摘 要：本文从研究热环境的角度出发，以广西大学为例，总结了校园内灰空间的四种不同的类型，分析了各自的特点，并对高校校园灰空间的热舒适环境提出了相应的评价方法，以此作为今后研究夏热冬暖地区灰空间的热舒适为和建筑的空间设计的理论基础。
关键词：灰空间；动态热舒适；校园
引 言
良好的热环境对人的健康和工作效率都具有显著影响，同时也涉及到对能源的可持续利用和生态环境的保护问题。因此，建筑师开始意识到，只有在人的舒适体验、建筑设计与生态资源保护之间建立起一个更加和谐的关系，才能实现包括建筑在内的社会环境可持续发展。
灰空间这一概念源自日本建筑设计师黑川纪章[1]，即为从室外进入到建筑内部的过渡空间。恰当的灰空间不仅能够丰富建筑的空间层次，同时能带给人们以愉悦的心理感受，使人们在“室内空间”、“灰空间”与“室外空间”之间穿行时可以感受到空间的多变性和丰富性，产生不同的心理体验。
当下人们对生态化的建筑需求越来越明显，灰空间为人们提供了一个充分与自然环境发生互动的可能性，并且在一定设计条件下，大量地采用构件遮阳、气候缓冲、低碳节能等生态型功能。灰空间不仅仅能够提升建筑容积率、改善空间的使用品质，还为现代化城市的广大居民提供了居住、休息、互动等基本生存行为发生的场所。
在夏热冬暖地区为主导气候的两广地区，年平均气温22℃左右，年降水量1600mm，夏季潮湿，冬季干燥，春秋两季气候温和。该地域的灰空间在一定程度上给人们提供了一个无论四季都较为舒适的过渡空间，并丰富人们在其中的行为活动。
近年来，国内外一些学者对灰空间中的人体舒适度展开了研究。2000年，Chungyoon Chun等[2]在日本横滨选取了三种不同类型的过渡空间进行了长期和短期的测试。测试的物理变量包括温度、相对湿度、黑球温度、太阳辐射、空气流速。测量点选在空间的中心，并观察记录人们的行为。试验后采用PMV和SET两种指数进行分析，以此为基础，从而希望为过渡空间的热舒适寻找到一种新的预测方法。重庆大学的姚润明等[3]通将热舒适性评价指标PMV-PPD与建筑动态热模拟及计算流体力学模拟相结合，最终得出结论：埋管系统通风降温可以改善炎热地区的室内热舒适环境。清华大学的田元媛等[4]通过问卷调查的方式，给出了高温高湿条件下人体热反应的规律，并提出了一个可以对热湿环境中人体热舒适进行预测的数字模型。华南理工大学的陈慧梅等[5]通过调查得出我国湿热地区自然通风建筑的热中性温度。
本文介绍了现今主要的灰空间评价方法：实验室研究方法、现场研究方法以及通过热舒适评价指标PMV-PPD、RWI进行评价的理论评价方法等。通过讨论与分析，希望能对夏热冬暖地区灰空间的热舒适评价以及夏热冬暖地区建筑灰空间评价提供一些建议。
1 高校的灰空间的热环境特点
1.1 灰空间的概念
灰空间是指建筑与其外部环境之间的过渡空间[1]。由于灰空间在一定程度上无法界限建筑内部或外部，它能够创造出一个连续流畅的建筑空间，使建筑产生强烈的整体感，也可以消除人在内外空间转换时的不舒适感。
1.2 高校灰空间的类型研究——以广西大学为例
第一类型的过渡空间是镶嵌在建筑物内部，至少一侧与外部有直接联系的过渡空间，人们通过过渡空间出入建筑，人们的行为模式：多处于动态的行走、短暂或者驻足停留。过渡空间仍属于半室内空间，如学院过厅或中庭。
根据过渡空间前后相接的空间类型，又可分为：
（1）前通后闭型（图1）：即一侧直接与外部相连，另一侧被包含于建筑内部（例如：门厅）的过渡空间。
（2）前后相通型：即一侧直接与外部相连，另一侧直接与建筑内的中庭相连（图2）。
第二类型（图3）的过渡空间是一个与建筑物相连的空间（或建筑物之间，户外条件占主导地位的空间），有且只有一面与建筑相接，人们通过过渡空间出入建筑，人们的行为模式：多处于动态的行走，或者短暂的停留，时间较短。如：阳台，门廊，走廊。
第三类型（图4）的过渡空间，是前后贯通，左右两侧与建筑相连，人们通过过渡空间出入建筑，人们行为模式：多处于动态的行走、短暂或者驻足停留、休憩或排练。
第四型的过渡空间（图5），是不和建筑物相连，基本上是一个室外空间，其影响因素主要是如何设计结构的室外气候，如廊，或亭台楼阁。人的行为模式：多处于停留或休憩。
2 影响灰空间的热工参数
空气温度：表示空气冷热的程度。地面与空气之间的热交换是空气温度升降的直接原因。并且气温对人体的热舒适感起主要的作用。
空气湿度：表示大气干燥的程度。当空气湿度处于较高值时，人体周边的水蒸气含量相对较高，将妨碍人体出汗的蒸发，影响人体的散热。另一方面削弱了通风引起的舒适感，通过这两方面的作用影响了人体热舒适。
空气流速：室内空气的流动在一定程度上加快人体的对流散热和蒸发散热，提供冷却效果，同时也促进室内空气的更新。但空气流速过大时，由于对流换热加剧而使人体产生不舒适感。
平均辐射温度（MRT）：处于室内，室内各表面跟人体之间存在辐射热交换。平均辐射温度即室内与人体辐射换热有影响的各表面温度的平均值。
人的衣着热阻：在人体的热平衡过程中，服装的作用有两个方面：阻碍热扩散和保温。论文中主要考虑服装热阻对人体热舒适的影响。服装热阻Icl常用单位为clo。lclo的定义是在21℃空气温度、空气流速不超过0.05m/s，相对湿度不超过50%的环境中静坐着感到舒适所需要的服装的热阻，相当于内穿长袖衬衣、外穿长裤和普通外衣或西装时的服装热阻。夏季服装的热阻一般为0.5clo，工作服装一般为0.7clo，正常室外穿的服装一般为1.5～2.0clo。
人体新陈代谢：据有关研究资料表明，影响人体新陈代谢产热量的因素较多，除了年龄、性别、身高、体重等及环境因素的不同程度影响外，主要取决于人体的活动量或者生产劳动强度。表1列举了成年人在不同活动量时的平均产热。一般成人在静坐和轻劳动时M<1.5met，而重劳动时可达5met。
3 高校灰空间热舒适的研究方法
3.1 现场调研与测量方法
现场研究包括：选择校园内几种类型的灰空间分别测试并进行分析。在选择的灰空间中，选择不同背景的人（如不同年龄和职业等的不同），再确定人们在灰空间中的不同着装、活动基础上进行统计分析。热舒适的现场调研与测量可大致分为二类[8]：
第一类：在地面以上某一高度简单测量所选测试点温度、湿度。物理测量和心理测量（问卷）可能是非同步的。
第二类：在测试灰空间中热环境参量（空气温度，辐射温度，气流速度，相对湿度，服装热阻，新陈代谢率）的同时进行问卷调查，其目的在于通过进行数据比较，来掌握评价值与热感受的一致性。
3.2 适用于灰空间的热舒适评价指标
由于PMV-PDD指标[9]是稳态环境下的热舒适评价和预测指标，对灰空间的评价具有非典型性，因此需结合动态环境下的热舒适指标RWI进行对比、分析、讨论。
3.2.1 PMV-PDD评价方法
PMV指标预测的是在同一环境下，绝大多数人的热感觉。为了与ASHRAE的热感觉标尺保持一致，PMV也采用7点生理、心理热感觉标尺，如表2所示：
由于人与人之间存在生理差别，PMV指标不能代表所有人的感觉。因此，Fanger提出了预测不满意百分比PPD指标来表示人群对热环境不满意的百分数，两者关系如图6所示。
ISO及ASHRAE等组织依据Fanger的PMV-PPD指标，规定室内热环境的舒适标准为：-0.5 PMV计算方程虽然充分考虑了影响热舒适的六个因素，但忽略了如人的体型、年龄、性别与周边热环境等次要因素。在恶劣的环境中需要考虑当地人们对当地气候的适应性和身体调节能力，因此在对其进行热工设计时，使PMV指标的数值稍微偏向当地人们适应的热环境。 另外，由于自然通风环境下PMV与实际热感觉有着较大偏差，Fanger等认为主要是由于在自然通风环境下人们对环境的期望值低造成的，为使PMV模型在自然通风环境下适用，他引入了一个期望因子来修正PMV值，亚洲地区的修正值约为0.7[10]。如何应用PMV-PPD来评价夏热冬暖地区的灰空间则是一个值得探讨的问题。 3.2.2 相对热指标RWI评价方法 RWI[11]定义式 在动态环境下，我们可以通过RWI指标来研究较暖环境下的热舒适。这个指标是根据ASHRAE的热舒适实验结果得出的。 RWI称为相对热指标，是一个无量纲指标，如果在两种不同环境条件和活动情况下，具有相同的RWI值，则表明人在这两种情况下的热感觉是近似的。其定义式为： RWI={M（τ）[Icw（τ）+Ia+6.42（ta-35）+RIa]}/234 （Pa≤2.26kPa）（1） RWI={M（τ）[Icw（τ）+Ia+6.42（ta-35）+RIa]}/62.5（5.858-Pa） （Pa≤2.26kPa）（2） 式中：M-新陈代谢率，W/m2；τ-过渡过程中经历的时间，s；ta-环境空气的干球温度；Icw-服装热阻；Ia-服装外空气边界层热阻，clo；R-单位皮肤面积的平均辐射得热，W/m2。 RWI与舒适性对应关系： 通过分析RWI的值我们来研究人体在动态热环境下是否舒适。RWI的分度与ASHRAE热感觉标度之间的关系见表3： ASHRAE绘出一张频率分布图，表示出在一般ASHRAE舒适标准分类的各个环境中，被调查者中感觉到舒适的人数百分比例。图7反映出在不同RWI值环境中感觉到不舒适的人数百分比。 对于高校校园内的灰空间，可以用相对热指标对其制定的温度标准进行分析，根据ASHRAE对影响相对热指标各种因素测量所得的数据，选取校园内各类型灰空间测试点对应的参数值，通过计算可以得到相应的RWI值，进行比较分析。 4 结 语 在夏热冬暖地区的灰空间环境中，一般有PMV-PDD评价方法和相对热指标RWI评价方法来评价夏热冬暖地区的热环境中热舒适。根据以上分析得出：PMV-PDD评价方法适用于人在较稳定状态下的环境热舒适评价，但在夏热冬暖地区的灰空间多处于自然通风无空调设备的环境中，属于非稳态的热环境，该评价方具有局限性。相对热指标RWI评价方法：适用于较暖的环境，可计算人体在动态环境中的热舒适。虽然其考虑因素较少，与PMV-PDD评价方法相比不够全面，但RWI对夏热冬暖地区的热环境中热舒适评价有很大的参考价值。综上所述，对于高校灰空间中四种类型：第一类型与建筑联系较为紧密，可将两种方法综合使用；第二、三类型的过渡空间，以人体的动态活动为主，是非稳定的热环境，第四类型的过渡空间，是不和建筑物相连，基本上是一个室外空间，均可使用相对热指标RWI评价方法。 5 展 望 为满足其夏热冬暖的环境、气候的特殊性，其相适应的环境热舒适评价指标体系也有待设计。可根据现有的PMV-PDD评价方法、相对热指标RWI评价方法等方法进行综合使用。 随着人们对建筑品质和空间感受要求的逐步提高，建筑灰空间的设计处理应更以人为本，在尊重环境，空间，场所的基础上运用现代化的科技设备营造更有利于人的活动空间，创造人、自然、建筑三位一体的和谐整体。强调人的行为、心理与建筑空间环境、空间精神之间的互相关系，密切考虑人的行为、心理活动等因素并创造一个适宜的灰空间。
参考文献
[1]http：//baike.baidu.com/link？url=Jy_-ZTkhRg1JutLGou54SjXvdw XRI q0 woi M4mCuoiIYRrZ4J6g_17doJwfZsz68T
[2]ChungyoonChuna，AlisonKwokb，AkihiroTamurac.Thermal comfort in transitional spaces-basic concepts： literaturereview and trial measurement[J].Building and Environment，2004，39：1187-1192.
[3]姚润民，陈启高，李白战.通风降温建筑室内热环境模拟与热舒适研究[J].暖通空调，1999，27（6）：5～9.
[4]田元媛，许为泉.人机环境下人体热反应的实验研究[J].暖通空调，2003，33（4）：55～57.
[5]陈慧梅，张宇峰，王进勇，孟庆林.我国湿热地区自然通风建筑夏季热舒适研究——以广州为例[J].暖通空调，2010.
[6]马倩.夏热冬暖地区校园建筑的热舒适研究[D].广西大学，2011，（05）.
[7]柳孝图.建筑物理（第二版）[M].中国建筑工业出版社.
[8]陈慧梅，张宇峰，翟永超（译）.建筑环境热适应文献综述[J].暖通空调HV&AC，2011，41：6.
[9] ASHRAE Standard 55.Thermal environmental conditions for human occupancy[S].Atlanta：American society of heating.refrigerating and air conditioning，Inc，1992.
[10]Fanger P O，Toftum，J，ThermalComfor in the future-Excellence and Expectation.//The Internatinal conference Moving Thermal Standards into the 21st Century，Windsor，2001：11～18.
[11]Subway Environmental Design Handbook（Volume 1）[S].United States Department of Transportation，1976.
基金项目：广西大学大学生实验技能和科技创新能力训练基金项目（SYJN20120550）；广西大学实验室建设与实验教学改革立项项目（20110501）。
作者简介：蒋罗莹（1991-），2010级建筑学专业本科生，研究领域为建筑设计与建筑技术。
*通讯作者：黄险峰
