【科普】建筑與人體熱舒適度

主要因素

人體的熱舒適度取決于室內(nèi)環(huán)境，即室內(nèi)溫度、相對濕度以及氣流流動速度。

熱舒適度

最佳范圍

• 冬季溫度18~25攝氏度，相對濕度30%~80%；

• 夏季溫度23~28攝氏度，相對濕度30%~60%；

• 室內(nèi)氣流流動速度為0.1~0.7m/s。

溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)

人體的熱平衡

人體向外的散熱方式主要有：傳導(dǎo)、輻射、對流、蒸發(fā)。人體是恒溫的，如果人體放出的熱量大于其新陳代謝所產(chǎn)生的熱量，人體就會感覺到冷；相反，如果人體向環(huán)境釋放的熱量小于新陳代謝所產(chǎn)生的熱量時，熱量就會積聚在人體內(nèi)，人體就會感覺到熱。

適宜的建筑舒適度

• 可以提供一個良好的工作生活場所
  

• 避免各種疾病的發(fā)生和傳染
  

• 對人機(jī)體的休息、保養(yǎng)有重要益處

• 對人的健康狀況改善具有重要作用
  

影響人體熱舒適度的因素

主觀因素：

• 新陳代謝率；新陳代謝率高的人不怕冷，但怕熱；新陳代謝率低的人不怕熱，但怕冷

• 衣著情況：不同類型建筑、不同功能房間，人們的衣著情況也不相同
  

客觀因素：

• 空氣溫度：最主要因素，直接決定人體的感覺是冷還是熱。人體最適宜的室內(nèi)氣溫為24~28攝氏度
  

• 空氣相對濕度：相對濕度高讓人感覺悶，感覺粘；相對濕度低讓人呼吸不舒服，空氣中的大量浮塵，進(jìn)一步污染室內(nèi)空氣。冬季室內(nèi)空氣相對濕度應(yīng)為40%~80%
  

• 空氣流動速度：間接影響人體的熱舒適度?？諝饬鲃涌梢詫⑷梭w散發(fā)的廢氣帶走，可降低人體周邊的二氧化碳濃度。適宜的速度可以增加人體體表的蒸發(fā)量，給人以清新的感覺。冬季的最佳空氣流動速度為0.2~0.5米/秒。
  

熱舒適度的目標(biāo)

• 基本目標(biāo)：舒適

• 理想標(biāo)準(zhǔn)：健康
  

• 發(fā)展趨勢：高效節(jié)能

我國采暖期熱舒適度問題

采暖過度或采暖不足：受太陽輻射不同，南側(cè)房間過度采暖，過熱導(dǎo)致人們開窗降溫，損失了熱量，室外灰塵還污染了室內(nèi)空氣；北側(cè)房間氣溫低，感覺不舒適。

空氣流動性差、污染嚴(yán)重：老舊建筑不是很關(guān)注建筑換氣，室內(nèi)會出現(xiàn)含氧量低，二氧化濃度高，對人體危害很大。

冬季室內(nèi)干燥、相對濕度低：北方地區(qū)降水較少，室內(nèi)溫度高，空氣蒸發(fā)量大，污染物多，人體水分流失較多，會感覺到干燥不適。

改善的手段

主動式干預(yù)：通過建筑設(shè)備人為的、主動的進(jìn)行干預(yù)

被動式改善：通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性，通過更好的利用自然和建筑本身而不依靠建筑設(shè)備來干預(yù)

被動式的改善手段

避免短板效應(yīng)以加強(qiáng)絕熱能力：對于建筑的隔熱性能而言，建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的絕熱能力是由絕熱性能最差的部位所決定。窗戶中的玻璃是建筑的熱工量最薄弱部位，應(yīng)進(jìn)行特別設(shè)計。另外要避免由于各種設(shè)計不合理造成的建筑冷橋。

Low-E玻璃

通過溫室效應(yīng)來加強(qiáng)得熱能力：“溫室效應(yīng)”是典型的太陽能得熱方式，在寒冷的冬季應(yīng)合理應(yīng)用。建筑被動式太陽能設(shè)計主要有兩種：直接得熱和間接得熱。直接得熱通過把太陽輻射熱儲入建筑物的各種蓄熱體內(nèi)，然后分不同時間逐步釋放；間熱得熱是通過加熱各種熱媒來接收和儲存太陽能，再通過熱媒來加熱室內(nèi)空氣或者室內(nèi)各種蓄熱體的方式。直接得熱最為有效也最為經(jīng)濟(jì)。

不同Low-E玻璃對比

（左圖）單片Low-E節(jié)能玻璃

（中圖）膠合Low-E節(jié)能玻璃

（右圖）單中空Low-E節(jié)能玻璃

通過蓄熱設(shè)計強(qiáng)化時間滯后效應(yīng)：室內(nèi)溫度的控制在很大程度上取決于隔熱材料和蓄熱材料的配置，合理設(shè)置將會產(chǎn)生室內(nèi)氣溫的變化滯后于室外氣溫變化的現(xiàn)象，這就是“時間滯后”現(xiàn)象。

設(shè)置氣候緩沖區(qū)來控制熱舒適度：常見的氣候緩沖區(qū)有防寒門斗、封閉陽臺、北側(cè)的輔助房間等。

（左圖）獨(dú)立住宅冬季煙囪效應(yīng)示意圖

（右圖）獨(dú)立住宅夏季煙囪效應(yīng)示意圖

利用煙囪效應(yīng)進(jìn)行室內(nèi)空氣對流的控制和換氣：由于溫度和高度不同會造成空氣壓力差，從而形成室內(nèi)氣流的運(yùn)動，叫“煙囪效應(yīng)”。在被動式設(shè)計中，煙囪效應(yīng)不僅對建筑熱舒適度的改善，而且對于設(shè)計一種健康而又潔凈的室內(nèi)空間，都有重要意義。