聶雙雙
影響熱舒適的因素
人體為了維持正常的體溫,一直與外界進行著熱量的交換。當散發的熱量與從外界獲取的熱量正好相等時,人就處于一種熱舒適狀態,既不感到冷也不感到熱。然而,自然狀態中的室內小氣候,有許多因素會影響人的熱舒適感。
空氣溫度 氣溫較高,人就會感到熱和出汗;氣溫較低,人就會感到寒冷。熱舒適感的空氣溫度區很窄,在這一溫度區內人體不發生熱生理反應。這個范圍內的溫度稱為中性溫度或中和溫度。
相對濕度 指空氣中實際的水汽壓與同溫度下飽和水汽壓的百分比。如果相對濕度較低,汗液容易蒸發,有利于散熱;如果相對濕度接近飽和,汗液則會附著在皮膚表面無法蒸發,即使當時氣溫不高,人也會感到悶熱不堪。
室內風速 室內空氣的流動有助于人體散熱和汗液蒸發。如果房間里風速達到0.5米/秒以上,即使室溫達到30℃,人也不會感到難受;如果室溫超過33℃(人體皮膚溫度),即使吹電風扇也無濟于事,而且空氣的流動會像一陣熱氣浪,反而會使人感到不適,甚至生病。冬季,室內的風速以小為好。如果室內的空氣一點兒也不流動,會使房間各處空氣的溫度不同,人同樣會感到不舒適。
周圍物體的表面溫度 人們都有過這樣的體驗:冬季在溫暖的室內,坐在一扇結了冰的窗子附近,會有一種冷颼颼的感覺。這是因為人體熱表面與玻璃冷表面之間有很大的溫差,形成強烈的輻射熱交換。
除了上述四項物理因素外,還有兩項人為因素:穿衣和活動強度。在室溫22℃、相對濕度50%、風速0.1米/秒的標準氣候狀態下,一個安靜坐著的人,穿一套西裝便可保持皮膚溫度為33℃不出汗,即處于熱舒適狀態。人的活動強度越大,則代謝量越大,產熱越多,就越能適應較低溫度的環境。
調節室內小氣候的手段
國外的實驗發現,如果夏季人在室內穿長袖襯衫和長單褲,冬季時穿西服套裝,在室內風速小于0.15米/秒的情況下,夏季的最佳溫、濕度組合是25℃和50%,冬季為22℃和50%。人們把相對濕度為50%時的溫度作為空調室的代表溫度,叫做有效溫度ET。研究表明,對94%的人而言,冬、夏季的最佳室內氣候范圍分別是ET處于20℃~23.9℃、22.8℃~26.1℃。
要保證最佳室內氣候,不妨向祖先學習,盡量采用建筑手段調節室內氣候,少耗能或不耗能,以達到或接近舒適狀態。
良好的朝向 這對于調節室內氣候至關重要。窗朝南的房間,射入的日光夏季最少而冬季最多。位于頂層和兩端頭的房間,要比只有一面外墻、其余三面被其他房間或過道包圍的房間多得到或多散失20%~30%的熱量。
有效遮擋 對于居室朝向、位置都不理想的房間,可以采取一些遮陽、保溫措施。例如,在窗外掛一個遮陽簾,簾的外表面最好再覆上一層反射膜(如光亮的鋁箔),或在窗內安裝鋁合金百葉窗簾。在夏季的白天,放下它可以有效地阻擋80%的陽光;在冬季的夜間,放下它可以有效地阻止室內熱量散發到室外。頂層房間可以在屋面上架空固定一張竹簾或瓦楞板,做成所謂“通風屋面”,能有效地隔絕投射到房頂的陽光,到了冬季又能起到保溫作用。夏季,在屋頂上灑水也是行之有效的降溫措施。
控制空氣流通 夏季,房間里保證良好的通風,并不是單純地把窗子打開就能奏效。要使室內空氣流動起來,一定要給空氣一個流動的通路,即要造成對流的條件。比如同時打開門和窗。同樣的道理,有時候電風扇不一定對著人吹,可以對著窗口朝外吹,促使室內空氣流動。須知,風速自然波動比一成不變(電風扇)更有益于健康,更令人舒適。
冬季,則應阻斷空氣對流的通路。在一般建筑物里,從門窗縫隙滲透進來的空氣,每兩小時就可以將整個房間的空氣換一遍。所以,門窗縫過大的,應及時修整;還可在室內鋪上厚地毯、拉上厚窗簾,增加房間的蓄熱能力,提高物體表面的溫度,以減少人的散熱量。
一般來說,夏季若能將室溫維持在30℃以下,冬季將室溫維持在10℃以上,再配合穿衣量的增減等,基本上能達到或接近舒適。