关键词：热舒适性、气候数据分析、热舒适性评价、节能检测平台
1.引言
建筑能耗一直受到政府和能源组织的关注，随着建筑面积的增加，对建筑节能的需求也迅速增加，但是在降低能耗的前提下还需要保证住户的舒适度。在提高居住舒适度方面，每年都有许多研究进行探讨。无论是私人还是公共场所，建筑电气是最为主要的耗能设备，其中建筑物最耗能的是包括加热，通风和空调等既具有旋转设备有需要进行温度调节的电器。为了减少能源消耗量，从建筑设计到电器使用引入了几种策略。一种方法是建筑能源管理通过数据收集来规划和控制建筑物中的能源使用。然而这种方法不得不处理大量的数据，其中数据分析程序的设计对于建筑服务工程师或科学家来说可能存在挑战。另一种方法是通过计算机软件系统进行研究，通过对各种电源，传感器和移动设备的数字处理生成的大数据，从而进行分析。同时，将数据处理成为对设计者或者住户有意义的信息将设计数据的处理，存储，分析等技能。因此，客观上来说，通过数据收集方法可以进行能耗监测，热舒适性和建筑物能耗设计。目前就有文献研究了通过收集数据评估建筑物性能的技术。需要注意的是，建筑物中住户的舒适性和居住体验很难进行有效的评价。有文献采用分析模型的预测平均表决（PMV）指数进行热舒适性研究。预测平均表决（PMV）指数模型使用两组物理变量（温度，速度，平均辐射温度和相对湿度）和个人变量（衣物保暖性和活动水平）来对住户的舒适性计算。PMV模型已被该领域的研究人员广泛使用，通常用于在空调建筑的微气候下识别人类的热舒适性。PMV指数表示一个数值范围，范围从-3到+3，其中中间点表示中性。有的许哲认为PMV指数可能不适合确定自然通风建筑物的热舒适性，因此引入了自适应预测平均投票（aPMV）模型进行研究。自适应预测平均投票（aPMV）模型使用的并行模型是预测的不满意的百分比（PPD）。使用PMV模型的空调空间大致能够满足实地投票的结果。在非空调空间，现有的标准ASHRAE 55-2013可用于通过分析模型和自适应模型来评估热舒适性条件。基于这两种模型预测舒适性指数的分析模型在空调运行中是合适的，但不适用于自然通风方式。自适应模型较为适合自然通风环境下的评价，但混合模式空调环境下就不太适用。也有研究从自适应模型的角度出发，认为在自然通风方面，在恒定空速0.2 m / s时，28摄氏度的温度比26摄氏度更更好。从室内监测系统获取的微气候数据可用于评估热舒适性。电力监测系统的小时功率测量有利于进行能耗分析。在目前的研究中，基于监 测平台的室内气候数据被回收用于在礼堂教室的空调空间中对热舒适性进行分析和评估。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然后用预测的平均投票（PMV）分析模型对住户穿着的各种类型的服装保暖性进行了模拟。与温度设置相关的能耗可以通过节能潜力来确定。
2.室内气候数据采集方法
本文设计的检测平台使用温度和相对湿度传感器对室内的小气候进行测量，并通过通过通讯网络将室内监测系统获取的数据进行上传，然后存储在网络服务器中，在电脑屏幕和仪表板上实时显示的电力监测数据。室内气候和电力消耗两类数据的监测可以结合起来并显示在CCM网络屏幕上，。本文选择位于物理学大楼的礼堂教室进行研究。它的容积为1598.85立方米，可容纳近200人。这个房间通常是在空调开机状态下，通常举办各种大型集会，如讲座，演讲，研讨会课程和大量与会者会议。为了确定热舒适性，使用PMV模型来确定空调房间的舒适温度。在大学物理系礼堂教室设计并安装了室内气候监测传感器并结合该平台上的功率监测系统进行工作。
3.热舒适度评价评价标准
测量温度和功率数据来自监控系统，用户也可以通过安装在教室墙上的电视上显示的仪表板来实现测量温度和功率数据。通过计算PMV指数，评估礼堂教室的热舒适度，当PMV指数等于或接近于零时，可以发现其为中性。 根据教室使用期间的观察，发现居住者穿着不同风格的衣服，可辨别出4套男性服装和4套女性服装。2017年11月9日至21日，在不同的教学班进行了住户座位调查以及教室正面和背面两个区域周围表面温度的即时测量和空气流速。
4.监测平台性能测试
本文统计了使用这间教室进行低坐位和听课时的男性居住者的PMV值，结果显示与会者穿着不同的衣服样式，穿着这件外套的长袖或短袖衬衫的居住者，由于保温效果较好，因此在较低温度约21摄氏度的情况下，穿着者不会穿比较适合气候的外套。本课堂计算的PMV值在零以下，但通过线性回归预测的趋势线显示在上部象限中。这表明这个礼堂教室的空调温度设置太低，导致一些学生穿上外套。
本文对女性居住者的PMV值类似的趋势及性能了统计，其中穿着衬衫的人在22℃的较低温度下将达到中性，而在27℃的温度下没有护套的情况下达到中性。 在使用这间教室的男性和女性乘客之间的比较中，男性乘客在穿着夹克的情况下似乎比女性乘客感觉舒适，这可能是包括裤子在内的一组穿着衣服具有比裙部更高的保暖性值的原因。
使用测量数据库监测平台对温度，相对湿度和能量消耗进行分析表明，通过将空调的温度设置增加2℃，并且在最终阶段结束前20至30分钟关闭空调，可以将能源消耗降低约18％。这个只有一个礼堂的教室节约的能源大约每年大约1400千瓦时的电能。
5.总结
在对室内气候和能耗监控平台的数据进行统计和分析的基础上，本文给出了建筑内部需要采取的温度控制策略，产生了较好的节能效果，说明将室内气候进行监测，与室内电器的能耗数据结合可以在保证住户舒适度的条件下降低建筑节能。
参考文献：
[1] 曹彬. 气候与建筑环境对人体热适应性的影响研究[D].清华大学,2012.
[2] 张吉礼,马良栋,赵天怡.建筑环境热舒适性研究进展与趋势分析[J].建筑热能通风空调,2011,30(01):1-10.
论文作者:段元玉
论文发表刊物:《科技中国》2018年5期
论文发表时间:2018/8/10
标签：舒适性论文; 温度论文; 数据论文; 空调论文; 模型论文; 气候论文; 室内论文; 《科技中国》2018年5期论文;