石家庄地区既有被动式太阳房夏季热环境测试和

摘要：本文首先阐述了我国的当前建筑能耗现状，提出太阳能资源利用的可发展性。作者对石家庄地区村镇既有被动式太阳房夏季室内热环境进行实地测试和居住者主观问卷调查发现，附加阳光间及临室存在夏季过热现象。并分析产生过热现象的原因提出改进措施。
关键词：建筑能耗被动式太阳房 热环境
随着生活水平的提高,城镇居民对建筑室内热舒适的要求也日益提高，农村建筑的规模及造价逐步提升,建筑在使用过程中的采暖空调能耗又面临着严峻的挑战。人们越来越关可再生能源太阳能的应用,在较寒冷的北方平原,太阳照度较好且覆盖面积大,太阳能取暖和降温是一项可持续发展的技术。它不仅可以节约大量的常规燃料,而且可以使缺煤少柴地区的广大群众的居住建筑室内热环境水平得以提高,使人与自然环境得到和谐发展。

1.既有被动式太阳房的现状

石家庄市地处河北省中南部，属于寒冷地区，属于利用太阳能采暖适宜气候地，且村镇大部分居民投入建设并使用被动式太阳房，但是由于其绝大部分为自主建房，很多村民在建设过程中缺少客观的建设条件，以及技术方面的指导,致使冬季室内热环境并未达到基本舒适度要求，夏季出现过热现象，过渡季节室内潮湿。与阳光相邻房间的室内存在照度不均匀弊端。
针对既有太阳房存在的问题，本文以石家庄地区村镇自主建设的既有被动式太阳房为对象，通过问卷和测试等方法，找出问题所在，进而提升被动式太阳房在村镇中的实用性，同时改善住宅室内的舒适性。这使得今后太阳房在河北地区乃至全国的村镇推广和可持续发展都有着重要的意。

通信作者:刘阔(1983- )男，河北保定人，研究生

2.被动式太阳房热环境测试

2.1测试对象及测点布置

为了研究传统村镇太阳房住宅室内热环境的整体情况，选取典型的既有住宅进行热环境测试，所选取的住宅是石家庄地区石井村的典型住户。测试房间选择阳光间和与阳光间相邻的两个主要使用房间。平面布局以及测点布置见图2.1。测试采用YBJL-8902自动式温湿度记录仪。测试时间选取7月22日～24日，记录连续72个小时内住宅的室外、附加阳光间、客厅，卧室的温度变化，采取时间间隔为1h。将仪器放置于远离门、窗、热源，以及其它有可能引起温度变化的设备等，放置距离地面

1.2～5m高度处。

图2.1 测试户平面布局及测点布置图

2.2温度测试结果

图

2.2夏季室内外24小时温度

从图2.2中就可以看出室外温度从早晨8:00直到夜间22:00温度一直持续在30℃以上，下午14:00左右达到顶峰，在凌晨8:00为最低，分别为40.1℃和27.0℃，波幅为13.1℃。日光间在下午14：00～15:00最高值为36.3℃，最低温度在凌晨6:00达到29.3℃，波幅为7℃。可见日光间受室外温度影响较大，在中午强烈日光照下，经导热和辐射换热，温度较快的升高。虽然日光间增大了门，窗的面积，改善了通风效果，但是也加大了室外热气流与室内的对流量，从而直接加速温度的升高，且建筑南向外窗宜并未设置水平遮阳以及活动遮阳措，这也是日光间夏季吸收热量过多的原因。
从图2.2中看出来客厅最高温度值出现在夜间22:00～0:00为32.3℃，最低值在早晨8:00为30.4℃，波幅变化为1.9℃。卧室最高值与客厅相似,夜间22：00的温度为31.4℃，清晨6:00为30.2℃波幅值是1.2℃。从图2.1可以看出，客厅与卧室只有单侧开窗，当地民俗有“不开后窗”的说法，所以民居内部只是靠单侧开窗来通风和疏导气流，这样在白天午后日光间向卧室与客厅传递热量，致使室内温度升高，但到夜间围护结构有一定的蓄热性，这样室内热空气无法通过夜间通风等自然手段达到降温的效果，并一直保持在30℃以上，而且客厅与卧室为人们主要的活动场所，都导致了室内的热环境较差。

2.3湿度测试结果

图

2.3 夏季室内外24小时湿度测试

石家庄地区的院落大多成四周围合式布局，所以在冬季与夏季空气流速变化不显著，室外的湿度主要与温度成线型关系，从湿度曲线图2.3中可以看出室外的湿度变化波动最大，在正午湿度值最低，仅为15.3%RH，此时室外温度达到最高值，日光间由于受室外的温度波动

摘自：毕业论文翻译www.udooo.com

影响，所以湿度也变化比较显著，午后较为干燥，到夜间后湿度回升。卧室与客厅的湿度变化不大，都在60%RH左右，由于客厅人们活动较为频繁，增加室内空气流动。

3.夏季居民人体热舒适调查

3.1室内人体热感觉主观反映

除以上实测数据外，主观问卷调查也是非常重要，因为根据实验表明人体的各种适应性对热舒适性会有很大的影，且村镇居民根据个人的年龄和习惯不同在相同的热环境状况下的主观热感受也不同。
图3.1与3.2为夏季室内热环境的主观感受（值中-2为凉，0为中性，2为热）和满意分布频率（值中-2为最满意，0为适中，2为满意），从图中可以看出70%的居民感觉室内热环境不舒适，满意的人数较少，与热感觉相对应室内的满意度也随之降低，这与室内的温度偏高有直接的关系。

图

3.1室内人体热感觉分布图2室内人体热感觉满意度分布

3.2日光间人体热感觉主观反映

夏季日光间内热环境的主观热感觉调查情况分布图如图

3.3和图4：

图

3.3日光间人体热感觉分布图 4日光间人体热感觉满意度分布

在当地居民日常生活中日光间已成为了主要的活动空间，从上图中可以看出夏季居民在日光间内感觉热环境适中的人居少数，对热环境满意的人数仅占27%左右，这说明夏季日光间内部的热环境是比较恶劣的，主要是夏季温度偏高，日光间没有采取合理的遮阳措施，以及围护结构做有效的隔热处理等原因造成。
4.结论
通过上述的实测和问卷调查，可以发现石家庄地区既有的被动式太阳房在夏季夜间22:00之后室内的温度达到最高值，并持续在30℃以上，室内的热环境并不理想，且人体热舒适主观反映也差强人意，未达到满意的热舒适条件，由此可以看出夏季防热成为一项改善室内热舒适的关键。这里可以对周围环境进行绿化来降低室外环境辐射，同时也可以在阳光间设置专门的遮阳设施及将围护结构外表面进行浅色涂刷以减少太阳辐射的吸收，并在夜间组织好房间的自然通风，引风入室来排除余热。从而直接与间接的改善居民室内的热舒适状况。
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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。