ISO 11855-22021Amd 12023 建筑环境设计嵌入式辐射供暖和制冷系统第2部分设计供暖和制冷能力的测定修改1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2部分：设计供暖和制冷能力的测定修改1标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:BuildingEnvironmentDesign—EmbeddedRadiantHeatingandCoolingSystems—Part2:DeterminationoftheDesignHeatingandCoolingCapacity—Amendment1摘要随着全球建筑能耗持续攀升与“双碳”目标纵深推进，嵌入式辐射供暖和制冷系统凭借其高舒适性、低能耗及与可再生能源的良好适配性，已成为绿色建筑环境控制领域的重要技术方向。ISO11855-2:2021作为该领域设计计算的核心国际标准，系统规定了辐射系统设计供暖和制冷能力的测定方法与计算流程。本次发布的修改1（Amendment1:2023）针对标准实施过程中反映出的技术问题与工程实践需求，对若干关键条款进行了精准修订与补充完善。本报告系统梳理了该标准的立项背景、修订历程、主要技术内容及修改要点，深入分析了其在国际标准体系中的定位与工程应用价值，并对辐射供暖制冷标准体系的未来发展趋势进行了展望。报告认为，ISO11855-2:2021/Amd1:2023的发布进一步提升了标准的技术严谨性与工程适用性，对推动辐射供冷暖技术的规范化应用和建筑节能降碳具有重要的指导意义。关键词：嵌入式辐射系统；供暖与制冷能力；ISO11855；标准修订；建筑环境设计；节能降碳Keywords:Embeddedradiantsystem;Heatingandcoolingcapacity;ISO11855;Standardamendment;Buildingenvironmentdesign;Energyconservationandcarbonreduction一、引言在全球建筑部门碳排放约占终端能源排放总量三分之一以上的宏观背景下，提升建筑用能效率、优化室内环境控制方式已成为国际社会应对气候变化的共同行动。辐射供暖和制冷系统以其“以辐射换热为主导、以大面积低温差换热为特征”的独特工作方式，在热舒适性、节能潜力及空间集约利用等方面展现出显著优势。尤其在热泵技术与低品位可再生能源大规模应用的当下，辐射系统与低温供热/高温供冷工况的天然匹配性，使其成为建筑电气化和低碳转型的关键技术载体。ISO11855系列标准由国际标准化组织（ISO）下设的ISO/TC205（建筑环境设计技术委员会）制定，是全球范围内指导嵌入式辐射供暖和制冷系统设计、安装与控制的纲领性技术文件。其中，ISO11855-2:2021《建筑环境设计嵌入式辐射供暖和制冷系统第2部分：设计供暖和制冷能力的测定》规定了系统设计供冷暖能力的计算方法，是工程设计中确定系统规模、设备选型和运行策略的核心依据。2023年11月，ISO正式发布了ISO11855-2:2021的修改单——Amd1:2023。该修改单基于标准发布后两年间积累的实施反馈与技术进展，对若干关键条款进行了精准修订。本报告将从标准概况、修订背景、主要技术变化、意义与展望等方面对该标准进行系统解读。二、标准立项背景与修订历程2.1国际标准化背景嵌入式辐射供暖和制冷系统并非新兴技术，其工程应用可追溯至20世纪中期。然而，长期以来各国家和地区在系统设计方法、能力计算模型、性能评价指标等方面存在显著差异，制约了技术的跨国交流与市场推广。为解决这一问题，ISO/TC205自2008年起启动了ISO11855系列标准的编制工作。该系列标准首次发布于2012年，共分为六个部分，系统涵盖了辐射供冷暖系统的设计基础（第1部分）、供冷暖能力测定（第2部分）、设计与安装要求（第3部分）、开式系统的设计与安装（第4部分）、控制系统（第5部分）及安装质量（第6部分）。其中第2部分（ISO11855-2:2012）基于欧洲标准EN15377-1的研究成果，建立了以“等效当量热阻法”为核心的设计能力计算方法。2.22021年版全面修订2017年起，ISO/TC205启动了该系列标准的首次系统性修订。此次修订吸收了来自中国、德国、日本、韩国等国家在辐射供冷暖领域的最新研究成果，对标准结构和技术内容进行了大幅调整。修订后的ISO11855-2:2021于2021年正式发布，主要变化包括：-引入了更精确的多层结构传热计算模型，完善了不同管间距、不同覆盖层材料条件下的能力计算方法；-新增了制冷工况下防结露校核的技术要求；-补充了辐射地板/天花/墙面等不同安装方式的计算参数表格；-统一了设计计算中的边界条件设定方法。2.3修改1的立项动因ISO11855-2:2021发布实施后，各国标准用户和工程实践者在使用过程中反馈了若干问题，主要集中在以下方面：（1）技术计算层面的不完善。部分计算参数表在特定边界条件下的适用性需要进一步明确，如高温冷水工况下的修正系数；某些特殊构造形式的等效热阻计算方法存在歧义。（2）与关联标准之间的协调需求。作为ISO11855系列的核心部分，第2部分的计算方法需要与第1部分（设计基础）、第3部分（设计与安装）以及ISO52031（供暖系统能源性能计算方法）等标准保持术语和计算方法的一致性。2022年发布的ISO52031在计算方法上的更新要求第2部分做出相应调整。（3）新兴技术应用的适配性问题。随着相变材料蓄能辐射板、毛细管网辐射系统等新构造形式的推广，原标准中基于传统管板式构造的计算模型需要扩展适用范围。基于上述背景，ISO/TC205于2022年正式启动修改单立项程序，经过成员国投票通过和专家工作组的多轮研讨，最终形成了本次发布的Amd1:2023。三、标准主要内容和技术要点3.1标准的适用范围与规范性框架ISO11855-2:2021/Amd1:2023延续了原标准的基本框架，适用于建筑物内嵌入式辐射供暖和制冷系统的设计能力计算。该标准所涵盖的系统形式包括：-嵌入式地面辐射供暖/供冷系统（地板辐射）；-嵌入式顶面辐射供暖/供冷系统（天棚辐射）；-嵌入式墙面辐射供暖/供冷系统（墙面辐射）；-上述系统的组合形式。修改单对标准的适用范围进行了必要的澄清，明确了其在以下条件下的适用性：系统运行介质为水或防冻液水溶液；系统工作温度范围在建筑室内环境常规工况之内；系统结构形式为管式或毛细管式嵌入构造。3.2技术体系架构修改单所基于的核心技术体系包括四个方面：（一）设计能力计算的基本方程。标准以稳态传热分析为基础，建立了辐射系统供冷暖能力与系统特征参数（包括管道间距、埋深、管径、覆盖层材料热物性等）及运行参数（包括供回水平均温度、室内设计温度等）之间的定量关系。这一关系的核心是基于二维传热解析解的“特征热阻”方法。（二）标准化构造条件下能力图表。标准给出了大量典型构造条件下的单位面积供冷暖能力数据表与曲线图，覆盖了常见的管径范围（10mm~32mm）、管间距范围（50mm~400mm）、覆盖层厚度范围（20mm~200mm）及多种面层材料类型。设计人员可通过查表方法快速完成初步设计计算。（三）非标准化构造条件的计算方法。对于超出标准图表覆盖范围的系统配置，标准提供了基于传热解析公式与数值计算相结合的通用计算方法，并给出了详细的迭代计算流程和收敛判据。（四）边界条件与修正系数。标准明确了设计计算中各项边界条件的选取原则，包括室内设计温度、表面传热系数、非加热/冷却边缘区域的修正以及家具覆盖等因素的影响修正。3.3修改1的主要技术变化本次修改单的主要技术变化集中在以下三个方面：（1）修正了制冷工况计算中的表面传热系数取值。修改单针对辐射供冷工况下辐射换热与对流换热的比例关系，对原标准中推荐的表面综合传热系数取值进行了修正，引入了与温度差相关的更精确的经验关联式。这一修改有效提升了高温供冷工况下能力预测的准确性。（2）补充了特殊构造形式的简化计算方法。针对近年来自发热电建材、相变蓄能层等新型构造形式的工程应用需求，修改单新增了附录性质的简化计算指南，在同等的传热物理框架下给出了等效处理方法和必要的安全系数建议。（3）协调了与相关标准的术语和符号体系。修改单对标准和ISO52031之间在效率定义、损失系数等术语上的不一致进行了统一，消除了标准间的引用歧义。四、标准实施意义与应用前景4.1促进辐射供冷暖技术的规范化应用ISO11855-2作为辐射供冷暖系统设计的核心计算方法标准，对全球范围内该技术的工程应用具有重要的规范作用。修改单的发布进一步消除了原标准中存在的技术模糊地带，使设计计算结果的可靠性和一致性得到提升。这对于保障辐射系统的设计质量、避免因过度设计造成的投资浪费或因设计不足导致的性能不达标，均具有重要意义。4.2支撑建筑节能与低碳转型在碳达峰碳中和目标的全球共识下，辐射供冷暖技术与低温热源（如空气源热泵、地源热泵、工业余热等）的匹配应用被认为是建筑供暖电气化和低碳化的重要路径。精确的能力计算方法直接关系到系统与热源设备的匹配设计精度——设计能力计算偏差将直接导致设备选型偏大或偏小两个方向的问题：偏大则造成初投资增加和部分负荷效率下降，偏小则无法满足室内热舒适需求。因此，本次修改对能力计算精度的提升，是对低碳建筑技术链的重要支撑。4.3推进我国相关标准的国际接轨我国在辐射供暖领域具有深厚的工程实践积累，全国城镇新建住宅中地面辐射供暖系统普及率已超过50%。目前，我国在辐射供暖领域的主要标准依据为行业标准JGJ142《辐射供暖供冷技术规程》。ISO11855-2修改单的发布，为我国在该领域标准的修订完善提供了重要的国际参照。推动ISO11855核心方法在我国的本土化应用，将有助于提升我国辐射供冷暖系统的设计水平，并为我国参与该领域国际标准制修订工作奠定更加坚实的基础。五、主要制定单位介绍中国建筑科学研究院有限公司是国内建筑环境与节能领域最具权威性的综合性研究机构之一，也是我国参与ISO/TC205（建筑环境设计技术委员会）工作的核心支撑单位。该院成立于1953年，原为建设部建筑科学研究院，2000年转制为中央科技型企业，现隶属于国务院国有资产监督管理委员会。作为全国建筑行业最大的综合性研究和开发机构，中国建筑科学研究院有限公司业务涵盖建筑结构、建筑节能、可再生能源利用、建筑环境与舒适系统、建筑防火等众多领域，在建筑环境与节能领域拥有多个国家级和省部级科研平台。在ISO国际标准化工作方面，中国建筑科学研究院有限公司长期担任ISO/TC205国内技术对口单位，深度参与了包括ISO11855系列在内的多项建筑环境设计领域国际标准的制修订工作。在ISO11855-2:2021/Amd1:2023的修订过程中，该院专家团队积极参与了制冷工况计算方法的讨论、特殊构造形式计算指南的起草以及标准间协调性审查等关键技术工作，为修改单的最终发布作出了实质性贡献。在国内层面，中国建筑科学研究院有限公司主编了行业标准JGJ142《辐射供暖供冷技术规程》，并牵头完成了多项国家重点研发计划项目中关于辐射供冷暖系统与热泵耦合应用、相变蓄能辐射系统等方向的研究课题。在辐射供冷暖技术领域，该院已形成从基础研究、标准编制到工程咨询的全链条服务能力，是国内该领域标准化工作的核心力量。六、结论与展望ISO11855-2:2021/Amd1:2023的发布标志着嵌入式辐射供暖和制冷系统设计能力计算方法标准的进一步完善。本次修改在保持原标准整体框架稳定性的前提下，针对标准实施过程中暴露出的技术问题和工程实践的新需求，做出了一系列有针对性的修订，有效提升了标准的技术严谨性和工程适用性。从技术发展趋势来看，辐射供冷暖系统将在建筑低碳转型中扮演日益重要的角色。未来ISO11855系列标准的进一步发展预计将聚焦于以下方向：一是与建筑数字化设计工具（如BIM）的深度衔接，实现能力计算与建筑性能模拟的一体化；二是面向新型构造形式和新型材料的计算方法扩展；三是与智能控制和负荷预测技术相结合，建立面向实际运行工况的动态能力评价方法。对我国而言，应积极跟踪ISO11855系列标准的演进动态，加快推进辐射供暖供冷领域标准的国际接轨工作，同时将我国在工程实践中积累的经验和研究成果反馈至国际标准制修订过程中，提升中国在建筑环境设计领域国际标准化舞台上的话语权和影响力。参考文献[1]ISO11855-2:2021/Amd1:2023,Buildingenvironmentdesign—Embeddedradiantheatingandcoolingsystems—Part2:Determinationofthedesignheatingandcoolingcapacity—Amendment1[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2023.[2]ISO11855-1:2021,Buildingenvironmentdesign—Embeddedradiantheatingandcoolingsystems—Part1:Definitions,symbols,andcomfortcriteria[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2021.[3]ISO11855-3:2021,