中空玻璃外窗對(duì)室內(nèi)光熱環(huán)境的影響

【中玻網(wǎng)】建筑外窗同屋面、墻體一起，屬于建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的開(kāi)口部分。但是，與墻體和屋面相比較，外窗屬于薄壁輕質(zhì)構(gòu)件，在建筑隔熱、保溫、隔聲效果中，屬于薄弱環(huán)節(jié)。與其他維護(hù)結(jié)構(gòu)一樣，外窗也具有溫差傳熱的問(wèn)題，另外還有通過(guò)外窗縫隙的空氣滲透?jìng)鳠�，尤其是通過(guò)玻璃的太陽(yáng)輻射傳熱。在實(shí)際應(yīng)用中，外窗所占建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積雖然并不多，只有1/3到1/5左右，但是實(shí)際情況確實(shí)通過(guò)外窗損失的熱能能占道建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗的一半以上，所以說(shuō)，外窗對(duì)于建筑的節(jié)能來(lái)說(shuō)十分關(guān)鍵。普通中空玻璃窗，在我國(guó)新建筑中的使用雖然已經(jīng)非常普遍，但是該外窗對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響探討卻很少，討論普通中空玻璃外窗對(duì)室內(nèi)光熱環(huán)境的影響，為建筑的發(fā)展以及普通中空玻璃外窗的進(jìn)一步應(yīng)用提供參考。

　　1、試驗(yàn)

　　1.1測(cè)定溫度和濕度

　　在室內(nèi)布置適當(dāng)?shù)臏囟葴y(cè)量點(diǎn)，室溫垂直方向由下到上依次為：腳踝位置(距地面高度0.1m處)、人坐著的上身位置(0.75m)、坐姿頭部(1.1m)。室溫水平分布取房間中部通過(guò)窗間墻和窗中心的剖面。每半小時(shí)記錄一次溫度，測(cè)量?jī)x器用建筑熱工溫度熱流巡檢儀。房間中心點(diǎn)上相對(duì)濕度的測(cè)量，用CENTER310RS-232溫度儀，每隔一個(gè)小時(shí)記錄一次數(shù)據(jù)。

　　1.2熱舒適度測(cè)定

　　在試驗(yàn)房間內(nèi)，選擇房間中部、窗口附近和門(mén)口附近三個(gè)位置，對(duì)坐姿工作者身體部位高度(0.75m處)、站立時(shí)頸部以上部位(房間窗口1.3-1.5m高處)的熱舒適度指標(biāo)PMV-PPD進(jìn)行測(cè)定(預(yù)測(cè)平均不滿意百分比-預(yù)測(cè)平均投票率)。

　　1.3照度測(cè)定

　　照度測(cè)量?jī)x器選用ZDS-10型自動(dòng)換擋數(shù)字式照度計(jì)，每一個(gè)小時(shí)測(cè)量一次。室內(nèi)照度進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟键c(diǎn)，測(cè)點(diǎn)位置為0.75m工作面與房間中部通過(guò)窗間墻和窗中心的剖面交線上，點(diǎn)之間的距離大約為0.93m。

　　1.4室外氣候狀況

　　影響室內(nèi)氣候的直接因素是室外的氣候狀況，對(duì)室外的氣候狀況，一定要詳細(xì)記錄。室外氣候狀況需要測(cè)定的主要參數(shù)為相對(duì)濕度、溫度、太陽(yáng)輻射。所用到的測(cè)量?jī)x器主要有：建筑熱工溫度熱流巡檢儀、PC-2型太陽(yáng)輻射記錄儀、CENTER310RS-232溫濕度儀。每隔半個(gè)小時(shí)記錄一次溫度，每隔一個(gè)小時(shí)測(cè)量一次照度和相對(duì)濕度，每小時(shí)整點(diǎn)記錄一次太陽(yáng)輻射，并對(duì)總輻射值進(jìn)行自動(dòng)累計(jì)。另外，在試驗(yàn)人員的目測(cè)下，記錄陽(yáng)光強(qiáng)弱狀況、云層薄厚狀況、天氣陰晴雨?duì)顩r。

　　2、測(cè)定結(jié)果

　　2.1溫度測(cè)定結(jié)果

　　室內(nèi)溫度測(cè)定結(jié)果中，房間中部垂直方向溫度分布較均勻，而溫度相對(duì)較高的是窗口附近，這充分說(shuō)明了太陽(yáng)輻射對(duì)窗口溫度有一定的影響。垂直方向的室內(nèi)溫差小于3°C，總體來(lái)說(shuō)分布比較均勻，與ASHRAE55-2004對(duì)室內(nèi)空氣溫度垂直方向溫差的要求相符合，同時(shí)水平方向溫度的波動(dòng)也不大。

　　2.2室內(nèi)相對(duì)濕度的測(cè)定

　　由于濕度過(guò)高、對(duì)健康可能產(chǎn)生影響的室內(nèi)相對(duì)濕度值，被通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)和室內(nèi)熱狀況作為上限值，在ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)版本62-1989和55-1992中都能找到這些限定值。典型設(shè)定上限值為60％-80％。較適宜的相對(duì)濕度，一般認(rèn)為是50％-60％，在多數(shù)情況下，氣溫為16°C-25°C的時(shí)候，相對(duì)濕度都在30％-70％范圍之內(nèi)變化，其相對(duì)濕度對(duì)人體熱感覺(jué)造成的影響不大。我國(guó)的建筑物，夏季推薦40％-80％，一般不規(guī)定冬季的標(biāo)準(zhǔn)，在高等建筑中，只需要高于35％就可以了。從試驗(yàn)房測(cè)定結(jié)果，表明室內(nèi)相對(duì)濕度集中的范圍是54％-72％，與我國(guó)建筑夏季濕度的要求相符合。

　　2.3室內(nèi)熱舒適度測(cè)定

　　全部常用的舒適性標(biāo)準(zhǔn)為SO7730-2006和ASHRAE55-2004，它在Fanger的參照下，提出了7點(diǎn)熱感應(yīng)等級(jí)。全部常用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)PMV-PPD值的規(guī)定為-0.5-0.5之間，也就是說(shuō)PPD＜10％，也即是說(shuō)人群中允許10％的人感覺(jué)不滿意。關(guān)于室內(nèi)熱舒適性的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我國(guó)目前還沒(méi)有。在試驗(yàn)中測(cè)定的室內(nèi)PMV-PPD值，PMV值在-0.5~0.5之間的時(shí)間不到0.1％。PMV值在-0.7-0.7之間的時(shí)間除了窗口1.3-1.5m高處外，其他三個(gè)位置相差不大，熱舒適分布均勻。但是，整個(gè)試驗(yàn)房室內(nèi)，PMV值在-0.7-0.7之間的時(shí)間平均只有49％，說(shuō)明試驗(yàn)房室內(nèi)熱舒適性欠佳，是一個(gè)需要進(jìn)一步改善的地方。房間里面的窗口，是人們與室外環(huán)境交流的通道，人們?cè)诠ぷ髦小⒒蛘咂＞氲臅r(shí)候，憑窗遠(yuǎn)眺，欣賞外面的景色，如果感覺(jué)不到太陽(yáng)的炙熱，則會(huì)讓人們更加舒服。測(cè)定結(jié)果顯示窗口1.3-1.5m高處，PMV值保持在-0.7-0.7之間的時(shí)間只有12％，說(shuō)明窗口的熱舒適性很差。在現(xiàn)代建筑中，為了改善室內(nèi)熱舒適性，常常采用室內(nèi)拉窗簾的方式來(lái)達(dá)到目的，但是這樣做又較大地影響了室內(nèi)的自然采光。

　　2.4照度的測(cè)定

　　在對(duì)照度的測(cè)定中，一般來(lái)說(shuō)每天室外照度較低的時(shí)間是下午15:00-16:00。由窗口的一側(cè)往里，其照度呈依次減低的趨勢(shì)。室外照度差距盡管十分大，但是室內(nèi)的幾處試驗(yàn)測(cè)定點(diǎn)照度幾乎相等，并且在很大進(jìn)深開(kāi)間的房間中，距離窗口0.93m處的工作面上的照度和與之相對(duì)位置的照度差距顯著。同時(shí)，室內(nèi)照度隨著室外照度的逐漸增加而加大，并且，主要工作區(qū)域的照度都在110l×以上，與建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的室內(nèi)照度較低要求相符合。

　　3、討論

　　通過(guò)試驗(yàn)對(duì)普通中空玻璃外窗室內(nèi)相對(duì)濕度、熱度、溫度、舒適性等參數(shù)的測(cè)定，可以看出普通中空玻璃外窗對(duì)室內(nèi)光熱環(huán)境的影響。只有50％左右的時(shí)間室內(nèi)熱舒適指標(biāo)PMV在-0.7-0.7之間，說(shuō)明室內(nèi)熱舒適性欠佳。但是室內(nèi)相對(duì)濕度和溫度符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，因此，室內(nèi)熱舒適性欠佳的主要原因是窗口太陽(yáng)輻射。而試驗(yàn)房窗口1.3-1.5m高處，只有12％的時(shí)間其PMV值在-0.7-0.7之間，其熱舒適狀況非常差，其主要原因同樣為窗口的太陽(yáng)輻射。試驗(yàn)房室內(nèi)工作區(qū)域采光照度，在多數(shù)時(shí)間都與自然采光設(shè)計(jì)規(guī)定相符合，不需要用人工照明而可以滿足室內(nèi)工作人員的照明需要�？傮w來(lái)說(shuō)，普通中空玻璃外窗的安裝，有可能造成室內(nèi)熱環(huán)境不舒適，因此，需要進(jìn)一步加強(qiáng)改善，以使室內(nèi)熱環(huán)境達(dá)到一定的舒適度。