随着社会经济飞速发展,化石能源日益枯竭、环境逐年恶化,我国面临着严峻的资源节约与绿色耗能的挑战。我国供暖面积大、耗能量大,进一步降低供暖用能已然成为当务之急。建筑供暖末端设备释放的热量在室内分配和传递情况对室内供暖热环境、供暖耗能具有重要意义。作为房间中的热源,散热器释放的热量主要以对流换热向室内传递,散热器附近的气流流动情况在一定程度上反映着散热器向室内释放热量的情况。此外,由于散热器通常被安装在用于自然通风和采光的窗户下部,受到散热器和窗户的协同作用,散热器-窗户近壁气流流动变化复杂。整体而言,现今对散热器-窗户近壁气流流动对室内热环境作用关系的研究相对较少。本研究以普通民用供暖房间为研究对象,通过测试、实验及模拟相结合的方法对室内散热器-窗户近壁气流流动与换热特性及对室内热环境营造的影响进行细致分析探讨。首先,本文选取典型散热器供暖房间作为研究对象,对其室内热环境进行了测量和分析,并建立了散热器供暖房间内部热量传递模型,对室内各部分间的换热进行了计算。通过计算发现,在散热器供暖房间中,窗户和外墙的换热对室内热量的分配起到决定性作用;窗户内壁面的换热中对流换热占据主导,为使散热器释放的热量更多应用于加热人员活动区、提升能量有效利用率,需要进一步降低窗户的对流换热量。其次,本文通过模型实验深入分析了红外热图像测速方法在室内竖直热源上方近壁面气流场测量的可行性。其中,参照散热器的布置形式,在模型实验台的一侧壁面下部贴有电热膜用来模拟散热器的加热作用,对电热膜上方近壁气流场进行测量,将红外热图像测速结果与粒子图像测速结果进行对比。实验结果表明,红外热图像测速方法在室内竖直热源上方近壁气流场测量上具备可行性,其测量结果能够反映气流运动的主要特征。然而,蓄热导致壁面温度波动滞后于近壁气流流动,由于红外热图像测速方法依赖于壁面温度波动情况,尽管测量得到的时均速度接近实际速度,但瞬时速度趋于分布在低速区。近壁面温度的频谱分析表明,红外热图像测速结果反映了壁面边界层附近的气流流动特征。再次,本文通过人工环境气候室实验,在散热器和窗户近似处于同一平面的场景下,对散热器-窗户近壁气流场形成机制,及其对室内热环境的作用关系进行了深入分析。实验结果指出散热器产生的热羽流与窗户内壁面附近的下沉气流形成混冲作用,共同决定着散热器-窗户近壁气流场。当室外温度一定、散热器表面温度超过一定值时,散热器对气流场分布起主导作用,窗户和散热器之间外墙附近的气流流动趋于静止,热空气被输送到上部区域,竖向速度分布不均匀;当散热器表面温度一定且室外温度低至一定值时,窗户对气流场分布起主导作用,气流场分布较为均匀。此外,基于室内外空气温差、窗户近壁最大速度定量描述了窗户内壁对流换热情况。最后,基于室内热环境特性、散热器-窗户近壁流动换热特性,本文引入散热器上限温度。当窗户下部内壁面的最高温度和窗户和散热器之间外墙的壁面温度一致,此时的散热器表面平均温度被定义为散热器上限温度。当散热器以上限温度对房间加热时,窗户和散热器之间的外墙近壁速度趋于零,大量热量通过对流换热从窗户向室外损失,对散热器释放热量的有效利用率低。基于这一特性,构建了基于气流流动规律和动量平衡的上限温度预测方法。通过响应面分析方法,探究了室外温度、散热器表面平均温度、窗户传热系数及外墙传热系数对室内空气和窗户内壁面温差、操作温度的作用关系式,基于所建立的作用关系式,以热舒适和能量利用率为双重目标,探究了不同室外温度下,散热器最优表面平均温度区间。本研究通过现场测试、实验研究、模拟研究相结合的方式对散热器-窗户近壁流动换热特性与形成机制及其对室内热环境的作用关系进行了细致研究,本研究作为一项基础研究,将有助于加深对散热器-窗户近壁气流流动对室内热环境影响的理解,为更加舒适、节能的供暖室内热环境营造提供理论支持。