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立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:BuildingEnvironmentDesign—EmbeddedRadiantHeatingandCoolingSystems—Part1:Definitions,Symbols,andComfortCriteria摘要随着建筑节能与室内热舒适要求的持续提升，嵌入式辐射供暖和制冷系统因其高效、舒适、节能及良好的空间集成能力，已成为现代建筑环境设计的重要技术方向。为统一该领域的技术术语、图形符号及舒适性评价准则，国际标准化组织（ISO）制定并发布了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》。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容及其在建筑设计、工程施工、系统验收和运行维护等环节中的适用价值，重点解析了标准中关于辐射供暖/制冷系统定义、符号体系及热舒适评价指标（包括操作温度、不对称辐射温度、地板表面温度限值等）的规范化要求，并从国际标准化工作协调、低碳建筑发展需求及技术标准对产业生态的引导作用等视角，对标准的发展前景进行了展望。本报告旨在为标准使用者提供权威、系统的技术指引，为后续各部分的实施提供统一的基础支撑。关键词：嵌入式辐射系统；辐射供暖；辐射制冷；建筑环境设计；舒适性标准；国际标准；ISO11855Keywords:Embeddedradiantsystem;Radiantheating;Radiantcooling;Buildingenvironmentdesign;Comfortcriteria;Internationalstandard;ISO118551引言随着全球建筑能耗持续攀升及“双碳”目标的深入推进，建筑供暖与制冷系统的能效优化已成为建筑节能领域的关键课题。传统对流式供暖/制冷系统在热舒适性和能耗效率方面存在一定局限性，而嵌入式辐射供暖和制冷系统——即将加热或冷却管道（或发热电缆）嵌入建筑围护结构（如地板、墙体、吊顶）中的系统形式——凭借其优越的热舒适性能、良好的能源适配性（可充分利用低温热源与高温冷源）以及对室内空间的零占用等显著优势，在现代建筑中得到了日益广泛的应用。然而，与常规暖通空调系统相比，辐射系统的设计计算、施工安装、性能测试与运行控制更为复杂，涉及的参数更多、变量更广。在国际贸易和技术交流日趋频繁的背景下，不同国家和地区在该领域的技术定义、符号表达和舒适性判定方法上存在显著差异，成为制约技术推广和产业发展的瓶颈。因此，制定统一的国际标准，建立共同的术语基础和评价准则，已成为国际标准化组织建筑环境设计领域的重要任务。ISO11855系列标准正是在这一背景下应运而生。作为该系列的第一部分，ISO11855-1:2021致力于为整个标准体系提供统一的术语定义、工程图形符号以及热舒适性评价准则，为后续各部分在具体设计方法、计算程序和试验规程等方面的规定奠定基础。2标准编制背景2.1国际技术背景与产业发展需求辐射供暖和制冷技术的工程应用可追溯至二十世纪初期。早期系统多采用金属管道埋置于地面或顶板中，通过热水或蒸汽进行供暖。二十世纪中叶以后，随着塑料管材技术的成熟，交联聚乙烯管（PE-X）、聚丁烯管（PB）和聚丙烯管（PP-R）等塑料管道逐步替代金属管道，大幅降低了系统成本和施工难度，推动了辐射供暖在住宅和公共建筑中的大规模应用。进入二十一世纪，辐射制冷技术受到越来越多的关注。研究表明，辐射制冷系统在供冷工况下不仅能够提供较高的热舒适水平，还可以有效利用高温冷源（如地下水、冷却塔供冷、地源热泵等），从而显著降低系统运行能耗。同时，辐射系统与可再生能源系统（如太阳能集热器、空气源热泵）的良好兼容性，使其在低碳建筑及近零能耗建筑中扮演着不可替代的角色。然而，辐射供暖与制冷系统的设计不同于传统全空气系统，它涉及热工计算、热舒适分析、水力平衡、结构构造及自动控制等多个维度。设计人员所依赖的定义、符号、计算方法等如果缺乏统一的依据，将直接影响系统的性能表现和工程质量。因此，建立完善的国际标准体系，是保障技术健康发展的必要条件。2.2国内外相关标准化进展在ISO11855系列标准发布之前，多个国家和地区已在该领域制定了各自的区域性标准和行业规范。欧洲标准化委员会（CEN）发布的EN1264系列标准是辐射供暖/供冷领域影响最广泛的技术文件之一，为水媒辐射系统的设计、尺寸确定和安装提供了系统的技术规范。德国工业标准DIN4725和DINEN1264亦对辐射供暖系统的设计和试验方法作了详细规定。美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE）在其手册和相关标准中对辐射供暖/制冷系统的设计提供了指导性内容。在中国，住房和城乡建设部先后发布了《辐射供暖供冷技术规程》（JGJ142）等标准，为国内辐射供暖系统的工程应用提供了依据。然而，上述标准之间存在术语定义不统一、符号表达不一致、舒适性评价方法各异等问题，难以满足日益增长的国际工程合作和技术交流需求。为此，ISO/TC205（建筑环境设计技术委员会）于2008年前后启动了ISO11855系列标准的编制工作，旨在统筹协调各国在该领域的技术成果和工程经验，形成一套具有广泛适用性和权威性的国际标准。2.3ISO11855系列标准的结构体系ISO11855系列标准自发布以来，在结构和内容上经历了重要的修订和整合。2021年发布的新版ISO11855系列标准包括以下六个部分：-ISO11855-1:2021：定义符号和舒适性标准；-ISO11855-2:2021：地板、顶板和墙面的供暖及供冷设计；-ISO11855-3:2021：系统设计与尺寸计算；-ISO11855-4:2021：嵌入式系统的尺寸计算与安装；-ISO11855-5:2021：安装；-ISO11855-6:2018：控制。各组成部分互为依托、彼此衔接，形成了一套从基础定义、设计方法到施工安装和运行控制的完整技术体系。其中，第一部分为整个系列提供了统一的术语定义、符号系统和舒适性评价框架，具有基础和纲领性的作用。3标准主要内容解析ISO11855-1:2021作为ISO11855系列的基础性文件，其核心内容涵盖以下三个方面：系统术语与定义、图形符号体系、以及舒适性评价标准。3.1术语与定义标准对嵌入式辐射供暖和制冷系统相关的核心术语进行了系统性的规范化定义，主要包括以下几类：（1）系统类型名称：标准明确了“嵌入式辐射供暖系统”（embeddedradiantheatingsystem）、“嵌入式辐射供冷系统”（embeddedradiantcoolingsystem）、“辐射供暖和制冷复合系统”（combinedradiantheatingandcoolingsystem）等基本概念。同时，根据换热元件所在位置的不同，区分了“地板辐射系统”（floorradiantsystem）、“天花板辐射系统”（ceilingradiantsystem）和“墙面辐射系统”（wallradiantsystem）等具体类型。（2）构配件术语：标准定义了辐射系统中的关键构件名称，如“传热管”（heattransferpipe）、“发热电缆”（heatingcable）、“均热层”（thermaldiffusionlayer）、“绝热层”（thermalinsulationlayer）、“表面层”（surfacelayer）等。这些术语的统一为后续各部分的工程应用奠定了基础。（3）热工参数术语：标准对系统设计和评价所涉及的关键热工参数给出了规范定义，包括“设计热负荷”（designheatingload）、“设计冷负荷”（designcoolingload）、“平均表面温度”（averagesurfacetemperature）、“表面温度不均匀度”（surfacetemperaturenon-uniformity）、“辐射热传递比例”（radiantheattransferfraction）等。（4）控制相关术语：标准还定义了与辐射系统自动控制相关的基本术语，如“控制回路”（controlloop）、“设定点”（set-point）、“时间常数”（timeconstant）等。在术语定义过程中，ISO11855-1:2021充分参照并协调了EN1264、ISO7345（热绝缘）、ISO7730（热舒适）等国际标准中的既有定义，力求术语体系的兼容性和一致性。3.2图形符号体系标准建立了一套适用于辐射供暖和制冷系统工程图纸和设计文件的标准图形符号体系，以解决工程设计过程中符号使用不统一的问题。该符号体系涵盖以下类别：（1）管道符号：区分不同介质类型（供水管、回水管）和不同功能（供暖管、供冷管）的线型和符号表达方式；（2）设备与组件符号：包括分集水器、温度控制阀、排气装置、热量表等系统组件的符号标注方法；（3）构造示意符号：用于表示辐射表面的构造层次（如面层、找平层、加热管/冷却管、绝热层、结构层等）的图示表达方式。这些符号的规范化有助于设计文件的准确沟通与解读，降低了因符号使用不一致所导致的设计错误和施工偏差风险。3.3舒适性评价标准系统的热舒适性评价是ISO11855-1:2021的核心内容之一。标准依据人体热平衡理论和热舒适研究成果，提出了辐射供暖/供冷系统的舒适性评价指标与限值要求。（1）操作温度（operativetemperature）：标准明确以操作温度作为辐射供暖/供冷系统室内热环境的首要评价指标。操作温度综合反映了空气温度与平均辐射温度的耦合效应对人体热感觉的影响，是辐射系统热环境评价中更为科学的指标。（2）垂直空气温度差值：标准规定了室内垂直方向（如0.1m至1.1m高度区间）空气温度差的允许范围，以避免因垂直温度梯度引起的局部热不适。（3）不对称辐射温度（radianttemperatureasymmetry）：标准对地板、顶板及墙面等不同表面的不对称辐射温度给出了明确限值。研究表明，过大的辐射不对称度会导致明显的不适感，即使整体热环境满足舒适条件。（4）地板表面温度限值：标准对地板辐射供暖系统的表面温度上限进行了规定，以兼顾热舒适和人体安全。标准同时给出了地板表面温度允许波动范围，以防止因温度波动引起的脚部不适。（5）接触温度（contacttemperature）：针对人员可能直接接触的辐射表面，标准引入了接触温度的概念并给出了相应限值要求，以避免烫伤或过冷刺激等风险。3.4标准的主要特点ISO11855-1:2021在技术内容上呈现以下几个突出特点：（1）与系列标准的有机衔接：本部分为系列标准提供了统一的定义和舒适性框架，与ISO11855-2至ISO11855-6各部分的条款规定形成了良好的技术衔接。（2）数值限值基于实证研究：标准中相关舒适性指标的限值严格参照了国际相关研究成果和数据，经过严谨的推导和论证，体现了科学性和实证性。（3）兼顾不同气候和建筑类型：标准充分考虑了不同气候条件和建筑功能类型的适用性，具有广泛的适用空间。4标准适用性与应用4.1适用范围ISO11855-1:2021适用于建筑物中嵌入式辐射供暖和制冷系统的规划、设计、安装和运行管理，覆盖住宅、办公、商业、教育、医疗等多种建筑类型。标准主要面向采用水媒（热水/冷水）作为传热介质的嵌入式辐射系统，同时对电加热式辐射系统也提供了必要的参照。4.2实际应用价值（1）设计阶段：标准为建筑暖通设计人员提供了统一的技术术语和舒适性设计要求，有助于在方案设计阶段科学确定系统形式、合理设定设计参数。（2）产品开发与制造：标准中的术语和定义可作为辐射供暖/供冷相关产品技术规格书编写、产品检测和性能评估的共同语言，促进产品质量提升和技术创新。（3）施工与验收：图形符号的统一为施工图纸的理解和实施提供了保障，有助于减少施工错误、提高工程质量。（4）运行控制与评价：舒适性评价指标为系统运行效果的评估和优化控制提供了科学依据。4.3主要参编单位介绍ISO11855-1:2021的编制工作由国际标准化组织建筑环境设计技术委员会下设的工作组组织推进，多国的标准化机构和行业专家深度参与。在此重点介绍在该标准制定中发挥重要作用的主要参与单位之一——德国标准化协会（DIN）及其下属相关委员会。德国在辐射供暖和制冷技术领域具有深厚的技术积淀和产业基础。早在二十世纪中叶，德国就已开展辐射供暖系统的工程应用和标准化研究。德国标准化协会作为国际标准化组织的创始成员之一，长期深度参与ISO/TC205技术委员会的各项工作。在ISO11855系列标准的编制过程中，DIN派出多名资深专家参与工作组的技术研讨和草案编写工作，将德国在辐射供暖/供冷领域成熟的工程经验和标准化成果（如DINEN1264系列标准的核心技术内容）积极融入国际标准的制定中。特别是在辐射系统热工计算模型、舒适性评价指标和边界条件设定等方面，德国专家的技术方案对标准的最终形成产生了重要影响。此外，德国Fraunhofer建筑物理研究所（IBP）等科研机构也在相关基础研究中提供了大量实验数据和理论支撑，为ISO11855-1:2021中舒适性标准条文的科学性提供了有力保障。DIN及其合作机构在TC205框架下的工作实践，充分体现了本国先进技术标准与国际标准之间的良性互动，是国际标准制定中多边协调与技术支持的成功范例。5结论与展望5.1结论ISO11855-1:2021作为嵌入式辐射供暖和制冷系统国际标准体系的基础性文件，系统性地解决了该领域长期存在的术语定义不统一、图形符号表达不一致、舒适性评价标准各异等制约技术交流与产业发展的关键问题。标准在广泛吸收各国先进技术成果和工程经验的基础上，建立了科学、完备且具有可操作性的术语体系与舒适性评价框架，为ISO11855系列标准的整体推进和工程应用提供了坚实的技术支撑。该标准的贯彻实施对于提升辐射供暖/供冷系统的设计质量、保障室内热舒适水平、促进节能降碳目标的实现具有重要意义。同时，标准的国际性特征也在促进各国标准间的协调与融合、消除技术贸易壁垒等方面发挥着独特的推动作用。5.2展望随着建筑节能标准不断提高以及低碳、零碳建筑技术的持续推进，辐射供暖和制冷技术将迎来更广阔的应用前景。未来的标准化工作可在以下几个方向进一步深化：（1）与智能控制技术的深度融合：随着物联网、人工智能和数字孪生等技术在建筑能源管理中的广泛应用，辐射系统的智能控制已成为重要趋势。未来标准应进一步完善与智能控制相关的接口规范和控制策略。（2）与可再生能源系统的协同标准化：辐射系统与热泵、太阳能等可再生能源系统的集成应用日趋普遍，相关系统集成设计和性能评价标准的制定值得关注。（3）既有建筑改造的适用性指引：随着既有建筑节能改造需求的增加，辐射系统在低净空、低承载等限制条件下的加装改造技术标准将成为重要的发展方向。（4）性能评价与碳排放核算的衔接：在“双碳”目标背景下，将辐射系统的能耗性能和碳排放指标纳入统一的评价框架，是一个值得探索的方向。参考文献[1]ISO11855-1:2021,Buildingenvironmentdesign—Embeddedradiantheatingandcoolingsystems—Part1:Definitions,symbols,andcomfortcriteria.Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2021.[2]ISO11855-2:2021,Buildingenvironmentdesign—Embeddedradiantheatingandcoolingsystems—Part2:Designoffloor,ceilingandwallheatingandcooling.[3]ISO11855-3:2021,Buildingenvironmentdesign—Embeddedradiantheatingandcoolingsystems—Part3:Systemdesignan