導(dǎo)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(diǎn)，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(biāo)準(zhǔn)編制進(jìn)度要求，于2001夏季對(duì)深圳市居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能作了實(shí)測(cè)。目的是掌握深圳市住宅因圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱引起的建筑能耗的實(shí)際情況，找出圍護(hù)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(shí)測(cè)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(fēng)壁內(nèi)表面溫度空氣溫度熱惰性遮陽

1實(shí)測(cè)的基礎(chǔ)資料

1.1實(shí)測(cè)地點(diǎn):

深圳市南山區(qū)麒麟花園E棟

1.2建筑資料、熱工措施：

點(diǎn)式建筑，共17層，體形系數(shù)為0.253。實(shí)測(cè)住戶位于二樓，該戶未裝修，三房?jī)蓮d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：?jiǎn)螌铀茕摬ＡТ啊?/p>

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(shí)測(cè)采取了以下四種方案：（1）24小時(shí)持續(xù)自然通風(fēng)降溫方案（2）間歇自然通風(fēng)降溫方案（3）間歇空調(diào)降溫方案（4）24小時(shí)持續(xù)空調(diào)降溫方案。根據(jù)實(shí)測(cè)方案，對(duì)不同的房間采取了不同的措施，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)抽取符合深圳市民生活習(xí)慣且易行的夏季降溫方式作討論。

2．124小時(shí)持續(xù)自然通風(fēng)

2．1．124小時(shí)持續(xù)自然通風(fēng)降溫?zé)o遮陽的情況：

A．在持續(xù)自然通風(fēng)且外窗無垂直遮陽的情況下，室內(nèi)溫度變化趨勢(shì)與室外溫度變化趨勢(shì)相同。室外溫度在6：00降到最低值，16：00達(dá)到最高值。各個(gè)房間室內(nèi)溫度幾乎與室外溫度同時(shí)達(dá)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(jìn)入而上升，但由于房間圍護(hù)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(duì)流換熱和少量的外窗的溫差傳熱。夜間，室外空氣下降時(shí)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(shí)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(gè)所測(cè)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(shí)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(shí)間室內(nèi)溫度主于室外氣溫，與兩個(gè)臥室相比，客廳溫度更接近室外溫度，這是因?yàn)榭蛷d處窗其實(shí)為推拉玻璃門，開啟面積大，進(jìn)風(fēng)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(shí)被帶走，因此導(dǎo)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(dá)到并逐漸超過室內(nèi)氣溫，而在偏傍晚時(shí)，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(shí)段低于室外氣溫。

從以上的分析比較可得：

（1）24小時(shí)持續(xù)通風(fēng)條件下影響室內(nèi)溫度的主要因素為房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄冷能力，即熱惰性指標(biāo)。因?yàn)橥ㄟ^實(shí)測(cè)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(duì)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(shí)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(biāo)大，有極大的蓄冷能力，它可使其內(nèi)表面長時(shí)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(qiáng)房間通風(fēng)狀況，充足的通風(fēng)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?yàn)槠錄Q定了通風(fēng)量。

持續(xù)通風(fēng)時(shí)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(cè)試的室外溫度比有遮陽的時(shí)高1.9℃，平均氣溫高1.2℃；無遮陽比有遮陽時(shí)室內(nèi)最高溫度高1.4℃，平均高0.7℃?？梢姲偃~窗簾進(jìn)行活動(dòng)外遮陽起到了一定遮陽效果但由于已有陽臺(tái)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(dòng)的情況發(fā)現(xiàn)，臥室2的進(jìn)風(fēng)并不是直接從室外進(jìn)入，而是由其他房間進(jìn)入，空氣在流動(dòng)過程中溫度會(huì)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(fēng)時(shí)，采用布窗簾，百葉等輕質(zhì)活動(dòng)遮陽效果并不顯著，主要原因是：

（1）深圳市室外風(fēng)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(jìn)入，影響了夜間降溫通風(fēng)量。

（3）遮陽同時(shí)將自己吸收的太陽輻射熱以對(duì)流形式傳給進(jìn)風(fēng)氣流，引起室溫上升。

因此若采用持續(xù)通風(fēng)且加遮陽措施來降溫，應(yīng)使遮陽不被風(fēng)吹起且不影響室內(nèi)通風(fēng)，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(shí)達(dá)到滿意的效果。因此在持續(xù)通風(fēng)的情況下建議只在太陽輻射強(qiáng)的時(shí)段使用遮陽。

2．2間歇自然通風(fēng)：

間歇自然通風(fēng)時(shí)：8：00～19：00關(guān)外窗，其余時(shí)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(shí)，限制通風(fēng)避免熱空氣進(jìn)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(shí)，打開窗戶，利用自然通風(fēng)消除室內(nèi)蓄熱，降低室溫。

采用間歇自然通風(fēng)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(jìn)入室內(nèi)的熱空氣量少，室內(nèi)溫度的上升主要靠外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱，而圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱作用，使通過圍護(hù)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(shí)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(shí)，在關(guān)窗的時(shí)段各時(shí)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(fēng)關(guān)窗時(shí)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(jìn)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(duì)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(fēng)時(shí)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(duì)較好，但室外氣溫最高值比采用外遮陽時(shí)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(shí)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(fēng)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(fēng)的降溫方案可使室溫比持續(xù)自然通風(fēng)時(shí)低1℃左右。這是因?yàn)殚g歇自然通風(fēng)是在室內(nèi)氣溫低于室外氣溫時(shí)才開窗，避免了熱空氣流入，直接與室內(nèi)空氣進(jìn)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(yuǎn)低于持續(xù)自然通風(fēng)的情況。對(duì)照實(shí)測(cè)時(shí)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(fēng)、不空調(diào)時(shí)，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(shí)人仍能感受到熱，但尚能忍受入睡。而自然通風(fēng)時(shí)人在室內(nèi)干球溫度≥31.5℃時(shí)，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(shí)，人感到舒適易睡。所以在室內(nèi)干球溫度不算太高時(shí)宜采用自然通風(fēng)降溫。通常室外溫度低于30℃，相對(duì)濕度不超過80%時(shí)可利用通風(fēng)降溫。

2．3間歇空調(diào)

測(cè)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(cè)試方案為：0：30～8：40自然通風(fēng)；8：10～19：00關(guān)窗并拉下外遮陽；19～0：30空調(diào)送風(fēng)，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(fēng)時(shí)一樣，19：00以后空調(diào)開始運(yùn)行后，室內(nèi)溫度下降較快，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值后趨于穩(wěn)定。在空調(diào)運(yùn)行時(shí)段室內(nèi)各表面溫度均高于室內(nèi)空氣溫度?？照{(diào)在運(yùn)行中提供的冷量主要消除圍護(hù)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(shí)為0.45kWh。

表3

時(shí)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(cè)試期間，陰、晴、雨天相間。測(cè)試的天氣狀況具有代表性。其中最高時(shí)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(shí)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(fēng)來降溫。而在少數(shù)高溫天氣可采用空調(diào)的降溫方式。當(dāng)然不同的住戶的熱感受和對(duì)舒適性的要求不同，因此也不同。但通過對(duì)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(fēng)，在14：00～16：00太陽輻射強(qiáng)的時(shí)段采用遮陽，主臥采有間歇空調(diào)，空調(diào)時(shí)間由天氣狀況決定；而對(duì)于白天無人的住戶客廳與次臥采和間歇通風(fēng)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(biāo)，即選擇導(dǎo)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(qiáng)其對(duì)陽光的反射性能。

（3）改進(jìn)活動(dòng)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(qiáng)室內(nèi)空氣流動(dòng)。

參考文獻(xiàn)

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