波蘭的一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在《能源》雜志上發(fā)表了一篇論文，分析了所謂“智能”建筑與傳統(tǒng)建筑相比的熱舒適性。

什么是智能建筑？

智能建筑（Smart buildings），也被稱為“智慧”建筑（“intelligent” buildings），是新建建筑中的一種增長(zhǎng)趨勢(shì)。這些結(jié)構(gòu)有幾個(gè)使它們與傳統(tǒng)建筑不同的基本組成部分，包括信息通信網(wǎng)絡(luò)、建筑管理系統(tǒng)和不同程度的自動(dòng)化。

建筑管理系統(tǒng)包括集成元素，如 HVAC 系統(tǒng)、照明、通信網(wǎng)絡(luò)、房間訪問、消防安全系統(tǒng)、防盜控制系統(tǒng)和視聽系統(tǒng)。智能建筑的集成水平和技術(shù)復(fù)雜程度的提高會(huì)影響居民的幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，例如空氣質(zhì)量和舒適度。

建筑物不同區(qū)域的熱圖像。圖片來源：Orman, ?.J et al., Energies

住宅和商業(yè)建筑

如今，居民在他們的房間中花費(fèi)更多時(shí)間的趨勢(shì)越來越明顯。COVID-19 大流行導(dǎo)致更多的人在家全職或兼職工作，并且由于在線商店和送貨上門，購物等其他活動(dòng)正在發(fā)生快速變化。遠(yuǎn)程技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)改變了大部分人的生活和互動(dòng)方式。

由于這些不斷變化的趨勢(shì)，人們?cè)絹碓疥P(guān)注為居民提供更舒適的家庭環(huán)境。然而，這些趨勢(shì)導(dǎo)致居民在住宅中花費(fèi)更多時(shí)間，在能源消耗增加方面對(duì)房地產(chǎn)行業(yè)提出了重大挑戰(zhàn)。

HVAC 和照明系統(tǒng)消耗了現(xiàn)代建筑中的大部分能源需求。這不僅是住宅的問題，也是商業(yè)建筑能源消耗的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。例如，法國(guó)的一項(xiàng)研究表明，學(xué)校建筑中 80% 的能源消耗是由于供暖和通風(fēng)需求產(chǎn)生的。

在全球范圍內(nèi)，建筑業(yè)占總能源消耗的 55%。這種消耗以及隨之而來的對(duì)環(huán)境有害的碳排放問題表明，需要顯著提高傳統(tǒng)建筑和智能建筑的能源效率。

熱舒適

然而，在降低能源消耗和建筑部門的氣候變化誘發(fā)效應(yīng)以及確保住宅居民和商業(yè)用戶的舒適度方面，需要進(jìn)行權(quán)衡。另一個(gè)關(guān)鍵考慮因素是與其建造和運(yùn)營(yíng)相關(guān)的智能建筑的成本。

熱舒適度可以作為一個(gè)參數(shù)來提供傳統(tǒng)和智能建筑之間的比較。這不是對(duì)溫度的測(cè)量，而是一種主觀的舒適感，個(gè)人感覺既不太冷也不太熱。有幾個(gè)因素會(huì)影響熱舒適性，如空氣溫度、氣流、濕度和生物因素，如新陳代謝率。

在過去的幾十年里，已經(jīng)對(duì)商業(yè)和住宅建筑的熱舒適性進(jìn)行了幾項(xiàng)科學(xué)研究。然而，很少有人關(guān)注智能建筑。這可能是由于這些建筑與傳統(tǒng)建筑相比相對(duì)稀有。

然而，隨著人們對(duì)建造或改造具有智能功能的建筑的興趣日益濃厚，迫切需要對(duì)智能建筑和傳統(tǒng)建筑的熱舒適性進(jìn)行比較的研究，以解決這一重大的研究空白。

圖片來源：Orman, ?.J et al., Energies

研究概況

該研究對(duì)中歐和東歐的傳統(tǒng)建筑和智能建筑在正常日常運(yùn)營(yíng)期間的熱舒適性進(jìn)行了全面的比較分析。通過研究真實(shí)世界條件下的熱舒適性，而不是使用氣候室的基于實(shí)驗(yàn)室的方法，該研究提供了有關(guān)用戶偏好和感覺等因素的實(shí)用信息。在研究中，還進(jìn)行1788 份問卷調(diào)查。

研究是在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的，與實(shí)驗(yàn)室研究相比，它提供了更真實(shí)的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)室研究是在較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的。許多參與者在多個(gè)房間參與了這項(xiàng)研究。該研究涵蓋了每個(gè)季節(jié)以及廣泛的室內(nèi)和室外環(huán)境。而同時(shí)，該論文還分析了 54 項(xiàng)當(dāng)前的研究。

該論文為工程師和建筑運(yùn)營(yíng)商提供了相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息，有助于設(shè)計(jì)更好的建筑。收集了一個(gè)大型數(shù)據(jù)集，該論文揭示了個(gè)體的體重指數(shù)和職業(yè)密度對(duì)熱舒適和感覺有關(guān)鍵影響。對(duì)空氣流動(dòng)和相對(duì)濕度等因素的影響進(jìn)行了全面評(píng)估。

熱感投票vs.單位面積人數(shù)，紅線代表線性擬合，紫點(diǎn)代表熱感投票平均值。圖片來源：Orman, ?.J et al., Energies

研究中提出了幾個(gè)關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)。在智能建筑中觀察到更高水平的熱舒適度，60% 的研究參與者報(bào)告了改進(jìn)，而傳統(tǒng)建筑中這一比例為 45%。智能建筑中有一半的受訪者表示他們不需要對(duì)熱環(huán)境進(jìn)行任何改變，而傳統(tǒng)建筑中這一比例為 29%。

與用戶熱偏好相關(guān)的室內(nèi)熱環(huán)境偏好不取決于建筑類型。對(duì)空氣運(yùn)動(dòng)的主觀評(píng)估與個(gè)人經(jīng)歷的熱感覺相關(guān)。隨著感知到的空氣流動(dòng)增加，人們往往會(huì)感覺更冷。受訪者對(duì)溫暖的環(huán)境更滿意。

但是，必須考慮到該研究是在中東歐進(jìn)行的，受訪者主要在 19 至 24 歲之間。對(duì)不同氣候和人口統(tǒng)計(jì)的更廣泛研究將改善未來的研究。