吳玉玲
(安徽建筑大學建筑與規(guī)劃學院,安徽 合肥 230601)
近幾年,我國物流行業(yè)發(fā)展迅猛,倉儲設施建設量大幅增加,物流倉儲行業(yè)的環(huán)保節(jié)能問題受到廣泛關注。目前,大量物流倉儲空間因為不合理的熱環(huán)境,導致倉儲工作者的身心健康受損和相關能耗設備的使用頻率增加。因此,本文以合肥地區(qū)(夏熱冬冷地區(qū))某物流倉儲空間為主要研究對象,對其夏季熱環(huán)境現狀進行實地調研與分析,找到造成合肥地區(qū)物流倉儲空間夏季熱環(huán)境不合理的主要因素,為后期進一步優(yōu)化設計提供基礎。
通過資料收集和前期對物流倉儲空間調研走訪,了解到合肥地區(qū)物流倉儲空間主要以單層鋼結構大跨度為主。實測選取的物流倉儲空間屬于單層鋼結構大跨度結構,具有一定的典型性,能對后期物流倉儲空間熱環(huán)境優(yōu)化設計提供重要的參考。
物流倉儲空間基本概況:單層,平面形式為矩形,結構形式為大跨度鋼結構,經實地測量,此空間長約116.1m,寬約32.15m,層高約為6.6m、室內凈高約6.0m,裝卸區(qū)有4m寬的月臺區(qū),與室外地面高差近1.35m,圍護結構的主要材料為彩鋼板。
1.2.1 測試儀器與物理參數
熱環(huán)境實測內容包括室內外相關參數的采集:①室外參數 室外太陽輻射強度、空氣溫度、空氣相對濕度、室外風速;②室內參數 空氣溫度、空氣相對濕度、空氣流速、黑球溫度。采用的設備及其參數如表1所示,實測之前按照ISO 7726標準要求進行調試儀器,測試點選取模擬人體站姿的高度安放。為保證實測數據的準確性,需將試驗設備置于測試位置10min以上,待數據穩(wěn)定后再進行讀取。
表1 實測儀器設備信息
1.2.2 測試對象及布點
物流倉儲空間總體布點按照網格法,在主要的倉儲作業(yè)區(qū)縱向依次布置(1-1,2-1,3-1,4-1,5-1)1 組測點,橫向依次布置(1-1,1-2,1-3,1-4,1-5),(2-1,2-2,2-3、2-4,2-5),(3-1,3-2,3-3,3-4,3-5),(4-1,4-2,4-3,4-4,4-5)4 組測布點,在辦公區(qū)布置了(5-1,5-3,5-5)1組測點(見圖 1)。
圖1 物流倉儲空間平面圖及儀器分布
1.2.3 測試方法
本次夏季物流倉儲空間熱環(huán)境的調查測試時間為8月2日,當天室外天氣狀況較好,晴天多云,微風,最低溫度26℃,最高溫度35℃。測試時間選在相關工作人員上班時間段9:00—17:30,連續(xù)無間斷,每10min記錄1次室內外溫度、濕度、風速等相關數據。
本次測試共獲得1 104組室內外樣本數據,室內外熱環(huán)境參數對比如表2,3所示。
表2 物流倉儲空間室內實測數據統(tǒng)計
表3 物流倉儲空間室外實測數據統(tǒng)計
綜合 1,2,3,4,5 組實測數據,整體上與(1-1,1-2,1-3,1-4,1-5),(1-1,2-1,3-1,4-1,5-1)典型組數據趨勢較為接近,本文以(1-1,1-2,1-3,1-4,1-5),(1-1,2-1,3-1,4-1,5-1)2 組縱橫測點的溫度、濕度、風速的數據進行詳細分析,如圖2,3所示。
圖 2 1-1,1-2,1-3,1-4,1-5 測點溫度、濕度、風速對比
圖 3 1-1,2-1,3-1,4-1,5-1 測點溫度、濕度、風速對比
2.1.1 空氣溫度
溫度對比分析可以看出,室內最高溫度34.9℃、最低溫度28.5℃、平均溫度29.8℃,室外最高溫度35.7℃、最低溫度30.7℃,室內外溫度都相對保持在29~36℃。因測試時間為9:00—17:30,夏季這個時間段太陽輻射相對較強,溫度始終保持在較高水平。室內外溫差保持在1℃左右。
由圖 2a 溫度對比可知,(1-1,1-2,1-3,1-4,1-5)測點總體趨勢與室外溫度保持一致。9:00—12:30時段,溫度呈現上升趨勢;在14:30左右達到最高點;14:30以后,溫度呈現緩慢下降趨勢。9:00—12:00 時段,(1-1,1-2,1-3,1-4,1-5)測點溫度依次遞減,其中,1-1處的溫度最高,1-5處的溫度最低;15:00—17:00時段,1-5處溫度出現了較大變化,總體溫度高于(1-1,1-2,1-3,1-4)測點處溫度。這說明由于朝向不同,物流倉儲空間不同方向的圍護結構受到太陽輻射也有很大不同。因此,在9:00—12:00時段,隨著東向室外太陽輻射與溫度的上升,東側墻體受到很強的輻射,導致靠近東側墻1-1點的溫度上升很快,溫度最高。15:00—17:00時段,室外太陽輻射轉向西側,導致1-5處的溫度比其他點高。
從圖3a來看,5-1處溫度最高、4-1處溫度最低。這是由于5-1處在南面墻體,4-1處于北側墻體,幾乎沒受到太陽輻射。2-1處溫度高于1-1處溫度,主要是由于2-1處周圍貨架眾多,貨物密集,庫門與相鄰庫門間隔距離較遠,且開啟頻率較低,空間積聚的熱量很難快速散去。由于3-1處貨架相對較少些,臨近的庫門開口較多,其溫度低于1-1處。
2.1.2 空氣濕度
濕度對比分析:總體上室外濕度變化較大,最高值為86.4%,最低值為60.0%;室內濕度相對比較穩(wěn)定,基本保持在53.0%~68.0%,總體上上午的濕度較下午的濕度高些。人體舒適的濕度范圍為45%~65%,由于室內氣溫總體維持在30℃左右,外墻鮮少開窗,貨物堆積較多,因此會稍感悶熱。
2.1.3 空氣流速
風速對比分析:測試日室外呈現微風狀態(tài),風速為1.2~6.5m/s范圍內波動,主要為東南風向。室內的風速與室外相比,整體呈現很大的衰減,在接近庫門處,貨架風速較大,在1.0~-4.8m/s,而更大范圍的物流倉儲空間風速為0~0.1m/s,處于無風狀態(tài)。
接近庫門開口處風速也有一定的不同,如圖3c來看:整體3-1處風速高于4-1,5-1處,由于主要風向為東南風,3-1處附近庫門開口較多,室外風可以進入室內。1-1處風速高于3-1處風速,主要由于1-1處貨物堆積較3-1處較少,接近辦公區(qū),人員活動頻繁,庫門開啟較為頻繁。
整體倉儲空間開窗較少,屋頂有少量天窗且不開啟,主要用于自然采光,只有庫門作為主要的通風開口。由圖3c1-1,1-2,1-3,1-4,1-5 測點風速對比可知:靠近庫門的1-1處風速較大,而1-3,1-4,1-5測點整體風速在0~2m/s,偏小,主要原因可能是因為倉儲空間的進深過大,眾多高層貨架的布置,通風開口較少。
通過對實測倉儲空間的工作人員進行問卷調查,完成有效問卷105份(男性73%、女性27%)。通過問卷分析,在舒適感覺上,64.3%的受訪人員表示溫度過高,室內不透風;21.4%的受訪人員表示溫濕度適中,但透氣性較差;14.3%受訪人員表示溫濕度適中,透氣性良好。
通過對合肥市物流倉儲空間夏季熱環(huán)境的調研及實測,對獲得的熱環(huán)境相關數據進行分析,得出如下結論并提出相應策略。
1)物流倉儲空間夏季熱環(huán)境整體舒適度較差,主要體現為室內溫度過高,大面積的倉儲空間處于不透風狀態(tài)。大部分倉儲建議后期可通過增加適量的通風口、加大倉儲空間自然通風的效果,改善室內熱環(huán)境。
2)整體的濕度基本維持在50%~70%,較為適宜,符合人體熱舒適性的要求。
3)大部分倉儲工作者對現有熱環(huán)境不滿,期望溫度在23~25℃,并具有良好的通風。