济南地区秋季教室热环境调查分析

济南地区秋季教室热环境调查分析 山东建筑大学 李秋华 柳方婷 杜恒 常健 王德坤 指导老师 李慧 摘要 测试了济南地区秋季教室内温度、湿度等热环境参数,用ARSHRAE七级热感觉标尺进行了热舒适问卷调查,提出了教室内热环境的改善。分析了预测平均投票PMV与实际热感觉投票TSV之间的差异,得出了济南地区秋季教室内热中 并对改善教室热环境提出了一些建议。 性温度为 22.2?。 调查背景: 随着人民生活水品的提高，建筑热环境越来越引起人们的关注。教室是学生上课和自习的主要场所，室内热环境的优劣不但直接影响着学生的学习效率，而且影响着学生的身心健康。在我国北方地区，秋季末期昼夜温差大，而室内普遍还未供暖，这种教室的热环境是否有利于学生们的学习呢,带着以上问题，同时也为了了解济南地区教师的热环境和热舒适状况，笔者于2010年10月23日—2010年11月12日对山东建筑大学教室的室内热环境做了相关调查。 1. 主要仪器: 数字式温湿计、风速仪 3、调查: 3.1调查问卷 按照ASHRAEstandard55-2004和GBH18977-2003《热环境人工效学?使用主观判定量评价热环境的影响》调查问卷表。调查时间与测试时间一致，调查的对象为在读大学本科生，年龄在17-24岁之间。问卷的内容主要包括:学生性别;热感觉(用ASHRAE 7级指标表示，-3冷;-2凉;-1微凉;0适中;+1微暖;+2暖;+3热);潮湿感(潮湿、正好、干燥)、空气清新感(较差、一般、新鲜);综合感觉(闷、满意);期望温度(再高一些、再高一点、再低一点、再低一些);衣着情况。被调查者的平均服装热阻为1.05。 3.2 实地测试 试对象为近几年新建的教学楼，教室还未供暖，保证了自然通风条件。调查对象处于稳定状态，被调查时都是坐姿，调查时间与测试时间一致。需要测试的室内环境系数有空气流速、室内温度。每一次的测试时间不少于5分钟。 4.热环境调查结果 本次调查的问卷部分结果统计如图1所示。由图1可以看出，在热感觉方面只有 23%的调查者认为室内温度“适中”，而有高达40%的调查者在热感觉的投票中选择“微凉”至“冷”。在潮湿感方面，被调查者中有53%觉得室内“干燥”;这是由济南地区秋季低温干燥的气候特点决定的;在空气的清新程度的感觉方面，认为空气“新鲜”的几乎没有，大部分调查者认为“一般”。在室内空气总体感觉方面，52%的调查者认为“闷”，这与秋末为了维持室内的温度，通常将门窗紧闭有关系。 8035 7030 60255020401530百分比 %百分比 %1020 510 00热暖微暖适中凉微凉冷再高一些再高一点再低一点再低一些 a 热感觉投票b 温度期望 6080 7050604050 403030百分比 %百分比 %2020 1010 00较差一般新鲜潮湿正好干燥d 空气新鲜感投票c 湿度感投票 53 52 51 50 49百分比 %48 47 46 闷满意 e 综合感觉投票 图1 问卷调查结果统计 根据实地测试结果统计，教室内的平均空气温度21.2?、平均相对湿度为44.9%。温度和湿度都在ASHRAE 55—2004舒适范围内。 5.讨论 5.1 PMV与TSV的比较 ASHRAE55-2004和ISO7730中采用的预测平均投票PMV指标是Fanger在热舒适 方程的基础上建立起来的一种热舒适评价指标，它给出的指标值不是某种当量温度 值，而是以ASHRAE热感觉分级法确定的人群对热环境的平均投票值，它是以热舒 适方程为依据的预测平均投票值;而实际热感觉投票TSV则是人群对当前热环境的 实际热感觉的投票反映。 室内温度Ta(?) 18.4 19.1 19.5 20.2 21.1 21.9 22.3 23.5 热感觉投票TSV -1.35 -1.22 -1.1 -0.72 -0.41 -0.28 0.5 0.75 表1 热感觉投票统计结果 图2 TSV随室内空气温度Ta的变化情况 5.2 TSV的分析: TSV对室内空气温度Ta的线性回归方程为: TSV=0.3258Ta-702338 (1) 根据式(1)可以得到TSV对应的舒适温度为22.2?，TSV值随温度Ta变化的曲线的斜率为0.3258。此斜率反映了被调查者的热感觉对室内空气温度的敏感程度。也就是说，室内温度升高约3.07?时，TSV将会增加(减少)1。 6. 结论 6.1 济南地区教室秋季的室内环境普遍存在温度偏低，相对温度偏低，空气不够 新鲜等实际情况。 6.2 预测平均投票PMV与实际热感觉投票TSV存在差异，这是心理适应、行为适应的综合作用的结果。 6.3 为改善室内热环境，建筑外围护结构的设计尤为重要，需要深入研究。被动式建筑设计应给予高度重视，以达到既节能又舒适的效果。 7. 改善教室热环境的措施 1)新建教室应重视外围护结构的合理设计，围护结构各部分的传热系数和热惰性系数指标应符合相关，这样既可以起到保温隔热的作用，对建筑节能做出贡献，又能达到改善室内热环境的效果。 2)确定合理的窗墙比，条件允许的情况下建议采用保温隔热性能较好的双层窗框双层玻璃，同时也要注意外窗的气密性。 3)应重视被动建筑的设计，选择最佳朝向，尽量利用太阳辐射取暖。 4)通风应满足卫生标准要求，可采用可调节性新风供给装置，调节室内新鲜空气的供给量，避免窒闷感，也能避免由非控制式开窗通风造成的室内热量损失。