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潔凈室內(nèi)熱環(huán)境的影響

濟(jì)南車間凈化工程企業(yè)發(fā)現(xiàn)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及科技的進(jìn)步，潔凈室內(nèi)熱環(huán)境的舒適性不僅關(guān)系著工作人員的身心健康和工作效率，更關(guān)系著國(guó)家節(jié)能工作績(jī)效是否顯著。

1 測(cè)試概況

1.1 測(cè)試對(duì)象

兩幢建筑（見(jiàn)圖 1 ），3 個(gè)測(cè)試潔凈辦公間。

數(shù)字大廈位于高新區(qū)，臨街，新建建筑，窗戶朝向南，共 18 層，所測(cè)房間位于 18 層。該辦公室面積約 300 m2，窗戶整體面積約24 m2，可開啟面積約8 m2，房間窗戶類型為單層窗框單層玻璃，工作人員約 20 人，各配有1 臺(tái)臺(tái)式電腦，室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)方式為中央空調(diào)。

第2幢建筑為西安市二環(huán)邊上一幢上世紀(jì)80年代的5層辦公樓，分別選擇1層的實(shí)驗(yàn)室與5層（頂層）的工作室各一間辦公室進(jìn)行測(cè)試。

1 層的測(cè)試房間窗戶朝向南，有兩堵外墻，分別為南外墻與西外墻，房間面積為56 m2，窗戶面積為 12 m2，窗戶可開啟面積為 4 m2；冬季通過(guò)暖氣片采暖，夏季利用吊頂風(fēng)扇降溫。

5 層（頂層）的測(cè)試房間窗戶朝向北，有一堵外墻，北外墻，房間面積為56 m2，窗戶面積為12 m2，窗戶可開啟面積為 4 m2；調(diào)節(jié)室內(nèi)熱環(huán)境的設(shè)置有暖氣片、分體空調(diào)、吊頂風(fēng)扇。

除80年代建筑1層實(shí)驗(yàn)室平常無(wú)人員進(jìn)入，不進(jìn)行問(wèn)卷發(fā)放調(diào)研外，其余測(cè)試區(qū)域均有人員辦公及辦公設(shè)備，每次問(wèn)卷發(fā)放不少于20 份。

1.2 測(cè)試時(shí)間和儀器

主要采用問(wèn)卷調(diào)查及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的方法來(lái)對(duì)所選建筑物冬季的室內(nèi)外環(huán)境進(jìn)行調(diào)研。問(wèn)卷需要現(xiàn)場(chǎng)辦公人員根據(jù)自身感覺(jué)進(jìn)行填寫，每個(gè)房間不少于20 份；現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試則是每個(gè)月對(duì)辦公室內(nèi)的溫濕度進(jìn)行連續(xù) 3 個(gè)工作日的記錄，時(shí)間間隔為 1h。

實(shí)測(cè)開始于2011年4月27日，終止于2011年5 月 8 日，共 2 個(gè)月，主要測(cè)試了兩幢建筑室內(nèi)外溫度、相對(duì)濕度和風(fēng)速。調(diào)查問(wèn)卷按美國(guó)ASHRAE的七點(diǎn)標(biāo)度等級(jí)設(shè)置個(gè)選項(xiàng)，主要選項(xiàng)有：冷熱感、潮濕感、吹風(fēng)感等。這個(gè)季節(jié)里，每幢建筑我們做了3 次問(wèn)卷及測(cè)試，共收回70 份問(wèn)卷，有效問(wèn)卷為 60 份。

測(cè)試儀器主要是清華同方的RHLOG系列的溫濕度自記儀，該儀器的精度為±0.3℃，測(cè)試范圍為-25℃~55℃，溫濕度的測(cè)量可同步進(jìn)行。該儀器可記錄儲(chǔ)存六千多個(gè)數(shù)據(jù)，可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置來(lái)連續(xù)記錄。每次的測(cè)量周期為完整的 72 h，每月1 次，所有溫濕度儀的記錄步長(zhǎng)為 1 h。

2 問(wèn)卷及測(cè)試結(jié)果分

在每月的整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，室內(nèi)工作人員都在正常辦公，每人一臺(tái)電腦，空調(diào)系統(tǒng)關(guān)閉；開啟門窗進(jìn)行通風(fēng)。

2.1 問(wèn)卷分析

從表1受試者的問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)表中可以看出，數(shù)字大廈有90% 以上的人的主觀熱感覺(jué)均在 -1~+1 之間，80% 以上的受試者認(rèn)為濕度合適，風(fēng)速也適宜；工作室中的絕大多數(shù)受試者對(duì)過(guò)渡季節(jié)的室內(nèi)熱環(huán)境也表現(xiàn)出滿意的意識(shí)，三類選項(xiàng)中，均有超過(guò)80%的人的主觀感覺(jué)處在-1~+1之間。從此分析可以看出，西安地區(qū)過(guò)渡季節(jié)的氣候總體來(lái)說(shuō)較令人滿意，處在辦公樓里的辦公人員對(duì)這個(gè)季節(jié)的室內(nèi)熱環(huán)境較易接受。

2.2 測(cè)試數(shù)據(jù)分析

數(shù)字大廈跟工作室的測(cè)試房間都屬于頂層辦公室，雖然年代不同，但從圖2中可以看出，過(guò)渡季節(jié)室內(nèi)溫度受室外溫度影響較明顯，兩者的室內(nèi)溫度變化趨勢(shì)大體一致。位于1層的實(shí)驗(yàn)室主要功能是實(shí)驗(yàn)儀器的存放地，很少有人員進(jìn)入，窗戶緊閉，以免有灰塵進(jìn)入，窗簾在無(wú)人員入內(nèi)的情況下一直處于緊合狀態(tài)。內(nèi)擾跟外擾因素均不明顯，室內(nèi)溫度走勢(shì)平穩(wěn)且較低。

從各室內(nèi)溫度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果中可發(fā)現(xiàn)，過(guò)渡季節(jié)中，數(shù)字大廈的室內(nèi)干球溫度集中分布在 25℃~28℃之間，均值為 26.9℃；工作室的室內(nèi)干球溫度則集中于 27℃~29℃之間，均值為 27.6℃；實(shí)驗(yàn)室的室內(nèi)干球溫度則集中分布于 21℃~23℃，均值為21.3℃。除實(shí)驗(yàn)室的室內(nèi)干球溫度均值低于22℃以外，其他2個(gè)辦公室的室內(nèi)干球溫度均值都在26℃以上。同屬幢建筑的工作室和實(shí)驗(yàn)室在過(guò)渡季節(jié)中工作室的溫度均值比實(shí)驗(yàn)室的溫度均值高出 5℃，從而可看出，遮陽(yáng)是降低室內(nèi)溫度的一種有效手段。

建筑室內(nèi)溫度受室外溫度影響程度的大小可反映出該建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的好壞，通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，分別得出了過(guò)渡季節(jié)3個(gè)辦公間的室內(nèi)溫度與室外溫度的擬合方程，如下：

公式（1 ）、（2 ）中：ta 1為數(shù)字大廈過(guò)渡季節(jié)

室內(nèi)溫度；ta 2為工作室過(guò)渡季節(jié)室內(nèi)溫度；to為過(guò)渡季節(jié)室外溫度；R2為室外溫度與各辦公建筑室內(nèi)溫度擬合度。

從以上2個(gè)式子中可以計(jì)算出，當(dāng)室外溫度有3.3℃的浮動(dòng)時(shí)，數(shù)字大廈的室內(nèi)溫度變化 1℃；而針對(duì)工作室，室外溫度的變化幅度為2.9℃時(shí)，室內(nèi)溫度變化 1℃。從以上的分析可分析出，所測(cè)房間均位于頂層的數(shù)字大廈和工作室，建造年代較早的工作室室內(nèi)溫度受室外影響稍大。同時(shí)結(jié)合 R2值，其值越大，說(shuō)明室內(nèi)外溫度擬合度越好，室內(nèi)溫度的變化趨勢(shì)與室外溫度的變化趨勢(shì)一致，即室內(nèi)溫度受室外溫度影響較大。

與工作室屬于同一幢80年代建筑的底層實(shí)驗(yàn)室的過(guò)渡季節(jié)室內(nèi)外溫度擬合方程為：

公式（3）中：ta 3

為實(shí)驗(yàn)室過(guò)渡季節(jié)室內(nèi)溫度。

過(guò)渡季節(jié)里當(dāng)室外溫度升高或降低 3.6℃，實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)溫度相應(yīng)的升高或降低 1℃，與同樓頂層的工作室相比，受室外溫度影響較小，且室內(nèi)溫度一直相對(duì)較低。

查詢相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)辦公人員的衣服熱阻及代謝率進(jìn)行賦值，并認(rèn)為室內(nèi)的輻射溫度近似于干球溫度，編程進(jìn)行 PMV與 PPD 的計(jì)算，重點(diǎn)分析溫濕度對(duì) PMV-PPD 的綜合影響。相關(guān)數(shù)據(jù)的取值如下：過(guò)渡季節(jié)衣服熱阻取Icl=0.65clo；風(fēng)速取平均值 V=0.3 m/s；人體代謝率 M=1.2 met。

計(jì)算整理分析，數(shù)字大廈PMV 值則集中分布于 0~1 之間，數(shù)字大廈最小值為 -0.3，工作室的PMV 最小值為 -0.6；實(shí)驗(yàn)室 PMV值過(guò)渡季節(jié)均小于 -0.5，最小值達(dá)到 -2，溫度偏低，整體室內(nèi)熱環(huán)境偏涼，室內(nèi)干球溫度分布一致。

從各辦公室的PMV值與室內(nèi)溫度的擬合方程我們可以計(jì)算出，當(dāng)各房間 PMV=0 時(shí)，對(duì)應(yīng)的室內(nèi)溫度分別為數(shù)字大廈25.23℃，工作室25.15℃，實(shí)驗(yàn)室 25.33℃，平均為 25.24℃，其中數(shù)字大廈，工作室均低于其室內(nèi)季節(jié)均值溫度，實(shí)驗(yàn)室相反。

利用圖3中的擬合方程，又可算出辦公人員的主觀熱中性溫度，數(shù)字大廈為 25.6℃，工作室為25.6℃。低于過(guò)渡季節(jié)室內(nèi)均值溫度，接近于25.6℃。低于過(guò)渡季節(jié)室內(nèi)均值溫度接近于計(jì)算 PMV=0 的舒適溫度。

3 小結(jié)

本文在過(guò)渡季節(jié)，結(jié)合西安地區(qū)氣候特征，在高新區(qū)和市中心各選取了一幢辦公樓，并在其中3 個(gè)辦公房間進(jìn)行室內(nèi)熱環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)試及問(wèn)卷調(diào)查，旨在對(duì)西安地區(qū)的辦公樓在過(guò)渡季節(jié)的室內(nèi)熱環(huán)境現(xiàn)狀做了一個(gè)大致的展示，為以后的調(diào)查研究起到一個(gè)鋪墊的作用。通過(guò)分析整理，得出以下結(jié)論：

（1 ）從所收回的有效問(wèn)卷分析來(lái)看，過(guò)渡季節(jié)里，西安地區(qū)通過(guò)自然通風(fēng)來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境的辦公樓，其室內(nèi)舒適性較令人滿意。

（2）添加遮陽(yáng)設(shè)置是減少室內(nèi)溫度受室外陽(yáng)光過(guò)大干擾的有效措施，無(wú)論是市中心還是高新區(qū)的辦公建筑，其頂層房間溫度在該季節(jié)無(wú)太大差別，位于市中心的80年代建筑中的頂層房間相對(duì)于底層房間在該季節(jié)中室內(nèi)溫度均值要高出 5℃。

（3 ）過(guò)渡季節(jié)中，室內(nèi)辦公人員的主觀熱中性溫度接近于計(jì)算 PMV=0 時(shí)的舒適溫度，分別為 25.6℃、25.24℃。