辐射空调系统以其在节能性、舒适性和美观性方面的良好表现得到广泛关注,但地板辐射供冷的研究和应用起步较晚,国内外学者在其室内环境及系统负荷方面的研究仍不完善,且对地板辐射供冷技术在我国寒冷地区的应用适用性评价较为缺乏。本文采用理论分析、实验研究与仿真模拟相结合的方法,对地板辐射空调系统的室内环境特征及负荷特性与建筑空间设计参数的关系进行研究,并从舒适性和节能性角度对地板辐射供冷技术在寒冷地区的性能表现进行评价。本文首先梳理地板辐射空调的供能方式和特点,阐明辐射空调与对流空调在得热与负荷方面的异同,明确辐射空调系统的负荷定义、分类及构成;讨论建筑空间设计参数与地板辐射空调各负荷构成的影响关系,总结地板辐射系统供能-环境-负荷耦合作用中的重点问题并由此得到本文后续研究的关键参数。随后利用可变空间实验室开展3次共20个工况的现场实验研究,探究关键空间设计参数对地板辐射系统室内环境和供能能力的影响作用。地板辐射空调系统室内空气垂直温差受特征比例影响较大,近顶棚的空气温差较大,空气水平温度梯度很小;太阳散射光线对室内热环境及系统供能能力的影响微弱,直射光线的作用强烈,并整理得到短时暴露条件下辐射地板表面温升速率及热流密度升高幅度与太阳直射强度的关系。引入以无量纲高度描述空气温度垂直分布的方法,模拟研究得到寒冷地区夏季地板辐射供冷工况下的室内空气温度分布模式,以此为基础优化Energy Plus负荷计算过程,探究外墙朝向、特征比例以及空间体量对地板辐射系统负荷的影响。北向外墙空间的节能潜力最大、东向和西向次之、南向最低;辐射地板的节能性随特征比例的增大而增大,但增大幅度越来越小;空间体量越大,辐射地板的节能潜力越大。最后对地板辐射空调系统在居住建筑、办公建筑及交通建筑三种典型应用场景中的性能表现进行综合评价,评价内容包括环境客观指标、舒适指标及系统负荷特性。