DIN EN ISO 11855-4-2026 建筑环境设计 嵌入式辐射供暖供冷系统 第4部分：热活性建筑系统（TABS）动态供暖供冷能力的设计与计算 标准立项发展报告

DINENISO11855-4-2026建筑环境设计嵌入式辐射供暖供冷系统第4部分：热活性建筑系统（TABS）动态供暖供冷能力的设计与计算标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Buildingenvironmentdesign-Embeddedradiantheatingandcoolingsystems-Part4:DimensioningandcalculationofthedynamicheatingandcoolingcapacityofThermoActiveBuildingSystems(TABS)摘要随着建筑节能与碳中和目标的深入推进，辐射供暖供冷系统因其高舒适性和低能耗特性，在现代建筑环境设计中得到日益广泛的应用。热活性建筑系统（ThermoActiveBuildingSystems,TABS）通过将水管嵌入建筑结构体实现高效热存储与释放，但其动态热工特性的复杂性对设计计算方法提出了较高要求。本报告基于DINENISO11855-4-2026标准，系统分析该标准在TABS动态供暖供冷能力设计与计算方面的技术内容，重点阐述显热容量分析方法、TABS时间常数确定方法以及动态热工特性计算公式。该标准作为ISO11855-4:2021及其修正案A1:2023的德国采纳版本，整合了国际最新研究成果，并将于2026年5月1日正式实施，替代现行版本，对规范TABS设计流程、提升系统能效水平、促进国际技术对标具有重要意义。本报告还介绍了DIN在标准制修订过程中的组织协调与技术审查机制，并展望了该标准在数字化设计、智能运维等前沿领域的应用前景。关键词：辐射供暖供冷系统；热活性建筑系统（TABS）；动态热工计算；显热容量；时间常数；DINENISO11855-4；标准修订；建筑节能Keywords:Radiantheatingandcoolingsystems;ThermoActiveBuildingSystems(TABS);Dynamicthermalcalculation;Sensibleheatcapacity;Timeconstant;DINENISO11855-4;Standardrevision;Buildingenergyefficiency一、引言建筑环境设计领域的标准化工作直接关系到建筑能耗水平、室内环境质量以及碳排放目标的实现。据国际能源署（IEA）统计，建筑运行阶段能耗约占全球终端能耗的30%，其中供暖、通风与空调（HVAC）系统能耗占比超过一半。在"双碳"战略背景下，如何降低暖通空调系统能耗成为建筑领域亟需解决的核心问题。辐射供暖供冷系统以水为热媒，通过天棚、墙面或地面等建筑围护结构表面与室内环境进行热交换，具有温度分布均匀、噪声低、无吹风感、可利用低温热源等显著优势。其中，热活性建筑系统（TABS）将管道直接埋置于混凝土楼板或墙体内部，充分利用建筑结构体的热存储能力实现能量的削峰填谷，在保证室内热舒适的同时大幅降低系统装机容量和运行费用。然而，TABS的动态热工特性受建筑结构热物理参数、管内水温和流速、室内热扰等多因素耦合影响，其设计计算远较常规供暖供冷系统复杂，亟需统一、可靠的标准方法予以规范。在此背景下，DINENISO11855-4-2026《建筑环境设计嵌入式辐射供暖供冷系统第4部分：热活性建筑系统（TABS）动态供暖供冷能力的设计与计算》将于2026年5月1日正式实施。该标准不仅纳入了ISO11855-4:2021的技术内容，同时整合了修正案A1:2023的最新修订成果，为TABS系统的动态设计与性能评估提供了权威技术依据。二、标准立项背景与制修订过程2.1国际标准化历程辐射供暖供冷系统的国际标准化工作可追溯至21世纪初。随着该技术在欧洲及亚洲国家的规模化应用，各国对统一设计方法的需求日益迫切。ISO技术委员会ISO/TC205（建筑环境设计）于2012年首次发布ISO11855系列标准，涵盖辐射供暖供冷系统的设计、计算、安装与测试等内容。其中，第4部分专门针对TABS的动态热工特性计算方法进行规定，为设计人员提供了基于热网络模型和频域响应方法的计算框架。随着研究的深入和实践经验的积累，ISO/TC205于2021年完成对ISO11855-4的首次系统修订，发布了ISO11855-4:2021，在原有基础上补充了更精确的时间常数计算方法，并对显热容量分析模型进行了优化。2023年，ISO再次发布修正案A1:2023，进一步澄清了特定边界条件下计算参数取值，并补充了工程简化计算方法的适用范围。这一系列修订过程充分反映了TABS设计方法从经验法向精细化数值计算的演进趋势。2.2德国标准采纳机制作为欧洲标准化体系的重要组成部分，德国在ISO标准向欧盟及国家层面转化过程中扮演着关键角色。根据德国标准化协会（DIN）的工作规程，ISO标准在发布后需经CEN（欧洲标准化委员会）并行表决程序，通过后以ENISO标准形式在欧洲范围内发布，最终由DIN在三个月内完成国家标准的采纳工作，并对外公示标准草案以供公众评议。这一"ISO-CEN-DIN"三级转化机制确保了国际标准在德国国内的有效实施，同时兼顾了德国本土技术实践的衔接需求。DINENISO11855-4-2026即是在上述机制下，经由DIN建筑与土木工程标准委员会（NABau）下属的供暖、通风与空调技术分委员会组织专家评审后完成采纳的。标准文本完全等同采用ISO11855-4:2021及其修正案A1:2023的技术内容，未作任何国家偏差（nationaldeviation）修改，体现了德国对国际标准最大程度协调一致的立场。三、标准主要技术内容解析3.1适用范围与基本概念DINENISO11855-4-2026规定了热活性建筑系统（TABS）动态供暖供冷能力的设计计算方法。TABS的基本特征在于热交换管道直接嵌入建筑结构构件（楼板、墙体等）的混凝土层内，使建筑结构体本身成为热存储和热交换介质。该标准适用于以水为热媒的TABS系统，涵盖了供暖和供冷两种运行工况下的动态热过程分析。与稳态计算方法不同，TABS的动态计算须考虑建筑结构的蓄放热特性、间歇运行策略以及室内热扰的时间变化。标准引入了"显热容量"（sensibleheatcapacity）的概念，将建筑结构体的热存储能力纳入统一计算框架，用以描述TABS对温度波动的时间响应特性。3.2显热容量与TABS时间常数TABS时间常数是表征系统热惯性的关键参数，反映了建筑结构体在供暖/供冷工况切换或设定温度改变后达到新的热平衡状态所需的时间尺度。由于混凝土结构具有较大热容，TABS的时间常数通常达数小时甚至数十小时，这使得系统在运行策略上与传统暖通空调系统存在本质区别：TABS更适合连续运行或长时间间歇运行，而不能期望其在短时间内快速改变室内温度。标准给出了一套系统的显热容量计算方法，将建筑结构体划分为若干热工分区（层），基于各层的热物理性质（导热系数、比热容、密度、厚度）和层间热耦合关系，建立瞬态传热模型。计算输出包括表征TABS动态热行为的时间常数、等效热容以及供冷/供暖能力随时间的变化曲线。设计人员可依据这些输出参数，结合建筑负荷预测结果，选择合理的运行策略和控制逻辑。3.3动态热工特性计算公式在实际工程应用中，设计人员通常关注在给定供水温度、流量和建筑结构条件的前提下，TABS能提供的瞬时供暖/供冷能力及其随时间的变化趋势。为此，标准提供了一套基于传递函数法的动态热工计算公式，分为详细计算方法和简化计算方法两大类。详细计算方法基于热网络模型，将TABS结构离散为多个节点，各节点间的热传递通过热导和热容参数进行表征，采用有限差分法或状态空间法对瞬态传热方程组进行数值求解。该方法适用于对计算精度要求较高的场合，如大型公共建筑、高性能建筑的设计验证。简化计算方法则以预设的标准化响应因子为基础，通过叠加原理快速得到近似结果。修正案A1:2023对简化计算方法的适用范围进行了明确界定，即当TABS结构参数和运行工况位于标准规定的参考参数表覆盖范围之内时方可采用，超出范围应改用详细计算方法。不管是采用何种计算方法，最终计算结果均应以"单位面积供暖/供冷能力"（W/m²）表示，并区分"显热能力"和"总能力"两个层次。由于TABS是辐射供暖供冷系统，其传热过程同时包含辐射和对流分量，室内热舒适性评估需同时考虑操作温度（operativetemperature）的影响，标准给出的计算公式可进一步服务于后续的室内热环境评价。3.4修正案A1:2023的更新要点修正案A1:2023作为本版标准的重要组成部分，主要围绕三个方面进行了技术更新。首先，对TABS时间常数的计算边界条件进行了细化，特别是对上下楼层热边界条件不同时的处理方法给出了更明确的指导，消除了前一版标准在边界条件设定上的歧义。其次，增加了对轻质建筑结构TABS的适用性说明，拓展了标准的覆盖范围。第三，对供冷工况下凝结风险的控制要求进行了补充说明，强调在高温高湿地区或环境应用TABS供冷时应结合防凝结控制策略进行综合设计。四、标准的行业影响与应用价值4.1对建筑节能设计的规范作用DINENISO11855-4-2026的实施为建筑设计师和暖通工程师提供了一套统一、科学、可操作的TABS动态设计计算工具。通过该标准，设计人员可以在方案阶段即对TABS的实际热响应能力做出准确预测，避免因设计方法不当而导致系统容量配置过大或不足的问题。这对降低建筑供暖供冷系统初投资和运行能耗具有直接的经济效益。2022年3月，住房和城乡建设部印发《"十四五"建筑节能与绿色建筑发展规划》，明确提出到2025年城镇新建建筑全面执行绿色建筑标准，推动超低能耗建筑和近零能耗建筑规模化发展。TABS作为低能耗供暖供冷技术的重要实现方式，在我国夏热冬冷地区、寒冷地区均有广阔的应用前景。该标准的发布将为我国相关工程设计标准的修订提供重要的国际技术参考。4.2对TABS技术推广的支撑作用TABS技术在欧洲已有数十年的工程实践经验，特别是在德国、瑞士、奥地利等德语区国家应用较为广泛。相比之下，我国TABS工程应用尚处于起步阶段，技术认知度不高，设计方法体系尚不健全。DINENISO11855-4-2026作为国际先进技术经验的系统总结，可为我国TABS技术的引进吸收与本土化应用提供技术参照。标准中给出的计算模型具有较强的通用性，其物理基础不受地域气候条件限制，可在适当调整边界条件后适用于我国不同气候区的工程实践。4.3对标准化协调和国际对标的意义在标准国际化的大背景下，采用国际标准是国家标准化发展的重要方向。《国家标准化发展纲要》提出的"标准型开放"理念要求在更大范围、更深层次上参与国际标准化活动。DINENISO11855-4-2026所确立的TABS动态计算框架，在国际标准化组织框架内具有广泛的认可度和影响力，对该标准的深入研究与吸收借鉴，有助于缩短我国与发达国家在辐射供暖供冷领域的技术差距，并为我国参与ISO/TC205相关国际标准制修订工作奠定技术基础。五、主要参与标准制修订的机构介绍本标准由德国标准化协会（DIN）组织制定和发布。DIN成立于1917年，总部位于柏林，是德国国家级标准化机构，也是全球最具影响力的标准化组织之一。截至目前，DIN管理着约3万余项标准，每年新发布或修订标准超过2000项，其标准体系覆盖工业、建筑、交通、信息技术、医疗、环保等多个领域。在欧洲标准化体系中，DIN是CEN和CENELEC（欧洲电工标准化委员会）的核心成员，同时也是ISO和IEC（国际电工委员会）的创始成员之一。凭借严谨的技术评审机制和广泛的企业、科研机构参与网络，DIN制定的标准在欧洲乃至全球市场上具有重要影响力。据统计，DIN标准每年被其他国家标准直接采用或在技术法规中引用的比例持续保持高位，体现了其技术先进性和国际公信力。在DINENISO11855-4-2026的制修订过程中，DIN建筑与土木工程标准委员会（NABau）承担了具体的组织协调工作。NABau下设多个技术分委员会和工作组，其成员来自研究机构、高等院校、工程设计单位、设备制造企业和政府主管部门等利益相关方。在标准审查阶段，NABau组织专家对ISO标准的文本内容进行了逐条审议，评估了标准在德国适用的技术可行性，并协调处理了标准的翻译和出版事宜。通过这一公开、透明、协商一致的标准化工作程序，DIN有效保障了标准制定的科学性和利益相关方的广泛参与性。六、结论与展望DINENISO11855-4-2026作为建筑辐射供暖供冷领域的重要基础性标准，其发布标志着TABS动态设计计算方法在国际范围内达成了更高水平的统一和共识。该标准以显热容量分析和TABS时间常数确定为核心技术路径，提供了多层次、可选择的计算框架，兼顾了计算精度与工程实用性的平衡。修正案A1:2023的纳入进一步细化了边界条件，拓展了标准的适用范围，提升了标准的可操作性。从技术发展趋势来看，建筑环境设计正在向数字化、智能化方向快速演进，建筑信息模型（BIM）和动态能耗模拟技术的广泛应用对标准计算方法的数字化表达提出了更高要求。未来，ISO11855-4标准有可能进一步发展为与BIM语义模型直接对接的计算机可执行标准（comp