導語：夏季居住建筑降溫管理論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要根據(jù)深圳市建筑節(jié)能標準編制進度要求，于2001夏季對深圳市居住建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能作了實測。目的是掌握深圳市住宅因圍護結(jié)構(gòu)傳熱引起的建筑能耗的實際情況，找出圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的變化規(guī)律及影響深圳市建筑能耗的關(guān)鍵因素。根據(jù)已獲的實測數(shù)據(jù)，從深圳市居住建筑夏季降溫方式的選擇做分析討論。

關(guān)鍵詞自然通風壁內(nèi)表面溫度空氣溫度熱惰性遮陽

1實測的基礎(chǔ)資料

1.1實測地點:

深圳市南山區(qū)麒麟花園E棟

1.2建筑資料、熱工措施：

點式建筑，共17層，體形系數(shù)為0.253。實測住戶位于二樓，該戶未裝修，三房兩廳兩衛(wèi)。建筑面積1034.40m2，使用面積90.72m2。層高2.8m。短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，非剪力墻部分為黏土磚，地層架空。

1．3熱工措施：

外窗：單層塑鋼玻璃窗。

外門（入戶門）：防火防盜門。（各房間內(nèi)門未安裝）

樓板：現(xiàn)澆樓板。

2本次實測采取了以下四種方案：（1）24小時持續(xù)自然通風降溫方案（2）間歇自然通風降溫方案（3）間歇空調(diào)降溫方案（4）24小時持續(xù)空調(diào)降溫方案。根據(jù)實測方案，對不同的房間采取了不同的措施，進行現(xiàn)場實驗?，F(xiàn)抽取符合深圳市民生活習慣且易行的夏季降溫方式作討論。

2．124小時持續(xù)自然通風

2．1．124小時持續(xù)自然通風降溫無遮陽的情況：

A．在持續(xù)自然通風且外窗無垂直遮陽的情況下，室內(nèi)溫度變化趨勢與室外溫度變化趨勢相同。室外溫度在6：00降到最低值，16：00達到最高值。各個房間室內(nèi)溫度幾乎與室外溫度同時達到最低值或最高值。在白天，室內(nèi)空氣溫度隨著室外高溫空氣的進入而上升，但由于房間圍護結(jié)構(gòu)的蓄冷能力，室內(nèi)墻體各表面溫度低于室內(nèi)氣溫，從空氣中吸熱，抑制了室內(nèi)氣溫的上升，使室內(nèi)氣溫你于室外最高氣溫0.2～1.2℃。而外窗不可開啟部分的內(nèi)表面溫度比室內(nèi)溫度偏高，由此可見白天室內(nèi)空氣的得熱主要來自于與室外熱空氣的直接對流換熱和少量的外窗的溫差傳熱。夜間，室外空氣下降時室內(nèi)空氣也隨之下降，但高于室外最低氣溫0.1～1.7℃。此時室內(nèi)各表面溫度均高于室內(nèi)氣溫，室內(nèi)各表面向室內(nèi)釋放白天吸收的熱量，造成室內(nèi)氣溫高于室外。

B．所不同的是，在幾個所測試的房間中，臥室1與臥室2均在12：00～18：00室內(nèi)氣溫低于室外氣溫，在其他時間則高于室外氣溫；而客廳則在8：00～20：00室內(nèi)氣溫低于室外氣溫，其他時間室內(nèi)溫度主于室外氣溫，與兩個臥室相比，客廳溫度更接近室外溫度，這是因為客廳處窗其實為推拉玻璃門，開啟面積大，進風量大，室內(nèi)外空氣交換速度大。而臥室1與臥室2由于室內(nèi)外空氣交換不太充分，使得夜間各房間表面放出的熱量未及時被帶走，因此導致室內(nèi)氣溫高于室外氣溫1℃左右且隨室外氣溫的上升而不斷上升，而室外氣溫接近中午即12：00左右才能達到并逐漸超過室內(nèi)氣溫，而在偏傍晚時，室內(nèi)氣溫又不能即使隨著室外氣溫的下降而下降，所以臥室1與臥室2的室內(nèi)氣溫僅在12：00～18：00這一很短的時段低于室外氣溫。

從以上的分析比較可得：

（1）24小時持續(xù)通風條件下影響室內(nèi)溫度的主要因素為房間圍護結(jié)構(gòu)的蓄冷能力，即熱惰性指標。因為通過實測發(fā)現(xiàn)在白天室內(nèi)各內(nèi)表面溫度（包括外墻內(nèi)表面溫度）低于室內(nèi)氣溫，即墻內(nèi)表面與室內(nèi)空氣之間的對流換熱熱流的方向是從空氣指向墻的，使得墻內(nèi)表面溫度不斷升高，墻與空氣間的熱通量不斷減小，經(jīng)過一段時間后墻內(nèi)表面溫度才超過室內(nèi)氣溫，如果墻體熱惰性指標大，有極大的蓄冷能力，它可使其內(nèi)表面長時間處于吸熱狀態(tài)，抑制室內(nèi)氣溫上升；在夜間其表面溫度雖高于室內(nèi)氣溫，但加強房間通風狀況，充足的通風量可抑制室內(nèi)氣溫。

（2）影響室內(nèi)氣溫的另一因素為房間的朝向與開窗面積，因為其決定了通風量。

持續(xù)通風時不同遮陽情況下室內(nèi)各溫度特征值表1

房間客廳臥室1臥室1

溫度（℃）無遮陽百葉外遮陽無遮陽百葉外遮陽布窗簾內(nèi)遮陽無遮陽百葉外遮陽布窗簾內(nèi)遮陽

室外氣溫最高值32.730.832.730.430.832.730.430.8

最低值27.926.627.926.026.627.926.026.6

平均值29.928.729.928.628.729.928.628.7

室內(nèi)氣溫最高值31.830.431.530.430.632.031.131.3

最低值28.027.329.227.227.128.427.727.5

平均值29.628.830.329.428.930.329.729.4

客廳：在有遮陽的情況下，在白天外墻內(nèi)表面溫度明顯低于室內(nèi)溫度，而外窗內(nèi)表面溫度也比室內(nèi)溫度低而逐漸趨于一致。另外從表中可以看到，無遮陽工況下測試的室外溫度比有遮陽的時高1.9℃，平均氣溫高1.2℃；無遮陽比有遮陽時室內(nèi)最高溫度高1.4℃，平均高0.7℃?？梢姲偃~窗簾進行活動外遮陽起到了一定遮陽效果但由于已有陽臺的遮陽作用而使得遮陽效果不明顯。

臥室1與臥室2：采用遮陽后，并未起到降溫隔熱的效果。尤其是臥室2還出現(xiàn)了全天氣溫高于室外氣溫的情況，分析室內(nèi)空氣流動的情況發(fā)現(xiàn)，臥室2的進風并不是直接從室外進入，而是由其他房間進入，空氣在流動過程中溫度會有升高，遮陽的阻擋作用使熱空氣不能順暢排向室外，在室內(nèi)滯留，造成了室內(nèi)氣溫偏高。

從以上分析可得，在深圳，開窗自然通風時，采用布窗簾，百葉等輕質(zhì)活動遮陽效果并不顯著，主要原因是：

（1）深圳市室外風大，常把遮陽吹開，未起到應(yīng)有的遮陽作用。

（2）在某些情況下，遮陽成了室內(nèi)外空氣交換的阻礙，使得熱空氣不能順暢排郵，在夜間，如遮陽仍在窗口，阻礙了室外冷空氣的進入，影響了夜間降溫通風量。

（3）遮陽同時將自己吸收的太陽輻射熱以對流形式傳給進風氣流，引起室溫上升。

因此若采用持續(xù)通風且加遮陽措施來降溫，應(yīng)使遮陽不被風吹起且不影響室內(nèi)通風，遮陽應(yīng)采用反射率大而吸收率小的材料。固定式遮陽還要考慮春秋冬三季的室內(nèi)日照，采光，不可能同時達到滿意的效果。因此在持續(xù)通風的情況下建議只在太陽輻射強的時段使用遮陽。

2．2間歇自然通風：

間歇自然通風時：8：00～19：00關(guān)外窗，其余時間則打開外窗。白天特別是午后室外氣溫高于室內(nèi)氣溫時，限制通風避免熱空氣進入，抑制室內(nèi)空氣溫度上升，減少室內(nèi)蓄熱；夜間和清晨，室外氣溫低于室內(nèi)時，打開窗戶，利用自然通風消除室內(nèi)蓄熱，降低室溫。

采用間歇自然通風方案，關(guān)窗的階段，室內(nèi)氣溫先上升0.5～1.5℃，以后幾乎就不再變化，待開窗后隨室外溫度的下降而下降。關(guān)窗后，進入室內(nèi)的熱空氣量少，室內(nèi)溫度的上升主要靠外圍護結(jié)構(gòu)的傳熱，而圍護結(jié)構(gòu)的蓄熱作用，使通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱有延遲的衰減，又因房間內(nèi)表面濕度低于室內(nèi)溫度，不斷吸熱，這樣避免了室內(nèi)溫度的突變，而且可以在較長的時間里保持穩(wěn)定，而且白天室內(nèi)最高氣溫比室外低1.7～2.5℃。夜間室內(nèi)各表面放熱，使室內(nèi)最低溫度比室外最低溫度高0.1～1.7℃，從而使全天室內(nèi)溫度的日較差低于室外日較差1.8～3.5℃。

在無遮陽時，在關(guān)窗的時段各時刻房間內(nèi)各表面（包括外墻內(nèi)表面）溫度均低于室內(nèi)氣溫，而外窗內(nèi)表面溫度則明顯高于室內(nèi)氣溫，由此可得，在間歇通風關(guān)窗時段室內(nèi)空氣的得熱主要來源之一是外窗的溫差傳熱。而且經(jīng)外窗進入室內(nèi)的太陽能輻射熱，使室內(nèi)各表面得熱也間接影響室內(nèi)氣溫。所以對于間歇提高外窗的熱工性能和作好外窗的遮陽是關(guān)鍵。

間歇自然通風時不同遮陽情況下客廳室內(nèi)外溫度特征值表2溫度（℃）無遮陽布窗簾內(nèi)遮陽雙層窗簾內(nèi)遮陽百葉外遮陽

室外氣溫最高值32.530.429.431.8

最低值28.725.625.827.2

平均值30.126.927.629.4

室內(nèi)溫度最高值30.828.727.729.3

最低值28.827.326.427.0

平均值29.927.927.228.4

從上表的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，采用內(nèi)遮陽效果并不明顯。而采用百葉外遮陽效果相對較好，但室外氣溫最高值比采用外遮陽時高0.7℃，平均溫度高0.7℃；室內(nèi)溫度最高值比采用外遮陽時高1.5℃，平均高1.5℃?？梢姴捎冒偃~外遮陽效果并不理想。因此間歇通風降低白天室內(nèi)溫度的關(guān)鍵是提高外窗的熱工性能?？蛇x擇采用傳熱系數(shù)較小的雙層玻璃或中空玻璃。

另外比較表1與表2的數(shù)據(jù)可以得出，在相近的室外溫度條件下，采用自然通風的降溫方案可使室溫比持續(xù)自然通風時低1℃左右。這是因為間歇自然通風是在室內(nèi)氣溫低于室外氣溫時才開窗，避免了熱空氣流入，直接與室內(nèi)空氣進行熱交換而使室內(nèi)濕度迅速升高。但是，關(guān)閉外門窗后，室內(nèi)空氣流通差，加之空氣濕度大室內(nèi)舒適性遠低于持續(xù)自然通風的情況。對照實測時所記錄的"室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)與人員熱感受表"可發(fā)現(xiàn)：不通風、不空調(diào)時，室內(nèi)干球溫度≥30.5℃，人悶熱難眠，而室內(nèi)干球溫度在26.9℃時人仍能感受到熱，但尚能忍受入睡。而自然通風時人在室內(nèi)干球溫度≥31.5℃時，才能感到悶熱難眠；在28.5～31.5℃，感到熱但尚能忍受入睡；在室干球溫度小于28.5℃時，人感到舒適易睡。所以在室內(nèi)干球溫度不算太高時宜采用自然通風降溫。通常室外溫度低于30℃，相對濕度不超過80%時可利用通風降溫。

2．3間歇空調(diào)

測試的房間為客廳，采用的是制冷量為5000W的海爾變頻空調(diào)，測試方案為：0：30～8：40自然通風；8：10～19：00關(guān)窗并拉下外遮陽；19～0：30空調(diào)送風，空調(diào)溫度設(shè)定為26℃。19：00以前室內(nèi)溫度變化情況與間歇通風時一樣，19：00以后空調(diào)開始運行后，室內(nèi)溫度下降較快，當達到設(shè)定值后趨于穩(wěn)定。在空調(diào)運行時段室內(nèi)各表面溫度均高于室內(nèi)空氣溫度?？照{(diào)在運行中提供的冷量主要消除圍護結(jié)構(gòu)的傳熱，其他房間帶入的熱空氣和人員、設(shè)備的散熱。

客廳空調(diào)的耗電量見表3，平均每小時為0.45kWh。

表3

時間18:3020:3022:300:30

室外溫度（℃）29.829.429.028.3

室內(nèi)溫度（℃）29.227.627.627

耗電量（kWh）0.90.90.9

本次測試期間，陰、晴、雨天相間。測試的天氣狀況具有代表性。其中最高時刻溫度為33.4℃，日平均最高溫度為30.6℃。而大多數(shù)日子的各時刻溫度低于30℃，只須在14：00左右室外氣溫偏高。因此大多數(shù)情況下可采用自然通風來降溫。而在少數(shù)高溫天氣可采用空調(diào)的降溫方式。當然不同的住戶的熱感受和對舒適性的要求不同，因此也不同。但通過對深圳市不同地區(qū)不同建筑的住戶做分戶問卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，普遍住戶的夏季高溫晴天的降溫方式為：客廳與次臥采用持續(xù)自然通風，在14：00～16：00太陽輻射強的時段采用遮陽，主臥采有間歇空調(diào)，空調(diào)時間由天氣狀況決定；而對于白天無人的住戶客廳與次臥采和間歇通風的降溫方式，主臥采用間歇空調(diào)。通過以上的分析可知這樣的夏季降溫方式是合理的，而采用這樣的降溫方式改善室內(nèi)舒適性的途徑主要為：

（1）提高墻體的熱工性能：增大熱惰性指標，即選擇導熱系數(shù)小，蓄熱系數(shù)大的墻體材料。

（2）提高外窗的熱工性能；降低其傳熱系數(shù)和增強其對陽光的反射性能。

（3）改進活動遮陽材料性能：提高其反射率，降低其吸收率。

（4）合理地選擇窗墻比：在能提高窗的熱工性能的條件下，應(yīng)加大窗墻比，以加強室內(nèi)空氣流動。

參考文獻

章熙民，任澤霈，梅飛鳴，傳熱學。北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997。