兰州市商场建筑冬季室内热环境测试研究*

2014-04-25王建华侯秋凤马宝成

建筑设计管理 2014年4期

关键词：城关区室内空气兰州市

王建华，侯秋凤，马宝成

(兰州交通大学建筑与城市规划学院，兰州 730070)

兰州市商场建筑冬季室内热环境测试研究*

王建华，侯秋凤，马宝成

(兰州交通大学建筑与城市规划学院，兰州 730070)

通过对兰州市城关区、七里河区和安宁区5所大型商场建筑冬季室内空气温湿度的测试和购物者热舒适性的随机问卷调查，发现兰州市商场建筑冬季室内采暖温度虽然满足《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019—2003)中规定的民用建筑冬季空调温度为18～22℃的范围，但由于市民冬季衣着厚，所以购物者购物时即使脱掉外套仍然感觉热，建议降低室内采暖温度；但室内空气相对湿度严重低于标准规定的30%～50%的下限值，室内空气需加湿处理。

兰州市；商场建筑；室内空气温度；室内空气湿度；热舒适

0 引言

建筑物室内热环境的舒适性是建筑物理最关注的问题。随着社会经济的发展，人们对室内空气品质和室内热湿环境的要求越来越高。ISO7730和ASHRAE55—2004是世界上普遍采用的用来评价和预测室内热环境舒适性的标准。ASHRAE标准提出了满足80%人的舒适区；ISO7730则以Fanger教授的人体热感觉投票PMV—PPD为基础，考虑了温度、湿度、风速、平均辐射温度、人体活动量和着衣量对人体热感觉的影响。上述两个标准的特点是它们都是在实验室稳态条件得出的，但实际的客观生活环境中人体的热感觉与实验室数据有差别。人所处的建筑室内环境随时发生变化，居住者自身随着环境的变化进行着调整。目前，国内关于建筑热环境和人体热舒适性的研究集中在夏季和冬季居住建筑和公共建筑上，也相继颁布了相关建筑设计标准和室内环境标准，如《采暖通风与空凋设计规范》(GB50029—2003)、《民用建筑室内热湿环境评价标准》(GB/T 50785—2012)等对室内热舒适度及室内热指标进行限定。

随着我国经济的全面发展，大型商场在全国大中城市有了很大的发展，总建筑面积超过1万m2的商场建筑随处可见。紧张工作之余，去大型商场购物已成为生活的一部分。目前，人们普遍对商场建筑舒适性要求高，使得商场建筑成为单位面积能耗很高的建筑。但是，人们只是盲目的提高商场冬季采暖温度和夏季空调降温的凉快，没有意识到人的热舒适不仅仅和温度有关，空气相对湿度和人的衣着对热舒适影响也很大。本文以现场测试和调查为主，研究兰州市商场建筑冬季室内热环境现状。

1 测试建筑及其气候状况

1.1 气候状况

兰州市位于北纬36°03′，东经103°40′，依黄河而建，是中国地理版图的几何中心，黄河自东西穿城而过，是唯一一个黄河穿越市区的省会。由于南北两山夹峙地形的影响，市区东西狭长，约30 km，南北最窄处，仅5 km左右，具有带状盆地城市的特征。平均海拔1 530～1 580 m，属温带大陆性气候。年平均气温10.3℃。夏无酷暑，冬无严寒，是著名的避暑胜地。年平均日照时数为 2 446 h，无霜期为 180 d，年平均降水量327 mm，主要集中在6～9月。最冷月为1月份，月平均温度在-5～6℃之间，最低温度-15℃，冬季空气干燥，相对湿度较低，在30%～40%左右。在建筑气候分区上，兰州市属于寒冷地区，冬季所有商业建筑都设有采暖设施。

1.2 商场建筑状况

兰州市经济较为落后，大型商场建筑多为近十年发展起来。建筑规模一般在1万～3万m2，建筑层数为多层，以高层建筑裙房为多。框架结构，柱距8 m左右，围护结构以300厚各种砌块墙体为主，开窗面积极少或没有，楼层间的竖向交通以自动扶梯为主，为典型的现代商场建筑模式。冬季所有商业建筑都设有散热器采暖或中央空调采暖措施，其中绝大多数为中央空调采暖。空气处理方式一般为：新风+回风，过滤，盘管加热，送风，没有空气的湿处理环节，使得室内空气更为干燥。

2 测试对象及测试时间、方法

2.1 测试对象

本次测试对象选择兰州市城关区、七里河区和安宁区共5所商场建筑进行。其中城关区1所商场建筑，规模较大，在3万m2左右，地上共4层地下1层，地下层为自选生活超市。七里河区2所商场建筑，1处为地上6层，地下1层，建筑面积超过3.5万m2。另1所为3层电器专卖商业建筑，规模较小，总建筑面积不到1.5万m2。安宁区测试对象1处为单层生活超市，建筑面积小于1万m2；另一处为4层高商场，总建筑面积2万m2左右。具体见表1。

2.2 测试时间、方法

测试时间选在2013年1月3日和4日进行，测试日期前后1周内为典型的兰州冬季天气状况，寒冷干燥，日照好。测试结果能够很好地代表绝大多数时间兰州气候状况。测试从早上商场上班时间9：00开始，到19：00结束。测试时间间隔为120 min。测试项目为室内外空气温度和相对湿度，测试仪器精度温度为±0.5℃，湿度为±2%。测试时取建筑内不同楼层8组数值的平均值代表建筑室内温湿度值，以求全面准确表达室内热湿环境状况。

表1 测试商场建筑状况

3 测试结果及分析

3.1 测试结果

表2列出了2013年1月3日和4日对兰州市进行城关区、七里河区和安宁区共5所商场建筑室内热湿度和室外空气温湿度测试结果的记录。

3.2 测试结果分析

分析表2测试数据，测试的安宁区商场建筑室内温度在19～21℃之间；七里河区商场1和城关区商场1室内温度在20～24.5℃之间，温度高于安宁区商场建筑室内温度。这是因为城关区和七里河区测试商场位于黄金地段，且商场建筑销售中高端商品，人为空调温度较高。七里河区商场2为电器专卖场，测试的室内温度在11～19℃之间。室内湿度测试结果显示，商场建筑室内相对湿度在11.3%～23.2%之间；自选日用品超市安宁区商场2室内相对湿度较高，在25.5%～36.5%之间；电器专卖七里河商场2室内相对湿度在17.3～19.6之间，较普通商场略高，但低于日用品超市室内相对湿度。测试结果显示，室内温度满足《采暖通风与空调调节设计规范》(GB50019—2003)规定的范围，但室内湿度低于规范规定的30%～50%下限值，室内空气干燥。

4 兰州市民冬季典型衣着情况和热感觉调查

4.1 兰州市民冬季典型衣着情况

兰州冬季寒冷，多风，冬季典型着装为秋衣裤、毛衣毛裤、外厚长裤、厚袜、保暖皮鞋外加羽绒服或有厚填充物的风雪大衣。年轻人衣着稍微单薄一些，但总的衣着热阻在2.0～2.5 clo以上。

4.2 热感觉、热舒适度问卷调查结果

本次问卷调查采用随机形式，涵盖从小孩到老人的各年龄段商场购物和消遣人群。随机问卷共50份。每个商场问卷各10份。受调查者对于商场室内热环境的主观评价为：1)城关区商场1，受访者中8人认为室内热，干燥，不舒适，脱外套后仍然感觉热，身体出汗多。2)七里河区商场1，受访者中7人认为室内较热，干燥，不舒适，脱外套后感觉较热。3)七里河区商场2电器专卖场，受访者中7人认为干燥，温度感觉较舒适。但仍需脱外套购物，不然长时间后身体有汗渍出现。4)安宁区测试商场中受调查的20人中，17人体感较热，干燥，购物时要脱掉外套，不然身体出汗。