建筑物的热舒适

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了解在建筑物中影响我们热舒适度的不同因素以及我们如何使用HVACR控制这些条件。我们还研究如何使用CFD模拟优化建筑环境的设计和效率。免费simscale帐户(https://www.simscale.com/)滚动到底部观看YouTube视频教程

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我们都经历过它。我们坐在教室或办公室,这太热了,闷烧,你发现很难集中精力,并开始睡着了。或者你可能坐在一站或终端里,这是一个微风和寒冷的地方。这些都是令人难度的热舒适​​性的例子。

我们构建整个地球的建筑物来保护我们来自元素并允许我们进行特定任务。我们为这些建筑设计来控制内部环境。每个建筑都有不同的目的,因此内部环境的设计将略有不同。

我们通过HVAC或H.V.A.C.R控制该内部环境,这是加热通风空调和制冷。这些系统可以从一个小型空调单元,用于家庭或公寓,直到天空刮板的巨大多冷水机组和锅炉系统。所有这些系统都有一个目的,控制和维持空间内的乘员和设备的热舒适度。

是什么让房间舒适?

当我们考虑什么让房间舒适时,我们倾向于先思考温度。这是真实的,但还有其他事情需要考虑:

  • 湿度
  • 空气速度
  • 辐射温度
  • 代谢速率
  • 服装。

我们稍后会经历这些中的每一个进入文章,并讨论它们如何影响建造环境。

如果我们想到时代我们在一个不舒服的房间时,空气太热或太冷,湿度可能太高,空气循环要么太多或太多了。这些是我们记得的东西。

我们可以使用CFD或计算流体动力学快速轻松地模拟和比较不同设计的性能。屏幕上的这些模拟是通过SimScale的基于革命性的云的CFD和FEA工程平台制作,他们善意赞助了这一教程。再次,您可以通过点击此处获取免费帐户链接

温度

房间的温度是舒适性最明显的因素之一。我们的身体将尝试保持约37°C(98.6°F)的温度,这是为了使我们的内部器官能够最佳地运行。如果我们的核心体温偏离这一点,我们的身体将开始失败,我们失去意识,进入心脏骤停,这可能导致脑损伤甚至死亡。

如果我们比较两个办公室设计用于温度分布,第一个(坏)室设计有三个入口在右上角,左下角有两个插座。第二个(好的)仅使用一个入口,两个插座在入口下移动。乘客坐在房间中心的书桌上。

当我们看看空气的温度,我们看到冷空气流出入口。在糟糕的设计中,冷空气直接倒在乘员上。在良好的设计中,我们看到冷空气分配在房间的上部区域铺展,提供更稳定和相同的环境。

在糟糕的设计中,左边的人可能是非常舒适的,但放电下的人会感到很冷,可能会变得不适。在良好的设计中,两名乘员将体验相同的热情。

为什么温度物质?

当我们太热的时候,我们的身体会出汗,这种液体会在我们的皮肤上形成一层,这将蒸发。因为它蒸发它会带走热量并使我们凉爽。当我们太冷时,我们的身体会颤抖,这导致肌肉的快速运动会产生热量来温暖我们。所以我们需要在一个不太热或寒冷的房间里。

通常,当室温约为20-22°C(68-72°F)时,乘客会感到舒适,但这会根据诸如人类的活动和他们穿着的东西而有所不同。

CIBSE TM31日志书

要给你一个真实世界设计的例子,这是一个来自a的提取物CIBSE TM31建筑日志书在伦敦的办公室。您可以看到该建筑在夏季为外部条件设计,冬季冬季为负4°C。建筑物内的办公区域设计为22°C,2度缓冲器,这意味着它可以是20 - 24°C。这一个没有湿度控制,我们将在以后看看。

如果你想深入了解设计的细节Ashrae 55.CIBSE指南A.是一些最广泛使用的行业指南用于热设计。我将在视频描述中留下一些链接。

速度

空气速度是另一个方面,这将对人们舒适水平产生大的影响。空气移动越快,热交换就会越大。

正如我们在糟糕的设计中看到的那样,右边的人不会舒服,因为空气在它们上方速度快速移动,因此热量将迅速离开身体。

在改进的设计中,我们在乘员的顶部具有高速度,但这时间它不会直接落在它们上。左乘客可能只是在他们的头上感受到这一点,如果他们站起来可能所以。在脚踝周围还有一个高速区域,因此仍然可以为格栅的位置和数量进行一些改进。

由于透镜空气速度高达0.8M / s而不局部控制,允许局部控制的1.2M / s。移动空气也会产生噪音,所以也需要考虑。导管速度有设计限制,我们已经涵盖了这是我们的以前的教程我们设计了一个简单的导管系统。

湿度

当我们谈论湿度时,我们正在谈论空气中的水分。湿度水平越高,空气中的水蒸气越多,而且对我们的身体更难地拒绝不需要的热量。那是因为我们的身体汗水蒸发了热量,但如果空气中的水分过于潮湿,那么汗液就不易蒸发,我们将过热。

当我们谈论湿度时,我们的意思是在给定温度和压力下的空气中的最大量与空气中的最大量之间的相对湿度。

例如,大气压下的立方米空气:

  • 20°C(68°F)50%相对湿度将含有〜8克水。
  • 但在100%湿度下,它将保持〜17克水。

我们可以从心理测量图表中阅读此信息,但我不会进入此视频中的细节。

由于拇指的规则,人们的相对湿度30%至50%。60%是非常不舒服的,当我们开始看到模具迅速发展时,我们达到大约70%的相对湿度或以上,你可能会在浴室里发现这是一个高水分和通风的浴室。我们还可以通过将环境保持在55%左右,减少静电冲击。
作为一个例子,在写这篇文章时,我的窗户打开,它的21°C为43%,这很舒适,在这些条件下,我很高兴地坐在T恤中。

像水壶或水煮沸,淋浴或甚至干燥服装都会为我们的环境添加水分,因此我们想尝试隔离这些并使它们分开和通风良好。在家里,我们可以使用小型便携式设备来控制湿度,但在大型办公楼中,我们倾向于使用中央通风系统,我们再次涵盖了您可以的另一个教程看看这里。

辐射温度

这是环绕着人的表面的温度。它是热辐射。包括您的一切,包括由于温度差异引起的一些热辐射。

当阳光照射在我们甚至反射到我们身上时,我们可以感受到这一点,当我们走过一个热烤箱或一些加热的金属时,我们甚至可以在将手靠近一个热杯时感受到它。

我们可以使用热成像相机直观地看到热源。我使用一个口袋大小的相机拍摄了这些镜头,该摄像头附着在手机上,我用它来检查和射击射击。链接这里如果你想检查出来。

我们可以通过基本上在我们和热源之间放置屏障来改善或减少辐射温度。无论是遮阳,墙壁还是绝缘,我们都需要阻挡热辐射的路径。

代谢速率

这是我们的身体会燃烧多少能量,它主要与一个人的活动水平相关。整天坐在桌子上的人会消耗远低于能源,并且会比一整天都在围绕的人感到凉爽。我们消耗的能量越多,我们需要拒绝的热量越多。

我们需要尽量让人们在建筑物内分开的不同活动水平,因此我们可以为其需求提供定制的热舒适度。

服装

衣服可以在人与环境之间提供绝缘层。当它在外面的潮热时,人们喜欢减少衣服和放松,当它感冒时,我们会涂上温暖。同样在建筑物内,人们穿的衣服会影响他们的舒适度。

在我们的建筑物和工作场所,我们为在寒冷或热情或热情工作的人提供防护服。我们面临建筑物内的问题是时尚服装通常不实用,所以人们会感到耐寒。

PMV

您可能会在热设计中遇到的东西是PMV或预测的平均投票。这考虑到这段视频中讨论的条件,然后预测舒适的平均投票将在一大群人的建筑物内,这是一大群人的规模加3到负3,最佳场景为零。

再次,我们可以模拟这一点,如果我们比较好的和坏的设计,我们可以看到错误的设计在负1区内有多个地区,而良好的设计相当恒定,靠近零,所以尽可能地想象的,所以良好的设计将更舒适。


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