PDF《王登甲陕西关中乡域中小学教室冬季热舒适调查研究》

thermal environment;

thermal comfort;

field experiments;

aPMV 目前,在热舒适研究领域国际通用的热舒适标 准为 ISO7730[1] 和ASHRAE55-2013[2] ,而这两个标 准并未考虑气候变化、适用人群等产生的差异.近 年来,国内外学者进行的大量现场研究表明,人们 对室内热环境的实际热感觉与上述两个标准的预 测结果存在明显差异,而引起差异的主要原因可归 结为人对气候的行为、生理适应性及心理期望值 [3] .我国室内热舒适的研究多集中在各气候区的居 住、办公等类型建筑[4-8] ,关于教学建筑也主要针对 的是高校[9-10] ,而对于中小学教室研究较少,乡域 中小学教室则更是鲜有关注. 人员密度大、使用时段集中、以青少年学生为 主是中小学教室的主要特征,有别于居住、办公、 高校教室等建筑的室内热环境需求及评价方法.而 受经济技术水平限制,乡域中小学与城镇中小学的 室内热环境需求也存在差异.因此,以陕西关中地 区乡域中小学教室为对象,对其室内外热环境参数 进行了现场测试,同时以问卷方式调查了学生对热 环境的主观评价.以期获得该地区乡域中小学教室 内学生冬季的中性温度、期望温度、舒适的温度范 围等,提出适用于乡域中小学教学建筑的室内热环 境评价分析模型.

1 调查概况 1.1 调查对象 调查于

2014 年11 月中旬至

2015 年1月初进

278 西安建筑科技大学学报(自然科学版) 第48 卷行,选取陕西关中地区

4 所乡域中小学校的

14 间 教室进行了现场测试和问卷调查,发放调查问卷

440 份, 收回有效问卷

421 份, 有效收回率 95.7%. 其 中男生

196 人 (占 46.6%) , 女生

225 人 (占 53.4%) , 年龄在 9~16 岁之间,平均年龄为 12.6 岁. 1.2 主观问卷调查 问卷内容包括:①学生性别、年龄、衣着情况 等基本信息;

②调查时刻学生的热感觉、湿感觉、 舒适感等主观感受, 热感觉投票采用 ASHRAE

7 级 标尺,热舒适投票采用

5 级标尺;

③期望度(以Preference 标度表示, -1 凉一些,

0 不变,

1 暖一些) 调查. 1.3 测试仪器及布置 测试参数主要包括教室内外空气温湿度、室内 黑球温度、空气流速和壁面温度等,所用仪器主要 有TR-72ui 自记式温度计、TR102S 黑球温度计、 ZRQF-F30 风速仪、CENTER309 热电偶测温仪等, 间隔

10 min 自动记录一次.测点布置采用五点法, 距离地面垂直高度为 1.1 m(代表坐姿受试者的颈 部高度);

窗户、外墙的温度分别测试

5 个点,内墙、地面和屋顶在其中心位置各测试

1 个点. 1.4 热舒适评价指标 当相对湿度在热舒适范围内,且室内空气流速 较低时,宜采用操作温度 to 作为热舒适指标来描述 寒冷地区冬季人体热感觉[11] . to 由下式计算得到[12] : ) + /( ) + ( = c r a c mr r o h h t h t h t (1) 式中:tmr 为平均辐射温度,℃;

ta 为室内空气温 度,℃;

hc、hr 分别为对流换热系数和辐射换热系 数,W/(m2 ?K).坐姿时 hc 取值 4.0[12] ;

在室温条件 下hr 取值 4.7[2] .平均辐射温度由下式计算[12] : 0.5 mr g g a 2.44 ( ) t t v t t ? ? ? (2) 式中:tg 为黑球温度,℃;

v 为室内空气流速,m/s.

2 调查结果与分析 2.1 新陈代谢率及服装热阻 相比于成年人,青少年新陈代谢旺盛,体温通 常高于成年人约 0.5 ℃[4] .ASHRAE 给出的代谢率 是以普通成人为对象获得的[2] ;