活动板房室内热环境实测评价与热工性能分析

王曼　冯文谦　杨华　杜玉芳　尹佳星

摘 要：基于影响建筑室内舒适度因素的理论分析，对郑州地区活动房室内冬夏两季热环境展开实测，总结出活动房室内热环境变化规律，进而对实测活动房室内舒适度进行评价。基于实测数据，对影响活动房室内热环境的主要因素进行理论分析，对活动房构造设计优化与室内舒适度改善提供了数据支撑。

关键词：活动房；热环境；舒适度

中图分类号：TU111 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）05-0132-03

Field Study and Thermal Performance Analysis of Indoor

Thermal Environment in Portable Dwelling

WANG Man FENG Wenqian YANG Hua DU Yufang YIN Jiaxing

（Zhengzhou University，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： Based on the theoretical analysis of influence factors of indoor comfort degree， the author tests the indoor thermal environment of the portable dwelling in the summer and winter seasons in Zhengzhou， draws the conclusion of the variation law of indoor thermal environment， then evaluates the indoor comfort degree in the portable dwelling. Based on the measured data， the author makes the theoretical analysis of main influence factors of indoor comfort degree in the portable dwelling， provides the data support of the optimization of the structure design and the improvement of indoor comfort degree of the portable house.

Keywords： portable dwelling；indoor thermal environment；indoor comfort degree

据河南省住房与城乡建设厅统计[1]，仅2015年，河南省建筑业企业在建房屋施工面积达5.3亿m2，比上年增长8.1%；本年新开工面积达2.4亿m2，其中郑州市建筑业总产值占全省的比重为33.5%，位居榜首。所有施工项目均需要大量活动房提供建筑工人居住和工地临时性办公区域，其室内环境品质直接影响施工人员的生理和心理健康，有必要对其进行研究。

相关研究[2-5]表明，活动房因其构造特点，室内环境品质受室外热环境影响显著，且此类影响极具地域气候特征。但目前，有关华中地区活动房内部热湿环境研究的文献较少，相关实测数据也不够充分，这对于中部寒冷与夏热冬冷地区的活动房室内热环境评价与舒适度优化十分不利。本文对郑州地区活动房展开了冬夏两季极端气候下的室内热环境实测和评价，为华中地区活动房的设计改造提供理论基础与数据支撑。

1 实测部分

1.1 实测概况

1.1.1 测试对象。分别对冬夏两季进行实测，实测对象为位于郑州地铁五号线淮河路站施工用临时活动房。夏季实测活动房建筑由单层18个、双层36个单元体组成，每个单元体由两个标准空间拼接而成，东墙和西墙上靠近南墙处各有一扇窗，东墙上靠近北墙处另有一扇门，选取二层最北侧房间进行实测。冬季实测房间与夏季实测房间相同。两房间围护结构热工参数基于以下材料取值：内外墙及屋面均为0.5mm塑料板-49mmXPS-0.5mm塑料板，楼板为胶合板，吊顶为石膏板，窗为空气层厚度和玻璃厚度均为6mm的塑料窗框单框中空窗。

1.1.2 测试目的。通过对活动房室內温度、湿度和热流密度等相关参数进行测量，分析影响活动房热环境的部分因素，并分析得出所测因素对活动房热环境影响的作用机理的相关结论。

1.1.3 测试时间。夏季第一次实测时间为2017年7月7日至2017年7月17日，冬季实测时间为2018年1月31日至2018年2月8日。夏季对各测点温湿度进行测量，冬季还对东墙的热流密度进行了测量。

1.2 测试结果分析

参照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）的规定，夏季热舒适范围为：温度24～28℃，相对湿度40%～70%；冬季热舒适范围为：温度18～24℃，湿度≤60%。以下热舒适度分析基于上述范围进行。

1.2.1 活动房室内环境评价。实测夏季和冬季活动房室内空气温湿度变化趋势如图1和图2所示。

从图1可知，在未进行主被动空气调节的情况下，夏季活动房室内空气温度偏高，一天中仅在00：00-06：00可基本满足夏季热舒适温度要求，个别时间点出现超过40℃的高温。湿度则基本可以满足热舒适度要求，每天只有3～4h内出现湿度过大的情况。

实测时间共统计了168h，满足热舒适温度要求的共有45h，占实测总时长的27%；满足湿度要求的有120h，占实测总时长的71%；同时满足温湿度要求的仅有6h，占实测总时长的4%。因此，夏季活动房普遍出现过热过湿的情况，热湿环境恶劣，人体舒适度极差。

从图2可知，在未采取任何供暖措施的情况下，冬季实测房间内温度偏低，在实测的9d时间内，每日12：00至15：00出现一天中的最高温度，05：00至07：00出现一天内的最低温度。室内温度最高为17.2℃，最低温度为3.8℃，均未达到国家规范中规定的冬季热舒适温度范围的下限温度18℃。

活动房的相对湿度在18.2%～30.1%的范围内波动，波幅不大，绝大多数时间内维持在20%～28%。湿度虽然满足规范规定的≤60%的要求，但实际人体感觉偏干。此外，相對湿度变化趋势与温度变化相反，温度越高，相对湿度越小。

基于上述数据可知，冬季实测活动房在未进行室内热湿环境调节时，温度普遍偏低，在任何时间点均达不到冬季热舒适标准，热湿环境较差。

综上所述，活动房夏季温湿度过高，冬季温湿度过低，两季热湿环境均非常恶劣，不适于直接居住。

1.2.2 活动房室内热环境影响因素分析。基于上述活动房热湿环境较差的现状，笔者对影响活动房热湿环境的因素进行分析。

1.2.2.1 室外空气温度对实测房间热湿环境的影响。实测房间夏季和冬季室内外空气温度变化趋势如图3和图4所示。

从图3可知，夏季室外空气约在05：00开始升温，在13：00时出现一天中的最大值，室内温度约在06：00开始升温，在15：00出现最大值。室外空气昼夜温差13.5℃，室内为15.3℃，室内空气温度波动与室外基本相当。从图4可知，冬季室外空气约在07：00开始升温，在13：00出现一天中的最大值，室内空气约在08：00开始升温，在17：00出现最大值。室外空气昼夜温差为15.2℃，室内空气昼夜温差为7.4℃，室内空气温度幅度相较室外大大减小。相对湿度受温度的影响，呈现相反的变化趋势。夏季室内空气温湿度的变化与室外空气温湿度变化相比平均延迟1h，冬季温升平均延迟时间加长。

因此，活动房室内空气温湿度随室外空气温湿度的变化而变化，但在时间上有一定延迟。

1.2.2.2 太阳辐射对实测房间热湿环境的影响。夏季和冬季围护结构内壁面及空气温度变化趋势如图5和图6所示。

从图5可知，上午05：00-12：00，夏季实测房间东墙接受太阳辐射最多，东墙内壁面温度高于其他壁面温度，东墙内壁面温度的升高使室内温度有所升高。下午太阳直射方位变化，下午13：00-17：00，西墙内壁面温度最高，西墙温度带动室内空气温度升高。从图6可知，冬季呈现相似的变化趋势，上午08：00-12：00，东南墙接受太阳辐射最大，内壁面温度最高；下午12：00-17：00，西北墙内壁面温度最高。太阳辐射方向的改变使相应方向壁面温度升高最快，一方面通过对流传热使室内空气温度变化；另一方面，该方向壁面与人体的辐射换热量最大。在夏季，该壁面的高温使人体散热更为困难，冬季则可提高人体热舒适度。

1.2.2.3 邻室热湿环境对实测房间热湿环境的影响。图5中南内墙温度始终低于空气温度，图6中东北内墙温度也一直维持在高于室内温度的水平上。这均是由于邻室采取了开空调进行温度调节的原因。由此可见，由于邻室采取相应措施改善热湿环境，实测房间热湿环境也得到一定程度的改善。在邻室无主动调节的情况下，实测房间热湿环境将更加恶劣。

2 结论

基于活动房的实测数据，对活动房热湿环境进行评价，并对部分活动房热湿环境影响因素展开分析，得出以下结论。

①室外热环境。冬夏两季，活动房室内空气温湿度均随室外空气温湿度的变化而变化，在时间上略有一定延迟，延迟时间仅有1～2h，时间较短。太阳辐射将增加室内热度，在冬夏两季对室内热环境产生不同的影响。夏季对应壁面的升高通过辐射和对流使室内热环境更易出现过热现象，冬季则补充了房间的失热量，有利于维持室内空气温度。

②邻室环境影响。在邻室进行主动式空气调节的条件下，邻室热环境的改善可基于内围护结构两侧的温差加大对实测房间产生强化散热的影响，这使得冬夏两季实测房间室内热环境较其他房间有所改善。

参考文献：

[1]河南省住房和城乡建设厅办公室.2015年河南建筑业统计分析报告[EB/OL].（2016-09-27）[2018-01-01]. http：//ayzjj.anyang.gov.cn/sitegroup/ayzjj/html/ff8080812f8b5f45012f92881d7f1aa2/20160927210844075.html.

[2]陈洪轻，龙恩深，黄璐红，等.成都地区板房建筑冬季室内热环境研究[J].制冷与空调，2011（1）：60-64.

[3]赵伟，狄育慧，周林园.临建建筑热环境测试分析及改进措施探讨[J].洁净与空调技术，2014（3）：29-32

[4]梁志滔，张小英.自然通风条件下轻钢活动板房热环境计算研究[J].新型建筑材料，2009（9）：44-48

[5]阚安康，韩厚德，纪珺.活动房热舒适性的影响因素及评价指标[C]//第九届海峡两岸制冷空调技术交流会论文集.北京：中国制冷学会，2009.