城市自然通風(fēng)建筑管理論文

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摘要：通過上海、長沙自然通風(fēng)建筑內(nèi)進(jìn)行的人體熱舒適調(diào)查研究，并結(jié)合有關(guān)文獻(xiàn)中北京和天津熱舒適研究的成果，對我國目前不同城市自然通風(fēng)建筑內(nèi)熱舒適狀況進(jìn)行探討。結(jié)果認(rèn)為，我國自然通風(fēng)建筑內(nèi)熱中性溫度均略高于ASHRAE推薦范圍。關(guān)鍵詞：熱感覺熱舒適自然通風(fēng)

關(guān)鍵詞：熱感覺熱舒適自然通風(fēng)

0前言

目前我國的熱舒適標(biāo)準(zhǔn)以國際上通用的ASHRAE55-1992標(biāo)準(zhǔn)[1]和ISO7730標(biāo)準(zhǔn)[2]為基礎(chǔ)，詳見表1。ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)與ISO標(biāo)準(zhǔn)比較類似,ISO標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定濕度的范圍。ASHRAE舒適標(biāo)準(zhǔn)的適用條件是，人員是坐姿，從事輕體力活動(dòng)（新陳代謝率M≤1.2met），所穿著服裝的熱阻夏季為0.5clo，冬季為0.9clo。ISO7730舒適標(biāo)準(zhǔn)的適用條件是，人員是坐姿，從事輕體力活動(dòng)（新陳代謝率M≤1.2met），所穿著服裝的熱阻夏季為0.5clo，冬季為1.0clo。盡管ASHRAE55-1992標(biāo)準(zhǔn)和ISO7730標(biāo)準(zhǔn)在全世界廣泛使用，但是由于這兩個(gè)熱舒適標(biāo)準(zhǔn)并沒有考慮地域、氣候變化等因素，所以其適用性受到各國學(xué)者不同程度的質(zhì)疑。

表1目前通用的熱舒適標(biāo)準(zhǔn)ASHRAE55-1992ISO7730

SummerWinterSummerWinter

Top22.6~26.0；Tdp=16.7℃19.5~23.0；Tdp=16.7℃23.0~26.020.0~24.0

ET*22.8~26.120.0~23.6--

v≤0.25≤0.15≤0.25≤0.15

T1.1-T0.1≤3--

△Ta┴≤5--

△Ta//≤10--

Tf18~2618~29--

例如，Nicol[3,4]在巴基斯坦進(jìn)行的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在巴基斯坦，冬、夏季人體感覺舒適的溫度相差7℃，推導(dǎo)出的熱中性溫度回歸公式為Tn=17.0+0.38Top。按此公式計(jì)算出舒適溫度比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)高4℃，這意味著如執(zhí)行新的舒適度可大幅度降低能耗。在巴基斯坦的伊斯蘭堡和卡拉奇執(zhí)行上述標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果總的冷負(fù)荷分別減小了23%和20%。?

1現(xiàn)場調(diào)查

為探討中國境內(nèi)自然通風(fēng)建筑夏季熱舒適狀況，我們分別在長沙（98人）和上海（554人）進(jìn)行了短期熱舒適調(diào)查。調(diào)查問卷分為兩部分，背景調(diào)查和感覺投票。背景調(diào)查包括人口統(tǒng)計(jì)學(xué)內(nèi)容。感覺投票調(diào)查表主要包括熱感覺和個(gè)人舒適程度。調(diào)查表的格式和尺度都參照相關(guān)文獻(xiàn)[5,6]。調(diào)查的對象主要包括學(xué)生、公司職員、居民等人員，被調(diào)查者的詳細(xì)信息見表2。測量儀器的精度和測量位置均參照和符合ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)（ASHRAEStandard55-1992）和ISO標(biāo)準(zhǔn)[7]（ISO7726）。

表2長沙、上海測試人員人體調(diào)查數(shù)據(jù)ItemsMinMaxMeanSD

ChangshaAge,year12.062.031.812.0

Sh,cm120.0186.0164.28.7

Aw,kg34.084.058.710.5

Sa,m21.011.931.600.18

ShanghaiAge,year22.040.028.24.2

Sh,cm158.0187.0168.77.7

Aw,kg42.075.059.77.4

Sa,m21.361.891.640.13

2結(jié)果分析與討論

通過對長沙和上海熱舒適調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，我們得到長沙的熱中性溫度為27.5℃ET*，見圖1；上海的熱中性溫度為26.5℃ET*，見圖2；兩者相差1℃ET*。國內(nèi)也有不少學(xué)者在夏季進(jìn)行了短期熱舒適研究，文獻(xiàn)[8]給出了北京的熱中性溫度為26.7℃ET*，文獻(xiàn)[9]給出了天津的熱中性溫度為26.4℃ET*。表3給出了上海、長沙、北京和天津4個(gè)城市的氣候參數(shù)與熱中性溫度的對比結(jié)果。從表3中可知，上海與北京、天津的熱中性溫度差異不大（最大相差為0.2℃ET*），而長沙與北京、天津熱中性溫度的差異分別為0.8℃ET*和1.1℃ET*。北京和天津是北方城市，屬于南溫帶亞濕潤氣候，而長沙和上海是南方城市，屬于北亞熱帶濕潤氣候。長沙的最熱月平均溫度高于上海、北京和天津，其熱中性溫度分別比上海、北京和天津高出1℃ET*，0.8℃ET*和1.1℃ET*。這說明生活在夏季溫度較高環(huán)境下的居民，其對所生活的環(huán)境已相當(dāng)?shù)倪m應(yīng)，其夏季熱中性溫度可以略高于夏季溫度較低環(huán)境下的居民。

此外，我們把上海、長沙、北京和天津4個(gè)城市的熱中性溫度與表1中ASHRAE55-1992的熱中性溫度范圍進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，中國這些城市的熱中性溫度都超出了ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)的22.8~26.1℃ET*的范圍。這也說明我國的熱中性溫度與國外的標(biāo)準(zhǔn)和研究結(jié)果存在著差異，我國的暖通空標(biāo)準(zhǔn)不需要直接套用ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容，而應(yīng)該采用適合自身特點(diǎn)的熱舒適標(biāo)準(zhǔn)。這樣不僅可以提高人體舒適度，而且可以節(jié)約大量的能量。

圖1長沙熱感覺投票與操作溫度

圖2上海熱感覺投票與操作溫度

表3各城市的氣候條件與熱中性溫度地點(diǎn)上海(上海)長沙(湖南)北京(北京)[8]天津(天津)[9]

(1971-2000年)氣候標(biāo)準(zhǔn)值北緯31°24''''N28°13''''N39°56''''N39°06''''N

東經(jīng)121°29''''E112°55''''E116°17''''E117°10''''E

海拔高度米8.365.554.75.2

最熱月平均溫度27.829.325.826.4

年平均氣溫16.617.112.312.6

年極端最高氣溫37.83941.940.5

年極端最低氣溫-7.7-10.3-18.3-17.8

年平均相對濕度76825762

年平均風(fēng)速3.22.22.52.4

熱中性溫度，ET*，℃26.527.526.726.4

3結(jié)論

本章通過在上海、長沙進(jìn)行的短期熱舒適調(diào)查，研究和探討各地?zé)崾孢m度存在的差異，并與國際上通用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，所得到的結(jié)論如下。

通過對長沙和上海熱舒適調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，我們得到長沙的熱中性溫度為27.5℃ET*；上海的熱中性溫度為26.5℃ET*。結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)論述的在中國北京和天津的熱舒適研究，發(fā)現(xiàn)中國這些城市的夏季熱中性溫度都超出了ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)的22.8~26.1℃ET*的范圍，這也說明我國的暖通空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)不能直接套用ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容，應(yīng)該采用適合自身特點(diǎn)的熱舒適標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

1ASHRAE.ANSI/ASHRAEStandard55-1992,ThermalEnvironmentalConditionsforHumanOccupancy.Atlanta,GA,1992.

2ISO.InternationalStandard7730-1994.Moderatethermalenvironments-determinationofthePMVandPPDindicesandspecificationofconditionsforthermalcomfort,ISO,Geneva,1994.

3F.J.Nicol,I.A.Raja,A.Allaudin,N.G.Jamy.Climaticvariationsoncomfortabletemperature:thePakistanprojects.EnergyandBuildings,1999,30(3):261-279.

4F.J.Nicol,S.Roaf.Pioneeringnewindoortemperaturestandards:thePakistanproject.EnergyandBuildings,1996,23(3):169-174.

5X.J.Ye,H.L.Lu,L.Dong,B.Y.Sun,Y.M.Liu.Thermalcomfortandairqualityinpassengerrailcar.InternationalJournalofVentilation,2004,3(2):183-191.

6Ye,X.J.,Lian,Z.W.andLiu,H.M.(2003)Studyofairqualityandthermalcomfortinsleepercarriageofpassengercar.ProceedingsofICCR’2003,EditbyChen,G.B.,Hebral,B.andChen,G.M.,Cryogenics&Refrigeration,Beijing:WorldPublishingCorporation,pp629-632.

7ISO.Internationalstandard7726:Thermalenvironment-Instrumentsandmethodsformeasuringphysicalquantities,Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,1998.

8夏一哉,趙榮義,江億.北京市住宅環(huán)境熱舒適研究.暖通空調(diào),1999,29(2):1-5.

9朱能.人體熱舒適性與室內(nèi)空氣品質(zhì)若干關(guān)鍵問題的研究[博士學(xué)位論文].天津:天津大學(xué),2003.