通過對某一典型辦公建築築物典型辦公室的分析，得到了該辦公建築的有效時數和自然通風潛力資料。
關鍵詞：自然通風，問卷調查，評價指標，有效時數，節能潛力
1. 引言
建築能耗在我國能耗中佔據了很大的分量，而空調系統的能耗佔整個建築物能耗的60％～70％。自然通風是一種古老的通風技術，它可以在不消耗任何能源的情況下向室內提供新鮮的空氣，排除室內的汙濁空氣，與此同時對室內的環境進行除濕和降溫，從而達到人體熱舒適指標。舒適性空調是保證建築物內熱環境達到人體舒適指標的裝置，在過渡季節，如果繼續開啟空調系統秒將會耗費大量的能源，通過開窗自然通風就如果可以達到室內的舒適度將會節省大量的能源，有些時候，即使在炎熱的夏季，在某些時段通過自然通風也可以達到人員對室內舒適性要求。
有關研究結果表明，採用自然通風的建築物，每年可以節約冷量。在對歐洲國家的某些辦公樓進行了節能情況的統計和調查發現，在使用自然通風的情況下可以使辦公建築節能50%以上。在某些情況下自然風的風速是遠遠高於機械風的，但自然風有其特有的湍流特性，其頻率特性對人體的影響是目前任何機械或人工系統無法取代的，但是自然風的風速和風向沒有規律可循，如何通過合理利用自然通風來進行室內的降溫除濕，以及置換室內空氣等方面的問題得到了越來越廣泛的關注。
這些問題的研究充分的體現了人類親近自然、回歸自然的理念和想法。
雖然自然通風技術的優勢很多，但是在自然通風的應用方面，人們對其的認識並不是全面的。隨著城市化程序的腳步，各種體型多樣、布局複雜的建築群像雨後春筍拔地而起。建築物的選址、布局、朝向、層高都會對建築物的自然通風產生一定的影響。
此外，建築外部的空氣溫度、相對濕度、風速、風向會對建築室內的熱環境的主要影響因素。因此，為了創造乙個良好的室內風速環境，應該充分考慮不同地理環境地區的風資源的差異。目前人們對建築室內的舒適性要求逐漸提高，同時，越來越成熟的技術使我們能更好的研究自然通風過程。
2. 自然通風條件下熱舒適指標的研究
本課題以問卷調查的形式對山東地區自然通風條件下的人體熱舒適性進行了研究。本課題的調查以兩種方式進行：一方面對受試辦公建築物的室內外氣象引數進行調查與統計；另一方面對人的舒適感進行主觀調查，採用問卷調查的方式進行統計。
2.1 山東地區熱舒適性資料採集
測試的樣本數量非常多的時候，這種對於溫度的反應在曲線上已表現為標準正態分佈。一般認為樣本數不應小於50，最好100以上。本課題的實驗測量時，通過隨機抽樣，在山東地區選取某大學辦公建築物進行自然通風條件下室內熱舒適性的測試與研究。
總共調查了345人，一共得到345份問卷調查報告。
2.2 調查結果與分析
由過渡季節和夏季室內氣候特徵測試的物理資料的統計結果可以知道，在夏季，室內空氣溫度範圍為25.4℃-37.5℃，平均溫度27℃；相對濕度範圍是67%-92%，平均相對濕度是78%，風速範圍是0.
02m/s-0.8m/s，平均風速是0.41m/s；在過渡季，室內空氣溫度範圍為10.
5℃-26.7℃，平均空氣溫度16.5℃；相對濕度範圍：
35.4%-90.8%，平均相對濕度為61.
3%；過渡季節室內風速較大，風速範圍是0.4m/s-1.5m/s，平均風速0.
95m/s。
人體服裝熱阻是根據ashrae標準55-1992通過現場調查時的問卷調查表獲得，對於受試者的著衣熱阻，先找出每個受試者所穿的每件服裝對應的熱阻值，然後由公式計算出組合服裝的總熱阻值，經過統計分析可得夏季服裝熱阻的平均值是0.35clo，過渡季節的服裝熱阻的平均值是1.25clo。
通過統計分析結果可以得到：在夏季只有將近38%的居民對室內熱環境表示滿意，夏季受試者對室內熱環境的滿意率要低於過渡季節，這主要原因是由於夏季室室外溫度過高自然通風利用率不高的緣故。過渡季受試者的平均熱感覺是適中，過渡季有將近82%的居民對室內熱環境滿意。
2.3 室內環境熱舒適指標
為了對我國自然通風建築的熱舒適狀況進行研究和分析，相關學者進行了熱舒適調查。研究表明由於地域和氣候差異，我國熱舒適性評價標準和國外的相關標準存在著不少的差異，因此，在該行業不能直接套用其他國家的熱舒適性標準，而應該總結出符合我國的地域氣候條件特點，迎合當地人們生活習慣和生存條件的熱舒適性標準。
與機械通風相比,自然通風具有良好的吹風感受。有關調查研究發現,，處於熱舒適區的居民仍渴望得到更大的風速。在高於 26℃的熱環境中,通過吹風的補償作用可使人產生舒適感,達到熱舒適狀態。
以熱中性溫度為中心，以90%的人可接受的5℃舒適區寬度和80%的人可接受的7℃舒適區寬度來界定室內舒適溫度範圍的上限和下限，這樣形成的溫度區域為熱舒適區。山東地區建築自然通風條件下人體的熱舒適中性溫度表示式：
（1）式中，——室內中性溫度，℃；
——月平均室外溫度，℃；
——室內相對濕度（室溫高於26℃且大於70%時才考慮此項），%；
——人體表面風速，m/s。
由於山東地區特殊的地理環境，使得內陸地區和沿海的地區的風環境有較明顯差異，根據中國建築熱環境分析軟體，選取五個典型城市，內陸地區選取濟南，濰坊，兗州，沿海地區選取龍口，成山頭進行分析。根據中國建築熱環境分析軟體裡的相關資料可以得出濟南地區夏季月平均室外溫度為26.7℃，過渡季節的月平均室外溫度為15.
7℃，夏季月平均室外相對濕度為70.3%，過渡季節月平均室外相對濕度為52.9%；兗州地區夏季月平均室外溫度為25.
6℃，過渡季節的月平均室外溫度為14.1℃，夏季月平均室外相對濕度為76.2%，過渡季節月平均室外相對濕度為67.
2%；濰坊地區夏季月平均室外溫度為24.8℃，過渡季節的月平均室外溫度為13℃，夏季月平均室外相對濕度為76.5%，過渡季節月平均室外相對濕度為67.
2%；龍口地區夏季月平均室外溫度為24.7℃，過渡季節的月平均室外溫度為12.9℃，夏季月平均室外相對濕度為75%，過渡季節月平均室外相對濕度為62%；成山頭地區夏季月平均室外溫度為21.
3℃，過渡季節的月平均室外溫度為11.9℃，夏季月平均室外相對濕度為78%，過渡季節月平均室外相對濕度為70%。將資料代入式1中，可分別得各地區夏季和過渡季節的室內中性溫度。
此外，有關研究發現，在沒有行為調節的情況下，室內熱舒適區的寬度應為4℃。分析計算可得出山東地區熱舒適性指標的推薦值如表1和表2所示：
表1 山東地區夏季熱舒適性指標推薦值
表2 山東地區過渡季熱舒適性指標推薦值
3. 山東地區自然通風可利用小時數確定
根據熱平衡原理，由室內舒適溫度和室外溫濕度氣象引數等就可判斷某時刻是否適合自然通風，對某以地區可利用自然通風的時刻數相加就得到自然通風全年可利用小時數x，定義自然通風有效性
2)根據上文中表1和表2山東地區室內環境熱舒適性溫度指標，可以知道只要室外溫度在熱舒適性指標推薦值的範圍內，就可以進行開窗通風。。
表3 自然通風可利用小時數
4. 自然通風潛力分析
自然通風潛力是指僅依靠自然通風就可確保有可接受的室內空氣質量和室內熱舒適性的潛力。國外對自然通風潛力的研究主要是氣候適應性分析，其缺點是不能正確反映熱壓和風壓共同作用的效果，模型較粗糙，可信度不高。自然通風的氣候適應性分析基本原理是根據室內舒適性要求得出房間舒適溫度範圍，由房間的熱平衡原理得到自然通風在滿足舒適性前提下要求的室外氣象引數，進而由實際氣象引數對通風潛力進行評估。
自然通風有效性表明一定氣候環境條件下可利用自然通風的時長，有效性越大的地區其自然通風潛力也越大。這類自然通風氣候適應性分析方法是由熱平衡原理，根據某地區典型氣象年資料來確定適合自然通風的有效時數。
4.1 夏季室內冷負荷的計算
本文以山東省某八層辦公建築中的典型辦公室為研究物件。房間尺寸為7.8m×7.
2m×3.6m。在進行室內冷負荷計算時，一般辦公建築的工作時間為8:
00~18:00，因此對該時段的室內冷負荷進行計算和分析。房間內的相關引數統計如表4所示。
表4 建築模型房間內引數
4.2室內冷負荷的計算結果及分析
將各個地區計算的逐時冷負荷中的最大冷負荷彙總，如表5所示。
表5 建築模型各地區最大冷負荷彙總表
4.3 室內送風量的計算
自然通風計算只考慮熱壓作用，而不計算不確定的風壓作用。設計的自然通風是隨著室外各種條件的變化而時時變化著的乙個通風過程，而且難於進行不穩定計算。因此在本文的計算中，把這個複雜問題簡化成在設計條件下穩定的全面通風過程。
辦公室內的通風量可以通過式（3）來計算。
3）式中，為辦公室需要的通風量，kg/s；為室內的餘熱量，即冷負荷， kw；為室內空氣定壓比熱，取值為1.01kj/(kg·℃)；為辦公室內空氣溫度，℃；為辦公室外空氣溫度，℃。得出各地區自然通風條件下室內通風量如表6所示。
表6 建築模型各地區室內所需通風量
4.4 自然通風舒適性送風引數的確定
建築開口的相對大小、位置等都會對室內風速產生比較大的影響。室內的最大風速通常會出現在進風口位置附近。在本章的研究中，辦公室建築模型的窗戶尺寸為2.
4mx2.1m，房間南向外牆上共有兩扇窗戶。窗戶的可開啟面積為5.
04m2。從而可以計算出各地區在辦公建築視窗全開的時候最小通風風速如表7所示。
表7 建築模型各地區自然通風最小風速
4.5 山東地區自然通風有效時數的確定
工程竣工總結 山東地區
一 工程概況 1 工程專案名稱 河口區房產交易中心綜合服務樓工程 2 設計單位 東營市勝方建築工程設計 3 監理單位 東營市河口區建設監理有限責任公司 4 施工單位 東營市富海建築安裝 5 工程規模 1 結構型別 框架結構 2 層數 三層 3 建築面積 450平方公尺 4 工程造價 450萬元 二 ...
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