185 超市建筑热舒适与节能研究

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1、超市类建筑热舒适与节能研究兰州交通大学许凤李建霞摘要为了达到节能与改善空气品质的目的，在保证热舒适的前提下，对超市类建筑的热舒适与节能开展了研究。考虑超市类建筑内人员短暂停留的特点及人员的实际着装，对热舒适评价模型进行变换，利用变换后的模型，编程计算冬季超市建筑室内热舒适温度，并进行分析研究。研究结果表明：当气流速度、相对湿度与«公共建筑节能设计标准»（GB50189-2005）取相同值时，超市类建筑室内设计的热舒适温度下限为13～17℃，低于18℃，这样可节能5％～35％。关键词超市服装热阻热舒适温

2、度节能0引言随着经济的发展，生活水平的不断提高，人们越来越重视建筑室内的热舒适性。据相关资料表明，世界范围内，大约有1/3的能源消耗用于保证建筑室内的热舒适［1］。如此巨大的能源投入，是否有效地提高了室内人员的舒适性，值得深入探讨，尤其对于建筑面积与能源消耗呈迅猛增长的超市类建筑更是如此。因此，研究超市类建筑室内热舒适与能耗在大力提倡节能减排的今天意义重大。于是，近年来许多专家学者对超市类建筑室内的舒适与节能开展了大量的调查与研究［2－6］。这些研究都为探讨分析建筑室内的舒适与节能提供了思路与方法。为

3、了达到节能的目的，闫斌、牛润萍等人结合室内热舒适性，探讨了优化组合室内设计参数［7－8］；殷平、李健等人对空调设定参数与空调系统经济性的影响，以及降低建筑能耗的途径与策略进行了研究［9－10］；王昭俊、王怡等人以Fanger热舒适方程及PMV-PPD评价指标为理论依据，分析了冬季室内的致适参数［11－12］。这些研究没有考虑现行节能标准推荐的设计参数适用的前提条件：即服装热阻1.0clo以下，坐着活动的情况，即：是在现行节能标准推荐的设计参数范围内研究舒适与节能。然而，对于不同功能的建筑，如超市建筑，

4、其它商业建筑、住宅等民用建筑，室内人员的活动情况、服装热阻等都是不一致的，室内人员不同的活动情况决定了不同的服装热阻，在不同的服装热阻下所对应的舒适条件相差甚远。在此情形下，如仍采用现有标准的推荐值作为建筑的设计参数，来研究舒适与节能，则终将达不到预期目标。因此，本文从热舒适模型出发，考虑超市类建筑内人员的活动情况、停留时间以及服装热阻的特点，以舒适为前提，假定其它参数与现行节能标准一致，研究计算超市内实际服装热阻下对应的舒适设计温度，而后通过对比超市的舒适温度与节能标准的温度值来研究节能。1热舒适模

5、型20世纪70年代初丹麦Fanger教授以热舒适方程和ASHRAE的7点标度为依据，提出了预测平均评价PMV（PredictedMeanVote）指标和预测不满意百分比PPD（PredictedPercentageofDissatisfied）指标［13］，来描述和评价热环境。PMV-PPD指标与1984年被国际标准化组织（IS0）所采用，该指标是迄今为止最全面的热环境指标，其模型表达式见文献［14］。PMV指标综合考虑了环境因素和人的因素，包括人体活动情况（新陈代谢率），衣着情况（服装热阻），空气温

6、度，空气相对湿度，空气流速，平均辐射温度六个因素。PMV指标代表了同一环境下大多数人的感觉，PPD指标表示对热环境不满意的百分数。PMV指标采用了7级分度，它与美国ASHRAE7点热感觉标度相联系，见表1［14］。表1ASHRAE7点热感觉标度热感觉冷凉稍凉适中稍暖暖热PMV值－3－2－10123PPD值100％75％25％5％25％75％100％本文采用PMV和PPD指标作为理论依据，变换PMV模型表达式，得到超市室内热舒适温度计算式，其表达如下所示：式中：——预测平均评价指标；——代谢率，；——服

7、装热阻，;——着装时人的体表面积与裸露时人的体表面积之比;——空气温度,;——平均辐射温度,;——空气流速,；——相对湿度；——对流换热系数，;——服装表面温度,.由于室内绝大多数活动可忽略不计，所以（*）式中忽略人体做功。在这一模型式中，需满足如下条件：1）PMV值并不是模型输出的结果，而是作为已知变量，模型表达式左边隐含的ta是本研究的输出结果；2）PMV值需在舒适范围内，这样计算得到的结果即是热舒适温度值。由PMV指标含义知，要使超市内人员满足热舒适要求，则只需使的超市内PMV值在热舒适标准范围

8、内即可。然而这一标准具体是多少呢？IS0Standard7730标准推荐以PPD≤10％作为舒适设计依据，即90％以上的人感到满意的热环境为舒适环境，此时对应的PMV＝－0.5～+0.5，但考虑到这一标准主要以欧美国家的青年为研究对象，根据我国的实际情况，结合超市内人员停留时间短的特点，以及相关文献研究［4］［15］，可将该标准进行恰当的调整。因此，本研究中，取PPD≤20％，对应的PMV＝－0.75～+0.75，以此作为本文研究的超市热舒适范围。2模拟