建筑外窗同屋面、墻體一起,屬于建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu),是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的開口部分。但是,與墻體和屋面相比較,外窗屬于薄壁輕質(zhì)構(gòu)件,在建筑隔熱、保溫、隔聲效果中,屬于薄弱環(huán)節(jié)。與其他維護(hù)結(jié)構(gòu)一樣,外窗也具有溫差傳熱的問題,另外還有通過外窗縫隙的空氣滲透?jìng)鳠,尤其是通過玻璃的太陽輻射傳熱。在實(shí)際應(yīng)用中,外窗所占建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積雖然并不多,只有1/3到1/5左右,但是實(shí)際情況確實(shí)通過外窗損失的熱能能占道建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗的一半以上,所以說,外窗對(duì)于建筑的節(jié)能來說十分關(guān)鍵。普通中空玻璃窗,在我國(guó)新建筑中的使用雖然已經(jīng)非常普遍,但是該外窗對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響探討卻很少,討論普通中空玻璃外窗對(duì)室內(nèi)光熱環(huán)境的影響,為建筑的發(fā)展以及普通中空玻璃外窗的進(jìn)一步應(yīng)用提供參考。
1、試驗(yàn)
1.1測(cè)定溫度和濕度
在室內(nèi)布置適當(dāng)?shù)臏囟葴y(cè)量點(diǎn),室溫垂直方向由下到上依次為:腳踝位置(距地面高度0.1m處)、人坐著的上身位置(0.75m)、坐姿頭部(1.1m)。室溫水平分布取房間中部通過窗間墻和窗中心的剖面。每半小時(shí)記錄一次溫度,測(cè)量?jī)x器用建筑熱工溫度熱流巡檢儀。房間中心點(diǎn)上相對(duì)濕度的測(cè)量,用CENTER310RS-232溫度儀,每隔一個(gè)小時(shí)記錄一次數(shù)據(jù)。
1.2熱舒適度測(cè)定
在試驗(yàn)房間內(nèi),選擇房間中部、窗口附近和門口附近三個(gè)位置,對(duì)坐姿工作者身體部位高度(0.75m處)、站立時(shí)頸部以上部位(房間窗口1.3-1.5m高處)的熱舒適度指標(biāo)PMV-PPD進(jìn)行測(cè)定(預(yù)測(cè)平均不滿意百分比-預(yù)測(cè)平均投票率)。
1.3照度測(cè)定
照度測(cè)量?jī)x器選用ZDS-10型自動(dòng)換擋數(shù)字式照度計(jì),每一個(gè)小時(shí)測(cè)量一次。室內(nèi)照度進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟键c(diǎn),測(cè)點(diǎn)位置為0.75m工作面與房間中部通過窗間墻和窗中心的剖面交線上,點(diǎn)之間的距離大約為0.93m。
1.4室外氣候狀況
影響室內(nèi)氣候的直接因素是室外的氣候狀況,對(duì)室外的氣候狀況,一定要詳細(xì)記錄。室外氣候狀況需要測(cè)定的主要參數(shù)為相對(duì)濕度、溫度、太陽輻射。所用到的測(cè)量?jī)x器主要有:建筑熱工溫度熱流巡檢儀、PC-2型太陽輻射記錄儀、CENTER310RS-232溫濕度儀。每隔半個(gè)小時(shí)記錄一次溫度,每隔一個(gè)小時(shí)測(cè)量一次照度和相對(duì)濕度,每小時(shí)整點(diǎn)記錄一次太陽輻射,并對(duì)總輻射值進(jìn)行自動(dòng)累計(jì)。另外,在試驗(yàn)人員的目測(cè)下,記錄陽光強(qiáng)弱狀況、云層癟狀況、天氣陰晴雨?duì)顩r。
中空玻璃
2、測(cè)定結(jié)果
2.1溫度測(cè)定結(jié)果
室內(nèi)溫度測(cè)定結(jié)果中,房間中部垂直方向溫度分布最均勻,而溫度相對(duì)較高的是窗口附近,這充分說明了太陽輻射對(duì)窗口溫度有一定的影響。垂直方向的室內(nèi)溫差小于3°C,總體來說分布比較均勻,與ASHRAE55-2004對(duì)室內(nèi)空氣溫度垂直方向溫差的要求相符合,同時(shí)水平方向溫度的波動(dòng)也不大。
2.2室內(nèi)相對(duì)濕度的測(cè)定
由于濕度過高、對(duì)健康可能產(chǎn)生影響的室內(nèi)相對(duì)濕度值,被通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)和室內(nèi)熱狀況作為上限值,在ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)版本62-1989和55-1992中都能找到這些限定值。典型設(shè)定上限值為60%-80%。最適宜的相對(duì)濕度,一般認(rèn)為是50%-60%,在多數(shù)情況下,氣溫為16°C-25°C的時(shí)候,相對(duì)濕度都在30%-70%范圍之內(nèi)變化,其相對(duì)濕度對(duì)人體熱感覺造成的影響不大。我國(guó)的建筑物,夏季推薦40%-80%,一般不規(guī)定冬季的標(biāo)準(zhǔn),在高級(jí)建筑中,只需要高于35%就可以了。從試驗(yàn)房測(cè)定結(jié)果,表明室內(nèi)相對(duì)濕度集中的范圍是54%-72%,與我國(guó)建筑夏季濕度的要求相符合。
2.3室內(nèi)熱舒適度測(cè)定
國(guó)際常用的舒適性標(biāo)準(zhǔn)為SO7730-2006和ASHRAE55-2004,它在Fanger的參照下,提出了7點(diǎn)熱感應(yīng)等級(jí)。國(guó)際常用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)PMV-PPD值的規(guī)定為-0.5-0.5之間,也就是說PPD<10%,也即是說人群中允許10%的人感覺不滿意。關(guān)于室內(nèi)熱舒適性的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,我國(guó)目前還沒有。在試驗(yàn)中測(cè)定的室內(nèi)PMV-PPD值,PMV值在-0.5~0.5之間的時(shí)間不到0.1%。PMV值在-0.7-0.7之間的時(shí)間除了窗口1.3-1.5m高處外,其他三個(gè)位置相差不大,熱舒適分布均勻。但是,整個(gè)試驗(yàn)房室內(nèi),PMV值在-0.7-0.7之間的時(shí)間平均只有49%,說明試驗(yàn)房室內(nèi)熱舒適性欠佳,是一個(gè)需要進(jìn)一步改善的地方。房間里面的窗口,是人們與室外環(huán)境交流的通道,人們?cè)诠ぷ髦、或者疲倦的時(shí)候,憑窗遠(yuǎn)眺,欣賞外面的景色,如果感覺不到太陽的炙熱,則會(huì)讓人們更加舒服。測(cè)定結(jié)果顯示窗口1.3-1.5m高處,PMV值保持在-0.7-0.7之間的時(shí)間只有12%,說明窗口的熱舒適性很差。在現(xiàn)代建筑中,為了改善室內(nèi)熱舒適性,常常采用室內(nèi)拉窗簾的方式來達(dá)到目的,但是這樣做又極大地影響了室內(nèi)的自然采光。
2.4照度的測(cè)定
在對(duì)照度的測(cè)定中,一般來說每天室外照度最低的時(shí)間是下午15:00-16:00。由窗口的一側(cè)往里,其照度呈依次減低的趨勢(shì)。室外照度差距盡管十分大,但是室內(nèi)的幾處試驗(yàn)測(cè)定點(diǎn)照度幾乎相等,并且在很大進(jìn)深開間的房間中,距離窗口0.93m處的工作面上的照度和與之相對(duì)位置的照度差距顯著。同時(shí),室內(nèi)照度隨著室外照度的逐漸增加而增大,并且,主要工作區(qū)域的照度都在110l×以上,與建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的室內(nèi)照度最低要求相符合。
3、討論
通過試驗(yàn)對(duì)普通中空玻璃外窗室內(nèi)相對(duì)濕度、熱度、溫度、舒適性等參數(shù)的測(cè)定,可以看出普通中空玻璃外窗對(duì)室內(nèi)光熱環(huán)境的影響。只有50%左右的時(shí)間室內(nèi)熱舒適指標(biāo)PMV在-0.7-0.7之間,說明室內(nèi)熱舒適性欠佳。但是室內(nèi)相對(duì)濕度和溫度符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,因此,室內(nèi)熱舒適性欠佳的主要原因是窗口太陽輻射。而試驗(yàn)房窗口1.3-1.5m高處,只有12%的時(shí)間其PMV值在-0.7-0.7之間,其熱舒適狀況非常差,其主要原因同樣為窗口的太陽輻射。試驗(yàn)房室內(nèi)工作區(qū)域采光照度,在多數(shù)時(shí)間都與自然采光設(shè)計(jì)規(guī)定相符合,不需要用人工照明而可以滿足室內(nèi)工作人員的照明需要?傮w來說,普通中空玻璃外窗的安裝,有可能造成室內(nèi)熱環(huán)境不舒適,因此,需要進(jìn)一步加強(qiáng)改善,以使室內(nèi)熱環(huán)境達(dá)到一定的舒適度。