• 作者简介

第一作者

胡榕

桂林电子科技大学，建筑与交通工程学院

研究方向：绿色建筑建筑节能；建筑环境控制；建筑热工；热环境与热舒适。

通讯作者

刘刚

中南大学，能源科学与工程学院

研究方向：新能源技术 (地热能资源勘察、地热能资源参数估计、传热学反问题、地热能高效利用技术)；超级电容器电极材料、器件及系统；能源技术经济学。

作者

李晓萍

中国建筑科学研究院，科技标准部

研究方向：建筑节能、绿色建筑及低碳发展等领域。

• 文章导读

在大型交通枢纽建筑快速发展的当下，机场航站楼因空间大、人员密集、玻璃幕墙和采光屋面比例高，夏季常出现温度偏高、冷热不均和空调能耗较大等问题。传统全空气空调系统主要依靠送风调节温度，在高大空间中存在能耗高、舒适性改善有限等不足。相比之下，辐射冷却地板与置换通风相结合的空调系统，可通过地面辐射换热和低速送风共同改善人员活动区热环境，为大型公共建筑节能运行提供技术路径。桂林电子科技大学胡榕老师团队在Buildings 期刊发表了文章，以西安咸阳国际机场T3航站楼为研究对象，开展了现场测试、问卷调查和CFD 数值模拟，分析不同天气条件下室内热环境变化规律，并提出了系统优化控制策略。

• 研究过程与结果

作者首先分析了辐射冷却地板与置换通风在大型空间中的协同作用。置换通风主要承担部分显热负荷并控制湿度，辐射冷却地板则通过大面积地面换热降低平均辐射温度，从而提升人体热舒适感。研究将送风温度和地板表面温度确定为关键控制变量，并建立系统冷量、PMV 热舒适指标与控制参数之间的关系。研究团队选取T3航站楼出发大厅北侧休息区作为测试区域。该区域平均高度约22m，外围护结构包括玻璃幕墙和屋面采光带，具有典型大型航站楼热环境特征。研究人员将区域划分为外围区、中部区和内区，布置多个测点采集热环境参数，并结合问卷获得人员主观热感觉评价。

图1. 现场测试图

现场测试结果表明，典型夏季日室外平均温度约30.4℃，航站楼室内热环境基本满足舒适要求；高温日室外平均温度达到34.5℃，室内1.1m高度处空气温度普遍超过28℃，出现明显偏热现象。其中内区受人员活动、服务设备和充电设施等热源影响，温度上升更明显；垂直方向上，高温日温度梯度更大，说明热分层现象更加突出。

图2. PMV 热舒适评价图

在热舒适评价方面，研究采用PMV—PPD 指标，并与主观问卷结果进行对比。结果显示，典型夏季日平均PMV 约为0.54，处于可接受范围；高温日平均PMV 升至1.16，最大值达到1.63，表明室内环境已偏热。主观投票结果也显示，高温日超过一半人员认为环境“稍不舒适”或“不舒适”，约73%的人员希望环境更凉爽。PMV 与人员热感觉投票变化趋势基本一致，说明该指标可较好反映航站楼热舒适状态。

图3. 仿真模型图

为进一步优化系统运行，作者建立CFD 模型，并通过实测数据验证模型可靠性。模拟结果显示，单独降低送风温度能够改善靠近送风口区域的空气温度，但对玻璃幕墙附近等外围区域作用有限；单独降低地板表面温度则可以更均匀地降低平均辐射温度和PMV 值，但会显著增加系统冷量需求。因此，简单依靠“更低温度”并非最优方案，合理协调送风温度与地板温度才是关键。

随后，研究分析了送风温度、地板表面温度、PMV 和系统冷量之间的关系，并确定优化运行区域。结果表明，当室内温度超过28℃时，应优先降低送风温度；当送风温度降至18℃后室内仍偏热时，再降低冷却地板表面温度。针对高温日工况，作者提出送风温度18℃、地板表面温度22℃的优化方案。CFD 验证显示，该方案下平均PMV 降至0.87，系统冷量约为200W/m2，环境分布更加均匀，人员活动区舒适性明显改善。

图4. PMV、冷却能力、地面表面温度和送风温度之间的相关性

图5. 室内热环境模拟图

• 研究总结

该研究围绕大型航站楼辐射冷却地板与置换通风系统的热环境优化问题，提出了以送风温度和地板表面温度为控制变量的分析方法。研究表明，辐射冷却地板可有效改善大型空间平均辐射温度和PMV 分布，置换通风则对局部空气温度调节具有重要作用。二者协同控制时，应优先满足人员热舒适需求，并兼顾系统冷量和节能运行。该成果为机场、车站、展厅等大型公共建筑绿色低碳运行提供了参考。未来，随着实时监测、智能传感和数据驱动控制技术的发展，辐射冷却地板与通风系统有望实现精细化、自适应调控，在提升热舒适性的同时进一步降低建筑运行能耗。

阅读英文原文：https://www.mdpi.com/2782962

• Buildings 期刊介绍

主编：David Arditi, Illinois Institute of Technology, USA

Buildings (ISSN 2075-5309) 是建筑领域内国际性的开放获取型期刊，已被Scopus、SCIE (Web of Science)、Ei Compendex、Inspec等知名数据库收录，领域涵盖但不限于建筑结构、建筑材料、建筑的维修和翻新、施工管理、建筑与环境、能源与建筑、建筑的运营维护和建筑设计等。

2025 Impact Factor：3.4

2025 CiteScore：5.6

Time to First Decision：14.7 Days

Acceptance to Publication：3.5 Days

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/buildings

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