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【科普】建筑与人体热舒适度

来源:绿色建筑研习社



主要因素


人体的热舒适度取决于室内环境,即室内温度、相对湿度以及气流流动速


1热舒适度.jpg

热舒适度


最佳范围


  • 冬季温度18~25摄氏度,相对湿度30%~80%;

  • 夏季温度23~28摄氏度,相对湿度30%~60%;

  • 室内气流流动速度为0.1~0.7m/s。


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温湿度监控系统


人体的热平衡


人体向外的散热方式主要有:传导、辐射、对流、蒸发。人体是恒温的,如果人体放出的热量大于其新陈代谢所产生的热量,人体就会感觉到冷;相反,如果人体向环境释放的热量小于新陈代谢所产生的热量时,热量就会积聚在人体内,人体就会感觉到热。


适宜的建筑舒适度


  • 可以提供一个良好的工作生活场所

  • 避免各种疾病的发生和传染

  • 对人机体的休息、保养有重要益处

  • 对人的健康状况改善具有重要作用


影响人体热舒适度的因素


主观因素:

  • 新陈代谢率;新陈代谢率高的人不怕冷,但怕热;新陈代谢率低的人不怕热,但怕冷

  • 衣着情况:不同类型建筑、不同功能房间,人们的衣着情况也不相同


客观因素:

  • 空气温度:最主要因素,直接决定人体的感觉是冷还是热。人体最适宜的室内气温为24~28摄氏度

  • 空气相对湿度:相对湿度高让人感觉闷,感觉粘;相对湿度低让人呼吸不舒服,空气中的大量浮尘,进一步污染室内空气。冬季室内空气相对湿度应为40%~80%

  • 空气流动速度:间接影响人体的热舒适度。空气流动可以将人体散发的废气带走,可降低人体周边的二氧化碳浓度。适宜的速度可以增加人体体表的蒸发量,给人以清新的感觉。冬季的最佳空气流动速度为0.2~0.5米/秒。


热舒适度的目标


  • 基本目标:舒适

  • 理想标准:健康

  • 发展趋势:高效节能


我国采暖期热舒适度问题


采暖过度或采暖不足:受太阳辐射不同,南侧房间过度采暖,过热导致人们开窗降温,损失了热量,室外灰尘还污染了室内空气;北侧房间气温低,感觉不舒适。


空气流动性差、污染严重:老旧建筑不是很关注建筑换气,室内会出现含氧量低,二氧化浓度高,对人体危害很大。


冬季室内干燥、相对湿度低:北方地区降水较少,室内温度高,空气蒸发量大,污染物多,人体水分流失较多,会感觉到干燥不适。


改善的手段


主动式干预:通过建筑设备人为的、主动的进行干预


被动式改善:通过建筑围护结构的热惰性,通过更好的利用自然和建筑本身而不依靠建筑设备来干预


被动式的改善手段


避免短板效应以加强绝热能力:对于建筑的隔热性能而言,建筑外围护结构的绝热能力是由绝热性能最差的部位所决定。窗户中的玻璃是建筑的热工量最薄弱部位,应进行特别设计。另外要避免由于各种设计不合理造成的建筑冷桥。


3LE玻璃.jpg


Low-E玻璃


通过温室效应来加强得热能力:“温室效应”是典型的太阳能得热方式,在寒冷的冬季应合理应用。建筑被动式太阳能设计主要有两种:直接得热和间接得热。直接得热通过把太阳辐射热储入建筑物的各种蓄热体内,然后分不同时间逐步释放;间热得热是通过加热各种热媒来接收和储存太阳能,再通过热媒来加热室内空气或者室内各种蓄热体的方式。直接得热最为有效也最为经济。


4不同LE玻璃对比.jpg

不同Low-E玻璃对比

(左图)单片Low-E节能玻璃

(中图)胶合Low-E节能玻璃

(右图)单中空Low-E节能玻璃


通过蓄热设计强化时间滞后效应:室内温度的控制在很大程度上取决于隔热材料和蓄热材料的配置,合理设置将会产生室内气温的变化滞后于室外气温变化的现象,这就是“时间滞后”现象。


设置气候缓冲区来控制热舒适度:常见的气候缓冲区有防寒门斗、封闭阳台、北侧的辅助房间等。


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(左图)独立住宅冬季烟囱效应示意图

(右图)独立住宅夏季烟囱效应示意图


利用烟囱效应进行室内空气对流的控制和换气:由于温度和高度不同会造成空气压力差,从而形成室内气流的运动,叫“烟囱效应”。在被动式设计中,烟囱效应不仅对建筑热舒适度的改善,而且对于设计一种健康而又洁净的室内空间,都有重要意义。