建筑环境热舒适性研究方向与趋势探析
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作者: 张乐
摘要：热舒适性指的是人体对周围环境的主观性评价。随着人民生活水平的不断提升，对建筑物热舒适性的要求也在不断升高。热舒适性会受到多种因素影响，且关乎于人体的生理条件能力以及感受者的主观印象。本文以建筑物热舒适性为基础，分析了影响影响环境热舒适性的相关因素，并在此基础上对提升建筑环境热舒适性的策略提出几点建议。
关键词：建筑设计；热舒适性；影响因素；策略
中图分类号：TU984 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）006-000-01
热舒适性会受到生理、物理以及心理三方面的影响，生理指的是人体自身的体温、血压、皮肤湿度、皮肤温度、排汗程度等；物理因素指的是热平衡关系，更倾向于环境的舒适性对人体感官的影响；心理因素指的是通过感受者主观上的印象区分舒适程度与冷热[1]。本文以建筑环境热舒适性为主线，分析了其影响因素及改善策略。
一、环境热舒适性的影响因素
（一）辐射温度影响
建筑周围表面温度决定了平均热辐射温度，在人们的实际生活环境以及建筑所处的空气温度、生产状态等因素影响下，平均辐射温度并非处于均衡状态，人们在感官上存在差异性，例如可感受到室内上下温度差等[2]。由于人体同样存在辐射热源，因此在辐射温度下会较大程度受到人体生理感觉或人体散热的影响。根据相关研究结果显示，人体生理感觉维持在热舒适状态，需要围墙温度与周围空气温度的差值在7℃之内。国外研究者通过将天花板加热实验测试舒适度极限值中发现，即便处于热舒适条件，若在热辐射上不对称，也存在少数人会感觉到不舒适感，因此他将热辐射极限值定位于4℃以内。
（二）人体温度因素
人类的活动方式决定了人体所产生的热量程度，通常在活动方式上会受到人的性别与年龄因素影响，因此人体产生的热量并非人体能够主动控制。热量的散发取决于人体外包裹的衣物以及所处环境。根据相关调查，长时间从事轻工作或处于安静状态的人类，其产生的热量有一大半会通过皮肤对流散发或产生辐射，这一比例约为七成左右。在舒适的环境中，人类的出汗量、体温、脉率等生理指标相对于不舒适环境下更为敏感[3]。因此我们认为热舒适的生理基础在于皮肤的温度控制。皮肤温度变化处于动态性过程，在热感觉上存在滞后性特点，因此人类从冷的环境进入到热的环境，或从热的环境进入到冷的环境时，会出现感觉上的超越情况，这便是热感觉与皮肤温度的分离表现。换言之，在环境发生改变时，人体能够自主调节生理周期，对热感觉的评价并不能够仅仅通过皮肤温度来衡量。
（三）气流速度因素
空气的流动能够在热环境中为人们提供新鲜的空气，加快蒸发散热以及对流散热速度，达到冷却作用，更容易让人体感觉舒适。但若空气流通速度较快，则人体会感受到凉风吹过的感觉，影响到热舒适效果[4]。相关研究者在研究中发现，气流频率处于0.05-0.18赫兹之间并不会对人体造成明显感觉影响，但气流频率达到0.3赫兹，则可能让人体产生冷感觉，此时即便调整湿度与温度也不会对气流频率造成的影响产生改善作用。人体在感受气流强度的过程中会很大程度上收到脉冲频率的影响，频率越大则气流速度越低。
二、提升建筑环境热舒适性的策略
（一）改善气候微环境
建筑物在设计初期便可利用其布局、朝向以及地理位置，实现气候微环境的改善，通过在建筑周边设计喷泉或绿化，也可利用建筑周围的湖泊江河来降低人们对热的敏感程度，同时通过景色让人心旷神怡，在生活满意度的提升下改善热舒适效果。在布局以及朝向方面，建筑物应避免设计出“通道”状态的格局，以免风的流通速度在通道内加快。可加大太阳辐射能的利用程度，朝向以夏季主导风向为主，尽可能避免冬季主导风向。可在建筑物外墙上进行绿化，帮助建筑外墙达到遮阳效果。改善建筑外表微气候，同时减少外部的眩光与热反射程度。这样一来，外墙绿化可利用植物的调节湿度功能与蒸腾降温功能，降低城市热岛效应。另外，建筑物也会根据所处地理位置在风向上加以干预，例如对于炎热地区而言应考虑夏季通风，而若所处地区较为寒冷则需重视冬季防风。
（二）合理选择建筑材料
建筑物自身应进行合理的防热、防寒、隔热以及保温设计，同时在通风以及防潮上达到相应标准，这就要求建筑物在材料的选用上达到热惰性指标以及蓄热系数指标。在建筑物楼面、屋顶、门窗、墙体、中庭、阳光房等材料的选择上，不仅需保证材料的质量，还需在其结构及位置上有所规划。以寒冷地区为例，由于寒冷地区气温影响，人体的热舒适度难以得到保障，因此在材料规划上处于背阴处的门窗应尽可能减少，提升向阳处太阳能的利用率。尤其是建筑物外墙，必须选择具有保温功能的墙体，降低外界环境对热舒适性的影响。
（三）绿色建筑
暖通空调研究者应在设计上加强设备选型及负荷计算，对气流合理组织，重视室内气流组织模式，加强对自然风的利用程度。在新技术上可多尝试绿色新型能源，例如蓄能空调、地热能空调、太阳能空调、地面辐射等等。设计者应考虑到能源降耗以及舒适性，研究再生能源技术，尝试通过空调系统的优化设计来改善建筑热环境，提升居住者的热舒适程度。
三、结束语
综上所述，热舒适性与人类的生存舒适程度息息相关。建筑物在设计与建造过程中需考虑导热舒适性的重要作用，在降低能耗的前提下综合考虑建筑节能及室内外热环境的改善，提升居住处舒适性。
参考文献：
[1]肖坚，周晋，徐峰，张国强.夏热冬冷地区居住建筑基于热舒适的热环境评价指标[J].中南大学学报（自然科学版），2012，09：3693-3697.
[2]张宇峰，陈慧梅，孟庆林.我国湿热地区使用分体空调建筑的热舒适与热适应现场研究（1）：热环境与热感受[J].暖通空调，2014，01：6-14.
[3]王伟，罗会龙，高亚锋，李百战，王永乔.昆明地区夏季居住建筑室内热环境测试及热舒适调查[J].暖通空调，2011，06：93-95+46.
[4]赵子健，陈静怡，钟隽文，杨沈斌.基于标准有效温度和不舒适指标研究南京热舒适状况[J].气象与环境科学，2013，04：16-21.
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