12月14日上午,中经联盟第11届年会——产品的力量论坛在中国大饭店举行,论坛以“城市向美,美美与共”为主题,讲述打造舒适人居的技术与艺术之美。明德倍适总经理伍刚现场演讲《从当代热舒适理论看室内环境技术发展趋势》。
以下为演讲实录:
大家好,我是明德倍适的总经理伍刚。今天的题目,我准备给大家讲讲热舒适,刚才我听了一听,咱们在座的有很多专业技术人员,我一个学给排水专业的讲暖通我有一点紧张,如果有讲的不对的地方请大家多包涵。
我先用一分钟简单介绍一下公司的基本情况,因为明德倍适可能大家都没有听过,明德倍适天津科技有限公司是由倍适科技公司和愿景集团于2018年去年共同出资成立的,是一家集研发、生产、销售、服务为一体的智能辐射供暖供冷系统解决方案提供商。可能有一点绕,后面大家听完以后可能就了解了。我们主要是为客户提供高品质的室内生活,目前公司有两百多人,也是国家高新技术企业,参与了多项国家的标准制定,有30多项专利,公司与恒大、万科、保利等多个地产商都有长期的战略合作伙伴关系,2019年签约大概是7个亿,我们的目标是2025年成为暖通百亿俱乐部的成员,当然说实话到目前为止到百亿的,我知道的暖通俱乐部没有,这也是我们的一个目标和愿景。
这个居室其实大家都说舒适。什么是舒适?很多人说冬天暖和就是舒适,夏天凉快就是舒适,那怎么定义呢?这个表是国标GB50736-2012给舒适度做的定义,大家看一下国家标准是什么概念?是不是有一个感觉我这个冬天越暖和舒适度越高,夏天越凉快舒适度越高。但是事实是这样吗?为什么大家在空调房间里还会觉得有一些不舒适?特别是有一些办公室到23度、24度还是觉得怎么都感觉不爽,这是怎么回事?特别像咱们开会,当然咱们中国大饭店还是很厉害的,新风系统好,大家没有困,我刚才看了看,以玩手机的为主,起码没睡觉。
空调我大概说说,可能很多设计人员都了解,空调是1902年在美国研发,但是他刚开始做空调的时候不是为了做空调而做空调,他是为了造纸厂除湿设计的设备,通过冷冻法降温使空气的水凝结。但是在做这样的一个过程中发现有一个副产品,就是温度也降了,降湿的时候同时降温,大家就想这个好,正好那时候在纽约夏天虽然不是特别热,但是那时候看电影,大家觉得是一个特别奢侈的事情,但是一堆人都在里面坐着很热,盛装出席的时候怎么办呢?太热,但是也没办法,正好用了卡里尔先生的设备。
卡里尔先生他最大的贡献是1910年做了他叫《气象学大宪章》它定义了空调温度和湿度的关系,也奠定了目前现代空调的技术理论,但是空调的特点,刚才说了为啥不舒适呢?它是温湿度耦合的,啥意思?就是我降温的同时除湿,除湿的同时降温,那这有什么不好呢?我举一个例子,比如说我们在北京的5月份春天太阳一出来30来度,但是那时候的湿度是很低的,如果你拿空调制冷,这个空调一制冷是凉快了,但是觉得特别干。在梅雨季节的上海,温度不增高十八九度,湿度相对80%,一除湿变成十四五度,大家又觉得冷,这个除湿不行,这得穿棉袄才行,所以空调它是温湿耦合,这也是我们刚才说的它还会有一些不舒适。
那什么是舒适呢?当代热舒适的理论是1970年丹麦的一个科学家Fanger先生提出的热舒适概念,他做了一个热舒适定义,同时还做了一个热平衡方程,M-W-C-R-E=S,Fanger先生很厉害他请了一千多人做实验,基本上找了20来岁小伙子,个头、胖瘦都差不多,结论后面我会说,跟什么有关系?他就发现这个平衡方程跟人的基础代谢率,跟新陈代谢,就是你做不做运动,包括所做的机械工环境对它的辐射,包括人的表面积,也就是说胖的人和瘦的人比,胖的人散热量大因为皮肤面积大,瘦的人相对来说小一点,也跟皮肤的蒸发量有关系,包括出汗的呼吸量,散热量都有关系。
那我们做一个对比,上面的是我们的国家标准,下面这是Fanger先生提的7730,咱们以夏季为例,夏天国标说的是24-26度,Fanger先生说24.5这不是正好在这个区间内吗?实际上不是,他给定了特定人群,也就是刚才我们说了20来岁的小伙子,体重相当找了一群人坐在那里,最后发现是24.5正负1度对于人来说最舒适,所以这个PMV它是满意度的标准,而不是一个绝对值,如果换成小姑娘有可能就变成25度正负1。Fanger先生说的这个概念是什么呢?以人为核心的标准,以人为核心温度波动的值作为舒适度的值。也就是说我们夏天比如说正负1度他认为舒适度最高,正负1.5度到2度舒适度适中,超过2度那只能凑合。
如果说我们的温度是22度24度,如果是22度对你是最适合,2度事实上已经不是最舒适的了,咱们国家的标准是以建筑环境为核心的评价标准,而Fanger先生他是以人为本,以人的舒适度核心为标准,也不是一个绝对值,因为你在30岁和在80岁,每一个人适合的温度都不同。
刚才说了人体舒适度还是跟人的身体有关的,那我们现在说一下体感温度和空气温度,体感温度是什么关系呢?我们举一个例子,比如说我们在太阳底下大家觉得会热,在树荫底下就觉得不热了,为什么?是因为我们有辐射,就是太阳的辐射,那空气其实在同样的一个环境下树下和太阳底下不一样,体感温度是不一样的,我们就得出了一个结论,体感温度跟什么有关呢?跟空气温度和辐射温度相关,在室外是空气温度和辐射温度它的加权平均值,室内是算术平均值,简单来说就是这两个的平均数。
在Fanger理论的基础上,意大利还有一个著名的科学家,这个教授叫Messana,他是目前欧洲做辐射供暖供冷的辐射空调之父,他根据这个热平衡方程式最后算出来说到底这个比例关系是什么呢?你们可以看到,夏季辐射量50%,还有一些自然对流,自然蒸发是人自己的,冬季稍微少一点,也就是说辐射事实上对于大家的舒适度最重要。
那还有什么对舒适度有影响呢?湿度。湿度我举一个特别简单的例子,比如说我们现在是25度的上海相对湿度80%,我们的体感温度33度,但是如果我们在新疆31度的时候,我们体感温度是31度,事实上它的体感温度还是不一样的,也就是说我在新疆31度的时候比上海那25度还舒服。
到底这个湿度何时是最舒适的呢?的美国Ashreaii和我们刚才说的IS7730都给了一个值,我的温度计上老有一个指针,是不是40到60一定舒适呢?真正我们人体觉得舒适是跟绝对湿度有关系,这个相对复杂一点,相对湿度等于水的分压力除以饱和蒸气压,美国标准给出是什么呢?如果绝对湿度每立方米空气里有8克到12克水是人体最舒适的,意大利这个Messana给的是12.5度到17度是最舒适的,也就是说跟相对湿度没有太大关系,跟绝对湿度有关系。
我大概总结一下,其实评价舒适度的标准,中国是以环境,欧洲和美国是以人体,这是第一个问题。第二个问题Messana先生说了辐射对于人体来说舒适度会更高,光是辐射是不是就好呢?对于居室来说,我们的居室里还有空气问题,空气有四大污染源,第一大家都知道PM2.5也叫可吸入颗粒物,这个对于大气来说主要的这种固态颗粒物是在室外,所以基本上一说都是说今天重度污染可吸入污染物高,但是在室内不一样了,室内动态污染物简单只要过滤就行了,但是气态的污染物,比如说装修的甲醛、苯,自己人体污染的二氧化碳,这种气态污染物还是很重要的,它对人体的危害远远大于固态污染物。
气态污染物事实上二氧化碳我多说一下,前一段时间闹的沸沸扬扬的,白血病主要是因为屋内甲醛超标了,实际上二氧化碳更重要,二氧化碳如果到了1200PPM大家就会觉得困,浓度如果到3000人基本上就昏迷了,到10000就中毒死亡了,一万什么概念?1%,氧气大概21%,差1、2差不了多少,但是二氧化碳浓度如果一旦到了1%,咱们这屋里的人就全没了,这个很重要。还有一个VOC,菌群含量,这个主要在哪里?其实还是在空调的冷凝汽,包括一些接水盘,加湿器的湿膜里都有。
怎么样处理这个新风呢?刚才设计院的同志说换风,我们也卖新风机,正常的新风是怎样呢?我们叫混风上进上回型,实际上它跟屋里的空气混了,混风是一方面,另外一方面风温也很重要,等温送风是这样平着走,高温送风大家看到这个图,基本上你人是吸不着,冬天这个新风直接堆积,经过实验数据得出结论新风要比室内空气低2到4度这个新风就能形成层流、置换,但是一个前提条件不能用在有风机盘管的房间里,置换式新风一定要是层流式新风不能有空气扰动,置换式新风要比我们刚才说的上进上回式的新风多1.4到6倍,如果以1算混风的话。
我简单说一下,刚才我们提到了辐射,说必须要辐射好,用辐射供暖制冷的方案加上层流式新风,现在到底有没有这些产品呢?实际上很多,包括我们当代当时可能也是做的这个产品,目前市场上比较流行的是这种叫毛细管的空调,毛细管空调其实也是在房顶墙上加这种毛细管,冬季走热水夏季走冷水,但是它有一点小问题,它主要的问题在于冷量有点少,基本上一平米20到25,做空调专业的人都知道,制冷正常要一百瓦的设计,可能有50瓦做冷凝水耗费掉了,差30瓦怎么办?还是新风加冷量处理,但是新风加冷量就导致不可控,毛细管目前还是以定水温为主,这种产品目前做得还是蛮多的,在全球一共两个厂家做这个事情,都是在德国,因为德国没那么热。
还有一种辐射空调,这个产品就是我刚才说的冷辐射板加上能够加湿除湿的置换新风机,这一套系统通过智能的传感器,这个传感器能干吗呢?他能监测到空气温度,辐射温度,包括湿度多个参数,通过控制中心来取得的数据,然后调整整个辐射板里的水温包括新风量新风的风温,它是一个变风温变风量的云服务,目前这种辐射空调,因为我们现在也在做国家标准,也叫冷辐射空调的国标,目前全欧洲已经有两百多家干这个事了,大家有兴趣可以看看相关的资料,当然我们正在研发冷辐射空调,我们大家都希望能够通过冷辐射空调给大家带来这种革命性的居室环境的改变,谢谢大家。