严寒地区教学空间夏季热舒适分析及改善策略(2) - 哈尔滨学院学报杂志社投稿

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严寒地区教学空间夏季热舒适分析及改善策略(2)

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就变化趋势而言，在门窗紧闭的时间段内，室内各区域温度均呈上升趋势，在一个小时内室内各区域温度平均上升了约1.4℃；开启门窗后均呈下降趋势，在半小时内室内各区域温度平均下降了约0.6℃，且靠窗区与中部区域温差逐渐减小，靠门区与中部区域温差则逐渐增大。由此可见，自然通风可以有效降低室温，且对靠门区的温度影响最为显著。

3 主观热感受分析

图4 为总测试时间段内各区域受试人员主观热感受投票分布情况，图中各回归曲线均拟合良好，其R2 值均大于0.65。由图可知，整体来看靠窗区人员热舒适和热满意度要远远低于靠门区和中部区域，热感觉也明显最高。中部区域和靠门区人员的热感觉则比较接近。其中在总测试时间段内靠窗区人员平均热感觉投票值（MTSV=2.6）要高于靠门区（MTSV=1.8），且靠窗区人员热感投票值大于2（即受试人员感觉到暖或热）的投票数占此区域总投票数的80%，靠门区为65%，中部区域为52%，说明在实验过程中绝大部分时间里靠窗区人员都普遍感觉到暖或热，这可能是由于在测试时间段内靠窗区受太阳直射的缘故。

就变化趋势而言，在实验前一个小时，室内门窗紧闭无自然通风，各区域人员热感觉均随时间而逐渐上升。在开启门窗进行自然通风后（9：40 ～10：10am），室内各区域人员热感觉均随时间而逐渐下降，其中靠门区人员的热感觉下降趋势最大，说明自然通风可以有效降低室内各区域人员的热感觉，且其对所测教室靠门区人员热感觉的影响最为明显。

4 优化策略

从实测结果可以看出严寒地区由于缺少遮阳构件，其夏季室内热环境受太阳辐射影响显著，主要特征为室内热环境分布不均匀，能被太阳直射到的靠窗区温度偏高，人员热舒适过低，因此应着重改善此区域热环境。

4.1 增设遮阳

遮阳设施按设其位置可分为内遮阳、中间遮阳及外遮阳。由于中间遮阳施工工序复杂且费用昂贵，此处不予考虑，而内遮阳无法有效阻挡太阳热透过玻璃进入室内且会影响室内采光，其遮阳效果远逊于外遮阳，通常作为一种辅助遮阳方式，故外遮阳为文章主要考虑的遮阳方法。根据可控程度外遮阳又可分为固定式外遮阳及可调节式外遮阳。固定式外遮阳成本低，但缺少灵活性，易对北方冬季日照产生影响，可调节式外遮阳可根据季节、时间的变化等情况任意调整外遮阳板的角度或朝向，完美解决冬夏两季对太阳辐射需求截然相反这一矛盾[17]，故可调节式外遮阳方式是目前最适合应用于北方地区建筑的遮阳方式。

4.2 自然通风

由测试结果可知自然通风可有效改善室内热环境，但由于教学楼等建筑的特殊性，夏季开启门窗会受到室外噪声的干扰，影响学生的学习效率。故文章建议应以遮阳设施为主，课间自然通风为辅作为改善所测教室夏季室内热环境的主要方式。

4.3 合理规划工作区

为有效提高室内人员的热舒适，还应根据室内热环境分区特征，合理规划室内人员工作区位置，在所测工况中，靠窗区人员热感觉普遍高于其他区域，此时靠门区与中部区域应成为室内人员工作学习的主要区域。

基于对严寒地区某教学空间热环境实测与热舒适调研分析可得，即便在严寒地区，其夏季教学空间热环境仍不能满足室内人员热舒适的需求，需对其热环境进行改善。在实测过程中室内出现明显的热环境与热舒适分区现象，由此可得，在室内热环境内外分区的基础之上有必要对室内进行更进一步的分区，并充分利用室内各热分区特征有针对性地对室内热环境进行改善，从而达到节能降耗、提高室内整体热环境的目的。

结语

[1]ALI H H,AL-HASHLAMUN of indoor thermal environment in different prototypical school buildings in Jordan[J].Alexandria Engineering Journal,2019,58(2):699-711.

[2]林成楷,白财政,吕琳,等.厦门地区教室内热环境对学生学习效率的影响[J].教育现代化,2019, 50:246-247.

[3]ALI AL-ARJA O,AWADALLAH T S.Energy Consumption Optimization in Schools Sector in Jordan[J].Architectural Science Review,2016,59(05):400-412.

[4]刘明娟,梁作峰,王洪光.西安地区高校教室夏季室内热环境的改善措施[J].四川建筑,2009,029(06):47-48.

[5]蒋婧.热舒适与学习效率综合作用的西北乡域教室冬季热环境研究[D].西安建筑科技大学,2018.

[6]MARCHAND G C,NARDI N M,REYNOLDS D,et al.The impact of the classroom built environment on student perceptions and learning[J].Journal of environmental psychology,2014,40:187-197.

文章来源：《哈尔滨学院学报》网址: http://www.hebxyxb.cn/qikandaodu/2021/0512/686.html