建筑熱濕環(huán)境研究進展文獻綜述

1、建筑熱濕環(huán)境研究進展文獻綜述 姓名：陳麗旭 班級：z112 學(xué)號：11200138224 日期：2013.11.17 前言：近年來，中國城市高層住宅建筑得到了空前的發(fā)展。居住建筑作為建筑的一個重要組成部分和人類生存的四大要素之一，它與人們的生活息息相關(guān)，也因此得到了人類世代的關(guān)注。人們關(guān)心自身的健康狀況，也就關(guān)注所生活和工作的環(huán)境質(zhì)量。在建筑物內(nèi)保持一個良好舒適的環(huán)境，不僅對人的健康有益，使人精神愉快，精力充沛，而且可以提高工作效率，使人更富有創(chuàng)造力。帶中庭的高層住宅作為高層住宅的一個重要部分，研究分析其室內(nèi)環(huán)境的特征，以及對舒適性的影響，具有重要的實際意義。 建筑熱濕環(huán)境是衡量室內(nèi)空氣品質(zhì)的

2、重要指標，不僅影響著人們的舒適感，而且長期處于不適宜的熱濕環(huán)境中會對人體健康造成危害。辦公建筑作為國內(nèi)能耗最為嚴重的建筑類型之一，分析其在各個季節(jié)的熱濕環(huán)境現(xiàn)狀和人員的熱舒適性情況，對于指導(dǎo)辦公建筑的節(jié)能設(shè)計改造和人們的行為節(jié)能，以及提高室內(nèi)人員的工作效率有著非常重要的意義。目前關(guān)于建筑熱濕環(huán)境舒適性方面的研究主要包括實驗室方法和現(xiàn)場測試法。實驗室方法主要探討在實驗室穩(wěn)態(tài)條件下人體冷熱感覺與各種影響參數(shù)之間的關(guān)系，而現(xiàn)場測試法是在動態(tài)的建筑環(huán)境條件下研究人體的熱舒適性與熱適應(yīng)性，該方法由于在實際建筑中對人體熱舒適進行調(diào)查，從而保留了受試者和建筑之間的完整性。以長沙地區(qū)辦公建筑作為研究對象為例，

3、采用現(xiàn)場測試法，通過現(xiàn)場熱濕參數(shù)實測和問卷調(diào)查的方法，探討夏季、過渡季和冬季該類型建筑室內(nèi)熱濕狀況和人體的熱舒適情況。通過對長沙氣候特點和建筑特征分析，確立測試對象、測試參數(shù)與測量儀器、問卷調(diào)查。進行結(jié)果分析與討論：辦公建筑室內(nèi)熱濕狀況、人體熱舒適性分析、熱舒適投票、熱中性溫度。得出以下結(jié)論：1）夏季辦公建筑內(nèi)空氣平均溫度和相對濕度基本滿足采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（gb50019-2003）中的規(guī)定，且符合建筑節(jié)能設(shè)計的要求；冬季辦公建筑內(nèi)空氣平均溫度偏低，相對濕度較合適；過渡季室內(nèi)空氣平均溫度和相對濕度分別為18.0和53%。2）辦公建筑內(nèi)人員會通過改變穿衣來適應(yīng)季節(jié)的變化，以獲得較好的熱

4、舒適感。全年服裝熱阻與室內(nèi)、外空氣溫度具有一定的線性關(guān)系。3）通過實際調(diào)查得到夏季、過渡季和冬季辦公建筑內(nèi)人們平均熱感覺都比較適中。熱舒適投票也表明各個季節(jié)辦公建筑內(nèi)絕大多數(shù)人熱感覺舒適，但也有很大一部分人感覺稍不舒適，感覺不舒適的人較少。4）夏季實際熱中性溫度與理論值非常接近，而冬季實際熱中性溫度要比理論值低，說明該地區(qū)人們對于環(huán)境溫度的適應(yīng)范圍更加寬廣、耐冷性更強。在我國北方地區(qū)城市住宅冬季采暖設(shè)備多采用鑄鐵散熱器,而且,為了抑制冷風(fēng)滲透對室內(nèi)環(huán)境的影響,散熱器一般布置在室內(nèi)外窗的下方。另外,根據(jù)民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范對冬季室外計算參數(shù)確定原則所作的說明可知:所確定的冬季室外計算參數(shù)一般應(yīng)保

5、證對于不同熱惰性指標的圍護結(jié)構(gòu),在室內(nèi)溫度保持穩(wěn)定,室外溫度從各自的計算溫度降至當(dāng)?shù)刈畹鸵粋€日平均溫度的條件下,在圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面上引起的溫降都不超過1攝氏度,內(nèi)表面最低溫度都不低于露點溫度1。在這些設(shè)計計算中,一般都沒有考慮人的生活行為、采暖方式的改變以及建筑結(jié)構(gòu)或布局的多樣性對室內(nèi)熱濕環(huán)境的影響。 進行現(xiàn)有民用住宅室內(nèi)熱濕環(huán)境的研究通常采用三種方法,即實測調(diào)查、問卷調(diào)查和數(shù)值仿真。我國冬季北方采暖地區(qū)的室內(nèi)熱濕環(huán)境狀況,以大連市各種類型的民用住宅為例,于2001年冬季,對居住環(huán)境的熱濕環(huán)境狀況進行了實測調(diào)查和問卷調(diào)查。根據(jù)實測調(diào)查和問卷調(diào)查的結(jié)果,從采暖方式、運行調(diào)節(jié)方法、散熱器安裝位置的變

6、化以及居住者的生活行為等,分析考察了這些因素對室內(nèi)熱濕環(huán)境和居住者熱舒適感覺的影響。通過冬季對大連市住宅室內(nèi)環(huán)境的問卷調(diào)查及選取有代表性的部分住宅進行的實測調(diào)查,分析研究了不同的采暖方式對室內(nèi)熱濕環(huán)境、居住者熱濕感覺及生活行為的影響,得到以下結(jié)論:(1)傳統(tǒng)散熱器仍是住宅的主要采暖設(shè)備。(2)由于電熱膜采暖調(diào)節(jié)方便、實行分戶計量,使得居住者一般只開停留房間的電熱膜采暖系統(tǒng),因此室內(nèi)平均溫度在實測調(diào)查的住宅中最低。(3)地板采暖和電熱膜采暖的用戶有感到室溫適中。(4)居住者的干燥感同室內(nèi)相對濕度相對應(yīng),輻射采暖的室內(nèi)相對濕度較散熱器高,因而濕環(huán)境狀況好于采暖散熱器采暖的住宅。(5)多樣化的采暖設(shè)

7、備已改變了人們的生活行為,對于散熱量可調(diào)的電熱膜和地板采暖的用戶,根據(jù)個人需要而開窗的情況多于傳統(tǒng)的散熱器的用戶。(6)連續(xù)供暖以其合理的供暖機制,使室溫穩(wěn)定,供暖質(zhì)量好,但要注意一味強調(diào)溫度而使得室內(nèi)溫度偏高,也會使成住者感到不舒適。(7)無規(guī)則供暖住宅的居住者經(jīng)過長期生理調(diào)節(jié)的作用,已經(jīng)逐漸適應(yīng)了低溫的室內(nèi)熱環(huán)境。(8)在有外墻的房間,將散熱器置于內(nèi)墻上,將增大非對稱輻射,給人帶來不適的感覺。建筑熱濕環(huán)境對人體舒適性也有很大的影響，因此有必要針對具體建筑或人工氣候室就室內(nèi)熱濕環(huán)境對人體舒適性的影響進行研究。通過測試影響室內(nèi)熱濕環(huán)境的各種參數(shù)，通過問卷調(diào)查總結(jié)分析出室內(nèi)熱濕環(huán)境條件變化時人體

8、的舒適感變化情況，從而提出一些改善室內(nèi)熱濕環(huán)境、提高人體熱舒適性的措施。這將為今后建筑、暖通設(shè)計專家優(yōu)選設(shè)計方案提供依據(jù)，從以人為本的立場出發(fā)最大可能地為人們創(chuàng)造健康、舒適、安全、高效的室內(nèi)熱濕環(huán)境。室內(nèi)熱濕環(huán)境（也稱室內(nèi)氣候）由室內(nèi)空氣溫度、濕度、風(fēng)速和室內(nèi)熱輻射四要素綜合形成，以人的熱舒適程度作為評價標準。室內(nèi)熱濕環(huán)境質(zhì)量的高低對人們的身體健康、生活水平、工作學(xué)習(xí)效率將產(chǎn)生重大影響?？諝鉂穸戎苯佑绊懭梭w皮膚表面的蒸發(fā)散熱，從而影響人體的舒適感。濕度過低，人體皮膚因缺少水分而變得粗糙甚至開裂，人體的免疫系統(tǒng)也會受到傷害導(dǎo)致對疾病的抵抗力大大降低甚至喪失。室內(nèi)濕度過高，不僅影響人體的舒適感，還

9、為室內(nèi)環(huán)境中的細菌、霉菌及其他微生物創(chuàng)造了良好的生長繁殖條件，加劇室內(nèi)微生物的污染，這些微生物容易導(dǎo)致患上呼吸道或消化道疾病。室內(nèi)空氣的流動影響人體的對流換熱和蒸發(fā)換熱，同時也促進室內(nèi)空氣的更新。當(dāng)室內(nèi)空氣流動性較低時，室內(nèi)環(huán)境中的空氣得不到有效的通風(fēng)換氣，各種有害化學(xué)物質(zhì)不能及時排到室外，造成室內(nèi)空氣質(zhì)量惡化。而且，由于室內(nèi)氣流小，人們在室內(nèi)生活中所排出的各種微生物相對聚集于空氣中或在某些角落大量增生，致使室內(nèi)空氣質(zhì)量進一步惡化?；瘜W(xué)性污染物和有害微生物共同作用，將損害人體健康。風(fēng)速大有利于人體散熱、散濕，提高熱舒適度。但風(fēng)速過大，也會有損健康，特別是在睡眠時，容易導(dǎo)致感冒。在ashrae標

10、準55中,歸納了影響人體熱舒適的6個因素,它們是:人的活動量、衣著保溫程度、空氣溫度、空氣流速、空氣濕度和平均輻射照度。前四個因素為室內(nèi)物理因素，后兩個因素為個人因素。前四要素對人體的熱平衡產(chǎn)生影響且在各要素間很大程度上是可以互換的，某一要素的變化所造成的影響常?？梢詾榱硪灰叵鄳?yīng)的變化所補償。人體產(chǎn)熱量是不可控制的，但是人體散熱量受到上述六個因素的共同影響，其中最主要的是溫度變量，因此熱舒適性研究的主要工作是確定熱舒適溫度變量。通常認為空氣相對濕度在30%70%之間時,對熱舒適的影響不顯著,可以不必考慮。但在我國南方,夏季多是高溫高濕天氣,在滿足熱舒適要求的前提下,如果能使空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)定溫濕

11、度盡量接近室外參數(shù),就可以減少冷負荷,有效地降低空調(diào)能耗。另外,室外新風(fēng)的取用,也會減少空調(diào)綜合癥的發(fā)生,有利于人體的健康。可見,進行熱濕環(huán)境下人體熱反應(yīng)的實驗研究,不僅具有理論意義,而且具有實用意義。人體熱平衡一旦被打破，人體的體溫調(diào)節(jié)機構(gòu)便開始起作用。人的體溫調(diào)節(jié)根據(jù)其機制可以分為生理性體溫調(diào)節(jié)（physiological temperature regulation）和行為性體溫調(diào)節(jié)（behavior temperature regulation）兩大類。生理性體溫調(diào)節(jié)即通過體內(nèi)體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)使體溫保持在相對穩(wěn)定狀態(tài)；行為性體溫調(diào)節(jié)即通過體外調(diào)節(jié)以改變換熱系數(shù)，如穿衣或有目的地利用外界能量

12、以減輕外界環(huán)境溫度對機體的生理熱應(yīng)激（physiological heat strain）作用，從而使體溫保持在正常范圍以內(nèi)。當(dāng)室內(nèi)環(huán)境溫度較高時，由散熱中樞發(fā)出指令，汗腺分泌、血管擴張、增大呼吸量以增強散熱；當(dāng)溫度較低時，人體的發(fā)熱中樞發(fā)出指令，肌肉收縮、血管收縮、減小呼吸量以減少散熱。體溫調(diào)節(jié)機構(gòu)的強度越大，人體感覺不舒適的程度越高。在一定的活動強度下，人的熱感覺與人體熱負荷（即人體的蓄熱量）的大小有關(guān)。要使人們真正處于舒適的室內(nèi)環(huán)境中，應(yīng)使人體按正常比例散熱，即輻射散熱應(yīng)占總?cè)梭w散熱量的45% -50%，對流散熱約占25%-30%，而呼吸和無感覺蒸發(fā)散熱約占25%-30%。這就要求在設(shè)計

13、過程中充分重視室內(nèi)空間質(zhì)量和功能分區(qū)問題，注意室內(nèi)的防熱處理，充分利用有利的環(huán)境因素而防止不利的環(huán)境因素，創(chuàng)造舒適的室內(nèi)熱濕環(huán)境。防熱途徑有室內(nèi)外環(huán)境綠化、窗戶遮陽（內(nèi)、外遮陽）、自然通風(fēng)和外圍護結(jié)構(gòu)的隔熱等防熱措施。 個體可通過改變著衣量，開關(guān)窗戶，啟停室內(nèi)空調(diào)采暖設(shè)備及改變溫度、風(fēng)速等個人行為調(diào)節(jié)（behavioral adjustment）措施來改變環(huán)境舒適度及個人熱舒適感；個體還可從生理上和心理上適應(yīng)某一熱濕環(huán)境，生理適應(yīng)（physiological adaptation）指長期暴露在熱環(huán)境中人體熱應(yīng)力的逐漸減小的一種生理反應(yīng)，它包括基因適應(yīng)性和環(huán)境適應(yīng)性；心理適應(yīng)（psycholog

14、ical adaptation）指根據(jù)過去的經(jīng)歷和期望適時改變現(xiàn)在的熱環(huán)境期望值。對理論上未達到舒適標準的某一熱濕環(huán)境，個體換一種心態(tài)去評價和感受也許會覺得舒適。 空調(diào)設(shè)計專家們應(yīng)高度重視室內(nèi)氣流組織，積極采納各種新型空調(diào)方案，例如：置換式空調(diào)、工位調(diào)節(jié)、背景空調(diào)與桌面空調(diào)相結(jié)合、椅下低速送風(fēng)及地板送風(fēng)等等，當(dāng)然某些空調(diào)方案只適合于特定的建筑類型和房間功能，設(shè)計師們應(yīng)慎重選用。高層建筑物業(yè)管理人員應(yīng)積極配合空調(diào)專家定量評價室內(nèi)氣流組織優(yōu)劣，進一步對空調(diào)系統(tǒng)作出總體評價，并適時調(diào)查用戶室內(nèi)熱濕環(huán)境和熱舒適性情況，為今后空調(diào)設(shè)計的改進和優(yōu)化提供參考。 國內(nèi)外關(guān)于熱濕環(huán)境對人體舒適性的影響研究非常之

15、多，涉及的方向和內(nèi)容比較廣，但還是存在一些問題和不足，具體體現(xiàn)在以下幾點：（1）熱濕環(huán)境的各影響因素對人體的影響是復(fù)合的，而各因素之間又是互相影響的， 因此，我們應(yīng)該把熱濕環(huán)境看作一個整體，綜合考慮各因素對人體的影響。（2）目前的熱濕環(huán)境對人體熱舒適性影響研究主要偏重于物理環(huán)境測試分析，而沒有考慮人的心理、生理影響，綜合考慮主客觀因素。我們今后應(yīng)側(cè)重于熱濕環(huán)境對人的心理、生理影響的研究，采取物理測試和問卷調(diào)查兩種試驗方法對室內(nèi)熱濕環(huán)境進行考察和分析。 （3）通過調(diào)查，目前室內(nèi)熱濕環(huán)境相對惡劣的建筑為大型超市、商場、影劇院、體育館等，其原因是以上建筑空間大，人員密度大加上室內(nèi)空氣流通性不好，導(dǎo)致

16、室內(nèi)空氣污濁沉悶，易引起人的抱怨。所以，以后我們應(yīng)著重進行以上建筑的熱濕環(huán)境對人體舒適性的影響研究，提出一些具有借鑒意義的方案和標準，以供建筑師、暖通空調(diào)工程師參考。 （4）國內(nèi)氣候比較特殊的地區(qū)（如夏熱冬冷地區(qū)、濕熱地區(qū)）的室內(nèi)熱濕環(huán)境對人體舒適性的影響尚無人研究。筆者依托重慶地區(qū)所特有的氣候和重慶大學(xué)b區(qū)城市建設(shè)與環(huán)境工程學(xué)院優(yōu)越的實驗條件以及一支團結(jié)奮進的科研隊伍，正在開展重慶地區(qū)的建筑熱濕環(huán)境的舒適性研究，希望能提出針對濕熱地區(qū)的舒適性指標。（5）建筑能耗的一大部分是用來維持室內(nèi)熱濕環(huán)境狀況，因此，為了獲得人體可以接受的舒適熱濕環(huán)境，可接受狀態(tài)的定義在決定建筑能耗和設(shè)計方案選擇方面顯得

17、極其重要，而且各典型氣候地區(qū)的舒適性標準又不盡相同，我們應(yīng)加以區(qū)分，并形成標準或規(guī)范。（6）室內(nèi)熱濕環(huán)境包括建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境和交通工具（如汽車、火車、飛機、輪船等）的內(nèi)部熱濕環(huán)境。目前的研究很少涉及到交通工具的室內(nèi)熱濕環(huán)境方向。實際上交通工具由于室內(nèi)人員密度大，外圍環(huán)境差等原因，其內(nèi)部熱濕環(huán)境極其惡劣，我們應(yīng)加強這方面的研究及探討，得出一些建設(shè)性結(jié)論以供暖通空調(diào)設(shè)計師們借鑒，并為空調(diào)系統(tǒng)的操作提供指導(dǎo)。（7）如今的熱濕環(huán)境對人體舒適性影響方面的研究都不夠深入，真正轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的科學(xué)研究并不多，所以，各研究院所和機構(gòu)、各高校的專家學(xué)者應(yīng)選準方向，深入研究，直到項目研究成果真正轉(zhuǎn)化為影響社會經(jīng)

18、濟發(fā)展的生產(chǎn)力為止。 結(jié)論：調(diào)節(jié)室內(nèi)熱濕環(huán)境可采用空調(diào)、供暖設(shè)備及一些輔助措施，如環(huán)境綠化、外圍護結(jié)構(gòu)保溫、窗戶內(nèi)外遮陽、水幕玻璃外窗、房間進出口安裝空氣幕設(shè)施，等等。從節(jié)能的角度考慮，應(yīng)盡量提高夏季空調(diào)溫度，降低冬季供暖溫度，但會造成室內(nèi)熱濕環(huán)境質(zhì)量變差，容易引起室內(nèi)人員的抱怨，人體的熱舒適得不到保證，導(dǎo)致生活質(zhì)量下降、工作（學(xué)習(xí)）效率降低。 隨著人們生活水平的提高，人們對其生活、工作環(huán)境的要求有所改變，加之個體的生理、心理差異性，采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（gbj19-87）中的各項標準是否仍滿足人們的舒適要求，是否是最節(jié)能的標準，這有待我們進一步研究商榷。因此，我們應(yīng)該綜合室內(nèi)熱濕環(huán)境質(zhì)量和節(jié)能兩方面，主客觀全面兼顧，試驗研究測試和現(xiàn)場問卷調(diào)查兩種手段相結(jié)合，得出一套可供借鑒和參考的熱濕環(huán)境能滿足人體舒適性要求且耗能最低的空調(diào)、采暖標準。 從散熱分析來看，出汗調(diào)節(jié)熱損失和呼吸熱損失是影響熱舒適的兩個重要因素。除了散熱損失影響熱舒適外，吹風(fēng)