尹佳星 馮文謙 杜玉芳 楊 華 王 曼

鄭州大學(xué)，河南鄭州 450000

我國(guó)是一個(gè)建筑大國(guó)，隨著城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，公共基礎(chǔ)建設(shè)量增加。大面積的施工現(xiàn)場(chǎng)伴隨著大量的附屬建筑，其中有多種用途的活動(dòng)板房用量最大。

就現(xiàn)有社會(huì)調(diào)研與部分文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的反映，絕大部分活動(dòng)房?jī)?nèi)部的環(huán)境質(zhì)量堪憂。例如，鄭州大學(xué)設(shè)計(jì)院對(duì)合肥地區(qū)施工現(xiàn)場(chǎng)的活動(dòng)房進(jìn)行實(shí)測(cè)后發(fā)現(xiàn)，夏季西墻內(nèi)表面溫度可達(dá)38℃以上，高于夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中的上限36.8℃[1]。

活動(dòng)房?jī)?nèi)舒適度受地域性氣候影響較大，因此，探明鄭州地區(qū)影響室內(nèi)活動(dòng)房熱濕環(huán)境因素，掌握室內(nèi)外溫濕度變化規(guī)律有助于提出華中地區(qū)活動(dòng)房室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的改善措施。

1 實(shí)測(cè)概況

為掌握鄭州地區(qū)活動(dòng)房夏季室內(nèi)熱濕環(huán)境變化規(guī)律，對(duì)鄭州地鐵五號(hào)沿線的建筑工地活動(dòng)房室內(nèi)外溫濕度進(jìn)行了為期一周的實(shí)測(cè)。實(shí)測(cè)對(duì)象為雙層多單元組合結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元尺寸（長(zhǎng)寬高）為5.5、3.6m和2.5m，東西墻各設(shè)1開窗，東墻處有金屬門1扇。本次測(cè)試選取二層最北側(cè)單元進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試單元的外墻、內(nèi)墻和屋面由0.5mm彩鋼板+49mm擠塑聚苯乙烯+0.5mm彩鋼板組成，外窗由5mm鋼化玻璃+6mm空氣層+5mm鋼化玻璃組成。

實(shí)測(cè)選用RC-4HC溫濕度記錄儀，測(cè)量溫度范圍：-40～85℃，濕度范圍：0～100%，設(shè)定記錄儀記錄時(shí)間的間隔為5min。

2 活動(dòng)房夏季室內(nèi)熱環(huán)境分析

本次針對(duì)活動(dòng)房夏季室內(nèi)熱環(huán)境分析的實(shí)測(cè)周期選定為7月8日到7月14日，即典型氣象年數(shù)據(jù)中鄭州市夏季最熱時(shí)期，分析數(shù)據(jù)濾除降雨與大風(fēng)環(huán)境。

2.1 室內(nèi)溫度 （見(jiàn)圖1～圖4）

通過(guò)7日數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，隨著室外溫度的升高，室內(nèi)在15∶00升至最高42℃，在5∶00室內(nèi)空氣溫度降至最低26℃，平均日較差可達(dá)16℃。

由民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范，夏季室內(nèi)熱舒適的溫度區(qū)間為24℃～28℃。由圖1可以看出，夏季鄭州地區(qū)的活動(dòng)房室內(nèi)空氣溫度波動(dòng)范圍已經(jīng)遠(yuǎn)超熱舒適區(qū)間（圖1綠色陰影） 。由日平均逐時(shí)溫度數(shù)據(jù)可知，僅凌晨2∶00到凌晨6∶00 5h滿足夏季室內(nèi)的熱舒適溫度標(biāo)準(zhǔn)，人體在活動(dòng)房室內(nèi)感覺(jué)舒適時(shí)間不足全天的21%。

午后40℃的高溫比人體正常體溫36℃還高出4℃。此時(shí)人體從空氣處得熱，使皮膚溫度升高，并產(chǎn)生大量的汗來(lái)維持人體熱平衡，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)中暑現(xiàn)象。

從以下實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與分析可以看出，活動(dòng)房室內(nèi)溫度較高，熱環(huán)境惡劣。在實(shí)測(cè)過(guò)程中，活動(dòng)房的窗戶與門均處于閉合狀態(tài)，且室內(nèi)無(wú)內(nèi)熱源存在，所以造成室內(nèi)溫度過(guò)高的兩個(gè)主要傳熱途徑為輻射傳熱和導(dǎo)熱傳熱。

圖1 室內(nèi)外空氣日均逐時(shí)溫度變化

圖2 室內(nèi)各壁面日均逐時(shí)溫度變化

圖3 西墻內(nèi)壁與室內(nèi)空氣日均逐時(shí)溫度對(duì)比

圖4 室內(nèi)外日均逐時(shí)相對(duì)濕度變化對(duì)比

（1） 輻射傳熱影響

由圖2可知，受太陽(yáng)方位影響，東墻外上午太陽(yáng)輻射得熱最多，內(nèi)表面溫度明顯高于其他壁面。南墻由于與其他房間相鄰，未受陽(yáng)光輻射與室外環(huán)境溫度的影響，因此，壁面溫度日間均低于其他壁溫且動(dòng)態(tài)波幅較小。下午14∶00～15∶00，在太陽(yáng)輻射與室外高溫空氣的共同作用下，所有外墻的內(nèi)壁溫均在這段時(shí)間達(dá)到最高。其中，室內(nèi)吊頂和西墻內(nèi)壁在15∶00溫度可達(dá)44℃和42℃，形成熱墻，對(duì)室內(nèi)空氣溫度影響較大。

由圖2和其分析可知，在下午室溫達(dá)到最高的時(shí)間段內(nèi)，西墻對(duì)室溫影響較大，所以這里取西墻內(nèi)壁溫與室內(nèi)空氣溫度進(jìn)行對(duì)比分析。

由圖3可知，10∶00～18∶00期間，西墻內(nèi)壁溫度均超過(guò)了室內(nèi)溫度，通過(guò)輻射作用向室內(nèi)空氣傳熱。根據(jù)民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范，鄭州地區(qū)房間西外墻內(nèi)表面的最高溫度不應(yīng)超過(guò)33.8℃。但是活動(dòng)房9∶00～18∶00的西墻內(nèi)壁溫均超過(guò)了規(guī)定范圍，在午后西墻內(nèi)壁溫會(huì)達(dá)到40℃以上。

活動(dòng)房?jī)?nèi)壁面溫度高，通過(guò)輻射向人體傳遞的熱量多。人體皮膚對(duì)輻射散熱表面的溫度適應(yīng)范圍為29～37℃[2]，40℃的壁溫會(huì)使人皮膚產(chǎn)生灼熱感。

（2） 導(dǎo)熱傳熱影響由圖1可知，室內(nèi)外溫度波動(dòng)趨勢(shì)基本相同，說(shuō)明室內(nèi)受室外的導(dǎo)熱傳熱影響較大。同一時(shí)刻室內(nèi)外溫差小，達(dá)到最高溫度的時(shí)間延遲小。

基于以上對(duì)輻射與導(dǎo)熱傳熱的影響分析可得，圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)壁溫過(guò)高與室內(nèi)外空氣溫度衰減和延遲過(guò)小是造成室內(nèi)熱舒適度差的直接原因。而活動(dòng)房圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能較差則是影響直接原因的重要因素?；顒?dòng)房為了體現(xiàn)方便運(yùn)輸、拆裝的特點(diǎn)，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)為輕質(zhì)墻體，輕質(zhì)墻體對(duì)照射在外墻上的太陽(yáng)輻射量起到的衰減和延遲不明顯，導(dǎo)致活動(dòng)房?jī)?nèi)壁溫過(guò)高和室外對(duì)室內(nèi)溫度影響較大，室內(nèi)溫度高的后果。

2.2 室內(nèi)濕度

由如圖4可知，活動(dòng)房室內(nèi)相對(duì)濕度的變化趨勢(shì)與空氣溫度的變化趨勢(shì)正好相反。在15∶00，室內(nèi)相對(duì)濕度達(dá)到最低為35%，凌晨6：00達(dá)到最高 （73%）。

由民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范可知，常規(guī)建筑在室內(nèi)溫度為26℃的情況下，人體感覺(jué)舒適的相對(duì)濕度區(qū)間為40%～60%。由圖4可知，活動(dòng)房室內(nèi)濕度在9∶00～18∶00均符合舒適區(qū)間，但此時(shí)間段活動(dòng)房室內(nèi)平均溫度遠(yuǎn)大于26℃。在溫度較高的活動(dòng)房?jī)?nèi)部，應(yīng)具有更低的濕度才能滿足人體的舒適度要求。由焓濕圖可知，35℃對(duì)應(yīng)相對(duì)濕度的舒適范圍為25%～35%，40℃對(duì)應(yīng)的舒適范圍為18%～25%。對(duì)比圖4與圖1發(fā)現(xiàn)，活動(dòng)房室內(nèi)熱環(huán)境在實(shí)測(cè)周期內(nèi)均無(wú)法滿足舒適的要求。當(dāng)人體通過(guò)排汗作用維持體內(nèi)熱平衡時(shí)，空氣濕度過(guò)高會(huì)減弱人體汗液蒸發(fā)的速度，使人體散熱減慢，增加人體的熱感覺(jué)。

3 活動(dòng)房室內(nèi)熱環(huán)境改善措施

據(jù)調(diào)查，建筑工地施工人員日均工作時(shí)長(zhǎng)為9h，其中大部分工人從事重度體力勞動(dòng)。惡劣的居住環(huán)境會(huì)影響他們的睡眠時(shí)間和質(zhì)量，從而導(dǎo)致建筑施工效率下降。為解決問(wèn)題，筆者提出一些簡(jiǎn)單的改善措施。

（1） 強(qiáng)化通風(fēng)：通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)房間的觀察，發(fā)現(xiàn)其一側(cè)窗戶被封死，無(wú)法形成穿堂風(fēng)，使室內(nèi)氣流組織差。在此情況下可以加裝排風(fēng)扇，不僅可以加快室內(nèi)氣流速度以加快人體蒸發(fā)散熱，對(duì)降低室內(nèi)相對(duì)濕度也有一定幫助。

（2） 遮陽(yáng)降溫：雖然活動(dòng)房窗戶上均設(shè)有窗簾，但是其只能防止通過(guò)窗戶的太陽(yáng)輻射，對(duì)于墻體承受的太陽(yáng)輻射無(wú)能為力。設(shè)置遮陽(yáng)板可以減少外壁面接受的太陽(yáng)輻射，外壁面?zhèn)鹘o內(nèi)壁面的熱量減少，使墻體內(nèi)壁面溫度下降，導(dǎo)致室內(nèi)空氣溫度降低。

（3） 干燥劑除濕：考慮到活動(dòng)房輕便、低廉的特點(diǎn)，為了降低室內(nèi)環(huán)境濕度，可以取一些干燥劑，生石灰灑在活動(dòng)房?jī)?nèi)部不礙事的地方，無(wú)毒無(wú)味且低廉高效。

還可結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)條件選擇背陰處和良好的朝向搭建活動(dòng)房，改良圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的熱工性能，在活動(dòng)房臨近處增加植被等措施可以對(duì)活動(dòng)房室內(nèi)外環(huán)境進(jìn)行改善。

4 結(jié)語(yǔ)

（1） 夏季鄭州地區(qū)的建筑工地活動(dòng)房室內(nèi)熱環(huán)境惡劣，封閉條件下，午后室內(nèi)最高氣溫可以達(dá)到42℃，全天僅有21%的時(shí)間滿足規(guī)定的舒適度要求。

（2） 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱性、熱惰性等熱工系數(shù)會(huì)影響對(duì)室內(nèi)的輻射散熱和對(duì)流散熱量，使室內(nèi)溫度升高。

（3） 結(jié)合活動(dòng)房的特點(diǎn)，提出了改善措施，以期改善活動(dòng)房夏季室內(nèi)熱濕環(huán)境。（參考文獻(xiàn)2篇，刊略，需者可函索）