本文摘要：摘要為提升公共服務(wù)水平，以博物館展廳的溫度、濕度、通風、照明、噪音、空氣清潔度為研究對象，就現(xiàn)有的缺陷或不足提出整改方案，供博物館同行參考。 關(guān)鍵詞博物館;展廳;舒適環(huán)境;中央空調(diào) 0引言 室內(nèi)熱環(huán)境對人體的散熱有很大的影響，對人體維持自身體溫穩(wěn)
摘要為提升公共服務(wù)水平，以博物館展廳的溫度、濕度、通風、照明、噪音、空氣清潔度為研究對象，就現(xiàn)有的缺陷或不足提出整改方案，供博物館同行參考。
關(guān)鍵詞博物館;展廳;舒適環(huán)境;中央空調(diào)
0引言
室內(nèi)熱環(huán)境對人體的散熱有很大的影響，對人體維持自身體溫穩(wěn)定有著直接的影響，因此對人的舒適度有著極大的影響。博物館展廳公眾服務(wù)舒適環(huán)境主要受空氣溫度、相對濕度、氣流運動(即通風情況)、照明、噪音、空氣潔凈度等影響。
1展廳公眾服務(wù)舒適環(huán)境
1.1人體感覺最舒適的環(huán)境溫度
人體健康的舒適性除了取決于色彩、燈光、吹風感等因素外，還取決于溫度和濕度，并是受氣溫或濕度兩者綜合作用的結(jié)果。實際上，從國家2003年正式實施《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》以后，室內(nèi)溫度已經(jīng)成為室內(nèi)空氣質(zhì)量的一個重要組成部分。標準中明確規(guī)定夏季空調(diào)房間室內(nèi)溫度的標準值為22℃~28℃，冬季采暖室內(nèi)溫度的標準值為16℃~24℃。達到這個標準的室內(nèi)溫度就是舒適的室內(nèi)溫度。適宜的室內(nèi)溫度有利于人體健康，目前我國北方有的地區(qū)已經(jīng)把冬季室內(nèi)溫度作為保護消費者權(quán)益的內(nèi)容之一。
室內(nèi)溫度也是影響人員生產(chǎn)效率的重要因素，直接影響人的工作滿意度和工作完成情況。夏季，為了保證人們的身體健康和工作效率，同時又能夠最大限度的節(jié)約能源，部分專家推薦使用“黃金溫度”，也就是27℃左右。因為在這一溫度下人體感覺最舒適，而且也比較省電。如果空調(diào)開得很冷，室內(nèi)溫度過低，不僅不利于人們的身體健康，而且又浪費了大量寶貴的電力資源。
此外，夏季空氣中相對濕度較高也會令人不舒服，當室內(nèi)溫度高于30℃，相對濕度大于80%時，環(huán)境溫度高于體表溫度，人體皮膚溫度會很快升高，此時人的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)會處于高負荷狀態(tài)，容易引起循環(huán)、消化、泌尿、神經(jīng)系統(tǒng)功能改變進而誘發(fā)中暑、皮膚病等熱病，同時使心腦血管、糖尿病患者的發(fā)病率和死亡率上升。冬季，室內(nèi)溫度也不宜過高。冬季室外嚴寒，人們都希望家里暖和些以抵御寒冷的空氣。然而取暖并非溫度越高越好，室內(nèi)溫度不宜過高，國家標準規(guī)定為16℃~24℃。一般室內(nèi)溫度保持在20℃~24℃之間為宜，最好不超過28℃。室內(nèi)外溫差以不超過10℃為宜，這樣人們從室外進入室內(nèi)時就不會覺得溫度不適應(yīng)。如果溫差過大，人進出時經(jīng)受氣溫驟變，就很容易患感冒或呼吸系統(tǒng)疾病。一般人的體溫在清晨02:00~06:00最低，人們可以在睡前將空調(diào)溫度適當調(diào)高，避免半夜受涼。
1.2人體感覺最舒適的環(huán)境濕度
研究顯示，人體最適宜的溫度在18℃~24℃，人體最適宜的健康濕度在45%RH~65%RH之間。當環(huán)境濕度低于35%RH時，24h后流感病毒的存活率仍在10%以上;當環(huán)境濕度高于50%RH時，10h后病毒全部死亡。流感與濕度有密切關(guān)系，健康的濕度可抑制病毒、病菌的滋生和傳播，還可提高人體機體的免疫力。但濕度高于65%會使人體呼吸系統(tǒng)和粘膜產(chǎn)生不適，免疫力下降。
據(jù)實驗測定和理論推算，最宜人的室內(nèi)溫濕度是：冬季溫度為18℃~25℃，濕度為30%~80%;夏季溫度為23℃~28℃，濕度為30%~60%。在此范圍內(nèi)感到舒適的人占95%以上。如果考慮到溫濕度對人思維活動的影響，最適宜的室內(nèi)溫度應(yīng)是18℃，濕度應(yīng)是40%~60%，此時，人的精神狀態(tài)好，思維最敏捷，工作最高效。
1.3氣流運動(通風情況)
氣流運動對于人的舒適度帶來的直接影響并不是特別大，它直接作用于人體水分的蒸發(fā)，并對室內(nèi)空氣溫度和濕度有著極大的影響。較好的通風會使得室內(nèi)環(huán)境的空氣溫度不會出現(xiàn)極端的情況，濕度亦然。因此，氣流運動間接作用于人體的舒適度。按2003年版《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》，夏季空調(diào)空氣流速應(yīng)>0.3m/s，冬季采暖空氣流速應(yīng)>0.2m/s，新風量應(yīng)≮30m³/h.p。
1.4照明情況
室內(nèi)照明主要影響人的視覺舒適度和溫覺舒適度。后者源于照明會產(chǎn)生大量熱量，過于集中的照明會給人帶來很強的熱感，從而影響到人體的舒適度。我們這里主要研究照明對人的視覺舒適度的影響。眾所周知，視覺是人對外界最重要的探知方式，室內(nèi)大部分情況下需要依賴室內(nèi)照明系統(tǒng)改變室內(nèi)光環(huán)境，因此室內(nèi)照明對于人的舒適度有著很大的影響。
照明中的色調(diào)、照度是室內(nèi)環(huán)境的重要組成部分，冷色調(diào)的光會給人帶來清冷的內(nèi)心感受，而暖色調(diào)會讓人覺得熱情、溫暖。照度過強的光會給人帶來極強的不適，很多情況下審訊犯人經(jīng)常會使用強光照明，這樣會給人帶來較大的心理壓力，使人的神經(jīng)系統(tǒng)處于長期的緊張之下，人是很不舒適的。較暗的燈光環(huán)境在某些場合會給人帶來極大的不安全感，同樣會使人緊張。由此可見，照明對于人的感官有著極大的影響，進而改變?nèi)说囊曈X舒適度。
1.5噪音
噪音是很讓人反感的，長期處于較強噪音情況下的人會情緒暴躁、情緒易變、心煩意亂、難以靜心。交通、建筑、生產(chǎn)等室外噪音可以通過加厚的雙層玻璃窗、加厚的墻壁等措施降低對人舒適度的不良影響，室內(nèi)的噪音才是影響人在室內(nèi)舒適度的重要因素。室內(nèi)噪音主要源于人為和電器。人為噪音主要是因為人的活動產(chǎn)生的不和諧聲音，如室內(nèi)爭吵、小孩玩耍時的大喊大叫、大哭大笑等，這些對于同處室內(nèi)的人在情緒上都有很大的影響。人為噪音在某種程度上講是極難避免的，而電器噪音則是可以盡量避免的。
主要的電器噪音來自于一些大功率電器，如工作中的電冰箱、空調(diào)、微波爐等，一些較高品質(zhì)的電器雜音或較小，這也是其技術(shù)優(yōu)勢之一。總之，噪音對于人的舒適度影響主要來自于心理因素。安靜的環(huán)境會使人的心情維持在較平靜的水平，嘈雜的環(huán)境易使人躁動。當然，這些也與人的性格有關(guān)，天生內(nèi)向的人更適合安靜的環(huán)境，而活潑的人更喜歡呆在有人氣的環(huán)境，這些都因人而異。
1.6空氣清潔情況
空氣清潔情況主要會影響人的健康。清潔的空氣不易使人感染呼吸道疾病，健康會使人倍感舒適，而不清潔的空氣不僅易使人患病，而且會由于異味使人在感官上有不良的感覺，這種情況下人是不會有舒適感的。
2我館參觀環(huán)境現(xiàn)狀
我館新館于2005年6月建成開放，對外開放區(qū)域主要是展廳。展廳共分4層，1層層高6.6m，2層、3層層高6m，4層層高5.95m，地下1層為設(shè)備區(qū)和停車場，建筑總高度25.2m。展廳冷熱源主要由3臺額定總制冷量4362kW、制熱量為3363kW的燃氣機組提供，13臺組合式空調(diào)器分別單獨控制每個展廳的溫濕度和空氣潔凈度，4層書畫展廳另有2臺精密空調(diào)嚴格保證各書畫展柜的恒溫恒濕環(huán)境，4層臨時展廳增設(shè)有7臺恒濕機、24臺變頻多聯(lián)機。全館中央空調(diào)由樓宇自控系統(tǒng)集中控制。
中央空調(diào)運行時間為每天08:30-17:30，展廳設(shè)計溫濕度為夏季溫度24℃~26℃，相對濕度≤65℅，冬季溫度20℃~22℃，相對濕度≥40℅;書畫展廳精密空調(diào)每天24h運行，各書畫展柜的溫濕度控制在：溫度20℃±2℃，相對濕度60%±6%。展廳全部采用低溫冷光源，原有電子節(jié)能燈近年來已全部更換為LED小功率照明燈具，既保證了展廳照度又有效控制了紫外線對文物的損傷，而且更加節(jié)能和耐用。其中書畫展柜的照明采用聲光感應(yīng)控制，最大限度地降低了燈光對紙質(zhì)文物的傷害。樓宇自控系統(tǒng)每天24h監(jiān)控所有公共設(shè)備，并自動記錄所有展廳的溫濕度情況。
開館至今，所有公共設(shè)備運行穩(wěn)定、可靠，為所有藏品提供了比較安全的展示環(huán)境，也為多數(shù)觀眾提供了相對滿意的參觀體驗。總體而言，展廳的溫度、濕度、通風、照明、噪音、空氣清潔度控制基本符合設(shè)計要求，但從實際運行效果來看，設(shè)計缺陷也比較明顯，特別是在高溫高濕的夏季，作為開放區(qū)域的門廳、生態(tài)廊、展廳中庭溫濕度明顯偏高，桑拿效應(yīng)突出，觀眾多次投訴，改善參觀環(huán)境的呼聲很高，整改工作迫在眉睫!
3改善及提升的方向
基于我館展廳現(xiàn)狀，經(jīng)我館多專業(yè)技術(shù)人員多次現(xiàn)場查勘，就開放環(huán)境存在的主要問題，提出如下解決方案：
3.1門廳及生態(tài)廊的空調(diào)問題
現(xiàn)象：夏季正午太陽直射時，太陽熱輻射較強，室內(nèi)空調(diào)效果不太理想，人體有輕微不舒適感。問題：因為屋頂為玻璃，玻璃沒有熱惰性，太陽輻射熱能瞬間傳遞。原設(shè)計有對玻璃噴水的降溫設(shè)施，因玻璃幕墻年久失修，存在部分膠條老化，在噴水時存在滲漏現(xiàn)象，故現(xiàn)沒有使用噴水降溫。處理：對于玻璃頂?shù)慕ㄖ瑑H靠增大空調(diào)制冷能力來降溫通常會出現(xiàn)早晚很涼快、正午時空調(diào)效果欠佳的情況，不是行之有效的辦法，遮陽隔熱才是優(yōu)選方案。
(1)修復(fù)部分膠條老化的玻璃幕墻，恢復(fù)噴水設(shè)施，讓其正常使用;(2)對玻璃貼膜，降低其對室內(nèi)空間散熱。本建筑朝向面東背西，東面為博物館的正門，是全館的主要客流集散出入?yún)^(qū)域，該區(qū)域設(shè)有大面積的玻璃幕墻天頂和大面積的立面玻璃幕墻。西面落地玻璃處為客用手扶樓梯，是客流必經(jīng)的主要通道之一，該區(qū)域設(shè)有大面積的有框落地玻璃。按照全天的太陽日照方向來看，上午太陽升起直至中午太陽達到日照最高角度，東面玻璃幕墻區(qū)域?qū)艿椒浅娏业奶枱彷椛洹．斕栁髀鋾r，東面建筑太陽熱輻射隨著太陽的位置向西而逐漸減弱，但西面的落地玻璃區(qū)域會受到較為強烈的太陽熱輻射，也就是生活中常說的西曬問題。對此，我們建議對大門的玻璃幕墻及天頂作貼膜處理。貼膜預(yù)估總面積約為2600m2，單價按120元/m2~220元m2計，總費用約31.2萬元~57.2萬元。
3.2展區(qū)中庭周邊區(qū)域3層、4層的空調(diào)問題
現(xiàn)象：夏季該區(qū)域的空調(diào)效果極不理想，明顯存在由下部往上傳遞的對流熱以及室外較強的太陽輻射熱。人體有很明顯的不舒適感，無法長時間停留。問題：①熱源問題該區(qū)域除正常熱源外存在額外熱源：A.屋頂采光玻璃的輻射熱;B.與門廳上部空間連通處的輻射熱及對流熱;C.中庭周邊間因空氣熱力學(xué)特性在頂部匯集的熱源。②中央空調(diào)系統(tǒng)問題1層~4層中庭及周邊公共區(qū)域共用空調(diào)系統(tǒng)，4層空調(diào)位于風管管路系統(tǒng)的末端，空調(diào)系統(tǒng)送風量明顯偏小。處理：①隔斷熱源或排泄熱空氣A.采用遮陽措施減少熱輻射作用a.沿3層及4層門廳正上方外廊邊緣設(shè)置無框折疊玻璃門，阻擋熱氣流進入;b.對展廳4層玻璃屋頂采取遮陽措施。
本建筑展廳區(qū)域玻璃面較大，夏季太陽直接輻射熱對室內(nèi)空間的影響很大，現(xiàn)在為了減少熱輻射的影響在玻璃屋頂上采取的臨時措施，擠塑板加帆布隔熱，雖起到了隔熱的效果，但有悖原設(shè)計的初衷，減少了自然光進入室內(nèi)，顯得整個場館的通透度不夠,并且對非空調(diào)季節(jié)的采光也會產(chǎn)生一定的影響。基于這方面考慮，我們建議對4層玻璃屋頂兩側(cè)太陽直射部分設(shè)歐式電動遮陽百葉。中間屋頂構(gòu)架遮擋部分由于本身土建起到了很好的隔絕熱輻射的作用，只是少許鏤空區(qū)域有太陽光直射，可在鏤空部分直接明裝并固定low-E中空玻璃。歐式百葉系統(tǒng)由驅(qū)動機構(gòu)、葉片和控制系統(tǒng)構(gòu)成。
驅(qū)動機構(gòu)包括專用管狀電機，支撐臂旁邊安裝葉片夾安裝一條推桿鋁條，用于推動推桿連接到的葉片直臂使葉片翻轉(zhuǎn)。控制系統(tǒng)采用區(qū)域群控技術(shù)，并配無線及有線兩種控制方式。需設(shè)置遮陽措施的玻璃頂面積約350m2，綜合單價約1000元/m2~1500元/m2，總計35萬元~52.5萬元。中庭玻璃穹頂目前采用深色帆布遮陽，效果還不錯，也不影響室內(nèi)美觀，可保持現(xiàn)狀不變。至于4層屋頂雨水滲漏的問題，經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)分析，可將現(xiàn)場排水管及地漏清理干凈，保證原有排水通道暢通，以觀后效。B.在與門廳上部空間連通處增設(shè)條縫型風口，控制其對流熱的傳遞及部分輻射熱。C.在門廳正上方玻璃屋面設(shè)可開啟的電動天窗，以排除聚集在中庭頂部的熱廢氣。擬在門廳正上方玻璃屋面取掉4塊玻璃，改成電動天窗，過渡季節(jié)或空調(diào)季節(jié)電動開啟天窗以便熱廢氣的排出。
供熱季節(jié)可電動關(guān)閉天窗，保證室內(nèi)熱氣不向外擴散。天窗下雨時可感應(yīng)雨滴自行關(guān)閉，避免雨水進入室內(nèi)。D.在中庭頂部周邊玻璃墻體設(shè)自然排風口，以排除聚集在頂部的熱廢氣。擬在中庭頂部周邊玻璃墻體內(nèi)側(cè)去掉4塊玻璃，由于中庭玻璃為兩層玻璃墻體，且考慮到美觀性及熱氣流能順利排出室外，在中庭小屋面內(nèi)側(cè)再去掉相應(yīng)面積的玻璃，并裝設(shè)電動防雨百葉(百葉頂上設(shè)固定遮雨棚)，以便過渡季節(jié)或空調(diào)季節(jié)電動開啟屋頂熱廢氣的排出。百葉在采暖季節(jié)及發(fā)生火災(zāi)時電動關(guān)閉。②對現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)進行局部改造經(jīng)勘查計算，擬在直燃機房新增制冷量為1336kW的磁懸浮變頻離心式冷水機組1臺，并入原有系統(tǒng)，增加設(shè)計制冷量。在展廳1層~4層中庭增設(shè)66臺卡式風機盤管，集中解決該區(qū)域夏季冷量不足問題。
3.3冷卻水的問題
現(xiàn)象：主機冷卻水出水溫度Tg=37.8℃，回水溫度Th=32.2℃。問題：冷卻出水溫度基本正常，回水溫度稍微偏高，即供回水溫差較大。處理：①檢查并清洗冷卻水管路系統(tǒng)閥門、過濾網(wǎng)等，減小系統(tǒng)管路阻力;②因現(xiàn)有3臺共1500冷噸無風機冷卻塔已用多年且散熱效果衰減明顯，建議將其更換為1800冷噸的低噪音(≤60dB(A))橫流式冷卻塔。3.4其他①在組合式空調(diào)器出風段增加自動加濕、除濕裝置，增強末端設(shè)備濕度控制能力，在保護文物的同時又提升參觀環(huán)境舒適度。②增加展廳空氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及氣體監(jiān)測設(shè)備，如氣體分析儀、有機物分析儀、顆粒物檢測儀、濁度儀等，為提升公共區(qū)域參觀環(huán)境舒適度提供數(shù)據(jù)支撐。
4結(jié)語
截止發(fā)稿為止，我館展廳的公眾服務(wù)環(huán)境改造工程已接近尾聲，通過增設(shè)磁懸浮中央空調(diào)主機、卡式風機盤管，玻璃涂膜，更換冷卻塔等措施，大幅降低了展廳夏季的熱負荷，公共服務(wù)的舒適度、滿意度明顯提升。接下來，我們將不忘初心，繼續(xù)前進，大力發(fā)揚工匠精神，堅持以人民為中心，充分利用現(xiàn)代科技手段，持續(xù)研究并改善展廳公眾服務(wù)環(huán)境，爭取為公眾提供更好更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
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建筑論文投稿刊物：《暖通空調(diào)》創(chuàng)刊于1971年，是中國建筑科學(xué)類核心期刊，國家期刊獎最高獎項獲獎期刊，中國暖通空調(diào)行業(yè)惟一的中央級科技期刊，由建設(shè)部主管，亞太建設(shè)科技信息研究院、中國建筑設(shè)計研究院、中國建筑學(xué)會(暖通空調(diào)分會)聯(lián)合主辦。
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