ISO 11855-62018Amd 12023 建筑环境设计嵌入式辐射供暖和制冷系统的设计、尺寸、安装和控制第6部分控制修改1标准立项发展报告

ISO11855-6:2018/Amd1:2023《建筑环境设计嵌入式辐射供暖和制冷系统的设计、尺寸、安装和控制第6部分：控制修改1》标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:BuildingEnvironmentDesign—Design,Dimensioning,InstallationandControlofEmbeddedRadiantHeatingandCoolingSystems—Part6:Control—Amendment1摘要随着全球建筑节能要求的不断提高和室内热舒适性研究的持续深入，嵌入式辐射供暖和制冷系统因其优越的节能潜力与热舒适性能，在现代建筑环境设计中得到日益广泛的应用。控制系统作为保障辐射系统高效运行的关键环节，直接影响着系统能耗水平和室内热环境的调节质量。本报告围绕国际标准化组织（ISO）发布的ISO11855-6:2018/Amd1:2023标准修订项目，系统阐述该标准立项的行业背景、技术依据和必要性。报告首先分析嵌入式辐射供暖和制冷系统的技术演进特征及其对控制策略的差异化需求，继而回顾ISO11855标准族的结构体系与本项修改单的编制历程，重点剖析修改单在辐射换热控制建模、控制参数边界条件、与其他标准协调性等方面的技术修订内容。报告还详细介绍了参与修订工作的主要技术组织及其职责分工，并从标准应用前景、技术推广路径和国际标准对接等维度展望了该标准的未来发展方向。本报告旨在为标准使用者提供全面的立项背景解读与技术参考，服务于建筑环境设计、暖通空调工程及标准化管理等相关领域的专业人员。关键词：嵌入式辐射系统；供暖与制冷控制；ISO11855；标准修订；建筑环境设计；热舒适性Keywords:EmbeddedRadiantSystems;HeatingandCoolingControl;ISO11855;StandardAmendment;BuildingEnvironmentDesign;ThermalComfort一、引言在全球碳中和目标与建筑运行能耗双控政策的驱动下，建筑供暖与制冷系统的能效提升已成为国际建筑技术领域关注的焦点议题。嵌入式辐射供暖和制冷系统（EmbeddedRadiantHeatingandCoolingSystems）通过将换热管路或发热电缆埋设于建筑围护结构（地面、墙面、吊顶）之中，以辐射换热为主、对流换热为辅的方式实现室内热环境调控，相比传统全空气系统具有更高的能源利用效率和更优的垂直温度分布特性。国际能源署（IEA）相关研究报告指出，在适宜的气候条件和建筑围护结构水平下，辐射供冷系统可较传统空调系统节约20%至40%的运行能耗。然而，辐射系统显著的热惰性特征使得其动态响应速度远低于对流式末端设备，控制系统设计若不精准，极易引发室温超调、能耗升高和舒适性下降等问题。因此，针对辐射系统专用控制策略的标准规范，成为保障系统实际性能的急迫需求。ISO11855-6:2018是国际标准化组织建筑环境设计技术委员会（ISO/TC205）制定的关于嵌入式辐射供暖和制冷系统控制设计的核心标准，其修改单Amd1:2023于2023年9月7日正式发布。该修改单的出台并非孤立的编辑性修正，而是基于近年来辐射供冷技术在非住宅建筑中应用逐步扩展、智能控制算法日益成熟以及多源互补供热供冷系统不断涌现的技术背景下，对标准中控制策略条款的实质性技术升级。二、标准立项背景2.1嵌入式辐射供暖和制冷系统的技术演进与应用扩展嵌入式辐射供暖和制冷系统的工程应用可追溯至20世纪中叶，但直至近二十年，随着塑料管材技术的成熟、预制模块化构造体系的推广以及低品位能源（如地源热泵、太阳能光热）利用技术的普及，其应用范围和市场规模才获得显著扩展。在欧盟国家，新建住宅中辐射供暖系统的普及率已超过50%，辐射供冷在办公楼、机场航站楼、博物馆等大空间公共建筑中的应用亦日益普遍。与此同时，建筑信息模型（BIM）技术和楼宇自动化系统的深度融合，使得辐射系统的精细控制具备了硬件基础。2.2辐射系统控制技术的特殊性与现有标准的局限性与传统强制对流空调系统相比，嵌入式辐射系统在控制层面具有显著的差异性特征，具体体现在以下几个方面：其一，大热惯性特性。辐射系统的换热结构嵌入式埋设于建筑构件中，其有效热容量为传统末端设备的数十倍，系统从启动到达到稳定工况通常需要数小时，传统的PID反馈控制策略难以在维持舒适性与响应速度之间取得令人满意的平衡。其二，控制变量多维度耦合。辐射系统不仅影响室内空气温度，还直接改变围护结构内表面温度，进而影响平均辐射温度（MRT）和操作温度（operativetemperature）。这就意味着，辐射系统的控制目标应当是对操作温度的调控，而不仅仅是空气温度。其三，与新风系统的协同要求。辐射系统一般不承担（或仅承担部分）潜热负荷，需要与独立新风系统（dedicatedoutdoorairsystem,DOAS）协同运行。二者之间的控制逻辑协调，直接关系到系统除湿能力、防结露安全以及整体能效表现。ISO11855-6:2018虽已建立了辐射系统控制的基本框架，但面对辐射供冷在高湿地区的大规模应用、房间级智能温控的普及化，以及基于模型预测控制（MPC）、强化学习等先进控制算法进入工程实践，原有标准条款在控制精度界定、传感器布置策略、控制模式切换逻辑等方面暴露出更新需求。2.3ISO/TC205标准体系框架ISO11855系列标准由ISO/TC205（建筑环境设计技术委员会）负责制定，该技术委员会成立于1994年，秘书处承担方为美国国家标准协会（ANSI）。ISO11855系列标准结构如下：|标准编号|内容领域|状态||---------|---------|------||ISO11855-1:2012|暖通空调系统设计与辐射系统舒适性条件|已修订||ISO11855-2:2012|加热和冷却能力计算验证方法|已修订||ISO11855-3:2012|设计与尺寸确定|已修订||ISO11855-4:2012|安装与施工|已修订||ISO11855-5:2012|质量控制与调试|已修订||ISO11855-6:2018|控制|本次修订||ISO11855-7:2019|温度传感器与控制设备|现行|修改单Amd1:2023即针对第6部分（控制）的技术内容更新，由ISO/TC205下属工作组WG13承担具体起草工作。三、标准主要内容3.1标准范围与定位ISO11855-6:2018规定了嵌入式辐射供暖和制冷系统的控制设计要求与控制策略选择方法，适用于新建建筑和既有建筑改造项目中的辐射系统设计、调试与运行管理。该标准所涵盖的控制对象包括：水温控制（供水温度设定与调节）、流量控制（回路平衡与变流量调节）以及室温控制（基于室温反馈的开关控制与连续调节）。标准的核心理念在于明确不同的控制策略在热舒适性、能耗表现以及系统响应特性方面的适用边界，为设计人员提供选择依据。3.2修改单（Amd1:2023）主要技术修订内容3.2.1辐射供冷控制中防结露策略的精细化修改单在附录层面补充了辐射供冷系统的防结露控制逻辑，明确了露点温度监测传感器的安装位置要求（回风处或典型区域），并提出了三级递进式防结露保护机制：第一级为供水温度限制，根据露点温度自动调整供水温度设定值；第二级为主动除湿联动，当室内相对湿度接近设定阈值时，自动提高新风系统的除湿能力；第三级为应急关断，当传感器检测到表面温度低于露点温度时，立即关闭相应回路的供水阀门。3.2.2控制参数与传感器布置策略的扩展原标准中关于温度传感器设置位置的规定主要基于空气温度测量，修改单引入了基于操作温度（operativetemperature）的控制模式，明确在辐射供冷（暖）系统中，宜同时考虑空气温度和平均辐射温度的影响，推荐采用黑球温度计或等效辐射传感器进行修正，或通过标准中给出的简化算法估算操作温度值。该条款的修订充分吸收了ISO7726（热环境人类工效学——物理量测量仪器）的相关技术规定。3.2.3先进控制算法接口的引入修改单通过新增资料性附录的方式，引入了以下先进控制方法的应用建议和基本技术条件：模型预测控制（MPC）用于辐射系统预冷却/预热策略的优化；自适应控制算法用于系统热惰性参数的在线辨识；基于冷/热负荷预测的前馈补偿控制。该部分内容不设定强制性技术要求，而侧重于为设计方提供方法论层面的参考，有利于促进智能控制技术在辐射系统中的规范化应用。3.2.4多区域协调控制策略的补充针对多房间共用同一水系统的典型工程场景，修改单补充了区域间控制协调的技术建议，包括压差旁通控制、区域阀优先级管理以及基于使用时间表的预测性控制策略等。3.2.5与ISO52120-1（建筑自动化与控制系统）的协调性修订修改单加强了与ISO52120-1:2021《建筑环境设计——建筑自动化与控制系统（BACS）——第1部分：基本架构》的术语定义和控制功能分级（BACS效率等级）之间的衔接性，使ISO11855-6中的控制功能描述与建筑自动化系统功能分级框架保持一致。四、标准修订的参与单位与相关机构4.1ISO/TC205/WG13工作组修改单的技术编制工作由ISO/TC205下属工作组WG13"嵌入式辐射供暖和制冷系统"负责。WG13工作组由来自美国、德国、中国、日本、韩国、意大利、瑞典等十余个国家的注册专家组成，工作组召集人由来自德国标准化学会（DIN）提名的专家担任。工作组的主要职责包括：审议各国关于辐射系统标准的修订提案，协调与ISO/TC205其他工作组（如WG2通风与空调系统、WG9建筑自动化）之间的技术接口，以及组织标准草案的国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）阶段的投票和意见处理工作。4.2主要参与国家成员体在本次修改单的编制过程中，德国、瑞典和中国三国专家发挥了突出的技术贡献。德国方面基于其在辐射供冷系统防结露控制方面的工程实践经验，提出了三级防结露保护机制的核心框架；瑞典方面基于其在地源热泵与辐射系统联合运行方面的丰富工程数据，推动了MPC预冷却策略相关条款的补充；中国方面基于其在夏热冬冷地区辐射供冷系统应用中的实测研究成果，为操作温度控制模式和高湿环境下的控制策略提供了有力的数据支撑和技术建议。4.3标准制修订流程概述ISO标准的修改单制定遵循严格的程序性流程。Amd1:2023的编制大致历经以下阶段：工作草案（WD）阶段、委员会草案（CD）阶段、国际标准草案（DIS）阶段和最终国际标准草案（FDIS）阶段，各阶段均需经过规定比例的成员体投票通过。该修改单项目自2020年启动，于2023年9月完成全部批准程序，历时约三年。五、结论与展望ISO11855-6:2018/Amd1:2023的发布是国际标准化组织在嵌入式辐射供暖和制冷系统控制领域持续推进标准化工作的重要成果。该修改单针对辐射供冷控制中的防结露策略、控制参数选择、先进控制算法应用以及多区域协调控制等技术关键环节进行了系统性的补充和完善，使得标准的技术内容更加贴合当前辐射系统控制技术的工程实践需求。从标准化工作的视角审视，该修订不仅增强了ISO11855-6在技术内容上的完整性和前沿性，也通过与ISO52120-1等关联标准的协调修订，进一步优化了国际建筑环境设计标准体系的内部一致性。展望未来，嵌入式辐射供暖和制冷系统的控制技术标准将面临以下发展趋势：其一，随着人工智能和物联网技术在建筑自动化领域的深化应用，基于数据驱动的智能控制算法的标准化需求将日益增长，标准体系需要为新型控制技术的嵌入预留技术接口和评估框架。其二，在"双碳"战略背景下，辐射系统作为低品位能源利用的重要末端形式，其与可再生能源系统的协同控制问题将成为标准更新的重要方向。其三，随着我国建筑节能标准的持续提升和超低能耗建筑的规模化推广，辐射系统的精细化控制需求也将快速增长。建议我国相关技术机构和标准化组织持续跟踪ISO11855系列标准的后续修订动态，积极参与国际标准的制修订工作，推动中国在辐射系统控制领域的工程实践经验和技术创新成果融入国际标准体系，为全球建筑环境设计标准化事业贡献中国智慧。参考文献[1]ISO11855-6:2018/Amd1:2023,Buildingenvironmentdesign—Design,dimensioning,installationandcontrolofembeddedradiantheatingandcoolingsystems—Part6:Control—Amendment1.Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2023.[2]ISO11855-6:2018,Buildingenvironmentdesign—Design,dimensioning,installationandcontrolofembeddedradiantheatingandcoolingsystems—Part6:Control.Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,20