074 冬季西安市办公建筑与商场室内热环境研究.doc

冬季西安市办公建筑和商场室内热环境研究 袁涛，李剑东，王智超，刘赟，杨英霞 中国建筑科学研究院 建筑环境与节能研究院，北京 100013于2010年1月调查了西安市5栋办公建筑和3栋商场冬季采暖系统，测试了建筑室内温湿度等参数，并对室内人员的热舒适情况进行了问卷调查。调研结果表明：被调查的建筑内热源形式主要为市政蒸汽和燃气锅炉，办公建筑内的采暖末端方式以风机盘管+新风系统为主，商场以全空气定风量系统为主。实测结果得到冬季办公建筑和商场内平均空气温度分别为19.9℃和21.1℃，满足热舒适空调的要求，但是商场内平均温度偏高，不满足建筑节能的要求。通过问卷调查统计得到了办公建筑和商场内人们的热感觉和热舒适分布情况以及满意程度百分率，办公建筑和商场内83.3%和83.9感觉满意和刚好满意，满意程度都比较高。进一步地分析得到办公建筑和商场内实际热中性温度分别为18.8℃和18.7℃，并获得了办公建筑和商场内能被80%的人所接受的热舒适温度范围。采暖，热感觉，热舒适，热中性温度，PMV引言 办公建筑和商场建筑是我国公共建筑中能耗较大的两类建筑。目前大量的研究都集中在公共建筑能耗统计与节能分析方面[1-3]，但是关于建筑内热环境以及人员的热舒适问题关注得不够。随着人们对环境舒适性与自身健康的越来越重视，综合了建筑热环境与人的主观评价的热舒适和热适应性研究得到了更多学者的认同[4-7]。 西安市属于温暖带半湿润季风气候区，气候温和，四季分明，最冷月1月份平均气温在-0.4℃-0.9℃之间，冬季比较干燥寒冷。在建筑气候分区上，西安市属于寒冷地区，冬季大部分建筑都采用了采暖措施。因此本文选取冬季西安市办公建筑与商场建筑作为研究对象，这两类建筑都能耗较大且其中的人群对建筑室内环境的要求都比较高。通过对建筑内采暖系统的调研、建筑室内温湿度等参数的实测以及建筑内人员的热舒适调查，研究冬季该地区具有代表性的办公建筑和商场内的热环境现状以及人们的热舒适性情况。 调查测试方案 1.1 测试调研对象 选取西安市5栋典型办公建筑和3栋典型商场(包括1栋大型服装卖场和2个超市)作为调查测试对象。首先对建筑的基本特性和采暖供热系统等进行了详细调研。其次对建筑室内物理参数进行了测试，主要包括室外空气温度、室外空气相对湿度、室内空气温度、室内空气相对湿度和室内空气流速等，办公建筑主要在办公室内进行，而商场主要在各个卖场进行。测试期间各建筑内采暖供热系统正常运行。测试时间集中在2010年1月。 1.2 主观问卷调查 现场热湿参数测量的同时，在调研人员的指导下。对建筑内受试者进行问卷调查。主要内容包括服装情况、测试前30分钟内人的活动状况、热感觉投票（分为7级：冷-3，比较冷-2，有点冷-1，适中0，有点热+1，比较热+2，热+3）、舒适性评价（舒适0，稍不舒适1，不舒适2，很不舒适3，不能忍受4）、对当前室内热环境的总体满意程度（不满意-1，刚好不满意-0，刚好满意+0，满意+1）、空调使用情况以及是否开窗自然通风。办公楼内受试人群为办公室工作人员、保安和门卫等，年龄在17-47岁之间，男女比例约为1:0.8，共获得有效样本48份；商场内受试人群主要为商场顾客、员工和促销员等，年龄在18-70岁之间，男女比例约为0.9:1，共获得有效样本56份。 1.3 舒适性指标计算 问卷调查表上详细记录了受试者的服装情况，因此按照ASHRAE 55-2004 [11]中规定估算出人们的总服装热阻值Itotal，并考虑到男女性别服装热阻的差异性，按以下公式进行修正计算[12]：男性Iclo=0.113+0.727Itotal，女性 Iclo=0.05+0.77Itotal。经计算得到办公楼内人员的平均服装热阻为1.26clo，商场内人员的平均服装热阻为1.2clo，两者比较接近。 人体的能量代谢率根据受试者所填写的测试之前30分钟内的活动状况进行确定。由于对大多数的室内活动来说，人的机械率几乎为零，因此人体的机械功都取为零。 由于测试仪器有限，没有测出室内平均辐射温度，所以假设它与空气温度相等[13]。 表征人体冷热感觉反应的预期平均评价指标PMV根据Fanger教授的计算公式获得[14]。 2 结果分析与讨论 2.1 采暖系统 冬季西安市被调查的办公建筑和商场中采暖供热系统如表1所示。办公建筑的热源主要为市政蒸汽、燃气和燃煤锅炉，商场以燃气锅炉为主，说明集中供暖在西安公共建筑中比较普遍，特别是天然气这种清洁能源得到了较多的应用。办公建筑内采暖末端形式主要为风机盘管+新风系统，商场内采暖末端形式都采用全空气定风量系统，风机盘管系统适合于房间较多且需独立进行调节控制的房间，因此在办公楼内应用较为广泛，而全空气系统通过经集中处理的空气来承担建筑室内的热湿负荷，因此更适合于商场这样的大面