寒冷地区住宅建筑地暖系统热舒适性研究

肖潇

武汉虹信技术服务有限责任公司 430000

摘要

我国寒冷地区冬季气温低、供暖周期长，传统对流供暖存在室内温差大、空气干燥、舒适度不足等问题，难以满足现代住宅居住体验需求。地暖系统以辐射散热为主，具备温度分布均匀、散热稳定、室内环境温和等优势，现已成为寒冷地区住宅建筑主流供暖形式。为明确寒冷地区住宅地暖系统的热舒适特性，提升住宅供暖适配性与居住品质，本文依托热舒适相关理论，结合寒冷地区气候特征，系统分析地暖系统供暖机理与热舒适核心优势，探究室内温度、辐射温度、空气流速等关键参数对居住热舒适性的影响，梳理当前寒冷地区住宅地暖系统在设计、施工及运行阶段存在的舒适性问题。针对性提出参数优化、系统调试、运行管控等改善策略，旨在优化地暖系统供暖效果，营造稳定、舒适、健康的室内热环境，为寒冷地区住宅地暖系统的标准化设计与精细化应用提供理论参考，助力宜居型住宅建筑的发展建设。

关键词

寒冷地区；住宅建筑；地暖系统；热舒适性；室内热环境

一、引言

我国寒冷地区涵盖东北、华北、西北等大范围区域，冬季严寒漫长，室外低温、大风、降雪天气频发，住宅建筑室内供暖是保障居民基本居住生活的核心基础。随着居民生活水平的提升，大众对住宅室内环境的需求从单一的采暖保温，逐步转向舒适、健康、节能的多元化需求，传统暖气片对流供暖模式的弊端日益凸显。对流供暖依靠空气对流升温，易造成室内上热下冷、温差波动大、空气扬尘增多等问题，长期居住易产生闷热、干燥、不适等体感问题。地暖系统采用地面辐射散热方式，热量自下而上均匀扩散，贴合人体生理散热需求，契合寒冷地区冬季供暖的环境适配要求。当前，寒冷地区部分住宅地暖系统存在设计参数不合理、铺设工艺不规范、运行调控粗放等问题，导致室内局部温差过大、升温滞后、冷热不均，严重影响室内热舒适性。基于此，开展寒冷地区住宅建筑地暖系统热舒适性研究，剖析热环境影响机制，优化系统应用方案，对提升住宅居住品质、完善寒冷地区供暖体系、实现供暖舒适化与节能化协同发展具有重要现实意义。

二、地暖系统供暖机理与热舒适核心特性

地暖系统即低温地面辐射供暖系统，核心原理是通过铺设于地面的加热管道输送低温热水，借助地面结构蓄热与辐射散热的方式向室内传递热量，区别于传统对流供暖的热量传递逻辑，形成独特的室内热环境分布特征。该系统供水温度通常控制在35℃至50℃，属于低温供暖范畴，热量以远红外辐射为主、空气对流为辅的形式扩散，散热过程温和稳定，无剧烈空气流动。从热舒适特性来看，地暖系统最核心的优势是竖向温度分布均匀，室内地面温度高于人体足部温度，室内气温自下而上缓慢递减，符合人体“足暖头凉”的舒适体感规律，有效规避传统供暖顶部温度过高、底部阴冷的弊端。同时，低温辐射散热不会快速蒸发室内水分，能够有效维持室内空气湿度稳定，避免冬季室内空气过度干燥，减少口干、皮肤干燥等不适现象。此外，地暖系统无外露散热设备，室内无死角散热均匀，可有效降低室内局部冷热温差，弱化冷风渗透带来的体感不适，整体热环境稳定性远优于传统供暖方式，高度适配寒冷地区冬季密闭居住环境的使用需求。

三、寒冷地区地暖系统热舒适性主要影响因素

结合寒冷地区气候特点与住宅建筑特性，地暖系统热舒适性受建筑本体、系统设计、运行参数、环境条件多维度因素共同影响，各因素相互耦合作用，决定室内热环境质量。建筑本体因素为基础影响条件，寒冷地区住宅围护结构保温性能至关重要，外墙、屋顶、门窗的保温隔热能力不足，会导致室内热量快速流失，地面辐射热量损耗加剧，造成室内升温缓慢、温度偏低，降低热舒适性。同时，建筑层高、户型格局、地面铺装材料导热系数，会直接影响热量扩散效率与蓄热效果，瓷砖等高热导材料散热均匀、舒适性佳，木质地板铺装层易产生热阻，削弱供暖效果。系统设计与施工因素是核心影响因素，地暖管道间距、铺设面积、管道埋深、保温层铺设质量，直接决定地面散热均匀性。管道间距过大易出现局部低温区域，保温层铺设不规范会造成热量向地下损耗，降低室内供暖效率，引发室内冷热不均问题。运行参数因素直接影响实时舒适体感，供水温度、水流速度、供暖时长的不合理调控，会导致室内温度波动频繁，低温运行无法满足采暖需求，高温运行则易造成室内闷热、能耗浪费。此外，寒冷地区极端低温天气下，室外冷风渗透、室内外温差过大，会增大室内热负荷，影响地暖系统热舒适稳定性。

四、地暖系统热舒适性优化提升策略

基于寒冷地区地暖系统热舒适影响机制，结合住宅建筑使用特性，从建筑适配、系统设计、运行管控三个维度，提出针对性的热舒适性优化策略，实现供暖舒适与稳定双重目标。首先，优化建筑本体保温适配设计，强化住宅围护结构保温隔热性能，采用高性能保温板材、断桥隔热门窗，减少室内热量流失，降低室外低温环境对室内热环境的干扰；根据户型格局合理规划地暖铺设区域，规避遮挡死角，选用高导热、稳定性强的地面铺装材料，提升热量传递效率与散热均匀性。其次，完善地暖系统精细化设计与施工，结合寒冷地区冬季热负荷标准，精准计算管道间距、埋深与供水参数，根据房间功能分区差异化设计铺设方案，保障各区域散热均衡；严格规范施工工艺，强化地面保温层、反射层铺设质量，杜绝热量无效损耗，规避局部散热不均问题。最后，优化系统运行智能管控，摒弃传统粗放式启停调控模式，根据室外温度变化、室内人员作息规律，动态调节供水温度与水流速度，实现按需供暖。

五、结论

寒冷地区冬季低温严寒的气候特征，决定了住宅供暖热舒适性是居住品质的核心指标，地暖系统凭借温和稳定的辐射散热优势，成为适配寒冷地区住宅的优质供暖形式，相较于传统对流供暖具备显著的热舒适优势。本文通过研究明确，地暖系统热舒适性主要受建筑围护结构、系统设计施工、运行参数、外部气候环境等多重因素影响，当前系统应用中存在的参数设计不合理、施工不规范、运行调控粗放等问题，是导致室内冷热不均、体感不适的主要原因。通过优化建筑保温结构、精细化设计施工、智能化动态调控等策略，可有效改善地暖系统散热效果，均衡室内温度分布，提升冬季室内居住舒适度。寒冷地区住宅地暖系统的热舒适优化是系统性工程，需兼顾建筑适配性、系统科学性与运行合理性。未来，应持续结合寒冷地区气候迭代优化地暖设计与运行标准，推动地暖系统与绿色住宅、智能建筑深度融合，在保障热舒适性的同时兼顾节能效益，实现寒冷地区住宅室内居住环境的高质量升级。

参考文献

[1] 周智勇,李佳宜. 供暖模式下寒冷地区住宅建筑冬季室内热舒适性分析[J]. 建筑技术,2023,54(17):2114-2119. DOI:10.3969/j.issn.1000-4726.2023.17.021.

[2] 程思凡,尚少文,梁振鹏,等. 寒冷地区太阳能-空气源热泵供暖系统控制策略优化研究[J]. 建筑节能（中英文）,2026,54(1):66-73. DOI:10.3969/j.issn.2096-9422.2026.01.010.

[3] 赵金秀,任春立,温翠玲,等. 北方寒冷地区农宅太阳能供暖试验研究[J]. 唐山学院学报,2020,33(6):55-60. DOI:10.16160/j.cnki.tsxyxb.2020.06.012.

...