论文部分内容阅读
我国正处于老年人化社会,养老建筑成为老年人首选的养老场所。由于老年人身体调节机能下降,对建筑室内热环境要求比正常成年人严格,尤其在夏季较为炎热的地区,通常使用空调降温才能满足室内热舒适。但大部分老人偏爱自然通风环境,并且空调的能耗在公共建筑中能耗占比最大,如何在养老建筑中减少空调的使用能耗,同时能使室内达到老年人舒适要求,是现下养老建筑急需解决的问题。本研究针对这个问题选取夏热冬暖地区南宁市养老建筑作为研究对象,通过分析夏季天气变化特点和老年人热舒适温度范围,构建适宜该地区可根据室外气候变化而实时调节室内热环境的动态控制方法。首先,选取与气候相关性较大的中性温度计算方法作为老年人舒适评价方法,通过判断室外的温度变化计算每个时刻室内老年人舒适温度范围。同时对该地区的天气按照室外气温处在老年人舒适范围的时间比例进行分类,分为六种不同冷热等级天气类型,总结每种天气类型温度变化情况和室外风速等环境参数。其次,针对该地区夏季高温高湿且弱风的气候特点,对养老建筑居室单元进行热环境调节设计,提出与窗口结合使用的蒸发冷却遮阳构件设计,通过该构件遮挡太阳直射进入室内又可通过水分蒸发吸热降温,冷辐射降温效果的叠加使其有效的调节室内温度;另外通过利用室外自然通风和室内吊扇机械通风增加室内气流速度,补偿老年人舒适温度范围,进一步改善室内热环境。将热环境调控设计结合空调和智能系统构建养老建筑热环境动态调控方法,通过不同天气参数变化分析各调控设计开启条件,按照低能耗且对老年人最温和的方法进行优先开启命令排序,实现智能且节能的热环境动态调控。最后,将热环境动态调控方法在养老建筑居室单元中的应用进行室内温度、风速模拟和能耗模拟,进一步验证其有效性和节能性。模拟结果表明蒸发冷却构件在太阳辐射量较大的天气中对室内具有较好的降温效果;自然风在较为凉爽天气中对室内的热环境改善效果较好,高温情况需要关闭窗户防止热风进入室内;使用机械通风结合蒸发冷却遮阳构件可达到本热环境动态调控能耗最低且效果最好;通过模拟夏季(6月~9月)期间居室单元在使用该方法前后两种计算条件的能耗,计算可得使用热环境动态调节居室在夏季节能率达到31%,其中在一般凉爽天气、一般热天气和热天气中的节能率最高。通过构建适宜夏热冬暖地区的养老建筑热环境动态调节方法,可为该地区养老建筑设计提供热环境指导作用,同时也对不同地区的养老建筑热环境设计有借鉴参考价值。