青海国际会展中心夏季室内热环境及人体热感觉分析

2020年第10期（总第48卷第356期）建筑节能
■绿色建筑设计与评价
doi ：10．3969 j．issn．1673-7237．2020．10．004
收稿日期：2019-
12-25；修回日期：2020-
04-08*基金项目：“十三五”国家重点研发计划课题
《地域气候适应型绿色公共建筑设计技术体系》
（2017YFC0702303）青海国际会展中心夏季室内热环境及
人体热感觉分析
*
洪安东，范征宇，时雨辰，胡冗冗
（西安建筑科技大学建筑学院，西安710055）
摘要：
为探究会展类大空间建筑室内热环境的舒适状况，有效保证热舒适并控制其建筑能耗，选取
青海地区具有代表性的青海国际会展中心进行实地调研，
对策展期间的室内外空气温度、相对湿度和室内瞬时风速等热环境参数进行测试，
以问卷调查的方式对夏季室内工作人员和参观人群进行了室内热环境主观评价的调查分析。

结果指出，
展厅在会展刚开始时室内空气温度未能满足规范的要求，
但相对湿度和室内瞬时风速基本满足规范要求，人体热舒适感觉良好。

建议多利用机械通风设备进行室内外换热处理，
利用屋顶采光的同时，也可利用被动式太阳能技术，
以获得良好的室内热环境。

关键词：会展中心；公共建筑；室内热环境；
现场测试中图分类号：TU111文献标志码：
A 文章编号：
1673-7237（2020）10-0021-05
Analysis of Indoor Thermal Environment and Human Body Heat Feeling in Summer at Qinghai International Convention and Exhibition Center
HONG An-dong ，FAN Zheng-yu ，SHI Yu-chen ，HU Rong-rong
（School of Architecture ，Xi ’an University of Architecture and Technology ，Xi ’an 710055，China ）Abstract ：In order to explore the comfortable condition of indoor thermal environment in large space buildings of exhibition ，to effectively ensure thermal comfort and control the energy consumption ，the representative Qinghai International Convention and Exhibition Center is selected to conduct field research ，indoor and outdoor air temperature ，relative humidity and indoor instantaneous wind speed and other thermal environmental parameters are tested during the exhibition．The indoor thermal environment is evaluated from subjective view with analysis for the indoor staff and visitors in summer by means of questionnaire survey．The results show that ，only at the beginning of the exhibition ，the indoor air temperature of the exhibition hall did not meet the requirements of the specifications ，but the relative humidity and indoor instantaneous wind speed basically meet the requirements of the norms ，
and the human body thermal comfort feel good．It is suggested that more mechanical and ventilation equipment should be used for indoor and outdoor heat exchange treatment ，as well as the roof lighting and passive solar technology ，to obtain a good indoor thermal environment．
Keywords ：convention and exhibition center ；public buildings ；indoor thermal environment ；on-site testing
0引言
大空间建筑的兴起，满足了人们对建筑空间不同
功能的要求，会展建筑具有空间面积大、空间高度高、
空间布置自由等特点［1］。

相对于其他高大空间建筑类型，
人们对会展类建筑室内热环境的建筑节能设计研究较少。

现有研究对高大空间冬季室内环境进行了实测分析，
如黄晨等人对体育馆内部的垂直空间温1
2
度分布进行测试［2］
，研究表明，空气温度在垂直向有
密度差，
因而在高大空间中竖直方向的温度梯度难以避免
［3］。

此外，天津大学陈谋朦对寒冷地区的28个
会展建筑进行了实地调研踏勘，得出展览空间设计与舒适度及能耗关系有关［4］。

清华大学吴明洋等人对西安咸阳国际机场T2和T3航站楼高大空间室内进
行现场环境测试，
测试表明采用辐射地板供冷可以有效提高室内热环境的舒适度
［5］。

本文在西宁国际会展中心的室内热环境测试的
基础上，
以问卷调查的形式对会展中心工作人员与参观人群热舒适情况进行了统计，
得到了西宁国际会展中心建筑室内热环境现状，为将来西宁新建会展建筑热环境的改善提供了一定的依据。

1测试对象
西宁市位于东经101ʎ77'、北纬36ʎ62'，青海省东
北部，
青藏高原东北部，地处湟水及三条支流的交汇处（见图1）。

西宁属于中国严寒地区，年平均日照为1939.7h ，年平均气温7.6ħ，最高气温34.6ħ，最
低气温－18.9ħ。

夏季平均气温17 19ħ［6］
，气候宜人，
有“中国夏都”之称。

图1西宁地理位置
Fig.1Location of Xining
青海国际会展中心位于青海省西宁市城中区南
川片区，
占地总面积87700m 2
（见图2）。

青海国际会展中心A 馆建筑面积28800m 2
（地下停车场面积14400m 2）；B 馆展馆的首层建筑面积13000m 2，
2层建筑面积5000m 2；C 馆建筑面积29358m 2（含
地下停车场面积3897m 2
）。

2
测试条件
2.1
测试内容及时间
本文的测试对象是老馆B 馆（在测试期间无空调
等制冷设备运行），
建筑主体框架为钢结构。

南北长120m ，东西长81m ，总高度20.55m 。

B 馆是一个高
大的单层会展空间（局部2层）。

实验测试内容有室内外空气温度测试、室内外空气相对湿度测试、室内即时风速三部分和人体主观热舒适问卷调查。

测点布置见图3，
在保证测点密度的同时，平均布置测点位置。

图2
西宁国际会展中心外观
Fig.2Appearance of Xining International
Convention and Exhibition
Center
图3西宁国际会展中心测点布置图
Fig.3Survey site layout of Xining International
Convention and Exhibition Center
在建筑的各个入口、人流密度不同的地区都布置测点，
测点布置情况分别为：温湿度布点在入口侧处，沿南北向均等放置1、2、3、4测点，再沿对称方向放置5、6、7、8测点。

在建筑的西南外侧背阴处放置9测点。

室内风速布点在温湿度1测点处放置测点a ，4测点处放置测点c ，5测点处放置测点d ，8测点处放
置测点f 。

在测点a 、
c 的中点放置测点b ，在测点
d 、f 的中点放置测点
e 。

温湿度记录仪安装在距离地面
1.2m 的高度，风速仪布置在1.8m 的高度。

设置时间为每5min 记录1次，
建筑室内外热湿环境和室内顺时风速测试日期为2019年6月20－22日，测试时间为9：30－17：00。

2
2
表1
测试仪器相关信息
Table 1Information sheet of test instruments
序号仪器名称规格型号测量范围测量精度测试方式1HOBO 温湿度计
UX100－011－20 70ħ（温度）ʃ0.21ħ自动/5min 2HOBO 温湿度计UX100－0111% 95%（相对湿度）ʃ2.5%RH 自动/5min 3热线式风速计TES －13410.1 30.0m /s 0.01m /s 手动/5min 4
数字激光测距仪
UNI －T
0.1 50m
2mm
手动
2.2测试仪器及参数
室内外空气温湿度的测试采用美国某品牌温湿
度模块。

灵敏度为2.5%，
设置为5min 记录1次，室内温度测点设置见图3，
距地面1.2m ，室外空气温度测量仪置于屋面背阴处；室内风速采用热线式风速计TES －1341，反应速度为1s ，风速的测量范围为0.1 30.0m /s 。

测试间隔与温湿度块设置一样，为每5min 记录1次。

室内照度测量所用仪器为德国TESTO 450型热敏风速仪。

具体仪器信息见表1。

3
数据分析
3.1
室外气象参数
测试时间选择在青海会展中心开展时期，展会持续4d 。

本文测试周期为3d （选取两个全天测试数
据）。

测试期间为晴天，
天气情况良好，在6月21日中午有持续10min 左右的短暂降雨。

测试期间室外
温度、
室外湿度见图4。

图4室外温湿度情况
Fig.4Outdoor temperature and humidity
21日和22日的室外平均温度分别为25.5ħ和23.7ħ。

测试期间21日最高温度为29.2ħ（去掉被
太阳直射的10min 数据），
最低温度19.8ħ。

在测试期间12：00－12：30，
背阴处仪器部分接触太阳直射，导致温度上升迅速，使得温度曲线起伏较大。

22日的最高温度为29.2ħ，
最低温度为18.4ħ。

而21日和22日的室外平均相对湿度分别42.7%和36.5%，测试
期间21日最高相对湿度为73%，最低相对湿度为20%（去除太阳直射时湿度）；22日最高相对湿度为58%，最低相对湿度为21%。

从图4分析可近似认为，室外温度在策展期间每日的温度变化平稳，起伏较小，
且两日温度近似。

而在相对湿度方面，由于21日有短暂的太阳雨，
导致21日的相对湿度较22日湿度略高，
但两者的变化趋势是相似的，在10：30左右达到湿度的最大值，而后呈平稳的下降趋势。

3.2
室内外空气温度
21日室内8个测点的温度变化情况如图5所示，
8个测点的温度随着展会开始后设备的运行和参观人
数的增多呈平稳上升趋势，
在展会结束时的17：00达到最大值，
室内的温度变化区间在18.9－25.8ħ之间。

由于1、
2、3、4号测点布置在建筑的东北入口处，且东北向为全玻璃墙面，易于得热。

所以这4个测点
相对于布置在内侧的5、
6、7、8测点温度相对较高。

由于入口处布置了大面积的幕布内遮阳，使得前4个
测点与后4个测点的温度对比变化并不明显。

这也反映了内遮阳的效果明显如图6所示。

由图5（a ）、（c ）可知，策展期间室内温度在18.9 25.8ħ之间，温度变化幅度不大，
且室内温度均匀度较好。

由表2可知，
根据JGJ218—2010《展览建筑设计规范》要求，展厅的温度要求应在25 27ħ之间。

由实测可知，展馆只有在13：00以后有部分测点的温度能达到规范的要求。

测试期间并无空调设备运行。

该规范要求是
基于有室内制冷设备的指标要求，
并不完全适用于现有情况。

室内的温度要求可适当地调整，
以符合实际情况。

3.3
室内外空气相对湿度
由图5（b ）、（d ）可知，室内相对湿度在策展开始
时湿度最大，
21日与22日的湿度最大值分别为70.6%和70%，且其波动趋势基本与空气温度波动趋势相反，
呈随时间下降趋势。

全天相对湿度基本满足JGJ218—2010《展览建筑设计规范》的设计要求。

由于室内无机械通风设备，
所以展会初期的相对湿度较大。

展会开始之后，
由于主要门窗的开启、室内外换热和通风，
使得相对湿度逐步下降。

21日与22日的平均相对湿度分别为54.9%和52.6%。

ASHRAE 55－2004《人体居住热舒适条件》中规定的人体热舒适相对湿
3
2
图5室内外温湿度对比情况
Fig.5Comparison of indoor and outdoor temperature and humidity
度60%左右［7］。

随着室外温度的上升和阳光辐射的增强，室外相对湿度明显下降。

由于室内内遮阳的作用，阻挡了一部分的辐射热，室内温度略低于室外温度，室内的相对湿度下降趋势较平缓。

该地区会展建筑应注重利用机械通风除湿设备对室内相对湿度进行改善。

3.4室内风速
如图3（c）所示，21日与22日的a、c、e测点布置在靠近入口门厅处，所以相对于b、d、f
测点风速的瞬
图6室内遮阳
Fig.6Indoor shade
表2JGJ218—2010《展览建筑设计规范》
Table2Exhibit Building Design Specifications（JGJ218—2010）
房间名称
夏季
温度/
ħ
相对湿度/
%
气流速度/
（m/s）
最小新风量/
［m3/（h·人）］展厅25 27≤65≤0.515
门厅25 27≤65≤0.510
办公室25 27≤65≤0.330
时变化明显，有较大的波动。

具体测点风速变化见图7。

21日的a、c、e测点的平均风速分别为0.11m/s、0.14m/s和0.04m/s。

相对于其对应点的风速分别大0.07m/s、0.11m/s和0.02m/s。

室内的最大风速为0.44m/s，最小风速为0m/s。

22日的室内瞬时风速变化较21日的室内瞬时风速变化更为明显。

室内最大风速有时达到0.84m/s，但是其平均风速与21日的平均风速相差不大。

相较于表2，展厅的室内风速要求基本满足规范。

但是，在询问参展人员时，部分人在展厅中呆久了还是感觉比较闷，这是由于西宁地区海拔高，且室内换气不足导致。

4问卷调查及结果
建筑物核心目标之一是为人们提供一个舒适、健康的室内生活与工作热环境［8］。

为研究会展人群的热舒适状况，采用问卷调查的方式进行了分析研究。

对不同年龄的受试人员共发放110份问卷进行统计。

大部分被调研的人员是西宁当地人，也有一部分被调研的人员是西藏人和甘肃人。

在调研期间，女性受试者衣着情况为长袖上衣/短袖衬衫、长裙/轻薄长裤、运动鞋/布鞋/高跟鞋。

男性受试者衣着情况为短袖T恤/西服/长袖外套、短裤/牛仔长裤/西服长裤、平底鞋/皮鞋/运动鞋［9］。

在调研期间，受试者多处于静坐或站立休息状态，问卷调查时长5min。

在调研中由于一些原因，有些参数无法测量，因此进行部分假设———假设平均辐射温度与室内空气温度相同［10］。

根据以上的假设和PMV－PPD的计算
42
公式编写程序，以室内空气温度、相对湿度、风速为输
入量，
分别计算21日与22日展厅内部的PMV 和PPD 指标，计算结果见图8。

图7室内瞬时风速变化情况
Fig.7Changes of instantaneous wind speed in the
room
图8
6月21日与6月22日PMV 和PPD 比较
Fig.8Comparison of PMV and PPD on the 21st and 22nd ，June
从图8可以看出，
21日展厅全天PMV 值在－1.69 0.23之间，说明展厅给人的感觉是微冷，但总体而言，
室内热环境基本上是舒适的；在开展9：30时，室内PMV 值最低为－1.69，
PPD 值最高为61.22%，说明在此时间段内人群在室内的热感觉是最不舒适的；22日展厅全体PPV 值在－0.15 0.29之间，整体热感觉相较于21日略微舒适。

总体而言，
21日与22日的PMV 平均值分别为－0.3、0.18，PDD 平均值分别为
12.1%、10.1%。

ISO 7730对PMV 的推荐值在－0.5 0.5之间。

所以在夏季无制冷设备运行状态下，展厅人体热感觉良好。

从图9（a ）可以看出，
74.5%的受试者的热感觉集中在微凉和微热之间，
4.5%的受试者感觉偏冷，21%的受试者感觉偏热。

说明在没有制冷的情况下，当地
人对展馆热感觉良好。

从图9（b ）可知，
91%的受试者潮湿感集中在稍潮湿和稍干燥之间，
只有5%的受试者感觉潮湿或者干燥。

结果表明，
绝大部分受试者对展厅的湿度感觉良好。

综合分析得出82%的人对展
馆的主观热感觉是满意的。

图9受试者主观投票值
Fig.9Subjects ’subjective voting values
5结论
本文通过对青海西宁国际会展中心实测结果进
行分析，
得出了以下结论：（1）测试数据表明青海国际会展中心的室内温度
范围在18.9 26.2ħ之间，
室内平均温度23.4ħ，室内平均相对湿度52.7%，
满足JGJ218—2010《展览建筑设计规范》
的设计要求，室内热环境良好。

（2）从测试数据结果可看出，展厅东南向有太阳辐射得热，
由于室内遮阳设施遮挡了大部分的辐射热，
使得这一侧室内空气温度略高于内侧，遮阳效果显著。

（3）建筑室内风速较小，虽然满足规范基本要求，但是由于经常出现无风情况且风速较小，在一定程度上对人体热舒适度产生消极影响。

因（下转第38页）
5
2
虞志淳，等：陕西关中农村新民居的绿色建构
4.2.2能耗对比分析
在民居能耗对比分析方面，由于DeST－h软件中能耗的模拟同样借助空调来计算，具体模拟计算结果如表4所示。

表4自建民居改造前、后负荷对比表（来源：笔者自绘）
项目改造前改造后提升能效总建筑空调面积/m265.850
全年累计热负荷/（kW·h/m2） 5.83 3.1246.5%
全年累计冷负荷/（kW·h/m2）12.298.3731.9%
全面累计总负荷/（kW·h/m2）19.1211.9737.4%
从表4可以看出，通过合理的通风组织、适宜的遮阳等措施，改造后自建民居夏季的热负荷指标下降约31.9%；冬季由于合理利用太阳能，加强室内密闭性，提升能耗效率，使其在不使用煤炉与空调的情况下，其冬季冷负荷指标总体降低了46.5%，且全年总负荷指标也降低了37.4%。

5结语
民居的绿色建构是以改善民居的室内环境为目标，将地域建构技艺与现代建造技术相结合，因地制宜、经济适用，追求地域适宜技术与绿色新技术的融合，从而达成生态化、合理化与经济性相结合的绿色建构。

寒冷地区农村民居的设计建造，以围护结构的性能优化为主，应在围护结构保温与密闭、自然通风、采暖方式等方面采取措施，对提升居住舒适度、降低能耗将产生巨大作用。

改造优化设计后的民居在夏季未开空调时室内平均温度达25ħ，冬季未加采暖设备的情况下，室内平均温度在15ħ左右，达到农村相对舒适的温度范围。

以围护结构优化为主的绿色建构，同时合理利用风能、太阳能、雨水等可再生自然资源，在降低能耗的基础上提升民居舒适度，这些设计及分析将为农村新居住建设提供参考。

参考文献：
［1］王冬．乡土建筑的自我建造及其相关思考［J］．新建筑，2008，（4）：12－19．
［2］卢健松，姜敏．自发性建造的内涵与特征：自组织理论视野下当代民居研究范畴再界定［J］．建筑师，2012，（5）：23－27．
［3］赵之枫，王峥，云燕．基于乡村特点的传统村落发展与营建模式研究［J］．西部人居环境学刊，2016，31（2）：11－14．
［4］虞志淳，孟艳红．陕西关中地区农村民居夏季室内热环境与能耗测试分析［J］．建筑节能，2018，46（1）：39－46．
［5］王雪，杨柳，成辉．陕西关中农村住区热环境测试与研究［J］．住区，2016，（2）：101－105．
［6］赵文学，安赟刚，刘加平．陕西关中地区新型民居冬季室内热环境测试分析［J］．建筑科学，2013，29（12）：72－76．
［7］Alheji Ayman Khaled B，郭娟利，管乃彦，等．室内自然通风模拟在零能耗建筑中的应用———基于零能耗太阳能住宅原型数值模拟优化设计［J］．建筑节能，2014，42（10）：13－17．
［8］中华人民共和国住房和城乡建设部．GB/T50785—2012，民用建筑室内热湿环境评价标准［S］．北京：中国建筑工业出版社，2012．
［9］清华大学建筑节能研究中心．建筑能耗模拟及eQUEST＆DeST操作教程［M］．北京：中国建筑工业出版社，2016．
［10］任绳凤，王昌凤，李宪莉．村镇节能型住宅相关标准及其应用［M］．北京：中国建筑工业出社，2015：213．
作者简介：虞志淳（1976），女，浙江人，毕业于西安建筑科技大学，建筑设计及其理论专业，博士，教授，研究方向：绿色建筑、乡土民居、乡村规划等领域（Yu．zhichun@xjtu．edu．cn）。

（上接第25页）
此可在展馆内部设置机械通风装置，使室内获得良好的风环境。

因此该地区建筑应着重改善室内风环境，以满足人们对热舒适范围更大的要求。

（4）通过问卷调查，综合考虑热、湿环境对室内热舒适的影响，89.1%的人对西宁国际会展中心的夏季室内热环境是可以接受的。

通过对室内热环境进行主观评价可以看出，当地人对西宁地区的建筑环境有一定的适应性，舒适感有待提高。

参考文献：
［1］贾玉凤．展厅建筑室内热环境设计参数分析及其探讨［D］．上海：上海理工大学，2008．
［2］黄晨，李美玲，邹志军，等．大空间建筑室内热环境现场实测及能耗分析［J］．暖通空调，2000，30（6）：52－55．
［3］温迪凡．高大空间建筑室内热环境模拟分析研究［D］．重庆：重庆大学，2016．
［4］陈谋朦．寒冷地区会展建筑展览空间设计对舒适度及能耗的影响研究［D］．天津：天津大学，2016．
［5］吴明洋，刘晓华，赵康，等．西安咸阳国际机场T2和T3航站楼高大空间室内环境测试［J］．暖通空调，2014，44（5）：135－139．
［6］庾汉成，马文生，刘志坚，等．青海高寒农牧区太阳能房室内热环境现场实测研究［J］．建筑科学，2017，33（4）：39－42．
［7］BERGLUND L G．Revised standards on thermal conditions for human occupancy［J］．Habitat International，1980，5（3－4）：525－532．
［8］赵文学，安赟刚，刘加平．陕西关中地区新型民居冬季室内热环境测试分析［J］．建筑科学，2013，29（12）：72－76．
［9］茅艳．人体热舒适气候适应性研究［D］．西安：西安建筑科技大学，2007．
［10］赵西平，景云峰，闫海燕．青岛自然通风住宅夏季室内热环境测试分析［J］．新型建筑材料，2018，45（11）：73－78．
作者简介：洪安东（1993），男，江苏淮安人，毕业于西安建筑科技大学，建筑学专业，硕士研究生，研究方向为建筑技术科学（136721936@ qq．com）。

指导教师：范征宇（1985），男，副教授，研究方向：绿色建筑技术、建筑可再生能源利用、太阳能建筑（zaneno10830@hotmail．com）。

83。