活动板房室内热环境实测评价与热工性能研究

1 研究背景

随着城市建设项目的持续性推进，我国公共基础性项目增大，而活动板房作为一种临时性的建筑结构，在建筑项目施工中具有重要的作用。

活动板房在我国大多数地区主要基于轻钢为主的骨架，彩钢的夹芯板是主要的围护材料，其中夹心板的尺寸厚度参数一般在50 mm，两侧主要通过厚度为5 cm的彩钢共同构成，其内部主要应用材质为可发性的聚苯乙烯板材，具有独立密闭性的气泡，其中在内部空气的体积参数高达98/5以上，这样则会降低对空气的热传导性能，具有隔热保温的特征。

分析西安地区的实际状况发现，活动板房的室内热环境会受到地域性气候等因素的综合影响，了解室内热湿环境因素，综合季节性因素，探究变化规律以及优化措施，有利于板房设计以及应用。

国内外学者针对活动板房、建筑节能的主要研究是围护结构热工性能、节能特性的角度开展。活动板房的热工性能是影响节能效率以及整体性能的重要因素，因此国内外的相关学者对其进行了相关研究。

汪宏飞主要对活动板房在建筑工程中的应用现状及发展建议进行了论述。狄育慧等则基于Airpak的某建筑工地活动板房室内热环境数值模拟。李璊等对冬奥集装箱房室内热环境多物理场耦合模拟及分析。王佳慧重点研究了轻质板房建筑中相变材料应用效益。王晨华等对核工业高大空间厂房室内热环境及放射性气溶胶控制数值模拟研究。傅楚昊以广州地区建筑工地内办公用活动板房为例，研究了室内热舒适性。王曼等、赵二庆则研究了活动板房室内热环境实测评价与热工性能分析。郝文辉对现浇混凝土保温与结构一体化墙体的热工性能研究。靳梁巍研究了结构保温板墙体热工性能。

研究发现，活动板房受到构造特征因素的影响，导致室内环境会受到室外环境的直接影响，同时所在的地理位置、气候环境以及室外温度等都是主要的影响因素，其具有显著的地域性特征。分析活动板房内部热湿环境特征、通过实测的方式了解其具体的数值波动及变化，基于动板房室内热环境实测评价与热工性能综合分析，通过内热环境、舒适度、温湿度等参数信息了解其规律以及影响因素，探究优化措施与手段，可以为活动板房的设计、优化提供有效的基础性信息以及数据支持。

2 热环境实测和评价

2.1 热环境实测

基于实测信息以及数据进行活动板房室内热环境的分析，了解其热工性能，可以为室内空间优化以及设计应用提供有效的信息数据，以利于优化活动板房的舒适性。

研究主要通过专业设备进行实测分析，实验设备见表1，测试对象为西安地区某项目临时施工活动板房，测试的主要目的就是对活动板房的室内温度、湿度等基础参数，以及信息数据进行综合测量以及分析，了解活动板房的热环境特征，并且了解主要影响因素，对测量的各项信息以及基础因素进行综合分析，获得对活动板房热环境产生影响的主要机理，以及相关理论信息。

表1 测试仪器

西安地区夏季温度高，在太阳照射下表面温度会高于60 ℃，内部温度则会高于40 ℃，高于整体的舒适性，如果在板房中长时间居住则会出现高温、休克等问题。

板房结构会受到外部环境的影响，而夏季板房维护结构具有隔热功能，会通过导热、辐射换热等方式，将外部的热量转入内部，导致内部温度较高。活动板房在室内热环境的综合分析中，要基于季节、材质以及结构等多种因素进行综合性的分析。

因此，在分析中要基于实际状况，综合西安地区的区域特征，探究影响因素，确定换热方式以及手段，实现对影响因素的综合探究。

2.2 数据分析

综合室内热环境数据和热流量数据的分析，围护体系保温隔热特性会受到热工性能等因素的影响，是多种因素影响的共同作用结果。根据标准规范以及要求进行分析，冬季舒适温度：温度18~24 ℃，而湿度则要不大于60 %。测试时间为2023年12月28日，结束时间为2024年1月3日。主要进行温度以及湿度的参数测试，通过专业设备每间隔5 min进行1次测量，温湿度数据如图1所示，实测温湿度数值峰值见表2。

图1 温湿度数据

表2 实测温湿度数值峰值

2.3 热环境评价

通过上述数据可以看出，本次测量的活动板房在西安地区的冬季环境下，温湿度均不在规定的舒适范围之内，而活动板房室内环境热量主要就是利用围护结构进行保护，由此则可以降低内部温度的流失，有利于保护温度的向外散失。

活动板房在应用中存在的最主要的问题就是会导致夏天闷热、冬天寒冷，而出现此种问题主要受材质类型、结构等因素的影响，导致热阻以及热惰性等出现降低，这样则会降低对室外环境温度的影响，导致其产生的延迟以及抵抗能力不足，造成室内温度在外界温度的变化中出现直接影响，增加热环境不舒适性，出现温度过高、过低等不同的温度变化，不利于营造健康舒适的居住环境。

为了分析夏季热、冬季冷的问题，要合理利用太阳能资源，以增强整体的舒适性。

夏季太阳辐射相对较为强烈，而受到板房材质因素的影响，会导致其热阻以及热惰性的能力不足，在室内会进入大量的太阳能。而冬季太阳辐射相对降低，室内的热量则主要就是利用围护结构进行室外环境的传递，通过科学的方式进行处理，则可以提高太阳能的利用效率，避免在夏天吸收温度过高、冬季吸收过少等问题，在一定程度上优化环境。利用选择性的方式进行太阳能辐射的吸收以及处理，则可以有效优化内热环境。其中最关键的就是要充分了解板房材质的主要换热方式。

3 热工性能实验

选取传热系数为活动板房热工性能评价指标，通过热流计法进行墙体传热现场试验分析，选取R70B数据采集记录仪为实验设备如图2所示。

图2 R70B数据采集记录仪

通过试验获得活动板房围护结构单位面积所通过的的热流量即热流密度，并根据式（1）、式（2）计算出活动板房围护结构的传热系数，分析热工性能，了解材料导热系数、保温厚度等相关因素对墙体热工性能影响。

4 结论

基于活动板房的实测信息以及基础数据，通过公式等方式进行室内环境、热工性能进行综合分析，对影响活动板房湿热环境的主要因素进行综合分析，则可以获得如下优化措施。

4.1 室外热环境

受季节性因素的影响，导致活动板房的室内空气温湿度出现不同的变化，主要受室外温湿度的影响。而影响时间则具有一定的延迟性，时间为1~2 h。

而随着太阳辐射的变化会增加室内的热度，在不同季节产生的热环境变化具有一定差异性。在夏季受到辐射、对流等因素的影响则会出现过热等问题，而在冬季则会在一定程度上降低、补充室内的失热量，有利于温度的控制。

4.2 邻室环境

邻室是一种在主动的空气调节状态之下，通过改善邻室的热环境则可以降低散热影响，分析围护结构温差的方式，有效降低对散热产生的影响，在一定程度上改善热环境。

4.3 辅助优化

活动板房属于临时性结构，为了提高居住环境的舒适性，要合理利用太阳辐射，夏季为了避免温度过高，则要通过必要的措施有效控制外部环境对围护结构产生的影响，可以通过喷涂反射涂料、增设遮阳网等方式进行处理。

冬季则可以利用太阳能辐射达到增强室内温度的目的，增强空间的气密性，有效避免冷空气对室内温度产生的渗透以及影响，将其控制在可以控制的范围，通过增强围护结构厚度、应用高性能材质等方式，则可以优提高结构自身的热阻性能，增强热惰性，以降低室内向外的热量传递。