建筑環境熱舒適性研究方向與趨勢探析

張樂

摘要：熱舒適性指的是人體對周圍環境的主觀性評價。隨著人民生活水平的不斷提升，對建筑物熱舒適性的要求也在不斷升高。熱舒適性會受到多種因素影響，且關乎于人體的生理條件能力以及感受者的主觀印象。本文以建筑物熱舒適性為基礎，分析了影響影響環境熱舒適性的相關因素，并在此基礎上對提升建筑環境熱舒適性的策略提出幾點建議。

關鍵詞：建筑設計；熱舒適性；影響因素；策略

中圖分類號：TU984 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）006-000-01

熱舒適性會受到生理、物理以及心理三方面的影響，生理指的是人體自身的體溫、血壓、皮膚濕度、皮膚溫度、排汗程度等；物理因素指的是熱平衡關系，更傾向于環境的舒適性對人體感官的影響；心理因素指的是通過感受者主觀上的印象區分舒適程度與冷熱[1]。本文以建筑環境熱舒適性為主線，分析了其影響因素及改善策略。

一、環境熱舒適性的影響因素

（一）輻射溫度影響

建筑周圍表面溫度決定了平均熱輻射溫度，在人們的實際生活環境以及建筑所處的空氣溫度、生產狀態等因素影響下，平均輻射溫度并非處于均衡狀態，人們在感官上存在差異性，例如可感受到室內上下溫度差等[2]。由于人體同樣存在輻射熱源，因此在輻射溫度下會較大程度受到人體生理感覺或人體散熱的影響。根據相關研究結果顯示，人體生理感覺維持在熱舒適狀態，需要圍墻溫度與周圍空氣溫度的差值在7℃之內。國外研究者通過將天花板加熱實驗測試舒適度極限值中發現，即便處于熱舒適條件，若在熱輻射上不對稱，也存在少數人會感覺到不舒適感，因此他將熱輻射極限值定位于4℃以內。

（二）人體溫度因素

人類的活動方式決定了人體所產生的熱量程度，通常在活動方式上會受到人的性別與年齡因素影響，因此人體產生的熱量并非人體能夠主動控制。熱量的散發取決于人體外包裹的衣物以及所處環境。根據相關調查，長時間從事輕工作或處于安靜狀態的人類，其產生的熱量有一大半會通過皮膚對流散發或產生輻射，這一比例約為七成左右。在舒適的環境中，人類的出汗量、體溫、脈率等生理指標相對于不舒適環境下更為敏感[3]。因此我們認為熱舒適的生理基礎在于皮膚的溫度控制。皮膚溫度變化處于動態性過程，在熱感覺上存在滯后性特點，因此人類從冷的環境進入到熱的環境，或從熱的環境進入到冷的環境時，會出現感覺上的超越情況，這便是熱感覺與皮膚溫度的分離表現。換言之，在環境發生改變時，人體能夠自主調節生理周期，對熱感覺的評價并不能夠僅僅通過皮膚溫度來衡量。

（三）氣流速度因素

空氣的流動能夠在熱環境中為人們提供新鮮的空氣，加快蒸發散熱以及對流散熱速度，達到冷卻作用，更容易讓人體感覺舒適。但若空氣流通速度較快，則人體會感受到涼風吹過的感覺，影響到熱舒適效果[4]。相關研究者在研究中發現，氣流頻率處于0.05-0.18赫茲之間并不會對人體造成明顯感覺影響，但氣流頻率達到0.3赫茲，則可能讓人體產生冷感覺，此時即便調整濕度與溫度也不會對氣流頻率造成的影響產生改善作用。人體在感受氣流強度的過程中會很大程度上收到脈沖頻率的影響，頻率越大則氣流速度越低。

二、提升建筑環境熱舒適性的策略

（一）改善氣候微環境

建筑物在設計初期便可利用其布局、朝向以及地理位置，實現氣候微環境的改善，通過在建筑周邊設計噴泉或綠化，也可利用建筑周圍的湖泊江河來降低人們對熱的敏感程度，同時通過景色讓人心曠神怡，在生活滿意度的提升下改善熱舒適效果。在布局以及朝向方面，建筑物應避免設計出“通道”狀態的格局，以免風的流通速度在通道內加快。可加大太陽輻射能的利用程度，朝向以夏季主導風向為主，盡可能避免冬季主導風向。可在建筑物外墻上進行綠化，幫助建筑外墻達到遮陽效果。改善建筑外表微氣候，同時減少外部的眩光與熱反射程度。這樣一來，外墻綠化可利用植物的調節濕度功能與蒸騰降溫功能，降低城市熱島效應。另外，建筑物也會根據所處地理位置在風向上加以干預，例如對于炎熱地區而言應考慮夏季通風，而若所處地區較為寒冷則需重視冬季防風。

（二）合理選擇建筑材料

建筑物自身應進行合理的防熱、防寒、隔熱以及保溫設計，同時在通風以及防潮上達到相應標準，這就要求建筑物在材料的選用上達到熱惰性指標以及蓄熱系數指標。在建筑物樓面、屋頂、門窗、墻體、中庭、陽光房等材料的選擇上，不僅需保證材料的質量，還需在其結構及位置上有所規劃。以寒冷地區為例，由于寒冷地區氣溫影響，人體的熱舒適度難以得到保障，因此在材料規劃上處于背陰處的門窗應盡可能減少，提升向陽處太陽能的利用率。尤其是建筑物外墻，必須選擇具有保溫功能的墻體，降低外界環境對熱舒適性的影響。

（三）綠色建筑

暖通空調研究者應在設計上加強設備選型及負荷計算，對氣流合理組織，重視室內氣流組織模式，加強對自然風的利用程度。在新技術上可多嘗試綠色新型能源，例如蓄能空調、地熱能空調、太陽能空調、地面輻射等等。設計者應考慮到能源降耗以及舒適性，研究再生能源技術，嘗試通過空調系統的優化設計來改善建筑熱環境，提升居住者的熱舒適程度。

三、結束語

綜上所述，熱舒適性與人類的生存舒適程度息息相關。建筑物在設計與建造過程中需考慮導熱舒適性的重要作用，在降低能耗的前提下綜合考慮建筑節能及室內外熱環境的改善，提升居住處舒適性。

參考文獻：

[1]肖堅，周晉，徐峰，張國強.夏熱冬冷地區居住建筑基于熱舒適的熱環境評價指標[J].中南大學學報（自然科學版），2012，09：3693-3697.

[2]張宇峰，陳慧梅，孟慶林.我國濕熱地區使用分體空調建筑的熱舒適與熱適應現場研究（1）：熱環境與熱感受[J].暖通空調，2014，01：6-14.

[3]王偉，羅會龍，高亞鋒，李百戰，王永喬.昆明地區夏季居住建筑室內熱環境測試及熱舒適調查[J].暖通空調，2011，06：93-95+46.

[4]趙子健，陳靜怡，鐘雋文，楊沈斌.基于標準有效溫度和不舒適指標研究南京熱舒適狀況[J].氣象與環境科學，2013，04：16-21.