【科普】建筑与人体热舒适度

主要因素

人体的热舒适度取决于室内环境，即室内温度、相对湿度以及气流流动速度。

热舒适度

最佳范围

• 冬季温度18~25摄氏度，相对湿度30%~80%；

• 夏季温度23~28摄氏度，相对湿度30%~60%；

• 室内气流流动速度为0.1~0.7m/s。

温湿度监控系统

人体的热平衡

人体向外的散热方式主要有：传导、辐射、对流、蒸发。人体是恒温的，如果人体放出的热量大于其新陈代谢所产生的热量，人体就会感觉到冷；相反，如果人体向环境释放的热量小于新陈代谢所产生的热量时，热量就会积聚在人体内，人体就会感觉到热。

适宜的建筑舒适度

• 可以提供一个良好的工作生活场所
  

• 避免各种疾病的发生和传染
  

• 对人机体的休息、保养有重要益处

• 对人的健康状况改善具有重要作用
  

影响人体热舒适度的因素

主观因素：

• 新陈代谢率；新陈代谢率高的人不怕冷，但怕热；新陈代谢率低的人不怕热，但怕冷

• 衣着情况：不同类型建筑、不同功能房间，人们的衣着情况也不相同
  

客观因素：

• 空气温度：最主要因素，直接决定人体的感觉是冷还是热。人体最适宜的室内气温为24~28摄氏度
  

• 空气相对湿度：相对湿度高让人感觉闷，感觉粘；相对湿度低让人呼吸不舒服，空气中的大量浮尘，进一步污染室内空气。冬季室内空气相对湿度应为40%~80%
  

• 空气流动速度：间接影响人体的热舒适度。空气流动可以将人体散发的废气带走，可降低人体周边的二氧化碳浓度。适宜的速度可以增加人体体表的蒸发量，给人以清新的感觉。冬季的最佳空气流动速度为0.2~0.5米/秒。
  

热舒适度的目标

• 基本目标：舒适

• 理想标准：健康
  

• 发展趋势：高效节能

我国采暖期热舒适度问题

采暖过度或采暖不足：受太阳辐射不同，南侧房间过度采暖，过热导致人们开窗降温，损失了热量，室外灰尘还污染了室内空气；北侧房间气温低，感觉不舒适。

空气流动性差、污染严重：老旧建筑不是很关注建筑换气，室内会出现含氧量低，二氧化浓度高，对人体危害很大。

冬季室内干燥、相对湿度低：北方地区降水较少，室内温度高，空气蒸发量大，污染物多，人体水分流失较多，会感觉到干燥不适。

改善的手段

主动式干预：通过建筑设备人为的、主动的进行干预

被动式改善：通过建筑围护结构的热惰性，通过更好的利用自然和建筑本身而不依靠建筑设备来干预

被动式的改善手段

避免短板效应以加强绝热能力：对于建筑的隔热性能而言，建筑外围护结构的绝热能力是由绝热性能最差的部位所决定。窗户中的玻璃是建筑的热工量最薄弱部位，应进行特别设计。另外要避免由于各种设计不合理造成的建筑冷桥。

Low-E玻璃

通过温室效应来加强得热能力：“温室效应”是典型的太阳能得热方式，在寒冷的冬季应合理应用。建筑被动式太阳能设计主要有两种：直接得热和间接得热。直接得热通过把太阳辐射热储入建筑物的各种蓄热体内，然后分不同时间逐步释放；间热得热是通过加热各种热媒来接收和储存太阳能，再通过热媒来加热室内空气或者室内各种蓄热体的方式。直接得热最为有效也最为经济。

不同Low-E玻璃对比

（左图）单片Low-E节能玻璃

（中图）胶合Low-E节能玻璃

（右图）单中空Low-E节能玻璃

通过蓄热设计强化时间滞后效应：室内温度的控制在很大程度上取决于隔热材料和蓄热材料的配置，合理设置将会产生室内气温的变化滞后于室外气温变化的现象，这就是“时间滞后”现象。

设置气候缓冲区来控制热舒适度：常见的气候缓冲区有防寒门斗、封闭阳台、北侧的辅助房间等。

（左图）独立住宅冬季烟囱效应示意图

（右图）独立住宅夏季烟囱效应示意图

利用烟囱效应进行室内空气对流的控制和换气：由于温度和高度不同会造成空气压力差，从而形成室内气流的运动，叫“烟囱效应”。在被动式设计中，烟囱效应不仅对建筑热舒适度的改善，而且对于设计一种健康而又洁净的室内空间，都有重要意义。