董庆周斌
浙江华展工程研究设计院有限公司浙江宁波315012
【摘要】目前,学术界以及建筑工程领域的专家已经对如何多角度的来提高建筑物的节能进行了广泛的分析并且也已经将室内热环境分析考虑到了研究视角中。根据建筑物的特点以及当前在工程领域的研究进展,可以认为目前的技术水平下建筑物的节能设计其核心就在于对建筑物的外围机构进行优化设计从而保障其节能水平达到预期要求。在本文的分析中发现影响建筑物的室内热环境包括自然环境和非自然环境。其中,进行建筑物的节能设计能够改善建筑物的室内热环境,从而提高人们的生活和居住环境。
【关键词】建筑物;节能设计;室内热环境;PMV-PPD模型
1引言
在21世纪的发展中人们对于环境的认识和对于资源的高效利用与保护越来越重视,自然资源尤其是其中的能源资源是人类赖以生存的主要资源。所以人类在对其进行使用的过程中必须十分重视其价值,并做到对其进行合理的利用和保护。而从建筑领域来讲进行节能建筑的建设则成为了时代的发展趋势。进行建筑物的节能设计其根本的目的就是通过现代化的建筑技术手段来实现建筑物的低能耗并做到冬暖夏凉,从而在保证居住者的居住环境不降低甚至是提高的前提下实现资源的相对较少耗用。目前,学术界以及建筑工程领域的专家已经对如何多角度的来提高建筑物的节能进行了广泛的分析并且也已经将室内热环境分析考虑到了研究视角中;但是,当前从室内热环境分析的角度来研究建筑物的节能还存在一定的不足之处,这就使得对于该领域的研究仍然具有价值和空间。因此,本文以生活中最为常见的住宅建筑物为对象来研究建筑节能设计的室内热环境分析。以期能够为相关的建筑物节能设计提供有效的参考,并在建筑物节能研究的理论体系中做出相关的贡献。
2.建筑节能设计与室内热环境评价指标
2.1建筑节能设计
根据建筑物的特点以及当前在工程领域的研究进展,可以认为目前的技术水平下建筑物的节能设计其核心就在于对建筑物的外围机构进行优化设计从而保障其节能水平达到预期要求。建筑围护结构从通俗的意义上来讲就是建筑物的可见部分,这部分包括建筑物的墙体以及门窗等设备。这些建筑围护结构的材料状况以及厚实度状况对于建筑物能否做到节能十分重要,此外,它们也影响着建筑物的整体环境状况以及室内的空气好坏,并且在一定的程度上对居住者的心理状况也会产生一定的影响。
在建筑物的节能研究中主要的方式就是对这些建筑围护结构进行相关的改进和优化来实现其能够在炎热的夏天阻挡外部强烈的太阳辐射以保证室内的温度不会升高过快;而在寒冷的冬天则可以抵御外部的冷空气的进入并保障室内的暖空气尽可能的留存在室内。这样就可以降低居住者夏天用于降温的能耗以及冬天有用保暖的能源使用量。在对这些建筑围护结构进行节能设计时还需要考虑到居住者的居住环境状况不能为了节能而牺牲掉居住者的居住环境的适宜性。
在节能技术的使用中墙体的节能技术是最为常见的一种,该方法是通过在墙体中增加相对应的保温层来进行保温,由此可以减少墙面对温度的传递,由此实现保温的效果。最近几年来随着我国在墙体保温材料研究上的不断发展,相关材料技术应经有了较大的突破,在保温上已经具备了较好的性能。对建筑物进行屋面的节能设计主要是以相应的节能空间结构和内饰材料来实现节能保护的。目前较为常有的屋面节能方式就设计一种架空层来进行保温。使用门窗来进行保温是日常中最为显著和容易理解的一种保温的模式,就是通过对门窗的打开和关闭来阻止冷热空气的流动从而达到保温的效果。采用门窗进行保温主要考虑到门窗的使用材料以及使用材料的厚度状况。
2.2室内热环境评价指标
在进行建筑物的节能研究中室内热环境是一个重要的内容,一般而言室内的空气温度和所具有的流动速度是其热环境的两大评价指标,此外,室内空气所具有的湿度状况和平均辐射也是较为常用的热环境评价指标。这些指标的衡量均是以建筑物内的居住者是否具备相应的舒适度来进行考量的。目前我国较为常用的室内热环境标准是以Fanger学者所提出的模型为依据的。该模型也被称为PMV-PPD模型。该模型是通过去居住者居住在室内所产生的不满意状况百分比和居住者对其平均投票数来进行综合评价的。其中PMV代表的建筑物内的居住者对于所处环境的冷热感觉,这一感觉将绝大多数人的感觉作为标准,例如,在实验中有80个人认为这个环境温度是感觉较热的,10个人感觉较冷。那么则将这个环境的PMV冷热度定义为较热。当该值为0时被认为是一种最为舒适的状况。当,该值在正负1之间时也被认为处于一个较为舒适的空间范围;超过该值则会被认为居住环境不再舒适。为了更加全面的表现建筑物环境的室内热环境是否适宜,Fanger还提出用居住者的不满意程度来进行室内热环境好坏的表示。
3影响室内热环境的因素
根据相关的研究表明影响室内热环境的基本性质主要包括以下方面:满足人的优质居住需求,这种居住需求一般是指较为长期的居住环境需求,如家庭房屋;另外一个就是为了进行社会生产活动来出现的建筑环境,如工厂等。
3.1影响室内热环境的自然因素
影响室内热环境的因素是多方面的,包括自然和非自然的一些影响因素;其中自然的影响因素包括:地理位置、气候条件和地形的高低等。例如,居住在新疆地区的人所建造的房屋和居住在海南岛上的人所建造的房屋因为受到地理位置的影响其房屋在一年四季所受到的太阳辐射并不一样。对于海南岛的建筑物而言需要进行适当的降温处理从而保证室内温度的适宜,为工作和学习提供良好的环境。而对于新疆地域的建筑物而言在冬季的时候必须进行相关的保暖措施,否则的话居住在里面的人在冬季将会遭受到较为恶劣的居住环境的。同样的,建筑物所在的地形高度也会影响建筑物的室内热环境。例如,居住在峡谷地区和高山地区的人就会明显的感受到在不同的季节内建筑物内部的温度明显不一样。
3.2影响室内热环境的非自然因素
影响建筑物的室内热环境不仅是有外部的自然原因,还有一些非自然的内部原因也会对室内热环境造成影响,其中较为常见的就是人们在室内安装空调来影响室内热环境。
在进行建筑物的节能设计研究中应当结合建筑物所在地的自然环境来综合考虑如何实现室内热环境的平衡以达到一种最佳的适应状况。为此,首先应当考虑使用自然通风条件来保障室内环境的冷热平衡;这是一种经济节能而又生态环保的方式。如果单凭自然环境无法实现室内热环境的平衡则需要使用人工辅助的方式来进行调节。而空调就是一种能够在冬夏进行辅助室内热环境调节的工具,它可以显著的影响小范围内的室内热环境状况,使其达到最佳。
3.3蓄热体作用
在进行室内热环境调节中蓄热体是一种较为常见也是使用较为简单的建筑节能设备。该设备能够以较低的能耗和废弃排放来实现较高效率的室内热环境调节。在现代的厂房建设中一般都有要求进行相关的蓄热体配套设备的加入,并且还可以通过对其进行材料改进来辅助工程的生产提高产品的质量。这样一方面是降低了对产品生产改进工艺的投资,另一方面还降低了产品生产的能耗和废弃物的排放并同时改善了室内的环境。蓄热体可以在寒冷的冬天的白天进行太阳能的吸收和存储并在夜晚需要热能的时候进行能量的释放从而实现对建筑物的自动室内热环境的调节。
4总结
本文从当前的建筑行业的节能话题出发,以建筑节能设计的室内热环境为研究对象;利用对相关文献和概念资料的查阅来进行理论分析。根据本文的研究可知:根据建筑物的特点以及当前在工程领域的研究进展,可以认为目前的技术水平下建筑物的节能设计其核心就在于对建筑物的外围机构进行优化设计从而保障其节能水平达到预期要求。在建筑物的节能研究中主要的方式就是对这些建筑围护结构进行相关的改进和优化来实现其能够在炎热的夏天阻挡外部强烈的太阳辐射以保证室内的温度不会升高过快;而在寒冷的冬天则可以抵御外部的冷空气的进入并保障室内的暖空气尽可能的留存在室内。在本文的分析中将Fanger学者所提出的模型引入其中,该模型也被称为PMV-PPD模型。研究表明采取相关的措施进行建筑物的节能设计可以显著的改善建筑物的室内热环境,从而提高人们的生活和居住环境。在建筑物的室内热环境的影响因素中包括自然与非自然的因素。
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