引言研究表明,人们一天87%的时间是在室内度过,其中69%的时间是在住宅内度过[1-2]。如果改善室内环境质量,人们的工作与学习效率可以提升15%~20%[3-4]。室温控制技术发展潜力巨大,而确定影响室内温度的因素是室温控制的前提。国内外学者就影响室内温度的因素从不同方面进行分析[5-7],由于影响供暖建筑室内温度的因素复杂,本文对目前现有的研究成果进行综述,对不同室内温度的影响因素展开分析。1建筑外部因素1.1太阳辐射太阳辐射是影响供暖房间室内温度的重要因素之一,不同地区的太阳辐射照度受到当地的大气透明度、大气压力以及地理位置的影响。刘国丹[8]等分析太阳辐射照度对室内热环境的影响,提出建筑室内辐射分区的新方法。赵娟[9]等以拉萨某地区多层办公建筑为研究对象,采用实测分析的方法研究太阳辐射对不同朝向房间的室内温度的影响。孙红三[10]等针对二次透过室内的太阳辐射问题,提出相应的计算方法,并完成了相应软件的开发,可进一步提高室内温度的计算精度,推动建筑节能的进程。Jalonne[11]等建立混合效应模型,得出太阳辐射是所有位置类别影响室内温度的重要预测因子。1.2室外温度室外温度是表征室内热环境的重要指标也是影响室内温度的重要因素,室外温度主要以对流传热的方式向室内房间传递热量。以我国北方夏季为例,白天室内气温较高,空气中的热量一部分以对流的方式,通过门窗缝隙向室内传递热量,其余的热量则以加热外围护结构的方式使室内温度升高。夜间室外温度低于室内温度,热量又通过以上两种方式方向反向传递热量到室外,使室内温度降低。全得海[12]以实例为基础,得出偶然性的室外突然降温或者间歇性的供暖调节都会导致房间的温度下降。杨晓敏[13]等通过对平顶山地区实际住宅建筑的供回水温度测量,得出室外温度通过影响供回水温差的形式从而影响室内温度的结论。王盛慧[14]等通过建立多元自适应样条回归模型,得出室外温度对室内温度的影响程度最大,影响系数为0.405。Krishnamachari[15]等对不同地区的建筑进行研究,得出室外温度是影响室内温度的主要因素,其次是太阳辐射。Asumadu[16]等采用具有随机截距的线性混合效应模型方法对室内温度与室外温度的关系进行量化分析,分别分析暖季与清凉季昼夜之间室内外温度之间的关系,得出房屋和室内温度之间的关系与室内温度是一致的,且室内温度与房屋年龄、建筑材料、屋顶材料和绝缘密切相关。1.3室外渗透风建筑物的室内外空气交换形式包括通风和空气渗透。建筑渗透风由于建筑开口或者围护结构缝隙从而进入室内的对室内直接产生影响的无组织的空气流动,建筑本身存在缝隙且由于围护结构缝隙的宽度不一,风向、风速和频率的不同导致对室内温度影响不同,因此由门窗缝隙渗透进室内的渗透风量难以计算。刘效辰[17]等对大型交通枢纽、商业综合体与工业产房等3种高大空间建筑进行实测研究,发现高大空间的渗透风负荷占比高达66%~85%,并提出影响渗透风的重要因素,对未来进一步研究提供参考作用。刘燕[18]等研究风压作用下,自然通风对室内温度的影响,得到不同风速模式下,室内温度波动的规律。Wang[19]等针对某火车站进行实测研究,发现及时关闭窗户可减少20%~40%的渗透风量,建筑气密性对降低渗透风量起到关键作用,特别是大空间建筑。针对普通空间建筑减少渗透风的方法与高大空间差别不大,如增加外窗的密闭性、合理规划开窗时间、加强建筑内部隔断等方法,而对于高大空间减少渗透风的主要方法是在外门增加门斗(或多层外门)和增设外门风幕[20-23]。2建筑内部因素2.1户间传热对于户间传热的问题主要分为3个方面[24]:(1)户间邻室传热:同一栋住宅楼不同住户即使是集中供暖用户也会因为室内人员不同、通风方式不同而导致不同房间温度不同,从而产生户间邻室传热。(2)户内邻室传热:同一住户不同房间或者是同一房间,因为功能不同,供暖装置处在不同位置,导致室内供热量不同,引起户内邻室传热。(3)公共区间传热:公共区间主要指楼梯间、走廊等。公共区域的供暖温度与室内供暖温度不相同,室内与公共区间因为温差而导致热量传递。且与其他传热的随机性相比,这部分传热在供暖期间始终存在。侯佳煜[25]研究发现同一层房间左右用户通过墙板传递的热量对中间非供暖的用户影响较少,而分户楼梯板的上下传热对于上下层中间非供暖用户的影响较大。崔明辉[26]等以低温地板采暖系统为例,选取6种处于不同位置的房间,通过建立CFD模型的方式探讨户间传热对室内温度的影响,得出户间传热对房间达到要求的室内温度具有很大贡献,邻室房间采暖状况相似、房间内围护结构传热特性相同时,房间内围护结构面积越大,户间传热量就越大。为减少户间传热,尽量增加墙壁的保温,减小能量的浪费与消耗。2.2室内热源室内热源主要分为供暖末端、室内灯光、人体、室内设备等。目前国内采暖的末端种类繁多,例如:低温热水辐射地板、风机盘管、散热器、电暖气、全空气空调末端、天花板采暖等。刘艳峰[27]等利用层次分析的方法,发现在相同室内设计温度下,采用低温地板热水辐射供暖的房间的平均空气温度最高。汪健生[28]等对室内温度场进行数值模拟分析,发现散热器供暖方式的影响区域最大,而地板、天花板与踢脚板供暖更符合人体热舒适性要求。王吉进[29]通过CFD数值模拟的方法对散热器、低温地板辐射和燃气红外辐射供暖3种供暖方式的室内温度场进行分析,发现在水平方向上3种供暖方式的温度波动范围不大,但不同供暖方式在竖直方向上的温度梯度差异明显。高智杰[30]以风机盘管与地板辐射采暖作为研究对象,相同PMV情况下,地板辐射采暖的耗热量优于风机盘管采暖。French[31]等探讨不同的加热燃料和加热器类型对起居室温度的影响。而对室内灯光、人体以及室内工艺设备等对于室内温度的影响可以通过计算相应的负荷计算体现。2.3室内蓄热体蓄热体被用来描述一个建筑储存和释放热量的整个能力。蓄热是材料本身所自带的性能,材料蓄热性能影响因素主要有:(1)蓄热材料的热物参数,如材料的热容量、导热系数以及密度等;(2)建筑物的构造、墙体的结构、保温以及其位置分布;(3)其他因素如住户的生活方式、气候因素以及周期性的外绕等。建筑蓄热体指构成建筑物的各个物体结构,包括建筑的围护结构、内部家具、内墙,甚至对于室内空气,都可被称为建筑蓄热体。建筑蓄热对于室内热环境的影响主要是体现在:(1)可调节温度室内温度,削弱温度的峰值,从而降低室内冷热负荷的峰值,由此降低设备的安装容量和运行费用。(2)延迟峰值到来时间。蓄热体又可以分为内部蓄热体和外部蓄热体两种。在一般工程计算中,通常忽略内部蓄热体的作用,认为内部蓄热体的温度与室内空气的温度相同。然而内部家具等对于室内温度的影响是不可忽略的。周军莉[32]采用虚拟球法,将内部蓄热体的体积与外表面积分别与虚拟球相等,以此代替不规则的内蓄热体,发现内蓄热体的材料尽可能选择大热容,大导热系数,而在体积热容大于2 MJ/(m3·K)之后,对室内温度的影响基本保持不变。韩莹[33]利用EQUEST软件及实测建筑物作为研究对象建立模型。结果表明,在不考虑太阳辐射的影响时,室内家具对室内温度的影响最大。索源志[34]运用实测与模拟结合的方法,得到在内蓄热体蓄热的影响下,室内温度的变化规律。万进[35]等研究间断供暖的情况下,内蓄热体保温对室内热环境的影响。3建筑物本身影响建筑本身的材料、结构、地理位置等也会影响室内温度。许建柳[36]等建立复合材料墙体的房间内温度响应数学模型,对比分析得出相同加热(制冷)条件下,相同材质、相同尺寸组合构成的复合材料墙体在不同的材料排列方式的情况下,室内温度变化差异大。文献[37]中说明,若为0.2 m厚的特朗贝墙体,热量由墙体外表面传入室内的时间大概8~10 h,说明墙体加热几小时之后,室内温度也可以保持舒适,延迟峰值时间。David[38]等通过在4个不同热质量水平的环境实验室内,评价不同墙体、屋顶对降低室内最高日间温度的影响。得出低热质量对室内温度最大值几乎没有影响,高热质量对降低室内温度非常有效,当室外最高温度大于33 ℃时,室内最高温度为25.4 °C。4其他因素时间和气象因素也会影响室内温度的变化。王文标[39]等以气象参数作为输入,以室内温度作为输出,通过支持向量机(SVM)的建模方法对建筑室内温度建模分析,探讨气象参数对于室内温度的影响。除此之外,冬季室内平均气温还受到居住年龄、热性能、家庭规模和收入等方面的影响[40-41]。5结语室内温度受多因素综合影响,将室内温度从各个领域各个因素不断细化,以提高人们对于室内温度的控制。开展室内温度的影响因素研究,以便于更加准确地判断室内温度是否达到热平衡的状态。对于制定更加合理的室内设计参数、满足人舒适性、达到建筑节能目的十分重要。现阶段的研究对于室内温度的预测方法只是取影响因素中的其中一个或者几个,得到的数据并不准确,还需要更好地了解健康与室内热环境温度之间的关系,达到节能与环保、经济与健康并存的目标。

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