ISO 11855-12021 建筑环境设计.嵌入式辐射供暖和制冷系统.第1部分定义符号和舒适性标准标准立项发展报告

*建筑环境设计嵌入式辐射供暖和制冷系统第1部分：定义、符号和舒适性标准标准立项发展报告EnglishTitle:StandardizationDevelopmentReport:Buildingenvironmentdesign—Embeddedradiantheatingandcoolingsystems—Part1:Definitions,symbols,andcomfortcriteria摘要本报告针对国际标准化组织（ISO）发布的ISO11855-1:2021《建筑环境设计嵌入式辐射供暖和制冷系统第1部分：定义、符号和舒适性标准》的立项与发展过程进行深入分析。随着全球对建筑节能和室内热舒适性要求的不断提高，嵌入式辐射供暖与制冷系统因其高效、节能、舒适等显著优势，在建筑领域的应用日益广泛。该标准的制定旨在统一行业术语、符号及舒适性评估准则，为系统设计、性能评估及跨区域技术交流提供共同语言。报告详细阐述了标准立项的背景，包括全球能源政策导向、绿色建筑发展需求以及现有技术标准的不足；系统回顾了标准从提案、起草、多轮技术委员会投票到最终发布的全过程；深入解析了标准核心内容，特别是对新定义、标准化符号体系及全新舒适性评价指标的界定；并重点介绍了主导修订工作的主要参与单位。最后，报告总结了该标准对提升室内环境品质、推动技术创新和促进国际贸易的深远意义，并对未来标准的修订方向及技术融合趋势进行了展望。关键词中文关键词：嵌入式辐射供暖；嵌入式辐射制冷；室内环境设计；热舒适性；ISO11855；标准符号；标准定义；建筑节能英文关键词：EmbeddedRadiantHeating;EmbeddedRadiantCooling;IndoorEnvironmentDesign;ThermalComfort;ISO11855;StandardSymbols;StandardDefinitions;BuildingEnergyEfficiency1.引言随着全球能源危机与气候变化问题日益严峻，建筑领域作为能源消耗和碳排放的主要来源，其节能减排工作成为各国关注的焦点。在此背景下，嵌入式辐射供暖和制冷系统（EmbeddedRadiantHeatingandCoolingSystems）因其能够以低温热水或高温冷水作为媒介，有效减少建筑热损失、提高冷热源设备能效、并显著提升室内热舒适性，逐渐成为绿色建筑和高性能建筑中的核心技术方案之一。然而，在实际工程应用中，由于缺乏统一的术语定义、标准化的设计符号以及客观的舒适性评价基准，导致了各方在系统设计、性能对比、技术交流及国际贸易中的诸多障碍与歧义。为应对这一技术标准化需求，国际标准化组织（ISO）下属的ISO/TC205“建筑环境设计”技术委员会启动了ISO11855系列标准的编制工作。其中，ISO11855-1:2021作为该系列标准的基础与核心，明确了整个标准体系中通用的术语、定义、符号应用规则以及核心的舒适性评价准则。这份标准不仅为后续部分（如系统设计计算、安装施工、控制方法等）奠定了严格的术语基础和理论框架，也为全球范围内的辐射式温控系统设计提供了一套权威、科学的规范性指引。本报告旨在系统梳理该标准的立项背景、制定过程、核心内容及其长远影响，为相关从业人员提供全面的专业参考。2.标准立项背景与必要性分析2.1全球能源与环境政策驱动进入21世纪以来，国际社会对建筑能效要求显著提高。《巴黎协定》及各国相继出台的“碳中和”目标，推动建筑行业向着超低能耗、近零能耗甚至零能耗方向发展。以中国为例，国家发布的《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》明确要求提升建筑围护结构性能，并推广可再生能源在建筑中的应用。嵌入式辐射系统能够更好地利用可再生能源（如地源热泵、太阳能光热），因其供回水温差小、输送能耗低的特点，与高能效热泵系统具有天然的耦合优势。ISO11855-1:2021的立项正是顺应了全球对高效、低碳建筑技术标准化的迫切呼声。2.2行业技术发展的现实需求早期，辐射供暖（如地暖）在国内已广泛应用，但辐射制冷技术（如毛细管网、冰冷辐射板）因其可能存在的结露风险，技术门槛较高，推广较为缓慢。行业内存在大量由不同企业、协会制定的企业标准或地方标准，术语定义五花八门，例如对“辐射末端”、“供冷能力”、“热舒适区”的定义存在显著差异。此外，缺乏统一的图形符号使得国际项目的设计图纸、技术手册难以实现无障碍共享。这种标准体系的不协调，严重制约了技术创新成果的快速转化和全球市场的流通。因此，迫切需要一份能够在国际上达成共识的基础标准，以统一认识，规范市场行为。2.3原有标准体系的不足在ISO11855-1发布前，虽然相关技术在欧美部分国家已有应用，但普遍缺乏系统性的国际标准。不同国家依据各自的技术规范（如德标DIN4715，美标ASHRAE手册）进行设计和评估，导致国际上对同一系统的性能评价结果差异巨大。特别是在舒适性方面，传统基于空气温度的PMV-PPD模型在面对辐射型末端时，往往无法准确反映人体在非对称辐射场中的真实热感觉。因此，ISO/TC205认识到，必须制定一套专门针对辐射系统的全新舒适性标准，以弥补原有评价方法的缺陷。ISO11855-1:2021的立项，正是为了填补这一国际标准化领域的空白。3.标准制定历程与技术演进3.1提案与启动阶段ISO11855系列标准的制定工作始于2000年代中期。国际标准化组织建筑环境设计技术委员会（ISO/TC205）汇集了来自中国、德国、美国、日本、韩国等多个国家的顶尖专家和行业代表。经过多次国际会议讨论，技术委员会一致认为，需要制定一套系统性的辐射供暖制冷标准。2008年，ISO11855-1作为该系列的第一个草案正式立项，旨在解决最基础的定义和符号问题。3.2多轮起草与修订从草案到正式发布，该标准经历了长达十余年的反复论证与修订。前期版本主要参考了欧盟EN1264标准和ASHRAE的相关研究成果。然而，随着全球应用场景的拓展，特别是亚洲地区高湿环境下辐射制冷的应用需求，原有的草案暴露出对热湿耦合处理不足的问题。例如，关于“辐射换热比例”的定义，是否包含对围护结构内表面温度的考量，以及如何量化人体对非均匀辐射场的舒适感，成为技术讨论的焦点。2011年发布的第一版ISO11855-1对核心术语进行了界定，但随着技术进步，特别是可变水温控制、相变储能材料的应用，标准在2020年进行了重大修订。3.32021版标准的重大创新与发布2021年8月4日发布的ISO11855-1:2021版本，是对第一版的全面升级。相较于旧版，2021版主要完成了以下技术突破：1.修订并扩充了术语与定义：对“嵌入式系统”、“辐射表面积”、“有效辐射温度”等术语进行了更严谨的量化定义，增加了针对不同安装类型（如楼板、墙面、顶面）的具体参数描述。2.建立了全新的标准化符号体系：统一了设计图纸中用于表示辐射末端、供回水管路、分集水器及控温元件的图形符号，消除了图纸阅读中的歧义。3.引入了最前沿的舒适性评价准则：重点将“局部热舒适”（如地板表面温度梯度、吹风感）和“室内空气品质”纳入了标准的舒适性评价范围。特别是在非对称辐射热环境下的“允许温度不对称度”给出了明确限值，这是对传统PMV-PPD指标的重要补充。最终，经过ISO成员国投票，该标准于2021年8月4日被批准发布，标准状态为“现行”。本次发布的文本为PDF加密格式，并附有相关的印刷权限限制，体现了国际标准版权保护的严格性。标准售价1286元人民币，以其技术深度和权威性而言，物有所值。4.核心内容深度解析4.1定义范畴（Definitions）ISO11855-1:2021花了大量篇幅对一系列核心概念进行了精确界定，它们是整个系统设计的基础。*嵌入式辐射供暖/制冷系统：定义为将管路、发热电缆或通风管道等热交换元件，永久地嵌入进建筑围护结构（如地面、墙面、天花板）内部或表面，以对流和辐射方式共同进行热量传递的系统。标准特别强调，辐射换热量占总换热量的比例应超过50%。这个定义严格区别于顶置式的悬挂辐射板（ISO11855-2有定义）。*辐射表面积：系统与室内环境进行热交换的固体表面面积（不包括被家具、地毯覆盖的部分）。该定义对于计算系统实际供热/供冷能力至关重要，因为它决定了单位面积的可用换热量。*设计工况（DesignConditions）：标准定义了多种典型的设计工况，包括冬季供暖标准工况（如进水35℃，回水30℃，空气温度20℃）和夏季供冷工况（如进水16℃，回水19℃，空气温度26℃，相对湿度55%）。这标志着为用户提供了统一的设计基准。*主动与被动表面：标准首次明确区分了“主动辐射表面”（systemactivesurface，即嵌入管路的面积）与“被动表面”（passivesurface，未嵌入管路的裸露结构表面），用于精确计算房间净辐射换热场。4.2符号体系（Symbols）标准的第二章详细规定了各种工程符号。*系统类型符号：定义了如`RHF`（辐射供暖）、`RCF`（辐射供冷）、`RRH`（制冷+供暖）的简写。*物理量符号：统一了`q`（面积热流量）、`θ`（温度）、`φ`（热流密度）、`α`（换热系数）、`ε`（发射率）等物理量的单位与标示方法。例如，`θ<sub>r</sub>`代表室内空气温度，`θ<sub>op</sub>`代表运行温度。4.3舒适性标准（ComfortCriteria）这是本标准的精髓所在。它不仅规定了整体的热舒适性，更针对辐射系统的特性制定了专门的指标。*整体热舒适：整合了ISO7730（热舒适）标准，但结合辐射系统特性进行了再定义。强调应以“运行温度”（`θ<sub>op</sub>`，即辐射温度与空气温度的加权平均值）作为控制室内热环境舒适度的核心参数，而非单一的空气温度。*非对称辐射温度（DRT）：标准明确规定了人体头部和脚踝处的温度不对称度（例如，顶面与底面之间的温差，墙面与中轴线温差）应低于10K。这一指标对于预防“头热脚冷”或“局部过冷”现象具有直接的工程指导价值。*表面温度限制：针对地面辐射供暖，规定地面表面温度不得超过29℃（长时间站立/坐姿办公室区域）或35℃（用于无家具的浴室等边缘区域）。针对辐射制冷，为防止结露，规定表面温度必须始终高于室内空气的露点温度，并提出了采用露点传感器配合控制逻辑的要求。*气流与空气质量：虽然辐射系统的主要传热方式是辐射，但标准也考虑了由于辐射表面造成的微小对流气流对舒适度的影响，对供冷时可能的“吹风感”进行了限制。5.主要参与单位与机构（ISO/TC205及其核心成员）ISO11855-1:2021标准的制定和修订，离不开以ISO/TC205“建筑环境设计”技术委员会为核心的全球顶级技术力量。该技术委员会囊括了来自全球30多个国家的建筑环境设计领域的权威机构、科研院所、行业领军企业及政府监管部门。核心参与机构介绍：国际标准化组织/建筑环境设计技术委员会（ISO/TC205）作为该标准的直接主导单位，ISO/TC205是一个高度专业的国际标准化技术委员会，其秘书处早期由美国国家标准协会（ANSI）承担，现由多个国家轮流或联合承担。该委员会的工作范围涵盖所有与建筑室内环境相关的设计标准，包括热舒适性、空气质量、声学环境及照明。在ISO11855系列标准的制定中，ISO/TC205组建了专门的WG4工作组，专门负责嵌入式辐射系统的标准化工作。该工作组汇聚了以下领域的核心专家：*科研与学术力量：来自德国亚琛工业大学（RWTHAachen）、芬兰阿尔托大学（AaltoUniversity）等顶尖学府的教授，他们是辐射换热理论和热舒适性研究的先驱，为标准的理论基础提供了坚实的学术支撑。*行业协会与测试实验室：如德国建筑空调系统协会（FGK）、美国制冷与空调工程师协会（ASHRAE）。这些协会提供了丰富的工程实践数据和大量的测试案例，验证了标准在真实环境中的适用性。*跨国企业力量：包括欧洲著名的暖通空调系统供应商（如丹佛斯Danfoss、威文Uponor、皮尔磁Pilz等）以及来自中国的领先制造商。企业提供了最新的产品设计参数、施工工艺以及成本效益数据，确保了标准在产业端具有强可操作性。*中国力量的崛起：近年来，中国建筑科学研究院有限公司（CABR）和中国标准化研究院等机构积极参与到标准的修订工作中。中国专家在推动将高湿度地区辐射制冷防结露策略纳入标准方面发挥了关键作用，体现了该标准在全球范围内的适用性和包容性。ISO/TC205的工作模式严谨且高效。标准草案需经历“工作草案（WD）”、“委员会草案（CD）”、“国际标准草案（DIS）”、“最终国际标准草案（FDIS）”及最终投票五个阶段。每个阶段都需由成员国对口的技术专家提供书面评论，工作组主席需协调各方意见，组织多次国际会议进行审议，直至达成共识。ISO11855-1:2021的最终发布，是这数百位来自产、学、研各界的专家历时多年辛勤工作的结晶。6.结论与展望ISO11855-1:2021《建筑环境设计嵌入式辐射供暖和制冷系统第1部分：定义、符号和舒适性标准》的发布，不仅是辐射供暖制冷技术领域标准化的一次重大里程碑，更是全球建筑节能与人居环境提升事业中的一项关键基础性成果。该标准通过统一全球的专业语言、确立科学的设计基准、引入先进的舒适性评价模型，极大地降低了跨