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民用建筑室内热湿环境评价标准GB/T50785-2012

 前言

中华人民共和国国家标准

民用建筑室内热湿环境评价标准

Evaluation standard for indoor thermal environment in civil buildings

GB/T50785-2012

主编部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2012年10月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第1410号
关于发布国家标准《民用建筑室内热湿环境评价标准》的公告
      现批准《民用建筑室内热湿环境评价标准》为国家标准,编号为GB/T50785-2012,自2012年10月1日起实施。     本标准由我部标准定额研究所组织中可建筑工业出版社出版发行。 中华人民共和国住房和城乡建设部
2012年5月28日

    根据住房和城乡建设部《关于印发〈2008年工程建设标准规范制订、修订计划(第一批)〉的通知》(建标[2008]102号)的要求,标准编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,编制本标准。
    本标准的主要技术内容是:1.总则;2.术语;3.基本规定;4.人工冷热源热湿环境评价;5.非人工冷热源热湿环境评价;6.基本参数测量。
    本标准由住房和城乡建设部负责管理,由重庆大学负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议,请寄送重庆大学(地址:重庆市沙坪坝区沙北街83号重庆大学B区城市建设与环境工程学院;邮编:400045)。
    本标准主编单位:重庆大学
            中国建筑科学研究院
    本标准参编单位:中国建筑设计研究院
            西安建筑科技大学
            住房和城乡建设部科技促进发展中心
            哈尔滨工业大学
            沈阳建筑大学
            华南理工大学
    本标准主要起草人员:李百战 王清勤 潘云钢 李安桂 李楠 王智超 张小玲 赵加宁 姚润明 冯国会 孟庆林 王昭俊 喻伟 刘红
    本标准主要审查人员:吴德绳 王有为 王唯国 丁高 伍小亭 虞永宾 艾为学 姚杨 杨仕超 戎向阳 李荣

1总则

1.0.1 为贯彻执行国家有关节约能源、保护环境的法律、法规和政策,规范民用建筑室内热湿环境的评价,引导民用建筑工程营造适宜、健康的室内热湿环境,制定本标准。
1.0.2 本标准适用于居住建筑和办公建筑、商店建筑、旅馆建筑、教育建筑等的室内热湿环境评价。
1.0.3 民用建筑室内热湿环境的评价,除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。 条文说明 1.0.1 室内热湿环境与人们的工作、生活息息相关,对人们的健康、舒适有重要的影响。如何合理设计、营造适宜、健康的室内热湿环境是人类面临的挑战。因此,本标准根据我国国情和最新科研成果,参考国内外相关标准,制定了民用建筑室内热湿环境的等级划分以及评价方法,以规范民用建筑室内热湿环境的营造、运行及评价。
1.0.2 本条规定了本标准的适用范围。本标准适用于评价年满18周岁,躯体没有疾病、心理健康、社会适应良好的健康成年人所在的室内热湿环境。一些特殊形式的建筑,例如阳光房、窑洞等,不在本标准的适用范围之内。

2术语

2.0.1 热舒适 thermal comfort
    人对于热湿环境的主观满意程度。
2.0.2Ⅰ级热湿环境 thermal environment category Ⅰ
    人群中90%感觉满意的热湿环境。
2.0.3 Ⅱ级热湿环境 thermal environment category Ⅱ
    人群中75%感觉满意的热湿环境。
2.0.4 Ⅲ级热湿环境 thermal environment category Ⅲ
    人群中低于75%感觉满意的热湿环境。
2.0.5 人工冷热源热湿环境 thermal environment in heated and cooled buildings
    使用供暖、空调等人工冷热源进行热湿环境调节的房间或区域。
2.0.6 非人工冷热源热湿环境 thermal environment in free-running buildings
    未使用人工冷热源,只通过自然调节或机械通风进行热湿环境调节的房间或区域。
2.0.7 服装热阻 clothing insulation(Icl
    表征服装阻抗传热能力的物理量。
2.0.8 热感觉 thermal sensation
    人体对冷热的主观感受。
2.0.9 预计平均热感觉指标 predicted mean vote(PMV)
    根据人体热平衡的基本方程式以及心理生理学主观热感觉的等级为出发点,考虑了人体热舒适感的诸多有关因素的全面评价指标,是人群对于热感觉等级投票的平均指数。
2.0.10 预计不满意者的百分数 predictedpercentagedissatis-fied(PPD)
    处于热湿环境中的人群对于热湿环境不满意的预计投票平均值。
2.0.11 预计适应性平均热感觉指标 adaptive predicted mean vote(APMV)
    在非人工冷热源热湿环境中,考虑了人们心理、生理与行为适应性等因素后的热感觉投票预计值。
2.0.12 代谢率 metabolic rate
    人体通过代谢将化学能转化为热能和机械能的速率,通常用人体单位面积的代谢率表示。
2.0.13 冷吹风感 draft
    因空气流动引起的人体局部不同程度的寒冷感。
2.0.14 不对称辐射温度 radiant temperature asymmetry
    与人体相对的两个微小平面辐射温度的差异。
2.0.15 紊流强度 turbulence intensity (Tu
    空气流速标准差与空气流速平均值的比值。
2.0.16 局部不满意率 local percentage dissatisfied caused by thermal environment(LPD)
    由于冷吹风感、垂直温差、地板表面温度、不对称辐射温度等局部热湿环境引起的不满意率。
2.0.17 体感温度 operative temperature (top
    具有黑色内表面的封闭环境的平均温度。
2.0.18 室外平滑周平均温度 running mean of outdoor temperature (trm
    连续7d室外日平均温度的指数加权值。 条文说明 2.0.7 服装热阻表征服装隔热性能,单位为克罗(符号clo),1clo=0.155m²·K/W。
2.0.12 单位时间代谢产热量,单位符号为met。1met=58.2W/m²,1met等于一般人在静坐时单位身体表面积所产能量的平均值。
2.0.15 紊流强度一般用百分数表示,可以按下式计算: 式中:SDV——空气流速标准差;   
           va——空气流速平均值(m/s)。
    该公式参考了美国ASHRAE55标准。
2.0.17 体感温度是指具有黑色内表面的封闭环境的平均温度,在该封闭环境中,人体通过辐射和对流交换的热量与人体在实际环境中交换的热量相等。

3基本规定

3.0.1 民用建筑室内热湿环境的评价宜以建筑物内主要功能房间或区域为对象,也可以单栋建筑为对象。当建筑中90%以上主要功能房间或区域满足某评价等级条件时,可判定该建筑达到相应等级。
3.0.2 民用建筑室内热湿环境的评价可分为设计阶段的评价(简称“设计评价”)和使用阶段的评价(简称“工程评价”)。
3.0.3 设计评价应在建筑的施工图设计完成后进行。申请设计评价的建筑应提供下列资料:
    1 相关审批文件;
    2 施工图设计文件;
    3 施工图设计审查合格的证明文件。
3.0.4工程评价应在建筑投入正常使用一年后进行,申请工程评价的建筑除应提供本标准第3.0.3条规定的资料外,尚应提供工程竣工验收资料和室内热湿环境运行资料。
3.0.5 民用建筑室内热湿环境的评价应区分为人工冷热源热湿环境评价和非人工冷热源热湿环境评价。
3.0.6 民用建筑室内热湿环境评价等级可划分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级等三个等级,且等级的判定应按本标准第4章和第5章的规定执行。 条文说明 3.0.1 本条规定的“主要功能房间或区域”指的是:这些功能房间的数量和(或)房间的累积总面积等,在一个建筑中占有最大的比例的房间或区域。例如:办公建筑或写字楼中的办公室、旅馆建筑中的客房等。
3.0.3 本条规定了申请室内热湿环境设计评价的建筑应提供的资料,主要有:
    1 相关审批文件,如:立项批文、规划许可证、建筑红线图等;
    2 施工图设计文件,包括:各有关专业(主要是建筑和暖通空调专业)的施工图纸、计算书等;
    3 施工图设计审查合格的证明文件,如:施工图设计文件审查记录和审查报告等。
3.0.5 本条规定民用建筑室内热湿环境按照冷热源方式分为人工冷热源热湿环境和非人工冷热源热湿环境两类,主要是考虑到了在我国不同地区的经济发展情况及实际建筑的不同情况和使用要求。这两类热湿环境的评价在本标准第4章和第5章分别作出了规定。
3.0.6 将民用建筑室内热湿环境划分为三个等级,目的是为了根据建筑的使用要求、气候、适应性等条件,合理控制室内热湿环境,鼓励营造舒适、节能的室内热湿环境。

4人工冷热源热湿环境评价

4.1 一般规定

4.1.1 对于采用人工冷热源的建筑室内热湿环境,应在满足下列条件时,再进行等级判定:
    1 室内温度、湿度、空气流速等参数满足设计要求,并符合现行国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB 50019的规定;
    2 建筑围护结构内表面无结露、发霉等现象;
    3 采用集中空调时,新风量符合国家现行有关标准的规定。 条文说明 4.1.1 本条规定了人工冷热源热湿环境评价的前提条件。满足这些条件的室内热湿环境,再按本标准第4.2节的方法进行等级评价,并且评价结果可能是Ⅰ级或Ⅱ级,也可能是Ⅲ级;不满足这些前提条件的,则不能采用本标准进行评价。
    建筑围护结构要避免结露,是因为结露利于霉菌的生长,不利于人体身体健康。设计评价阶段检查设计计算书,尤其是围护结构表面温度是否高于空气的露点温度;工程评价阶段采用现场查看围护结构表面是否出现结露、发霉等现象。

4.2 评价方法

4.2.1 对于人工冷热源热湿环境,设计评价的方法应按表4.2.1选择,工程评价的方法宜按表4.2.1选择。当工程评价不具备按表4.2.1执行的条件时,可采用由第三方进行大样本问卷调查法。调查问卷应按本标准附录A执行,代谢率应按本标准附录B执行,服装热阻应按本标准附录C执行,体感温度的计算应按本标准附录D执行。 表4.2.1 人工冷热源热湿环境的评价方法
4.2.2 采用计算法进行人工冷热源热湿环境等级评价时,设计评价应按其整体评价指标进行等级判定;工程评价应按其整体评价指标和局部评价指标进行等级判定,且所有指标均应满足相应等级要求。
4.2.3 整体评价指标应包括预计平均热感觉指标(PMV)、预计不满意者的百分数(PPD),PMV-PPD的计算程序应按本标准附录E执行;局部评价指标应包括冷吹风感引起的局部不满意率(LPD1)、垂直空气温度差引起的局部不满意率(LPD2)和地板表面温度引起的局部不满意率(LPD3),局部不满意率的计算应按本标准附录F执行。
4.2.4 对于人工冷热源热湿环境的评价等级,整体评价指标应符合表4.2.4-1的规定,局部评价指标应符合表4.2.4-2的规定。 表4.2.4-1 整体评价指标
表4.2.4-2 局部评价指标
4.2.5 人体代谢率为1.0met~1.3met,服装热阻为0.5clo和1.0clo的人工冷热源热湿环境,可采用图示法进行等级评价 (图4.2.5-1、图4.2.5-2)。采用图示法评价时,应先根据图4.2.5-1判断室内热湿环境等级,当室内热湿环境不满足图4.2.5-1的要求时,再根据图4.2.5-2判定其等级。动态服装热阻应按本标准附录C.2进行修正。不同服装热阻所对应的体感温度上限和下限应按下列公式进行线性插值计算:
图4.2.5-1 人工冷热源热湿环境体感温度范围
1—服装热阻为0.5clo的Ⅰ级区 (实线区域);2—服装热阻为1.0clo的Ⅰ级区 (虚线区域) 式中:tmax,Icl——在服装热阻为Icl时的体感温度上限(℃);
           tmin, Icl——在服装热阻为Icl时的体感温度下限(℃);
          tmax,1.0clo——在服装热阻为1.0clo时的体感温度上限(℃);
          tmax,0.5clo——在服装热阻为0.5clo时的体感温度上限(℃);
          tmin,1.0clo——在服装热阻为1.0clo时的体感温度下限(℃);
          tmin,0.5clo——在服装热阻为0.5clo时的体感温度下限(℃);
          Icl——服装热阻(clo)。
图4.2.5-2 抵消空气温度上升需要的空气流速
1—服装热阻为0.5clo的Ⅱ级区(不具备风速控制条件);2—服装热阻为0.5clo的Ⅱ级区(具备风速控制条件);3—服装热阻为0.5clo的Ⅰ级区(斜线阴影区域);浅色 阴影区—不具备风速控制条件;深色阴影区—具备风速控制条件 4.2.6 采用图示法进行人工冷热源热湿环境等级评价时,不同服装热阻、不同空气流速对应的体感温度(top)应符合下式的规定: 条文说明 4.2.1 本条规定了人工冷热源热湿环境评价方法选用条件及原则。参照国际标准ISO7730,由于吹风感而造成局部不满意率(LPD1)一般不大于20%。当LPD1≤20%时,空气温度、空气流速和空气紊流强度之间的关系如图1所示:
图1 空气温度、空气流速和空气紊流强度关系图     根据实际情况,夏季室内紊流强度较高,取为40%,空气温度取26℃,得到夏季室内允许最大空气流速约为0.25m/s;冬季一般室内空气紊流强度较小,取为20%,空气温度取18℃,得到冬季室内允许最大空气流速约为0.2m/s。
    室内热湿环境参数通过热湿环境模拟(设计评价)或现场测试(工程评价)获得。当采用问卷调查法时,为保证科学性和正确性,根据统计学理论,当随机抽取的样本数量大于等于30,视为大样本。
4.2.5 本条规定了图示法进行人工冷热源热湿环境评价的步骤与方法。图4.2.5-1和图4.2.5-2参考美国ASHRAE55标准。
    图4.2.5-1给出的Ⅰ级区,适用于代谢率1.0met~1.3met,分别对应于着装情况为0.5clo和1.0clo。
    评价人工冷热源热湿环境时,含湿量应小于12g/kg(干空气),对应于标准大气压下水蒸气压力为1.910kPa或露点温度为16.8℃。参考ASHRAE55标准,本标准没有规定最低湿度水平,在低湿环境下,一些非热舒适因素,如皮肤干燥、肌肉膜的不适、眼干和静电产生,会限制可接受相对湿度下限。
    对于不同服装热阻下tmax,Ⅰcl,tmin,Ⅰcl,可根据等含湿量线采用线性插值确定。其中tmax0.5clo、tmin,0.5clo、tmax,1.0clo、tmin,1.0clo,均可根据图4.2.5-1确定。
    例如:当服装热阻Ⅰcl=0.75clo,含湿量为8g/kg(干空气)时,tmax,075clo、tmin,0.75clo的计算步骤如下:
    1)首先根据图4.2.5-1,可查得含湿量为8g/kg(干空气)时:     2)然后根据公式(4.2.5-1)和(4.2.5-2)计算可得: tmin,0.75clo=[(0.75-0.5)20.3+(1.0-0.75)24.1]/0.5=22.2℃
tmax,0.75clo=[(0.75-0.5)24.7+(1.0-0.75)27.1]/0.5=25.9℃     各点位置如图2所示。
    空气流速影响人体和环境之间的对流换热,从而影响人体热舒适。在夏季,提高空气流速可以提高人们所能接受的空气温度上限。图4.2.5-2给出了不同衣着条件下,提高空气流速后体感温度的上限值。
    Ⅰ级区适用于空气流速为0~0.15m/s,相对湿度为50%的情况,依据服装热阻分别划分为0.5clo和1.0clo两个区域,分别根据PMV为-0.5~+0.5确定体感温度边界。
图2 不同服装热阻体感温度上下限计算举例
1—服装热阻为0.5clo的Ⅰ级区(实线区域);
2—服装热阻为1.0clo的Ⅰ级区(虚线区域)     当空气流速大于0.15m/s时,根据是否具备空气流速控制条件(房间内每6人或每84m²内应具有控制空气流速的设备)划分为不同的区域。一般来说,空气流速上限不宜大于0.8m/s;如果空气流速可以调控,当室内体感温度高于25.5℃时,短时间内空气流速可提高至1.2m/s。当室内体感温度低于22.5℃时,为避免冷吹风感,空气流速不应高于0.15m/s。

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