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活动板房室内热环境分析

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活动板房室内热环境分析
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编辑时间 : 2020-09-29

在论述了活动板房特点的基础上,了解了板房围护结构薄,热阻、热惰性小导致的室内夏热冬冷的问题,并重点对板房与外界环境之间的三种换热方式进行了分析。由此提出了对于板房这种特殊建筑,通过采取选择性吸收太阳辐射,以改善室内热环境,提高室内舒适度.

我国是一个地质灾害频发的国家,地震、水灾以及滑坡泥石流等自然灾害都会摧毁我们的家园,板房能够快速的为灾民提供临时的栖身之所,为重建家园赢得宝贵时间,避免了灾民的流离失所和身心的二次伤害;我国建筑业近几年呈现井喷态势,大量的建筑从业人员需要临时居住场所。板房是临时性建筑的一种形式,是一种有着实体空间化结构的构筑物。板房可以根据场地条件和使用要求的改变,做出整体或部分的拆卸、移动和重建。

板的关键在于可以灵活变化、可拆卸移动和便于运输组装。“临时性建筑”可以从字面意思上理解为,“临时性”和“建筑”两部分,可以看出临时性建筑是建筑的一种,其特殊性在于生命周期相对短暂。随着自动信息化技术的提高,人们日常工作主要都于室内完成,常规建筑室内热舒适研究以非常成熟,然而对于临时性建筑——活动板房这种特殊建筑室内热环境研究还有待进一步加强和细化,为灾民和农民工兄弟提供一个舒适的临时性居住环境。

目前,临时性建筑在我国发展较晚,还没有形成系统和全面的论著体系。在板房行业的管理方面,可供参考的规范依据不全,仅有《建设工程施工现场临建房屋技术规程(轻型钢结构部分)》(DBJ01-98-2005)和《施工现场临时建筑物技术规范》JGJ/T188-2009 两本针对施工现场板房的国家规范。

1、板房结构分析

板房在我国大部分以轻钢为骨架,彩钢夹芯板做为围护材料,夹芯板尺寸厚度一般为50mm,两侧由5cm彩钢组成,里面是可发性聚苯乙烯板(Eps板),EPS泡沫是一种热塑性材料,每立方米体积内含有300-600万个独立密闭气泡,内含空气的体积为98%以上,由于空气的热传导性很小,且又被封闭于泡沫塑料中而不能对流,所以一定程度能够起到隔热保温作用。

2、板房室内热环境分析

通过前期测试,西安地区夏季高温环境下,活动板房外表面太阳直射下温度可达到60℃以上,板房室内环境温度可达40℃,远超过了室外舒适温度,如果居住者长时间板房内停留,能够使其中暑,更甚者产生休克。板房的维护结构不仅与室外环境接触,同时也与室内环境接触,夏季板房维护结构对室外环境而言是隔热体,对室内环境是热源体,围护结构壁面高温,通过导热和辐射换热将大量热量传到室内环境,加剧了室内热环境不舒适;冬季室内环境热量通过围护结构向室外散失,降低了室内环境温度,加剧了室内的不舒适。板房目前在使用过程中存在比较大的问题就是夏季闷热、冬季寒冷,造成这种现象的主要根源在于其围护结构薄,热阻和热惰性小,对室外环境温度变化抵抗力、消减和延迟作用都非常小,导致室内环境温度随室外环境温度变化,加剧了室内热环境的不舒适。过高和过低的室内环境温度,不仅影响居住者的工作效率,而且影响着生命健康,故对板房室内热环境进行分析,能够一定程度为临时性建筑内的居住者营造舒适的室内热环境。

地球上所有的能量大部分都直接或者间接来自于太阳能。针对活动板房目前夏热冬冷的现状,如果我们能够大程度的选择性吸收太阳能,那板房室内舒适性将会大幅提高。夏季太阳辐射强烈,板房围护结构薄,热阻、热惰性小,导致大量太阳辐射进入室内;冬季太阳辐射减小,室内热量通过围护结构向室外环境传递,如果能够采取措施,夏季尽可能少的吸收太阳辐射,冬季尽肯能多的吸收太阳辐射,板房室内热环境存在的夏热冬冷问题就能够一定程度得以改善。如何通过选择性吸收太阳辐射来改善板房室内热环境,我们首先要了解板房与外界环境的换热方式。

板房与外界环境之间的三种换热方式:辐射、对流和导热。任何温度高于0K的物体无时无刻都与外界环境进行着红外辐射,板房在向外界环境进行辐射的同时,也接受来自于太阳的大量辐射。炎热的夏季,高温的室外空气流过板房围护结构,空气携带的热量传递给板房围护结构,围护结构向室内传递热量;寒冷的冬季,低温的室外空气流过围护结构时,带走了围护结构热量,围护结构向室外传热。夏季板房围护结构外表面在太阳直射和室外高温空气综合作用下,壁面温度可达60℃以上,极高的温度通过薄的围护结构传到室内,恶化了室内热环境;冬季室内热量通过薄的围护结构向外传递热量,进一步降低了室内温度。活动板房正是通过以上三种换热方式,时时刻刻进行着室内外能量的传递。



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