HEATING CLASS
采暖学堂
谈谈采暖舒适性(2)
2013-12-06 17:21:27
空气的温度和围护结构表面的温度差必须保持小些
空气的温度对我们舒适性的感觉有强烈的影响。当然,包围我们周边的表面(窗户、墙体、家具等)温度对我们热的感知度同样重要。这两个指标共同地和同步地影响着我们对热的感知度。
围护结构表面的温度可以用一根普通的温度计不精确地测定。此外,也可以使用所谓的数字式红外线温度仪。红外线温度仪是通过分析当时表面发出的辐射功率、无接触地确定表面温度。只有将发出红外线的窗口对着测量构件的表面,食指按住按钮,在显示器上立即显示该测量点的温度。借助于红外线温度仪,尤其是可以费用不大地、迅速地发现热桥。
使大多数人感到舒适的环境??这有试验证明??是当:
空气的温度与围护结构表面的温度之间的平均值约在20℃时;
空气的温度与围护结构表面的温度差不超过3℃时;
地板与天花板之间的温度差同样也不要超过3℃时。
所以,例如在室内空气温度为19℃时,外墙的内表面最低温度不能低于16℃。要实现这个条件,与该建筑构件的绝热特性有关。在很好的绝热时,围护结构表面温度可以接近室内空气温度。如果相反,绝热差,那么他们在较长的时间加热后,仍然远低于室内空气温度。这对于舒适性有严重的后果。如果由于外墙的表面温度下降一度,那么人的感觉就好比室内空气温度减少了一度!为了平衡这点就必须再加热(除非再加绝热)。
如果您通过改善绝热来提高表面的温度,那么在空气温度保持不变时物体由于热辐射缺失的热量又降低。减少了在冷表面的室内空气温度的冷却。在地面的冷空气层的形成受到压制。就不再有穿堂风。不再需要额外的热能,舒适性增加了。
所以提高舒适性的最合适和最有效的措施是改善建筑构件的绝热。但是,这不是唯一的防止“脚冷”的策略。也还有正确选择和安置散热器,以及相应地确定采暖热水温度,来避免舒适性的干扰。
冷的空气层导致不舒服,您也许知道,脚冷,会导致颈椎颤抖、甚至导致全身感觉颤抖。
如果有人家里冷的外墙内表面温度较低,例如只有12℃,需要强烈生火。人们不得不尝试通过较高的空气温度来应对辐射热量的缺失以及由此产生的寒冷感觉。室内的温度在24℃或以上并不稀罕。尽管在室内温度26℃与墙体表面温度14℃之间的平均值为20℃时,舒适性仍然没有调节恰当。因为在墙体表面和空气之间的温差简直太大了。特别是当软垫家具放在这样的冷墙旁边,可以预料得到颈子部位会冷得发抖。虽然窗户和门是关闭的,但是人还是感到有穿堂风。
一个建筑构件的表面温度,例如墙体剖面或窗玻璃的表面温度,尤其依赖于内侧室内空气温度、室外温度和建筑构件的传热系数(U值)。另一个影响因素是两侧表面到相邻介质的传热阻力。热阻是对热流从一种介质向另一种介质传输时产生的阻力。热阻的大小与空气的速度有关。建筑构件内侧表面的温度大小有着重要的意义 ??一方面影响着舒适感,另一方面可能造成冷凝水析出,是霉斑生成的起因。对于霉斑的生长,是由于直接在较冷的表面降低空气温度而决定性地提高了室内空气相对湿度。每一个建筑工程设计的目标都必须尽可能使围护结构表面的温度接近室内空气的温度,达到一定的高度。这个目标通过与室外建筑构件之间良好的绝热和不形成热桥来实现。
这也是很实际的问题。热的室内空气在冷的外墙和窗户内测处变凉,因此变重和下沉。墙体附近的空气冷却越厉害,其下降速度越大。室内的空气是在运动的,换句话说,在这个温度范围内比人更强烈些。
在某一个温度时,当空气速度超过一定的量,人体感觉就不舒适了。在夏季,人体对电风扇的高速空气和在自行车上的迎面风感觉是很舒服的。在空气低温时,有一点空气运动干扰就觉得不舒服了。
空气运动妨碍或改善舒适,这与人体皮肤将热量直接散发到周围的空气(对流)进行温度调节有关。如果空气运动很强,就将更多的热量散发出去,或者则相反。空气运动的大小,即那个气流,感觉舒适还是妨碍舒适,强烈地与年龄、敏感度、工作种类、服装、人体本身……,有关系,尤其是与空气的温度有关系。卫生学家给出在空气温度为20℃至22℃时,人体可以耐受的空气速度最大为0.15至0.2m/s。
气流的感受严重地影响了舒适性,并在吹了穿堂风后能易使人生病。另一方面,一定的空气运动对于散热器的传热(通过对流进行热分配)是需要的,同样对于物质的传输(水蒸气和有害物质的排放)也是需要的。所以创造不用空气运动、通过几个建议的、所谓“纯”的辐射式采暖来达到的环境,这不是目的。在实际上,根本不是要调节这种空气不运动的环境。
当空气和围护结构面(例如窗户)之间的温度差在2℃时,少量的空气运动是不可避免的和明确所希望的。
对于设计要注意的是:
◇调节空气运动,要均匀通风至房间的深处;
◇空气速度不要超过0.1m/s,以便于室内空气在较低温度时不会产生不舒服。
当在下列条件时,可以达到无穿堂风、但是又有空气运动的环境:
◇要避免围护结构的冷表面??通过建筑构件良好的绝热,来提高窗户和外墙内表面的温度;
◇如果要负责房间的全部热负荷,应避免逐点散热器使用(小的紧凑型散热器),散热器安置在每个窗户下面;
◇采暖系统的供水温度降到50℃至55℃(虽然就此散热器强制性的有了一个较大的立面,但是也减少了对流功率和相对增加了辐射功率);
◇使用长型、不太高的散热器,这类散热器会产生低速的、尽可能宽的空气圆柱体;
◇将热负荷分布在几个散热器上,特别是在房间的地面是不规则形状的;
◇在每扇窗户下布置散热器。
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