全部采用普通散熱器采暖，不僅所需散熱器數量多，而且采暖效果也不好。主要原因是房間高、跨度大、豎向溫度梯度偏大 , 增加瞭房屋上部的無效熱損失，而工作或生活地帶的溫度偏低很難滿足要求。因為系統本身的問題，傳統的采暖方式（散熱器或暖風機），並不能有效解決大空間的采暖問題，造成能源的大量浪費。目前，國內大空間建築物的采暖主要采用熱風采暖方式，而這種方式有一些弊端。熱風采暖在它工作的過程中和散熱器系統一樣，也是一種對流換熱的方式，如要求室內溫度達16℃， 2m以下的空間也成為采暖的對象，這樣大部分的能源被浪費；再者，一個好的熱系統，必須要有相應良好的氣流組織來實現，這樣勢必又造成車間上部要有大量的通風管道，空氣處理設備占用大量的空間；另外，還有值班采暖的問題，一是夜間關閉新風管道閥門，開啟空氣處理設備，依靠室內回風解決問題，其最大的缺點就是不便於管理；二是設置單獨的值班采暖散熱器系統，全天24小時開啟，這兩種方式都會加大能耗。實踐證明，對於這類建築物，如果采用輻射采暖的形式，就能較好的滿足使用要求。任何物體在溫度高於絕對零度時，都會以電磁輻射方式向外輻射能量，由於采用的能源不同，輻射采暖可分為燃氣、燃油輻射；按溫度高低可分為低溫、中溫、高溫輻射采暖；低溫輻射采暖的表麵平均溫度較低，如高溫輻射采暖不低於450℃，而最高可達800-1000℃，按能源可分紅外燃氣輻射和燃油紅外輻射采暖。這裡重點介紹遠紅外燃氣或燃油輻射采暖系統與其它采暖系統的比較及在大型空間的應用。

二、輻射采暖與對流采暖相比具有以下一些特點：
1.采暖熱效率方麵
    對流采暖主要通過室內空氣流動傳遞熱量、因此室內采暖的衛生條件和熱效應與房間內的空氣溫度及流動速度有關，依靠室內空氣自然對流采暖時主要取決於室內空氣溫度的高低；輻射采暖的散熱量主要靠輻射方式傳播，也伴隨少量的對流散熱，因此輻射采暖的熱效應是以實感溫度作為衡量標準的（對流采暖是以室內空氣溫度為標準的）。
    實感溫度也稱為黑球溫度，它可以通過黑球溫度計來測量。也可以通過經驗公式計算得出。實測表明，在人體的合適感范圍內，全麵輻射采暖時的實感溫度可比室內環境溫度高出 2-3℃。即在相同舒適感前提下，全麵輻射采暖的室內空氣溫度可比對流采暖室內低2-3℃。在局部地區輻射采暖的環境中，輻射照度與周圍空氣溫度的對應關系見表一
    從表一可知，輻射照度和周圍空氣溫度的關系是在一定范圍內可以互補的，即在環境溫度較低時可配合較高的輻射照度，並註意使人體善感受到的輻射強度小於允許值：
表一 人體需要的輻射照度與周圍空氣溫度的關系

在環境溫度較高時可配合較低的輻射照度，兩種情況都可以產生良好的熱效應。
2．采暖的舒適方麵
    根據有關方麵的研究結果表明，人體的舒適感與人體的各種熱濕交換如對流、輻射和汗水的蒸發等有著密切的聯系。在保持人體散失總熱量一定時，適當地減少人體的輻射散熱而相應地增加一些對流散熱，就會感到更舒適。根據傳熱學理論可知，人體的輻射散熱取決於人與外界的有效輻射，人體的對流散熱則取決於空氣環境的溫度和流速。輻射采暖時，由於人體和物體表麵的溫度比對流采暖時高，使得人對外界的有效輻射減少瞭，雖然周圍的空氣溫度比對流采暖時低瞭，卻正好可以加大一些人體的對流散熱，與人體的生理要求相吻合，所以會感到舒適。另外輻射采暖室內空氣上下對流弱，空氣中含塵量少，空氣溫度分佈均勻，對改善勞動條件和保持環境衛生大有益處，可為人們提供較對流采暖更舒適而衛生的空氣環境。
3. 能源消耗方麵
    由於輻射采暖主要是以輻射形式在一定的空間裡造成足夠的輻射熱強度來維持采暖效果的，室內溫度梯度（房間工作區經上每增加1m空氣溫度升高的數值）比對流采暖時小，因而可以大大減少房屋上部的熱損失，同時，由於熱壓減小，相應的冷風滲透量也減小。又因輻射采暖時，室內計算溫度可比對流采暖時約低2-5℃，（高溫輻射可降低5-10℃）減少瞭建築物的耗熱量。一般情況下總耗熱量約減少5%-20%。
4. 使用方麵
    一般對流采暖不能滿足高大空間和一些特殊場合的局部采暖要求。采用輻射采暖可將輻射熱直接送入工作區；在一些特殊場合和露天場所，使用輻射采暖可以達到對流采暖難以實現的采暖效果，而這種采暖效果主要是靠合適的輻射照度來維持的。
    對於全麵使用輻射采暖的建築物，由於圍護結構內表麵溫度均高於室內空氣的露點溫度，可以避免圍護結構內表麵因結露潮濕而脫落，從而延長瞭建築物的使用壽命。     

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