西南交通大學(xué) 四川成都 611756
摘要:高校教學(xué)樓的熱濕環(huán)境與教學(xué)活動(dòng)密切相關(guān),通過(guò)對(duì)西南交大1號(hào)教學(xué)樓的熱濕環(huán)境進(jìn)行溫度和濕度測(cè)量,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,探究影響熱濕環(huán)境的因素,得出相關(guān)結(jié)論。
關(guān)鍵詞:熱濕環(huán)境;通風(fēng)干濕表;熱舒適;TSV投票
一、引言:
教室是進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的主要場(chǎng)所,是教師進(jìn)行授課的重要場(chǎng)所。此外,熱濕環(huán)境對(duì)人體的健康、工作學(xué)習(xí)效率等具有顯著影響。因此,良好的教室熱濕環(huán)境對(duì)教師講課及學(xué)生聽(tīng)課至關(guān)重要。本文通過(guò)測(cè)量影響室內(nèi)熱濕環(huán)境的各種參數(shù),以及問(wèn)卷調(diào)查的方式分析熱濕環(huán)境對(duì)人體熱舒適性的影響,為今后改善教室熱濕環(huán)境提供依據(jù)。
二、室內(nèi)熱濕環(huán)境和熱舒適分析:
室內(nèi)氣溫是表征室內(nèi)環(huán)境的主要指標(biāo),它的高低影響人的冷熱感。據(jù)相關(guān)調(diào)查研究顯示:氣溫在25℃左右時(shí),腦力勞動(dòng)工作效率最高;低于18℃或高于28℃,工作效率急劇下降,所以我們要盡量保持在25℃左右的溫度范圍內(nèi)。
而空氣濕度直接影響人體皮膚表面蒸發(fā)散熱,影響人體的熱舒適。濕度低,人體皮膚干燥,出現(xiàn)裂紋;而濕度過(guò)高,增加了皮膚的“黏著性”,從而導(dǎo)致熱不舒適感,影響人體熱舒適性。
由于熱感覺(jué)無(wú)法直接測(cè)量,因此我們利用TSV投票方式加以輔之,得出定量化的熱感覺(jué)評(píng)價(jià)。
三、教學(xué)樓地理環(huán)境:
教學(xué)樓的教室有內(nèi)側(cè)及外側(cè)之分,外側(cè)緊鄰校內(nèi)公路,視野開(kāi)闊,空氣流動(dòng)暢通;而內(nèi)側(cè)教室處于矩形教學(xué)樓內(nèi)側(cè),視野相對(duì)閉塞,空氣流動(dòng)受阻,外圍種有樹(shù)木。
四.實(shí)驗(yàn)儀器:通風(fēng)干濕表DHM2型
五.實(shí)驗(yàn)步驟及分析:
(一)教室熱濕環(huán)境及其熱感覺(jué)評(píng)價(jià):
測(cè)量時(shí)間:2014--6--18 12:40~13:40
氣象參數(shù):多云,微風(fēng),最高氣溫32℃,最低氣溫21℃。
具體氣象:多云,無(wú)明顯日照,天氣悶熱。
本次實(shí)驗(yàn)測(cè)量選取了兩個(gè)不同樓層的教室,分別是2樓和5樓。針對(duì)不同的朝向,分別選取教室,外側(cè)教室視野開(kāi)闊,而內(nèi)側(cè)教室視野相對(duì)閉塞,空氣流動(dòng)受阻。測(cè)點(diǎn)位于所測(cè)教室的中心。
由于實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)較多,實(shí)驗(yàn)結(jié)果在此不予刊出。
(二)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析:
1.室外溫度:
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:隨著樓層的增加,室外干球溫度逐漸上升,但是濕球溫度卻呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。5樓由于受到大面積的陽(yáng)光輻射,使得其溫度高于2樓。此外由于熱壓的作用,熱空氣不斷上升,造成5樓的溫度高于2樓的溫度。而2樓由于周圍種有樹(shù)木作為綠化,遮擋了大部分的陽(yáng)光,而且樹(shù)木具有良好的蓄濕和蒸騰作用,加大了周圍環(huán)境的濕度。
2.同樓層熱濕環(huán)境分析:
(1)2樓:
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:在相同通風(fēng)形式(自然通風(fēng))的情況下,處于教學(xué)樓外圍的教室相較于內(nèi)側(cè)的教室干球溫度更高,究其原因,外側(cè)教室所受陽(yáng)光直射面積較大,而內(nèi)側(cè)教室由于樹(shù)木吸收部分陽(yáng)關(guān)直射。此外,外側(cè)教室大氣流通能力較強(qiáng),使得溫度與室外溫度相差不大。在相同方位的條件下,例如,處于教學(xué)樓外側(cè)的教室,僅在自然通風(fēng)形式作用下的教室的干球溫度高于在自然通風(fēng)形式與機(jī)械通風(fēng)形式(風(fēng)扇)共同作用下的干球溫度。開(kāi)啟風(fēng)扇后,加強(qiáng)了室內(nèi)空氣流通,有利于散熱。而未開(kāi)啟風(fēng)扇的教室空氣流通能力較差,造成熱量無(wú)法順利散出,使室內(nèi)熱量聚積。
(2)5樓:
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與2樓類似。
3.垂直高度(不同樓層)熱濕環(huán)境分析:
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:在相同方位及通風(fēng)形式(自然通風(fēng)+機(jī)械通風(fēng))的情況下,5樓的干球溫度高于2樓。5樓外側(cè)無(wú)樹(shù)木遮擋,受陽(yáng)光直射面積較大,且5樓位于頂樓,室外熱量通過(guò)樓板傳至室內(nèi),使室內(nèi)溫度升高;而2樓由于樹(shù)木吸收太陽(yáng)直射,且無(wú)明顯通過(guò)樓板傳至室內(nèi)的熱量,所以,2樓的溫度低于5樓。然而,2樓由于樹(shù)木的蓄濕及蒸騰作用,降低周圍環(huán)境的溫度,加大了周圍環(huán)境的濕度;5樓空氣流通能力較強(qiáng),有利于散濕。
六、誤差分析:
a.讀數(shù)誤差:讀取數(shù)據(jù)時(shí),可能未與數(shù)據(jù)平視,造成一定程度讀數(shù)誤差。
b.測(cè)量時(shí)間不均等:由于人為因素的影響,造成每組數(shù)據(jù)間的測(cè)量時(shí)間不等。
c.測(cè)量環(huán)境中可能存在積水,造成一定程度的影響。
七.TSV熱感覺(jué)評(píng)價(jià):
熱感覺(jué)是人對(duì)周圍環(huán)境是“冷”還是“熱”的主觀描述。實(shí)際上,人是不能直接感覺(jué)到環(huán)境溫度的,只能感覺(jué)到位于自己皮膚表面下的神經(jīng)末梢的溫度。由于無(wú)法測(cè)量熱感覺(jué),因此只能采用問(wèn)卷的方式了解受試者對(duì)環(huán)境的熱感覺(jué)。目前,我們廣泛采用的是ASHRAE熱感覺(jué)標(biāo)度,將熱感覺(jué)評(píng)價(jià)指標(biāo)分為7個(gè)等級(jí),分級(jí)范圍通常為-3~+3,受試者通過(guò)這種方式說(shuō)出自己的熱感覺(jué)。
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:同樓層相同通風(fēng)形式作用下外圍的教室TSV值相較于內(nèi)側(cè)教室TSV值高,由于測(cè)量時(shí)間為中午,受到太陽(yáng)輻射作用,外側(cè)教室溫度高于內(nèi)側(cè),使人感到熱。且含濕量較高,增加皮膚“黏著性”,使人感到熱不舒適。
此外,采用機(jī)械通風(fēng)有利于散熱,在處于偏熱的狀態(tài),吹風(fēng)有利于改善熱舒適。因此,在采取機(jī)械通風(fēng)形式的房間TSV值低于僅依賴自然通風(fēng)的教室。
綜上,熱感覺(jué)評(píng)價(jià)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合。
參考文獻(xiàn):
[1]朱穎心,建筑環(huán)境學(xué).中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.
[2]李百戰(zhàn),室內(nèi)熱濕環(huán)境對(duì)人體熱舒適性的影響分析.制冷與空調(diào),2004,5.
[3]西南交通大學(xué)犀浦校區(qū)學(xué)生宿舍不同朝向和高度的熱濕環(huán)境分析.學(xué)術(shù)論壇.