輻射加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)作為一種溫濕度獨(dú)立控制的高舒適系統(tǒng)，近年來已經(jīng)被越來越多地應(yīng)用到辦公、商業(yè)、住宅等民用建筑場所中。
輻射空調(diào)系統(tǒng)的形式也多種多樣，如輻射吊頂、毛細(xì)管等。
毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)多用于住宅類項目，而輻射吊頂因其產(chǎn)品的多樣性而被廣泛應(yīng)用于辦公、商業(yè)、住宅等項目中。
本文以上海德國中心創(chuàng)新館項目為例，就毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)和石膏輻射板空調(diào)系統(tǒng)在該項目中的應(yīng)用，從原理、構(gòu)造、施工、運(yùn)行、維護(hù)等方面對這2種系統(tǒng)做簡單比較。
1、項目概況
德國中心創(chuàng)新展館位于上海張江科苑路，為一棟2層樓的獨(dú)立建筑，主要用于展示德國的建筑科技產(chǎn)品。空調(diào)冷熱源為集供熱、制冷、全熱回收生活熱水于一體的地源熱泵機(jī)組，對于空調(diào)系統(tǒng)，業(yè)主從新型技術(shù)、高舒適度、高精裝配合度等方面考慮采用毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)和輻射吊頂空調(diào)系統(tǒng)2種。
2、技術(shù)應(yīng)用比較
2.1 毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)簡介
毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)是一種可替代常規(guī)中央空調(diào)的新型節(jié)能舒適空調(diào)。系統(tǒng)以高溫冷水（16～19 ℃）作為冷媒載體，通過布置在吊頂或墻面內(nèi)均勻緊密的毛細(xì)管席輻射傳熱（圖1）。通常結(jié)合新風(fēng)系統(tǒng)一起使用，新風(fēng)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)室內(nèi)濕負(fù)荷。
毛細(xì)管空調(diào)通常采用直徑為4.3 mm、壁厚0.8 mm的PPR/PE-RT等可熱塑性塑料管組成間隔為10～30 mm的網(wǎng)柵，猶如人體中的毛細(xì)管，起到分配、輸送和搜集液體的功能，均勻地將冷熱量輸送給房間。
2.2 輻射吊頂空調(diào)系統(tǒng)簡介
輻射吊頂空調(diào)系統(tǒng)是將冷/熱水（制冷16～19 ℃，制熱32～35 ℃）輸送至末端的輻射吊頂單元模塊內(nèi)，形成冷/暖輻射面，依靠輻射面與人體、家具及圍護(hù)結(jié)構(gòu)其余表面的輻射熱交換進(jìn)行供冷/供暖。它通常與新風(fēng)系統(tǒng)集成，輻射板承擔(dān)大部分室內(nèi)顯熱負(fù)荷，新風(fēng)系統(tǒng)承擔(dān)所有新風(fēng)負(fù)荷、全部室內(nèi)潛熱負(fù)荷和部分室內(nèi)顯熱負(fù)荷，實現(xiàn)溫、濕度的獨(dú)立控制。
輻射吊頂空調(diào)有金屬輻射板和石膏輻射板2種產(chǎn)品，金屬輻射板（圖2）采用的是φ12 mm×0.5 mm的紫銅管，嵌在鋁制導(dǎo)熱基座內(nèi)，最后緊密貼合在底層的鍍鋅鋼板上，常規(guī)尺寸為長1 200～2 500 mm、寬300～600 mm，多用于辦公、商業(yè)等項目中；石膏輻射板（圖3）采用的是φ10 mm×1.3 mm的五層阻氧PE-X管，同樣嵌在鋁制導(dǎo)熱基座內(nèi)，背面敷設(shè)高分子保溫材料，做成模塊化的單元產(chǎn)品，常規(guī)尺寸為長1 000～3 500 mm、寬250 mm，多用于住宅項目中。
2.3 系統(tǒng)對比分析
德國中心項目在一樓的中間區(qū)域有一個全玻璃結(jié)構(gòu)的陽光房，其余區(qū)域皆為石膏吊頂裝修區(qū)域，本次主要針對石膏吊頂適用的毛細(xì)管和石膏輻射板產(chǎn)品做比較。
2.3.1 產(chǎn)品構(gòu)造
毛細(xì)管采用的是PPR/PE-RT管，直徑4.3 mm，壁厚0.8 mm，有效通水直徑約3.5 mm，制冷量35～45 W/m2，僅敷設(shè)吊頂面是無法滿足建筑物的負(fù)荷需求的，必須在吊頂及墻面都敷設(shè)毛細(xì)管才可以滿足負(fù)荷指標(biāo)要求；同時該管徑尺寸對水質(zhì)要求較高，在實際應(yīng)用中較易堵塞，長時間使用后的制冷制熱量會有所衰減。
石膏輻射板采用的是PE-X管，直徑10 mm，壁厚1.3 mm，有效通水直徑約7.4 mm，制冷量70～85 W/m2，通常僅敷設(shè)吊頂面即可滿足建筑區(qū)的負(fù)荷需求，如遇到特殊類構(gòu)造建筑，負(fù)荷指標(biāo)較大，也可考慮部分墻面敷設(shè)；因管徑通徑大，對水質(zhì)要求不高，在有效的生命周期內(nèi)，制冷、制熱效果都得以保證。
2.3.2 施工過程
毛細(xì)管為濕式施工，需要先將毛細(xì)管固定在樓板或墻面上，外側(cè)抹灰，徹底干燥后系統(tǒng)才能運(yùn)行，否則墻體會開裂；常規(guī)毛細(xì)管抹灰層厚度為15～20 mm，根據(jù)散熱層的厚度及所用黏結(jié)劑種類需15～20 d干燥時間，通常石灰水泥每毫米厚度約需1 d干燥時間，石灰每毫米厚度約需1 d干燥時間，石膏每毫米厚度約需0.5 d干燥時間，大大增加了施工周期。
石膏輻射板為干式施工，模塊化安裝，每塊石膏輻射板單元通過背面的旋轉(zhuǎn)掛鉤掛在裝飾石膏板的龍骨之間，以快速接頭串聯(lián)每組模塊，安裝完石膏輻射板之后，下表面可直接安裝裝飾石膏板，整個過程無需抹灰，裝飾面平整，施工周期短。
2.3.3 設(shè)計運(yùn)行
早期的毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)配備的是除濕機(jī)，機(jī)組除濕降溫吸收的熱量會再放回到送風(fēng)中，在滿足自身除濕的工況下并不能提供額外的冷量供房間使用，同時配備的除濕機(jī)的除濕量也并不能滿足國內(nèi)，如上海等地區(qū)在高濕度季節(jié)下的運(yùn)行要求，導(dǎo)致整個系統(tǒng)常出現(xiàn)“小馬拉大車”的情況，遇黃梅季節(jié)等會出現(xiàn)結(jié)露、滲水等問題，長此以往，吊頂、墻體等會出現(xiàn)霉斑，對圍護(hù)結(jié)構(gòu)有一定的破壞。
近幾年，越來越多的毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)項目已開始根據(jù)末端需求使用新風(fēng)空調(diào)箱除濕，送低溫干燥的新風(fēng)進(jìn)室內(nèi)，同時負(fù)擔(dān)部分的室內(nèi)負(fù)荷，系統(tǒng)的適應(yīng)性越來越好。
石膏輻射吊頂空調(diào)系統(tǒng)采用的是空調(diào)箱除濕，新風(fēng)負(fù)擔(dān)部分的室內(nèi)負(fù)荷，同時考慮節(jié)能會配備部分室內(nèi)回風(fēng)，系統(tǒng)在初次啟動時會開啟全回風(fēng)模式加速室內(nèi)除濕過程，系統(tǒng)的除濕負(fù)荷能較好地適應(yīng)黃梅季節(jié)。
在控制系統(tǒng)上，毛細(xì)管網(wǎng)空調(diào)系統(tǒng)采用的是露點探測器檢測到吊頂內(nèi)結(jié)露后關(guān)閉對應(yīng)區(qū)域的電動水閥，有一定的延遲，往往等到控制系統(tǒng)給指令關(guān)閉水閥后，吊頂板內(nèi)已有一定的凝結(jié)水，時間久了之后圍護(hù)結(jié)構(gòu)容易損壞，系統(tǒng)可靠性相對較低。
石膏輻射吊頂空調(diào)系統(tǒng)采用的控制方案是：用房間控制面板檢測到的當(dāng)前房間溫濕度計算露點溫度，同時用吊頂表面溫度探測器測得的吊頂板溫度與房間露點溫度進(jìn)行比較，一旦板面溫度接近房間露點溫度甚至低于露點溫度，控制系統(tǒng)會給指令關(guān)閉對應(yīng)區(qū)域水閥，為提前控制，杜絕結(jié)露風(fēng)險，系統(tǒng)可靠性較高。
毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)因外層有較厚的抹灰層及裝飾層，反應(yīng)速度較慢，針對德國中心展館每天不定時有客戶參觀的實際情況，項目建議24 h開啟方可保障正常運(yùn)行。石膏輻射吊頂空調(diào)系統(tǒng)相對毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)反應(yīng)速度較快，但仍需提前1～2 h開啟。
2.3.4 維護(hù)檢修
毛細(xì)管空調(diào)因其采用的管材為非阻氧管，容易滋生細(xì)菌，在后期的運(yùn)行中需頻繁加藥，同時因管徑細(xì)，易氣堵，每季度都需放氣維護(hù)，否則換熱量將衰減嚴(yán)重。因每片吊頂或墻面為一整片毛細(xì)管席，故當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題需要檢修時，需拆除整片吊頂，檢修維護(hù)較為麻煩。
石膏輻射吊頂單元的管通徑較大，對水質(zhì)要求不高，且為五層阻氧管，系統(tǒng)運(yùn)行中不會滋生細(xì)菌，運(yùn)行維護(hù)較為簡單。同時因輻射吊頂為模塊化單元，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題需要檢修時，只需拆除對應(yīng)區(qū)域的裝飾石膏板及其上的石膏輻射板即可，檢修維護(hù)較為簡單。
綜合上述2種空調(diào)系統(tǒng)的主要對比分析，項目最終選取了石膏輻射吊頂空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有制冷效率高、安裝方便、運(yùn)行可靠、維護(hù)檢修方便等優(yōu)勢。
3、結(jié)語
毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)入中國市場的時間較久，有大量的項目案例，技術(shù)運(yùn)用較為成熟，且有一完整成熟的市場設(shè)計、施工、服務(wù)團(tuán)隊，系統(tǒng)造價也相對較低。
相比毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)，石膏輻射吊頂空調(diào)系統(tǒng)雖然在系統(tǒng)設(shè)計、施工運(yùn)行上都有一定的優(yōu)勢，但受技術(shù)較新及初投資高等因素影響，國內(nèi)應(yīng)用較少。
在該項目中，為了更好地適應(yīng)創(chuàng)新展館的需求，采用多項創(chuàng)新設(shè)計：
1）針對一層全玻璃結(jié)構(gòu)的陽光房，采用了掛片式金屬輻射板（圖4），在保證制冷需求的基礎(chǔ)上滿足了陽光房的透光性，同時在掛片式金屬輻射板的表面敷設(shè)木制紋理的貼紙，搭配精裝效果。
2）針對本項目德國中心創(chuàng)新展館不定時會有大量人員參加展會、研討會等的情況，本項目在設(shè)計時即加大了新風(fēng)量，以確保最大新風(fēng)量需求，同時采用變頻新風(fēng)機(jī)。
控制上采用手動＋自動控制并做成觸摸顯示屏布置于室內(nèi)墻壁上，自動控制根據(jù)室內(nèi)CO2探測器檢測到的CO2含量聯(lián)動新風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)風(fēng)量，同時可采用手動控制，自主調(diào)節(jié)顯示屏上新風(fēng)機(jī)變頻風(fēng)量，以應(yīng)對大量人流的情況，從而達(dá)到迅速反應(yīng)的目的，以此保持室內(nèi)人員較高的清新舒適度，同時又可根據(jù)即時人流量來控制新風(fēng)量，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
3）德國中心創(chuàng)新展館項目為一個改造項目，同時因內(nèi)里采用了多套機(jī)電系統(tǒng)，機(jī)電管線較為復(fù)雜，為節(jié)省工期同時最優(yōu)化管線布置，全程采用BIM設(shè)計指導(dǎo)施工，不僅很好地完成了各機(jī)電系統(tǒng)的銜接，使施工過程簡單化，縮短了施工周期，而且也為后期做了一個很好的效果演示。
同時后期系統(tǒng)出現(xiàn)問題需要檢修維護(hù)的時候，能通過BIM模型迅速、準(zhǔn)確地了解到各機(jī)電管線的位置，便于工人檢修維護(hù)。
