昆明/瑞丽/楚雄/大理中空玻璃外窗对室内光热环境的影响。建筑外窗同屋面、墙体一起,属于建筑物的围护结构,是建筑外围护结构的开口部分。但是,与墙体和屋面相比较,外窗属于薄壁轻质构件,在建筑隔热、保温、隔声效果中,属于薄弱环节。与其他维护结构一样,外窗也具有温差传热的问题,另外还有通过外窗缝隙的空气渗透传热,尤其是通过玻璃的太阳辐射传热。
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1试验
1.1测定温度和湿度
在室内布置适当的温度测量点,室温垂直方向由下到上依次为:脚踝位置(距地面高度0.1m处)、人坐着的上身位置(0.75m)、坐姿头部(1.1m)。室温水平分布取房间中部通过窗间墙和窗中心的剖面。每半小时记录一次温度,测量仪器用建筑热工温度热流巡检仪。房间中心点上相对湿度的测量,用CENTER310RS-232温度仪,每隔一个小时记录一次数据。
1.2热舒适度测定
在试验房间内,选择房间中部、窗口附近和门口附近三个位置,对坐姿工作者身体部位高度(0.75m处)、站立时颈部以上部位(房间窗口1.3-1.5m高处)的热舒适度指标PMV-PPD进行测定(预测平均不满意百分比-预测平均投票率)。
1.3照度测定
照度测量仪器选用ZDS-10型自动换挡数字式照度计,每一个小时测量一次。室内照度进行适当的布点,测点位置为0.75m工作面与房间中部通过窗间墙和窗中心的剖面交线上,点之间的距离大约为0.93m。
1.4室外气候状况
影响室内气候的直接因素是室外的气候状况,对室外的气候状况,一定要详细记录。室外气候状况需要测定的主要参数为相对湿度、温度、太阳辐射。所用到的测量仪器主要有:建筑热工温度热流巡检仪、PC-2型太阳辐射记录仪、CENTER310RS-232温湿度仪。每隔半个小时记录一次温度,每隔一个小时测量一次照度和相对湿度,每小时整点记录一次太阳辐射,并对总辐射值进行自动累计。另外,在试验人员的目测下,记录阳光强弱状况、云层薄厚状况、天气阴晴雨状况。
2测定结果
2.1温度测定结果
室内温度测定结果中,房间中部垂直方向温度分布均匀,而温度相对较高的是窗口附近,这充分说明了太阳辐射对窗口温度有一定的影响。垂直方向的室内温差小于3°C,总体来说分布比较均匀,与ASHRAE55-2004对室内空气温度垂直方向温差的要求相符合,同时水平方向温度的波动也不大。
2.2室内相对湿度的测定
由于湿度过高、对健康可能产生影响的室内相对湿度值,被通风标准和室内热状况作为上限值,在ASHRAE标准版本62-1989和55-1992中都能找到这些限定值。典型设定上限值为60%-80%。适宜的相对湿度,一般认为是50%-60%,在多数情况下,气温为16°C-25°C的时候,相对湿度都在30%-70%范围之内变化,其相对湿度对人体热感觉造成的影响不大。我国的建筑物,夏季推荐40%-80%,一般不规定冬季的标准,在高级建筑中,只需要高于35%就可以了。从试验房测定结果,表明室内相对湿度集中的范围是54%-72%,与我国建筑夏季湿度的要求相符合。
2.3室内热舒适度测定
国际常用的舒适性标准为SO7730-2006和ASHRAE55-2004,它在Fanger的参照下,提出了7点热感应等级。国际常用标准对PMV-PPD值的规定为-0.5-0.5之间,也就是说PPD<10%,也即是说人群中允许10%的人感觉不满意。关于室内热舒适性的标准规定,我国目前还没有。在试验中测定的室内PMV-PPD值,PMV值在-0.5~0.5之间的时间不到0.1%。PMV值在-0.7-0.7之间的时间除了窗口1.3-1.5m高处外,其他三个位置相差不大,热舒适分布均匀。但是,整个试验房室内,PMV值在-0.7-0.7之间的时间平均只有49%,说明试验房室内热舒适性欠佳,是一个需要进一步改善的地方。房间里面的窗口,是人们与室外环境交流的通道,人们在工作中、或者疲倦的时候,凭窗远眺,欣赏外面的景色,如果感觉不到太阳的炙热,则会让人们更加舒服。测定结果显示窗口1.3-1.5m高处,PMV值保持在-0.7-0.7之间的时间只有12%,说明窗口的热舒适性很差。在现代建筑中,为了改善室内热舒适性,常常采用室内拉窗帘的方式来达到目的,但是这样做又极大地影响了室内的自然采光。
2.4照度的测定
在对照度的测定中,一般来说每天室外照度低的时间是下午15:00-16:00。由窗口的一侧往里,其照度呈依次减低的趋势。室外照度差距尽管十分大,但是室内的几处试验测定点照度几乎相等,并且在很大进深开间的房间中,距离窗口0.93m处的工作面上的照度和与之相对位置的照度差距显著。同时,室内照度随着室外照度的逐渐增加而增大,并且,主要工作区域的照度都在110l×以上,与建筑采光设计标准规定的室内照度低要求相符合。
3讨论
通过试验对普通中空玻璃外窗室内相对湿度、热度、温度、舒适性等参数的测定,可以看出普通中空玻璃外窗对室内光热环境的影响。只有50%左右的时间室内热舒适指标PMV在-0.7-0.7之间,说明室内热舒适性欠佳。但是室内相对湿度和温度符合标准规定,因此,室内热舒适性欠佳的主要原因是窗口太阳辐射。而试验房窗口1.3-1.5m高处,只有12%的时间其PMV值在-0.7-0.7之间,其热舒适状况非常差,其主要原因同样为窗口的太阳辐射。试验房室内工作区域采光照度,在多数时间都与自然采光设计规定相符合,不需要用人工照明而可以满足室内工作人员的照明需要。总体来说,普通中空玻璃外窗的安装,有可能造成室内热环境不舒适,因此,需要进一步加强改善,以使室内热环境达到一定的舒适度。