《舒适与环境研究》分论坛报告分享
2025第三届全国人居环境与生命健康大会在河北枣强中国空调博物馆圆满召开。大会以“提升人居环境，促进生命健康”为主题，旨在整合多方力量，共同擘画领域发展新蓝图。
特邀专家王欢
清华大学建筑学院助理研究员、清华大学电子工程系博士后
文字总结
01、研究背景：建筑能耗与碳排放形势严峻
我国建筑运行碳排放已达23.1亿吨，且持续增长。建筑能耗高、能源品位使用不合理，已成为制约碳中和目标实现的关键因素。若中国城市人均建筑能耗达到美国的50%，全国总能耗将超过当前能源供应总量，走发达国家老路将带来灾难性后果。因此，必须探索适合中国国情的低碳、高效建筑能源路径。
02、传统空调系统的局限与负荷品位理论的提出
传统空调系统采用单一温度的冷热源，导致能源品位浪费，系统效率提升空间有限。热泵等设备在制备高温热水或低温冷水时，受热力学第二定律限制，效率难以进一步提高。
为此，研究提出“负荷品位”概念，强调应根据负荷的实际温度需求，提供相匹配的冷热源温度，而非一味追求低温冷水或高温热水。通过分级处理空气，使用更高温度的冷水或更低温度的热水，可实现能源品位的合理匹配，从而显著提升系统能效。
03、低品位末端技术与双层嵌管围护结构的创新
（1）低品位末端的优势
传统末端（如风机盘管、散热器）所需能源品位高，响应快但能耗大。辐射末端（如辐射板、嵌管墙体）则具有噪音低、舒适性好、节能性强等优点，尤其适合与低品位能源结合使用。
（2）双层嵌管围护结构的提出
单层嵌管墙：可利用自然能源（如土壤、水体）降低围护结构负荷，但难以处理室内负荷。
双层嵌管墙：不仅拦截围护结构负荷，还可通过机械方式处理室内负荷，实现负荷品位下移，大幅降低系统能耗。
（3）结构与效果
双层嵌管墙由内外两层嵌管组成，中间夹保温层。在冬季，内嵌管使用21~24℃的低温热水即可满足供热需求，系统能耗较传统地源热泵降低30%以上。实测显示，在-9℃室外环境下，室内温度仍可维持在18℃以上，舒适性显著提升。
04、风盘窗与嵌管窗：窗户系统的能效革命
窗户是建筑围护结构的薄弱环节，传统遮阳方式效果有限。风盘窗和嵌管窗通过在窗框或百叶中嵌入管道，通入低温水拦截太阳辐射，实现：
夏季：玻璃夹层温度降低15℃，传热量减少60%；冬季：利用低温热水辅助供热，节能率超过20%；风盘窗更集成微通道散热器和风扇，动态调节窗户热工性能，其传热系数（U值）可从1.17 W/(m²·K)降至0.16 W/(m²·K)，降幅达86.32%。
05、工程示范与实测验证
在新众业嵌管墙技术示范建筑中，西墙采用双层嵌管结构，南墙、东墙、屋顶采用外嵌管，地面采用内嵌管，幕墙采用风盘窗技术，新风系统采用低品位能源分级处理。
实测结果表明：在夏季34℃高温下，仅依靠外嵌管和新风预处理，室内温度可维持在26℃；幕墙U值从2.4 W/(m²·K)降至1.5 W/(m²·K)；系统运行稳定，舒适性、节能性、美观性均得到提升。
06、总结与展望
理论创新：引入“负荷品位”概念，推动空调系统从“数量节能”向“品位节能”转变；技术创新：双层嵌管墙、风盘窗等低品位末端技术，实现围护结构负荷拦截与自然能源高效利用；系统集成：结合分级空气处理与嵌管围护结构，构建“近零能耗”供热空调系统；实践验证：示范工程表明，该技术路线在能效、舒适性与适应性方面均优于传统系统。
