進深

進深指建築物的長度。中國大量城鎮住宅房間的進深一般要限定在5米左右。

1.指建築物縱深各間的長度。即位於同一直線上相鄰兩柱中心線間的水平距離。各間進深總和稱通進深。在建築學上是指一間獨立的房屋或一幢居住建築從前牆壁到後牆壁之間的實際長度。進深大的房屋可以有效地節約用地，但為了保證建成的建築物有良好的自然採光和通風條件，進深在設計上有一定的要求，不宜過大。目前中國大量城鎮住宅房間的進深一般要限定在5米左右，不能任意擴大。

2、指家具側視面的長度。

基本介紹

• 中文名：進深
• 外文名：throat
• 定義：建築物縱深各間的長度
• 一般要求：5米
• 依據：《住宅建築協調標準》
• 優點：利於自然採光和通風條件
• 限度：不能任意擴大

基本信息

現代辦公商業建築通常具有體量大、房間面積大、進深較大、圍護結構大量採用玻璃幕牆、室內人員密集和照明設備發熱量大等特點。在設計此類建築的空調系統時, 涉及到的一個問題是建築分區。內區由於很少受外圍護結構負荷的影響, 空調負荷較為穩定, 而內圍護結構冬季的計算熱負荷也是有限的, 因此內區常年都有冷負荷。而外區一般有較大的外窗面積, 受外圍護結構的負荷變化影響較大。 因此根據兩區的空調負荷差異性, 合理地確定其邊界, 才能使空調系統有效地跟蹤負荷變化, 改善室內熱環境和降低空調能耗。

現有設計手冊和參考文獻中通常只是提出建築物平面面積大、進深較大時,空調系統設計需要考慮內外分區, 並推薦外區進深為4～6 m,但是沒有提到內外分區的具體計算思路和方法。筆者參考國內外一些研究資料, 提出採用P MV(predicted mean vo te)作為確定空調內外分區邊界的依據的設計方法。

設計思路

建築物劃分內外區後, 夏季時外區空調系統將比內區承擔更多的冷負荷;冬季時內外區的空調工況正好相反, 外區供暖而內區需要供冷, 兩者相比較,冬季工況時內外區在空調需求上的矛盾更為突出。在此前提下, 確定外區進深時應以冬季工況進行分析。在利用冬季工況確定外區進深後, 可以通過調整空調末端的設計, 使系統在夏季工況時滿足供冷需求。假設外區不採取任何供暖措施, 由於室外低溫的影響, 在靠近外窗和外牆等外圍護結構區域會形成一個溫度低於室內設計溫度的地帶。在此地帶內, 距圍護結構越近的地方室溫越低。可以採用導熱基本定律(傅立葉定律)按穩態傳熱的方式計算圍護結構內表面溫度。遠離外圍護結構, 室內空氣溫度逐步升高, 最終在某位置達到室內設計溫度, 此位置即為內外分區理論上的溫度分界點。

室溫受以下三個因素影響:

1)圍護結構表面溫度 ;

2)室內設計溫度 ;

3)與圍護結構的距離 。

室溫與這些因素並非是單純的線性關係 , 所以很難利用簡單的方程式進行推斷, 需要結合實驗採用半經驗、半理論等方式進行推導。筆者查找國內外文獻資料後發現, 在外部環境對室內溫度的影響方面有詳細的研究和總結, 故本文引用下列經驗公式作為計算公式 :預先設定室內外設計溫度、圍護結構傳熱係數等邊界條件,可以利用上述公式求出與圍護結構內表面不同距離情況下室內各點的溫度和由溫差引起的空氣對流速度。

但僅以室內溫度和空氣對流速度還很難確定供暖和不供暖的臨界溫度。設定空調系統的目的是使人員活動區域達到良好的熱舒適性。ISO 7730 標準給出了舒適熱環境應滿足的條件。筆者引入描述和評價環境熱舒適性的PMV 作為判斷供暖和不供暖臨界點的指標。

在ISO 7730 標準中,P MV 用於表示空調區域內人員對熱舒適性的感覺, 可用PMV預測熱環境下人體的熱反應。P MV 代表了同一環境下絕大多數人的感覺, 但是人與人之間存在生理差別, 因此P MV並不一定能夠代表所有人的感覺。

ISO 7730 標準對P MV 的推薦範圍為:-0 .5 ～+0.5,即P MV在該範圍內時, 舒適性空調可視為可滿足絕大多數人的使用要求。對於冬季條件下的外區熱環境而言, 達到人體熱舒適性冷感的下限可視為空調系統的基本目標 , 顯然 P MV小於 -0 .5 時空調系統需要供暖以提高熱舒適性。故 PMV 等於 -0 .5 可以認為是內外區分界比較合理的指標。

外區計算

下面以廣州、上海和北京 3 個辦公商業建築較為集中的城市分別作為夏熱冬暖地區、夏熱冬冷地區和寒冷地區的代表進行模擬計算和分析。相關的氣象參數和室內設計參數見表 1 。假定研究的對象為一平面尺寸為 45 m ×45 m的高層寫字樓 ,層高 4 m ,外窗為全透明玻璃幕牆 ,窗牆面積比為 0 .7, 體形係數為 0 .4。結構類型為框架核心筒結構,核心筒尺寸為 15 m ×15 m ,辦公區為全開放式大開間, 進深為 15 m , 按照文獻[ 1]3 .3.2.6 節要求 , 內區和外區應分設系統。根據GB 50189 —2005 《公共建築節能設計標準》中對夏熱冬冷地區圍護結構熱工性能的最低要求 ,可得圍護結構傳熱係數均為 2 .05 W/(m 2 ·K)。根據式

圍護結構傳熱係數設定為2 .05 W/(m·K),PMV 達到-0 .5 時,不同城市建築與窗戶的距離分別為:廣州0.6 m, 上海3 .6 m ,北京4 .9 m 。以上數據也可認為是該建築物在不同地區的外區進深, 可見在圍護結構傳熱係數相同的前提下, 建築物的外區進深隨室外溫度的下降而加大。從上述數據可以看出, 廣州市由於冬季室外溫度較高, P MV小於-0.5的區域進深僅為0 .6 m ,且最不利處的P MV 為-0 .54 ,所以基本上可不設供暖的外區;上海市由於冬季室外溫度較低, P MV小於-0.5的區域進深為3 .6 m ,此區域需設供暖的外區,此進深也基本上和實際工程設計中選擇3 ～4 m 外區進深相近;北京地區由於冬季室外溫度最低, P MV小於- 0 .5 的區域進深達4 .9 m ,此區域也需設供暖的外區。 由於示例中圍護結構傳熱係數設定為 2 .05 W/(m·K),不滿足GB 50189 —2005《公共建築節能設計標準》對北京地區相應建築物的最低要求, 如把圍護結構傳熱係數調整為1.41W/(m·K),則可滿足GB 50189 —2005《公共建築節能設計標準》對北京市的最低要求 。

當圍護結構傳熱係數從2 .05 W/(m·K)提高到1 .41 W/(m·K)後,距窗戶距離相同處的溫度均有所提高,外區的溫度變化範圍從17 .6～19 .0℃提高為18 .4～19 .3 ℃;相應的風速也有所降低,風速變化範圍從0.09～0.16 m/s降低為0 .07 ～0 .13 m/s 。隨著圍護結構熱工性能的提高,室外氣溫對室內溫度的影響逐漸減小, PMV得到整體提高,從而外區進深從4.9 m減小為3.1 m。這正說明圍護結構的節能和熱舒適性的改善具有一致性。

外區進深

筆者以我國5 種典型氣候分區的代表城市為例,在圍護結構熱工性能滿足GB 50189—2005《公共建築節能設計標準》最低要求前提下, 按照上述計算方法,計算得到各代表城市建築物空調外區的進深 。