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[摘 要]本文介绍了一种新型金属天花，一种新型的空调末端装置——供冷、供热辐射顶板的原理、工作过程、舒适和节能特点及其研发方向。由于辐射顶板系统具有舒适、节能、健康、安静、运行经济等特点，可应用于办公、商业建筑与住宅中，因此是传统中央空调系统更新换代的理想选择。
[关键词]金属辐射顶板，冷天花，辐射空调，“舒适空调”，“无声空调”，“节能空调”；
中图分类号：TD327.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）19-0098-02
金属天花质轻、防火、耐腐蚀、结构简单、组装灵活、施工方便，经穿孔处理背面贴上无纺布的金属板还具有消声作用。因此，金属吊顶被广泛用于写字楼、银行等公共建筑的室内天花装修工程。其装饰性已被广大用户所接受。随着金属天花应用项目越来越多，在一些工装项目中，又出现了将灯光、空调进/出风口、消防喷头、烟感器等有机融合在一起的集成金属天花，使得金属天花不再只有装饰作用，更具有了其它功能。
在金属天花使用比较成熟的欧美国家，金属天花还被赋予了空调功能——金属辐射顶板。它作为中央空调的新型末端装置，具备传统中央空调末端产品夏季可以供冷、冬季可以供热的功能。仅德国一年新建和改建的辐射金属顶板总面积就超过了80万平方米；在加拿大最近几年新建的办公建筑中，采用辐射顶板的面积就已经超过了50%，2002年辐射顶板被美国能源部列为美国当今和未来，在经济上最有优势的15项暖通空调节能技术之一。近几年，金属辐射顶板也成为我国最有发展潜力的空调系统——温湿度独立控制系统（THIC）的重要组成末端装置之一。
金属辐射顶板的结构：主要采用“汉堡”结构，即中间层是蛇型水盘管及导热基座，上层覆盖一层玻璃棉保温及外层保护材料，下层是已成型的金属吊顶板。从材料上讲，吊顶板广泛采用金属材料，如钢板和铝板；蛇型盘管可采用金属材料，如紫铜管，也可采用非金属材料，例如塑料管等。
金属辐射顶板的传导原理：是利用热辐射原理即两个不同温度的物体之间，辐射传热始终存在，热量总是从高温物体以可见或不可见射线的形式传向低温物体。
金属辐射顶板的传导过程：夏季：蛇型盘管内循环有16～19℃的高温冷水，相对室内环境，可以视为低温物体；冬季：蛇型盘管内则循环的是35～32℃的低温热水，相对室内环境可以视为高温物体；室内环境与金属辐射顶板形成两个有温度差的辐射体，个别顶板吸收/放出热量后传布到整个顶板，再由顶板向铺设在金属吊顶背面的蛇形盘管传递给管内流动的冷/热水。
辐射顶板主要通过辐射及少量的对流方式来消除室内热负荷（夏季）/冷负荷（冬季）。在夏季，由于辐射换热的存在，室内所有物体的表面将被直接冷却下来，使得室内的平均辐射温度较低，同时降低室内垂直温度梯度，为人们创造了恒温、舒适、安静的办公和生活环境。
辐射换热对人体的舒适感极为重要，在某些使用场所甚至起主导作用，吊顶辐射技术在创造高舒适性的室内环境的同时，具有显著的节能优势：
1.使用辐射顶板的房间室内垂直温度差仅为3℃，较传统中央空调房间7℃的室内垂直温度差范围明显减小，使人感觉不到室内温度的变化；
2.具有“智能调节”功能，其供冷量在一定范围内随着负荷的变化而变化，当房间负荷增大时，其提供的冷量会相应增大，吊顶辐射技术的这一特点使得房间温度时刻“恒温”；
3.使用辐射顶板，室内只需送入一定量的新风，室内送风量大大减少，室内风速明显降低，使人体无吹风感，也不存在空调室内机运行时机器噪声和送回风噪声影响的问题；
4.在冷辐射作用下，人体的实感温度会比室内空气温度约低2℃，室内设计温度可以比传统中央空调系统高2～3℃。因此，可实现节能30%以上，具有可观的节能效益。
5.由于辐射顶板所用高温冷水温度（16～19℃）较传统中央空调冷水温度（7～12℃）要高，可以提高冷水机组的制冷系数，大大减少压缩机的用电量。
虽然金属辐射顶板系统具有高舒适性、低能耗、低噪声的突出特点，但也有自身的局限性，如产品单位面积供冷能力偏小，就是目前各国生产商关注和正在研究解决的主要课题，对此，我们从三个方向加以改进：
方向一：增大辐射面积。这是因为辐射面积和辐射传热量呈线性关系，增加辐射面积可有效提高辐射板的单位面积换热量。新研制的高效能敞开型辐射板的安装倾角从0度设计成45度并做上弯和下弯，使得辐射面积较普通平板型增加80%，在辐射板表面温度相同的情况下，单位面积供冷量比普通平板增加60%。此供冷能力已可满足大多数建筑室内降温的需求。
方向二：在选材上加以改进。普通平板型辐射板导热基座与金属板的粘贴是用PVC胶带，造成辐射板接触热阻大，不利于热量从辐射板到盘管内的冷媒之间传递，所以，一种新型的双组份高导热胶正在被应用到辐射板的试制中。
方向三：生产加工工艺的不断改进。传统辐射板的冷媒管均是镶嵌在导热基座的冷媒管管槽内，造成冷媒管与基座管槽之间接触不够紧密，存在接触热阻；改进的方法是采用模压成型，将两者的接触面压合紧密，使接触表面积从原来的50% 提高到85%，进一步提高了辐射板的热辐射量。
结论：辐射顶板是金属天花的装饰性及空调的功能性相结合的又一个功能型集成金属天花，它既是天花装饰材料，又是新型空调末端装置。随着以清华大学江忆院士提出的温湿度独立控制技术理论研究的深入和项目应用的日趋成熟，金属辐射顶板作为温度控制中央空调末端领域里的新型装置，必将以“舒适空调”、“无声空调”、“节能空调”被国人所认知和使用。
参考文献
[1] 刘晓华.江忆.张涛，温湿度独立控制空调系统.中国建筑工业出版社.
[2] 殷平.新型辐射板研制.
[3] 严继光.辐射空调技术的基础理论研究和实践.
作者简介
沈志军，男（1978年1月），本科，中级职称，冷辐射吊顶产品研发及工程应用，广州金霸建材有限公司技术中心经理。
[关键词]金属辐射顶板，冷天花，辐射空调，“舒适空调”，“无声空调”，“节能空调”；
中图分类号：TD327.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）19-0098-02
金属天花质轻、防火、耐腐蚀、结构简单、组装灵活、施工方便，经穿孔处理背面贴上无纺布的金属板还具有消声作用。因此，金属吊顶被广泛用于写字楼、银行等公共建筑的室内天花装修工程。其装饰性已被广大用户所接受。随着金属天花应用项目越来越多，在一些工装项目中，又出现了将灯光、空调进/出风口、消防喷头、烟感器等有机融合在一起的集成金属天花，使得金属天花不再只有装饰作用，更具有了其它功能。
在金属天花使用比较成熟的欧美国家，金属天花还被赋予了空调功能——金属辐射顶板。它作为中央空调的新型末端装置，具备传统中央空调末端产品夏季可以供冷、冬季可以供热的功能。仅德国一年新建和改建的辐射金属顶板总面积就超过了80万平方米；在加拿大最近几年新建的办公建筑中，采用辐射顶板的面积就已经超过了50%，2002年辐射顶板被美国能源部列为美国当今和未来，在经济上最有优势的15项暖通空调节能技术之一。近几年，金属辐射顶板也成为我国最有发展潜力的空调系统——温湿度独立控制系统（THIC）的重要组成末端装置之一。
金属辐射顶板的结构：主要采用“汉堡”结构，即中间层是蛇型水盘管及导热基座，上层覆盖一层玻璃棉保温及外层保护材料，下层是已成型的金属吊顶板。从材料上讲，吊顶板广泛采用金属材料，如钢板和铝板；蛇型盘管可采用金属材料，如紫铜管，也可采用非金属材料，例如塑料管等。
金属辐射顶板的传导原理：是利用热辐射原理即两个不同温度的物体之间，辐射传热始终存在，热量总是从高温物体以可见或不可见射线的形式传向低温物体。
金属辐射顶板的传导过程：夏季：蛇型盘管内循环有16～19℃的高温冷水，相对室内环境，可以视为低温物体；冬季：蛇型盘管内则循环的是35～32℃的低温热水，相对室内环境可以视为高温物体；室内环境与金属辐射顶板形成两个有温度差的辐射体，个别顶板吸收/放出热量后传布到整个顶板，再由顶板向铺设在金属吊顶背面的蛇形盘管传递给管内流动的冷/热水。
辐射顶板主要通过辐射及少量的对流方式来消除室内热负荷（夏季）/冷负荷（冬季）。在夏季，由于辐射换热的存在，室内所有物体的表面将被直接冷却下来，使得室内的平均辐射温度较低，同时降低室内垂直温度梯度，为人们创造了恒温、舒适、安静的办公和生活环境。
辐射换热对人体的舒适感极为重要，在某些使用场所甚至起主导作用，吊顶辐射技术在创造高舒适性的室内环境的同时，具有显著的节能优势：
1.使用辐射顶板的房间室内垂直温度差仅为3℃，较传统中央空调房间7℃的室内垂直温度差范围明显减小，使人感觉不到室内温度的变化；
2.具有“智能调节”功能，其供冷量在一定范围内随着负荷的变化而变化，当房间负荷增大时，其提供的冷量会相应增大，吊顶辐射技术的这一特点使得房间温度时刻“恒温”；
3.使用辐射顶板，室内只需送入一定量的新风，室内送风量大大减少，室内风速明显降低，使人体无吹风感，也不存在空调室内机运行时机器噪声和送回风噪声影响的问题；
4.在冷辐射作用下，人体的实感温度会比室内空气温度约低2℃，室内设计温度可以比传统中央空调系统高2～3℃。因此，可实现节能30%以上，具有可观的节能效益。
5.由于辐射顶板所用高温冷水温度（16～19℃）较传统中央空调冷水温度（7～12℃）要高，可以提高冷水机组的制冷系数，大大减少压缩机的用电量。
虽然金属辐射顶板系统具有高舒适性、低能耗、低噪声的突出特点，但也有自身的局限性，如产品单位面积供冷能力偏小，就是目前各国生产商关注和正在研究解决的主要课题，对此，我们从三个方向加以改进：
方向一：增大辐射面积。这是因为辐射面积和辐射传热量呈线性关系，增加辐射面积可有效提高辐射板的单位面积换热量。新研制的高效能敞开型辐射板的安装倾角从0度设计成45度并做上弯和下弯，使得辐射面积较普通平板型增加80%，在辐射板表面温度相同的情况下，单位面积供冷量比普通平板增加60%。此供冷能力已可满足大多数建筑室内降温的需求。
方向二：在选材上加以改进。普通平板型辐射板导热基座与金属板的粘贴是用PVC胶带，造成辐射板接触热阻大，不利于热量从辐射板到盘管内的冷媒之间传递，所以，一种新型的双组份高导热胶正在被应用到辐射板的试制中。
方向三：生产加工工艺的不断改进。传统辐射板的冷媒管均是镶嵌在导热基座的冷媒管管槽内，造成冷媒管与基座管槽之间接触不够紧密，存在接触热阻；改进的方法是采用模压成型，将两者的接触面压合紧密，使接触表面积从原来的50% 提高到85%，进一步提高了辐射板的热辐射量。
结论：辐射顶板是金属天花的装饰性及空调的功能性相结合的又一个功能型集成金属天花，它既是天花装饰材料，又是新型空调末端装置。随着以清华大学江忆院士提出的温湿度独立控制技术理论研究的深入和项目应用的日趋成熟，金属辐射顶板作为温度控制中央空调末端领域里的新型装置，必将以“舒适空调”、“无声空调”、“节能空调”被国人所认知和使用。
参考文献
[1] 刘晓华.江忆.张涛，温湿度独立控制空调系统.中国建筑工业出版社.
[2] 殷平.新型辐射板研制.
[3] 严继光.辐射空调技术的基础理论研究和实践.
作者简介
沈志军，男（1978年1月），本科，中级职称，冷辐射吊顶产品研发及工程应用，广州金霸建材有限公司技术中心经理。