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洁净室内热环境的影响

济南車(chē)间净化工程企业发现随着经济的发展及科(kē)技的进步，洁净室内热环境的舒适性不仅关系着工作人员的身心健康和工作效率，更关系着國(guó)家节能(néng)工作绩效是否显著。

1 测试概况

1.1 测试对象

两幢建筑（见图 1 ），3 个测试洁净办公间。

数字大厦位于高新(xīn)區(qū)，临街(jiē)，新(xīn)建建筑，窗户朝向南，共 18 层，所测房间位于 18 层。该办公室面积约 300 m2，窗户整體(tǐ)面积约24 m2，可(kě)开启面积约8 m2，房间窗户类型為(wèi)单层窗框单层玻璃，工作人员约 20 人，各配有(yǒu)1 台台式電(diàn)脑，室内环境调节方式為(wèi)中央空调。

第2幢建筑為(wèi)西安市二环边上一幢上世纪80年代的5层办公楼，分(fēn)别选择1层的实验室与5层（顶层）的工作室各一间办公室进行测试。

1 层的测试房间窗户朝向南，有(yǒu)两堵外墙，分(fēn)别為(wèi)南外墙与西外墙，房间面积為(wèi)56 m2，窗户面积為(wèi) 12 m2，窗户可(kě)开启面积為(wèi) 4 m2；冬季通过暖气片采暖，夏季利用(yòng)吊顶风扇降温。

5 层（顶层）的测试房间窗户朝向北，有(yǒu)一堵外墙，北外墙，房间面积為(wèi)56 m2，窗户面积為(wèi)12 m2，窗户可(kě)开启面积為(wèi) 4 m2；调节室内热环境的设置有(yǒu)暖气片、分(fēn)體(tǐ)空调、吊顶风扇。

除80年代建筑1层实验室平常无人员进入，不进行问卷发放调研外，其余测试區(qū)域均有(yǒu)人员办公及办公设备，每次问卷发放不少于20 份。

1.2 测试时间和仪器

主要采用(yòng)问卷调查及现场测试的方法来对所选建筑物(wù)冬季的室内外环境进行调研。问卷需要现场办公人员根据自身感觉进行填写，每个房间不少于20 份；现场测试则是每个月对办公室内的温湿度进行连续 3 个工作日的记录，时间间隔為(wèi) 1h。

实测开始于2011年4月27日，终止于2011年5 月 8 日，共 2 个月，主要测试了两幢建筑室内外温度、相对湿度和风速。调查问卷按美國(guó)ASHRAE的七点标度等级设置个选项，主要选项有(yǒu)：冷热感、潮湿感、吹风感等。这个季节里，每幢建筑我们做了3 次问卷及测试，共收回70 份问卷，有(yǒu)效问卷為(wèi) 60 份。

测试仪器主要是清华同方的RHLOG系列的温湿度自记仪，该仪器的精度為(wèi)±0.3℃，测试范围為(wèi)-25℃~55℃，温湿度的测量可(kě)同步进行。该仪器可(kě)记录储存六千多(duō)个数据，可(kě)根据需要进行设置来连续记录。每次的测量周期為(wèi)完整的 72 h，每月1 次，所有(yǒu)温湿度仪的记录步長(cháng)為(wèi) 1 h。

2 问卷及测试结果分(fēn)

在每月的整个测试过程中，室内工作人员都在正常办公，每人一台電(diàn)脑，空调系统关闭；开启门窗进行通风。

2.1 问卷分(fēn)析

从表1受试者的问卷统计表中可(kě)以看出，数字大厦有(yǒu)90% 以上的人的主观热感觉均在 -1~+1 之间，80% 以上的受试者认為(wèi)湿度合适，风速也适宜；工作室中的绝大多(duō)数受试者对过渡季节的室内热环境也表现出满意的意识，三类选项中，均有(yǒu)超过80%的人的主观感觉处在-1~+1之间。从此分(fēn)析可(kě)以看出，西安地區(qū)过渡季节的气候总體(tǐ)来说较令人满意，处在办公楼里的办公人员对这个季节的室内热环境较易接受。

2.2 测试数据分(fēn)析

数字大厦跟工作室的测试房间都属于顶层办公室，虽然年代不同，但从图2中可(kě)以看出，过渡季节室内温度受室外温度影响较明显，两者的室内温度变化趋势大體(tǐ)一致。位于1层的实验室主要功能(néng)是实验仪器的存放地，很(hěn)少有(yǒu)人员进入，窗户紧闭，以免有(yǒu)灰尘进入，窗帘在无人员入内的情况下一直处于紧合状态。内扰跟外扰因素均不明显，室内温度走势平稳且较低。

从各室内温度的统计结果中可(kě)发现，过渡季节中，数字大厦的室内干球温度集中分(fēn)布在 25℃~28℃之间，均值為(wèi) 26.9℃；工作室的室内干球温度则集中于 27℃~29℃之间，均值為(wèi) 27.6℃；实验室的室内干球温度则集中分(fēn)布于 21℃~23℃，均值為(wèi)21.3℃。除实验室的室内干球温度均值低于22℃以外，其他(tā)2个办公室的室内干球温度均值都在26℃以上。同属幢建筑的工作室和实验室在过渡季节中工作室的温度均值比实验室的温度均值高出 5℃，从而可(kě)看出，遮阳是降低室内温度的一种有(yǒu)效手段。

建筑室内温度受室外温度影响程度的大小(xiǎo)可(kě)反映出该建筑围护结构热工性能(néng)的好坏，通过对测试数据进行回归分(fēn)析，分(fēn)别得出了过渡季节3个办公间的室内温度与室外温度的拟合方程，如下：

公式（1 ）、（2 ）中：ta 1為(wèi)数字大厦过渡季节

室内温度；ta 2為(wèi)工作室过渡季节室内温度；to為(wèi)过渡季节室外温度；R2為(wèi)室外温度与各办公建筑室内温度拟合度。

从以上2个式子中可(kě)以计算出，当室外温度有(yǒu)3.3℃的浮动时，数字大厦的室内温度变化 1℃；而针对工作室，室外温度的变化幅度為(wèi)2.9℃时，室内温度变化 1℃。从以上的分(fēn)析可(kě)分(fēn)析出，所测房间均位于顶层的数字大厦和工作室，建造年代较早的工作室室内温度受室外影响稍大。同时结合 R2值，其值越大，说明室内外温度拟合度越好，室内温度的变化趋势与室外温度的变化趋势一致，即室内温度受室外温度影响较大。

与工作室属于同一幢80年代建筑的底层实验室的过渡季节室内外温度拟合方程為(wèi)：

公式（3）中：ta 3

為(wèi)实验室过渡季节室内温度。

过渡季节里当室外温度升高或降低 3.6℃，实验室室内温度相应的升高或降低 1℃，与同楼顶层的工作室相比，受室外温度影响较小(xiǎo)，且室内温度一直相对较低。

查询相关标准，对办公人员的衣服热阻及代謝(xiè)率进行赋值，并认為(wèi)室内的辐射温度近似于干球温度，编程进行 PMV与 PPD 的计算，重点分(fēn)析温湿度对 PMV-PPD 的综合影响。相关数据的取值如下：过渡季节衣服热阻取Icl=0.65clo；风速取平均值 V=0.3 m/s；人體(tǐ)代謝(xiè)率 M=1.2 met。

计算整理(lǐ)分(fēn)析，数字大厦PMV 值则集中分(fēn)布于 0~1 之间，数字大厦最小(xiǎo)值為(wèi) -0.3，工作室的PMV 最小(xiǎo)值為(wèi) -0.6；实验室 PMV值过渡季节均小(xiǎo)于 -0.5，最小(xiǎo)值达到 -2，温度偏低，整體(tǐ)室内热环境偏凉，室内干球温度分(fēn)布一致。

从各办公室的PMV值与室内温度的拟合方程我们可(kě)以计算出，当各房间 PMV=0 时，对应的室内温度分(fēn)别為(wèi)数字大厦25.23℃，工作室25.15℃，实验室 25.33℃，平均為(wèi) 25.24℃，其中数字大厦，工作室均低于其室内季节均值温度，实验室相反。

利用(yòng)图3中的拟合方程，又(yòu)可(kě)算出办公人员的主观热中性温度，数字大厦為(wèi) 25.6℃，工作室為(wèi)25.6℃。低于过渡季节室内均值温度，接近于25.6℃。低于过渡季节室内均值温度接近于计算 PMV=0 的舒适温度。

3 小(xiǎo)结

本文(wén)在过渡季节，结合西安地區(qū)气候特征，在高新(xīn)區(qū)和市中心各选取了一幢办公楼，并在其中3 个办公房间进行室内热环境相关数据的测试及问卷调查，旨在对西安地區(qū)的办公楼在过渡季节的室内热环境现状做了一个大致的展示，為(wèi)以后的调查研究起到一个铺垫的作用(yòng)。通过分(fēn)析整理(lǐ)，得出以下结论：

（1 ）从所收回的有(yǒu)效问卷分(fēn)析来看，过渡季节里，西安地區(qū)通过自然通风来调节室内环境的办公楼，其室内舒适性较令人满意。

（2）添加遮阳设置是减少室内温度受室外阳光过大干扰的有(yǒu)效措施，无论是市中心还是高新(xīn)區(qū)的办公建筑，其顶层房间温度在该季节无太大差别，位于市中心的80年代建筑中的顶层房间相对于底层房间在该季节中室内温度均值要高出 5℃。

（3 ）过渡季节中，室内办公人员的主观热中性温度接近于计算 PMV=0 时的舒适温度，分(fēn)别為(wèi) 25.6℃、25.24℃。