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洁净室内热环境的影响

济南车间净化工程企业发现随着经济的发展及科技的进步，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，更关系着国家节能工作绩效是否显著。

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。

数字大厦位于高新区，临街，新建建筑，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，窗户整体面积约24 m2，可开启面积约8 m2，房间窗户类型为单层窗框单层玻璃，工作人员约 20 人，各配有1 台台式电脑，室内环境调节方式为中央空调。

第2幢建筑为西安市二环边上一幢上世纪80年代的5层办公楼，分别选择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，有两堵外墙，分别为南外墙与西外墙，房间面积为56 m2，窗户面积为 12 m2，窗户可开启面积为 4 m2；冬季通过暖气片采暖，夏季利用吊顶风扇降温。

5 层（顶层）的测试房间窗户朝向北，有一堵外墙，北外墙，房间面积为56 m2，窗户面积为12 m2，窗户可开启面积为 4 m2；调节室内热环境的设置有暖气片、分体空调、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，其余测试区域均有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

主要采用问卷调查及现场测试的方法来对所选建筑物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，时间间隔为 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。调查问卷按美国ASHRAE的七点标度等级设置个选项，主要选项有：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，有效问卷为 60 份。

测试仪器主要是清华同方的RHLOG系列的温湿度自记仪，该仪器的精度为±0.3℃，测试范围为-25℃~55℃，温湿度的测量可同步进行。该仪器可记录储存六千多个数据，可根据需要进行设置来连续记录。每次的测量周期为完整的 72 h，每月1 次，所有温湿度仪的记录步长为 1 h。

2 问卷及测试结果分

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

2.1 问卷分析

从表1受试者的问卷统计表中可以看出，数字大厦有90% 以上的人的主观热感觉均在 -1~+1 之间，80% 以上的受试者认为湿度合适，风速也适宜；工作室中的绝大多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，均有超过80%的人的主观感觉处在-1~+1之间。从此分析可以看出，西安地区过渡季节的气候总体来说较令人满意，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体一致。位于1层的实验室主要功能是实验仪器的存放地，很少有人员进入，窗户紧闭，以免有灰尘进入，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发现，过渡季节中，数字大厦的室内干球温度集中分布在 25℃~28℃之间，均值为 26.9℃；工作室的室内干球温度则集中于 27℃~29℃之间，均值为 27.6℃；实验室的室内干球温度则集中分布于 21℃~23℃，均值为21.3℃。除实验室的室内干球温度均值低于22℃以外，其他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℃，从而可看出，遮阳是降低室内温度的一种有效手段。

建筑室内温度受室外温度影响程度的大小可反映出该建筑围护结构热工性能的好坏，通过对测试数据进行回归分析，分别得出了过渡季节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为数字大厦过渡季节

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

从以上2个式子中可以计算出，当室外温度有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为2.9℃时，室内温度变化 1℃。从以上的分析可分析出，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为：

公式（3）中：ta 3

为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，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谢率进行赋值，并认为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；人体代谢率 M=1.2 met。

计算整理分析，数字大厦PMV 值则集中分布于 0~1 之间，数字大厦最小值为 -0.3，工作室的PMV 最小值为 -0.6；实验室 PMV值过渡季节均小于 -0.5，最小值达到 -2，温度偏低，整体室内热环境偏凉，室内干球温度分布一致。

从各办公室的PMV值与室内温度的拟合方程我们可以计算出，当各房间 PMV=0 时，对应的室内温度分别为数字大厦25.23℃，工作室25.15℃，实验室 25.33℃，平均为 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。

利用图3中的拟合方程，又可算出办公人员的主观热中性温度，数字大厦为 25.6℃，工作室为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 小结

本文在过渡季节，结合西安地区气候特征，在高新区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，旨在对西安地区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，为以后的调查研究起到一个铺垫的作用。通过分析整理，得出以下结论：

（1 ）从所收回的有效问卷分析来看，过渡季节里，西安地区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效措施，无论是市中心还是高新区的办公建筑，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，分别为 25.6℃、25.24℃。