ISO 11855-82023 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8部分电供暖系统标准立项发展报告

建筑环境设计嵌入式辐射供暖和制冷系统的设计、尺寸、安装和控制第8部分：电供暖系统标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:BuildingEnvironmentDesign—Design,Dimensioning,InstallationandControlofEmbeddedRadiantHeatingandCoolingSystems—Part8:ElectricalHeatingSystems摘要随着全球建筑节能减碳需求的持续增长和建筑电气化进程的加速推进，电供暖系统在建筑环境设计中的地位日益凸显。嵌入式辐射供暖和制冷系统因其舒适的室内热环境和良好的节能潜力，已成为国际建筑环境设计领域的重要技术方向。ISO11855-8:2023《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8部分：电供暖系统》由国际标准化组织（ISO）于2023年12月8日正式发布，该标准是ISO11855系列标准的重要组成部分，系统规定了嵌入式电辐射供暖系统的设计原则、尺寸计算方法、安装技术要求和控制策略。本报告全面梳理了该标准的立项背景、编制过程、核心技术内容和推广应用价值，分析了标准的国际协调性和技术前瞻性，并对标准实施应用前景进行了展望。该标准的发布为全球建筑电供暖系统的规范化设计提供了统一技术依据，对推动建筑领域碳达峰碳中和目标的实现具有重要的支撑作用。关键词：嵌入式辐射供暖；电供暖系统；建筑环境设计；ISO11855；标准化；建筑节能；控制系统Keywords:Embeddedradiantheating;Electricalheatingsystems;Buildingenvironmentdesign;ISO11855;Standardization;Buildingenergyefficiency;Controlsystems一、引言1.1研究背景在全球应对气候变化和推进可持续发展的大背景下，建筑领域作为能源消耗和碳排放的重要来源，其绿色低碳转型已成为国际社会的普遍共识。据国际能源署（IEA）统计，建筑运行阶段的能源消耗约占全球终端能源消费的30%，其中供暖、通风和空调系统是建筑能耗的主要组成部分。在此背景下，如何提高建筑供暖系统的能源利用效率、降低碳排放，已成为建筑环境设计领域亟须解决的关键问题。嵌入式辐射供暖和制冷系统以其高舒适性、节能性和空间集成性等优势，在欧洲、北美及亚洲等地区的各类建筑中得到了广泛应用。该系统通过在地板、墙体或天花板内嵌入换热管道或发热元件，以辐射传热为主的方式向室内供给热量或冷量。相较于传统对流式供暖方式，辐射供暖系统具有温度分布均匀、垂直温差小、热舒适性高、可与低品位能源（如地源热泵、太阳能等）配合使用等显著优势。1.2标准编制必要性随着电供暖技术在建筑中的应用规模不断扩大，其在设计方法、尺寸计算、安装工艺和控制策略等方面缺乏统一国际标准的矛盾日益突出。首先，不同国家和地区在电供暖系统设计方面存在较大差异，缺乏统一的技术规范制约了国际间的技术交流和经验互鉴；其次，电供暖系统的电气安全性、热工性能和舒适性评价需要统一的技术指标体系；再者，随着建筑智能化和能源管理技术的发展，电供暖系统与可再生能源、储能系统、智能电网的集成应用亟须标准化引导。ISO11855系列标准正是在此背景下由国际标准化组织（ISO）建筑环境设计技术委员会（ISO/TC205）组织制定的。该系列标准旨在为嵌入式辐射供暖和制冷系统的设计、尺寸、安装和控制提供全面的技术规范，其中第8部分专门针对电供暖系统进行规定，填补了国际标准在该领域的空白。二、标准立项背景与编制过程2.1国际上相关领域发展现状近年来，电供暖系统在全球范围内呈现快速发展的态势。在欧洲，以挪威、瑞典为代表的北欧国家，电供暖在建筑供暖中的占比长期保持在较高水平；在法国，电供暖约占住宅供暖市场的30%以上；在中国，随着"煤改电"政策的深入推进和建筑电气化率的不断提高，电供暖系统的工程应用规模迅速扩大。然而，由于缺乏统一的国际标准，各国在电供暖系统的设计理念、计算方法、安全要求等方面存在明显差异，这制约了该技术领域的规范化发展。从技术发展趋势看，电供暖系统的技术路线日趋多元化，主要包括电阻式发热电缆系统、碳晶发热材料系统、电热膜系统、电锅炉蓄热系统等不同类型。同时，电供暖系统与可再生能源发电、峰谷电价政策、智能温控技术的融合应用也日益深入，这些都对标准化工作提出了更高要求。2.2ISO/TC205技术委员会工作概况ISO/TC205（建筑环境设计技术委员会）是国际标准化组织下设的负责建筑环境设计领域标准制定的专业技术委员会，其工作范围涵盖建筑室内环境设计、建筑能源系统设计、智能建筑系统设计等方向。ISO/TC205下设多个工作组（WG），其中负责辐射供暖和制冷系统标准化工作的相关工作组在2005年前后启动了ISO11855系列标准的编制工作。2.3标准编制历程ISO11855-8的编制工作经历了系统而严谨的标准化流程。最初的研究工作始于对电供暖系统国际技术现状的系统调研，项目组收集和分析了来自全球各主要经济体的相关技术标准和应用经验，包括欧盟标准（如EN1264系列）、美国ASHRAE标准以及各主要国家标准。在此基础上，ISO/TC205组织相关国际专家开展标准草案的起草工作。标准编制过程中进行了多轮国际研讨和技术论证，各成员国专家围绕电供暖系统的设计计算方法、安全防护要求、控制策略等核心技术问题进行了充分讨论。标准草案先后经历了委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等阶段，最终于2023年12月8日正式发布。该标准从立项到发布历时多年，充分体现了国际标准制定的严谨性和各方意见的协调性，最终获得了国际标准化组织的正式发布。2.4与国内外相关标准的关系ISO11855-8:2023在编制过程中充分参考和协调了国际和区域层面的相关标准。在设计方法方面，该标准与ISO11855系列其他部分保持协调统一，确保标准的整体一致性和可操作性。在电供暖系统电气安全方面，该标准与国际电工委员会（IEC）的相关标准保持衔接，确保标准的系统性和互补性。在国内层面，中国已发布的GB/T50155《供暖通风与空气调节术语标准》、JGJ142《辐射供暖供冷技术规程》等标准为国内电辐射供暖系统的应用提供了指导。ISO11855-8的发布对于我国相关标准的修订完善以及我国电供暖系统的国际化发展具有积极的参考意义。三、标准主要内容解读3.1范围与适用范围ISO11855-8:2023标准规定了建筑物内嵌入式辐射电供暖系统的设计、尺寸计算、安装和控制的相关要求。该标准适用于以电作为能源的嵌入式辐射供暖系统，包括发热电缆系统、电热膜系统、碳晶发热板系统等多种类型的电加热元件。标准涵盖了居住建筑、公共建筑和工业建筑等不同类型建筑中的应用，为设计和工程技术人员提供了全面的技术指导和规范。需要特别指出的是，虽然该标准主要针对电供暖系统进行规定，但其设计原则和控制要求同样适用于可逆式电加热制冷系统。标准中所涉及的安全要求、性能指标和测试方法等，均可作为电供暖系统设计、施工和验收的技术依据。3.2术语与定义标准对电供暖系统设计中的关键技术术语进行了规范化定义，主要包括：-嵌入式辐射电供暖系统：将电热元件嵌入建筑围护结构（如地面、墙面或顶棚）内，以辐射传热为主向室内供热的供暖系统；-设计热负荷：在规定的室内外设计条件下，维持室内设计温度所需供给的热量；-单位面积加热功率：电加热元件在单位地板面积上的加热功率；-表面温度限制：为了保证使用安全和舒适性，对加热表面温度规定的最大值；-间歇运行：根据室内热需求的变化，电供暖系统在运行和停止之间进行切换的工作模式。这些术语的统一定义为电供暖系统的设计、交流和国际比较提供了共同的技术语言。3.3设计基本要求标准对电供暖系统的设计提出了系统性的技术要求。在设计输入条件方面，标准强调了建筑物热工特性（围护结构传热系数、气密性等）对电供暖系统设计的重要影响，要求设计人员充分获取建筑设计资料和室内环境要求。在舒适性要求方面，标准基于ISO7730等相关标准，对室内操作温度、垂直温度梯度、表面温度等指标提出了明确要求，以保证采用电供暖系统房间的热舒适水平。针对电供暖系统的特点，标准特别强调了电气安全设计要求，包括电热元件的绝缘性能、接地保护、漏电保护等方面的技术要求，确保系统在长期运行过程中的安全可靠性。3.4尺寸计算方法在尺寸计算方面，标准规定了电供暖系统设计热负荷的计算方法。该方法综合考虑了建筑物围护结构传热损失、通风热损失以及内部得热等因素，在室内外设计参数确定的基础上，按照稳态传热原理计算建筑物各房间的设计热负荷。在此基础上，标准进一步规定了电加热元件的选型和布置要求。设计人员需根据设计热负荷和可供铺设加热元件的有效面积，计算所需的单位面积加热功率，并根据不同类型电加热元件的技术特性（如每米额定功率、最大允许间距、最小弯曲半径等），确定加热元件的类型、规格和布置间距。同时，考虑到家具覆盖、固定设备布置等因素对有效散热面积的影响，标准给出了面积折减的指导原则，以保证实际加热能力能够满足设计热负荷的要求。3.5安装与施工要求在系统安装方面，标准涵盖了结构层、绝缘层、电热元件层和面层等各构造层次的施工技术要求。标准要求电加热元件的安装应在建筑结构已完成、找平层已施工完毕的情况下进行，并保持安装场地的清洁和干燥，以防止尖锐物体损坏电热元件。发热电缆的间距应严格按照设计文件确定，偏差不得超过规定限值，以避免局部过热或加热不均匀。对于填充层的施工，标准明确要求应有产品供应商的参与或在产品供应商指导下进行，以确保电加热元件在填充层施工中不受损坏，并保证填充层的连续性和密实性。标准还强调了施工过程中的质量检查和记录要求，包括绝缘电阻测试、发热电缆敷设间距复核、温控器安装位置确认等关键环节，为施工质量验收提供了依据。3.6控制方法与智能集成在控制系统方面，标准从人的热舒适需求出发，规定了电供暖系统控制系统的设计要求。由于电供暖系统的热响应特性（升温快、降温也快）不同于传统水暖系统，其控制策略的制定需考虑建筑物热惯性、用能行为模式和经济运行需求等因素。标准推荐了室温反馈控制、地板表面温度限制控制、运行时间优化控制等多种控制策略，并要求控制系统具备过热保护功能，防止地板表面温度超过规定限值。值得一提的是，标准的控制系统条款充分考虑到了电供暖系统在建筑电气化和智能化发展背景下的新需求。随着可再生能源发电比例的不断提高、电力现货市场的逐步完善以及用户侧储能设备的推广应用，电供暖系统正从单一的供暖设备向柔性用电负荷的角色转变。标准所规定的控制架构在一定程度上为电供暖系统参与电力需求响应、实现用能时段优化提供了技术接口和扩展空间，对于提升建筑整体能源管理水平具有积极意义。特别是对于配置蓄热功能的电供暖系统，其运行策略需根据电价政策、可再生能源发电情况和建筑用能需求进行综合优化，以实现经济效益和节能减排的双重目标。四、标准特点与创新点4.1系统性ISO11855-8:2023作为ISO11855系列标准的组成部分，与系列标准的其他部分形成了完整的技术体系。该标准与第1部分的舒适性要求相衔接，与第3部分的设计方法相互支撑，与第5部分的安装要求相互补充，与第6部分的控制要求保持协调，既保证了电供暖系统标准的专业性，又避免了与系列标准其他部分的重复或冲突。4.2协调性标准的协调性体现在多个层面。在国际协调方面，标准与ISO/TC205框架下其他相关标准（如ISO7730热舒适性标准、ISO52000系列建筑能源性能标准等）保持了衔接。在区域协调方面，标准在编制过程中充分吸收了欧洲、北美和亚洲等地区在辐射供暖领域的技术经验，增强了标准的全球适用性。4.3技术先进性标准在制定过程中充分吸收了电供暖领域的最新技术成果，涵盖了碳晶发热材料、石墨烯发热膜等新型电热材料的技术要求，同时引入了与智能电网交互、可再生能源利用等前沿技术方向，体现出较强的技术前瞻性。五、标准实施的意义与建议5.1标准实施的意义ISO11855-8:2023的发布和实施具有多方面的积极意义。在技术层面，该标准为全球电供暖系统的设计、安装和控制提供了统一的技术规范，有助于提高电供暖工程的设计质量，确保系统的安全性和舒适性达到合理水平。在经济层面，标准化有助于降低电供暖系统的设计成本和运维费用，提高电供暖系统的技术经济性，促进电供暖市场的规范化发展。在社会层面，该标准对促进建筑电气化和清洁供暖转型具有支撑作用，可为建筑运行阶段的碳排放核算提供技术依据，服务于全球建筑低碳转型的共同目标。值得强调的是，电供暖系统的标准化对于可再生能源电力的消纳利用具有重要的技术支撑作用。随着全球电力系统中可再生能源发电占比的不断提高，电供暖系统作为一种灵活的电力终端用能方式，可以在电力富余时段增加用电负荷，在电力紧张时段削减用电需求，从而促进可再生能源电力的高效利用。ISO11855-8:2023对电供暖系统控制策略的规范为这一应用模式提供了标准化的设计和运行框架，有助于充分发挥电供暖系统在构建新型电力系统中的灵活性调节价值。5.2标准应用建议针对标准的推广应用，建议相关方积极组织开展标准的宣贯和培训工作，使设计人员、施工人员和运维管理人员全面理解标准的技术要求；结合我国电供暖技术发展和工程应用实际，适时开展标准的本地化应用研究，为我国相关标准的修订提供参考；鼓励科研机构和企业基于该标准开展技术创新和产品研发，推动电供暖技术的持续进步。六、主要参与单位介绍6.1国际标准化组织（ISO）国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization，简称ISO）成立于1947年2月23日，总部位于瑞士日内瓦，是全球最大的非政府性国际标准化机构。ISO由来自170多个国家的国家标准化机构（各国标准化团体）组成，其宗旨是在世界范围内促进标准化工作的发展，以利于国际物资交流和互助，并扩大在知识、科学、技术和经济方面的合作。ISO的主要职能是制定和发布国际标准，协调世界范围内的标准化工作，组织各成员国和技术委员会进行信息交流，以及与其他国际性组织进行合作，共同研究标准化问题。截至目前，ISO已发布了超过24000项国际标准，涵盖工业、农业、服务业、信息技术、建筑、医疗保健等几乎所有领域，在全球经济贸易和技术发展中发挥着不可替代的基础性作用。作为全球标准化体系的核心组织之一，ISO通过其技术委员会网络组织开展各级域的专业标准化工作。ISO的中央秘书处负责协调各技术委员会的工作、处理标准制定的行政流程、组织各成员国投票以及确保标准制定程序的公正性和透明度。在建筑环境设计领域，ISO通过其下属的建筑环境设计技术委员会（ISO/TC205）组织开展建筑环境设计相关标准的制修订工作。ISO/TC205的工作范围包括建筑室内环境设计、建筑能源系统设计、智能建筑系统设计等多个方向，其制定的标准为全球建筑环境设计提供了统一的技术依据。在ISO11855-8:2023的制定过程中，ISO提供了全方位的组织保障和技术支撑。具体而言，ISO的组织协调作用体现在以下几个方面：首先，负责标准的立项审查和编制计划的统筹安排，协调技术委员会内部各工作组的分工与配合；其次，组织了多次国际标准草案的专家审查会议和成员国投票，协调处理各成员国就标准技术内容提出的意见建议；再次，在标准编制的不同阶段提供了规范的文档管理和质量控制流程，确保标准制定过程的规范性和透明度；最后，在标准的编辑出版和发布推广方面发挥了重要的组织保障作用。这些组织管理工作确保了ISO11855-8:2023标准制定工作的顺利进行，也保证了标准文本的技术质量。6.2标准技术归口单位ISO11855-8:2023的技术归口单位为ISO/TC205建筑环境设计技术委员会，具体负责标准编制的工作组是负责辐射供暖和制冷系统标准化的WG工作组。该工作组汇集了来自各成员国的辐射供暖领域专家学者，包括大学和研究机构的科研人员、行业协会的技术专家、企业的研发工程师