CN110954355A - 极小居住空间试验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑技术领域内的一种极小居住空间试验台，其在矩形的底座设置立柱，立柱顶部设有屋顶，以立柱作为墙角设有相互垂直的第一固定墙体和第二固定墙体，与第一固定墙体垂直设置有滑动墙体，与第二固定墙体相垂直设置有滑动推拉墙体；滑动墙体的一端与固定墙体滑动接触；滑动推拉墙体包括第一滑动推拉墙体和第二滑动推拉墙体，第一滑动推拉墙体上水平设有第三滑轨，第二滑动推拉墙体滑动连接在第三滑轨上。本发明可以快速改变实验平台的面积尺寸，为极小居住空间的室内热环境和人体热舒适度研究提供了极大的便利。

Description

极小居住空间试验台

技术领域

本发明涉及一种用于研究建筑室内热环境的试验装置，特别涉及一种极小居住空间室内热环境和人体热舒适度研究的试验装置。

背景技术

为了应对世界人口持续攀升趋势下的住房问题，极小居住空间已经成为一种较为常见的居住空间类型，例如在日本广泛采用的“NLDK”极小户型方案，卧室面积仅有6.2m²，厅面积仅有8.8m²；香港申请公屋的居住面积配置大约有5.5m²，香港恒基、华人置业、信和置业等开发商，近年来都曾推出居室面积小于10m²的迷你户型。为满足居住者的使用要求，极小居住空间在室内热环境和人体热舒适性方面应加以深入研究。

与普通建筑空间相比，极小居住空间在室内热环境和人体热舒适方面具有诸多不同的特点，例如，极小居住空间室内的气流更易受到围护结构和室内家具阻碍，所以其对流传热效应必然会与普通建筑空间有所不同；由于极小居住空间中的墙面、家具、人体等各个表面之间更为贴近，热辐射角系数的范围不同于普通建筑空间，在太阳辐射和壁面长波辐射共同作用下所生成的辐射网络图将更加复杂。因而，极小居住空间内将会形成其独有的温度场、湿度场和速度场，进而也会影响人体的热感觉投票值（TSV）和热舒适投票值（TCV），从而对其室内热环境产生综合性的影响，这种影响将在很大程度上取决于极小居住空间的尺度。当开间、进深、层高等建筑空间尺度发生变化时，各个物理场也将会随之变化，极小居住空间室内热环境必将会发生较为明显的变化，而对于普通建筑空间，因为空间尺度较大，这种变化却往往是并不十分明显的。

另一方面，人体作为一种热湿源，其散热和散湿作用也必然会对建筑室内热环境产生影响。在普通建筑内，因为空间尺度较大，这种影响一般较为微弱；但对于极小居住空间，由于空间的狭小，这种影响的作用将被放大。在极小居住空间内，从人体释放出的热量和水蒸气，很有可能会有一部分被室内气流的对流作用所带动，又返回到人体附近，与人体再次形成热湿交换。这种热湿反馈过程将在人体热平衡的分析过程中体现出来，使人体与环境的辐射、对流和蒸发热交换的具体计算方法发生变化，从而体现出极小居住空间在人体热舒适方面的特异性。

由于极小居住空间所具有的这些独有特征，对于此类建筑空间中室内热环境和人体热舒适方面的研究工作，研究方法应该有所不同。现有技术中，为研究极小空间居住环境，需要搭建各种不同的居住空间，试验装置不具有通用性，导致研究成本高，数据获取时间长。

发明内容

本发明的目的是提供一种极小居住空间试验台，该极小居住空间试验台具有通用性，可以灵活改变试验空间的大小，其搭建方法简便易行，可为极小居住空间室内热环境和人体热舒适度研究提供极大的便利。

本发明的目的是这样实现的：一种极小居住空间试验台，包括矩形的底座，底座的四角位置分别设有立柱，立柱的顶部设有屋顶，以任一立柱作为墙角设有相互垂直的第一固定墙体和第二固定墙体，与第一固定墙体平行设置有滑动墙体，与第二固定墙体相平行设置有滑动推拉墙体，底座和屋顶上设有相互垂直的第一滑轨和第二滑轨，所述滑动墙体可滑动地安装在第一滑轨上；滑动推拉墙体可滑动地安装在第二滑轨上；所述滑动墙体的一端与固定墙体滑动接触，滑动墙体的另一端为自由端；所述滑动推拉墙体包括第一滑动推拉墙体和第二滑动推拉墙体，第一滑动推拉墙体的一端与第二固定墙体滑动接触，第二滑动推拉墙体一端与滑动墙体滑动接触；第一滑动推拉墙体上水平设有第三滑轨，第二滑动推拉墙体滑动连接在第三滑轨上。

本发明中，滑动墙体的一端与第一固定墙体滑动接触，并可通过第一滑轨在建筑空间的前后方向进行移动，从而改变房间的进深。当滑动墙体前后移动的时候，第二滑动推拉墙体可随之移动，使两者之间不留缝隙，同时，滑动推拉墙体整体上可通过第二滑轨在建筑空间的左右方向进行移动，从而改变房间的开间。与现有技术相比，本发明可以快速改变实验平台的面积尺寸，为极小居住空间的室内热环境和人体热舒适度研究提供了极大的便利。

为能更好地形成稳定结构，所述立柱横截面的形状为带有缺口的正方形，缺口的开设方向均朝向室内，第一固定墙体和第二固定墙体的端部卡入其中至少一根立柱的缺口之中。

本发明的进一步改进在于，所述立柱、第一固定墙体、滑动墙体、第二固定墙体、第一滑动推拉墙体和第二滑动推拉墙体均为可上下伸缩结构。进一步地，所述可上下伸缩结构包括中空构件和插接构件，插接构件插装在中空构件内，中空构件和插接构件之间设有液压升降杆。通过液压升降杆可驱动中空构件和插接构件之间伸缩，从而在高度方向上形成可变空间，进一步拓宽了试验台的可测试空间的变化范围及变化形式。

进一步地，为了加强房间的保温效果，降低冷桥效应，在滑动墙体与第一固定墙体之间、滑动推拉墙体与第二固定墙体之间、滑动推拉墙体与滑动墙体之间、滑动推拉墙体与底座之间、滑动墙体与底座之间、滑动墙体与屋顶之间以及滑动推拉墙体与屋顶之间安装有密封毛条。

进一步改进在于，所述第一固定墙体、第二固定墙体、滑动墙体、滑动推拉墙体和屋顶均敷设保温材料，包括结构层和保温层。优选方案是所述保温层由热导率小于0.041W/（m•℃）的聚苯乙烯泡沫板制成。不仅具有保温作用，同时质量轻，便于调整。

进一步地，所述敷设保温材料的墙体上开设有一或两扇窗。为了可以更好地模拟实际使用环境。建筑开间和进深调整范围优选为1.5～3m。

为保证第二滑动推拉墙体运动稳定可靠，可在第二滑动推拉墙体与底座之间设有辅助支撑的滚轮。

为保证滑动稳定，所述第一滑轨在底座上侧及屋顶下侧各设有两根且相互平行；第二滑轨在底座上侧及屋顶下侧各设有两根且相互平行；第三滑轨在第一滑动推拉墙体上相互平行设有两根。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图。

图2为底座、滑动墙体、第一滑轨及第二滑轨局部结构示意图。

图3为拆除屋顶后的本发明立体外形图。

图4为构建的极小居住空间一。

图5为构建的极小居住空间二。

图6为构建的极小居住空间三。

图7为图4中A处的局部放大图。

图8为底座与滑动墙体连接结构图（底座与滑动推拉墙体的连接结构与之相同）。

图9为第一滑动推拉墙体与第二滑动推拉墙体的连接结构图。

图10为可伸缩墙体结构示意图。

图11为可伸缩墙体的伸出状态结构示意图。

图12为可伸缩柱体结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1-7所示，为一种极小居住空间试验台，包括矩形的底座5，底座5的四角位置分别设有立柱11，立柱的顶部设有屋顶10，以任一立柱作为墙角设有相互垂直的第一固定墙体1A和第二固定墙体1B，与第一固定墙体1A相垂直设置有滑动墙体2，与第二固定墙体1B相垂直设置有滑动推拉墙体3，屋顶10及底座5上设有相互垂直的第一滑轨4A和第二滑轨4B，滑动墙体2可滑动地安装在第一滑轨4A上；滑动推拉墙体3可滑动地安装在第二滑轨4B上；滑动墙体2的一端与固定墙体1A滑动接触，滑动墙体2的另一端为自由端；滑动推拉墙体3包括第一滑动推拉墙体3A和第二滑动推拉墙体3B，第一滑动推拉墙体3A的一端与第二固定墙体1B滑动接触，第二滑动推拉墙体3B一端与滑动墙体2滑动接触；第一滑动推拉墙体3A上水平设有第三滑轨4C，第二滑动推拉墙体3B滑动连接在第三滑轨4C上。第一滑轨4A在底座5上侧及屋顶10下侧各设有两根且相互平行；第二滑轨4B在底座5上侧及屋顶10下侧各设有两根且相互平行；第三滑轨4C在第一滑动推拉墙体3A上相互平行设有两根。

立柱11横截面的形状为带有缺口的正方形，缺口的开设方向均朝向室内，第一固定墙体1A和第二固定墙体1B的端部卡入其中至少一根立柱11的缺口之中。立柱可由角钢制成，立柱的高度可根据需要自由选择。

在滑动墙体2与第一固定墙体1A之间、滑动推拉墙体3与第二固定墙体1B之间、滑动推拉墙体3与滑动墙体2之间、滑动推拉墙体3与底座5之间、滑动墙体2与底座5之间、滑动墙体2与屋顶10之间以及滑动推拉墙体3与屋顶10之间安装有密封毛条8。

第一固定墙体1A、第二固定墙体1B、滑动墙体2、滑动推拉墙体3和屋顶10均敷设保温材料，包括相互连接成一体的结构层6和保温层7。保温层7由热导率小于0.041W/m•℃的聚苯乙烯泡沫板制成。建筑开间和进深调整范围为1.5～3m。

敷设保温材料的墙体上开设有一或两扇窗。优选开设在第一固定墙体1A或第二固定墙体1B上。为保证第二滑动推拉墙体3B运动可靠，在第二滑动推拉墙体3B与底座5之间设有辅助支撑的滚轮12，滚轮12优选为万向轮。

底座5上还可以设置一个地板面层9，以模拟地砖或地板。

滑动墙体2的一端与第一固定墙体1A滑动接触，并可通过第一滑轨4A在建筑空间的前后方向进行移动，从而改变房间的进深。当滑动墙体2前后移动的时候，第二滑动推拉墙体3B可随之移动，使两者之间不留缝隙，同时，滑动推拉墙体整体可通过第二滑轨4B在建筑空间的左右方向进行移动，从而改变房间的开间。设置开间和进深尺寸各4种，分别为1.5m，2m，2.5m，3m，组合形成 16 种不同尺度的建筑空间。该极小居住空间实验台，在改变建筑空间尺度的情况下，合理布置测点，进行冬、夏和过渡季的全天候测试。测试参数包括室内空气温度、黑球温度、相对湿度、风速等，测试中还需要考虑到人体热源和人员活动的因素，并兼顾不同体征的各类人群，为其后的热湿反馈及居住舒适性等研究提供数据。

实施例2

与实施例1的不同之处在于，立柱11、第一固定墙体1A、滑动墙体2、第二固定墙体1B、第一滑动推拉墙体3A和第二滑动推拉墙体3B均为可上下伸缩结构。该可上下伸缩结构包括中空构件14和插接构件13，插接构件13插装在中空构件14内，中空构件14和插接构件13之间设有液压升降杆15。

如图10-11为可伸缩墙体结构，为方便墙体伸缩，每一墙体对应的液压升降杆15可设置多个；如图12所示为可伸缩柱体结构，为方便立柱伸缩，立柱11设计成方管的形状，以便在其中布置液压升降杆15；通过液压升降杆15可驱动中空构件14和插接构件13之间伸缩，从而在高度方向上也形成可变空间，进一步拓宽了试验台的可测试空间的变化范围及变化形式。

通过该装置对影响极小居住空间室内热环境和人体热舒适的上述各种因素进行数据分析，寻求人体热舒适和极小建筑空间尺度之间的内在联系，基于极小居住空间人体热舒适数学模型，得出不同典型工况时在满足人体热舒适前提下建筑空间尺度的优化设计方案。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种极小居住空间试验台，其特征在于：包括矩形的底座（5），底座（5）的四角位置分别设有立柱（11），立柱的顶部设有屋顶（10），以任一立柱作为墙角设有相互垂直的第一固定墙体（1A）和第二固定墙体（1B），与第一固定墙体（1A）相垂直设置有滑动墙体（2），与第二固定墙体（1B）相垂直设置有滑动推拉墙体（3），屋顶（10）和底座（5）上对应设有第一滑轨（4A）和第二滑轨（4B），第一滑轨（4A）和第二滑轨（4B）轨道布置方向相互垂直，所述滑动墙体（2）可滑动地安装在第一滑轨（4A）上；滑动推拉墙体（3）可滑动地安装在第二滑轨（4B）上；所述滑动墙体（2）的一端与固定墙体（1A）滑动接触，滑动墙体（2）的另一端为自由端；所述滑动推拉墙体（3）包括第一滑动推拉墙体（3A）和第二滑动推拉墙体（3B），第一滑动推拉墙体（3A）的一端与第二固定墙体1B滑动接触，第二滑动推拉墙体（3B）一端与滑动墙体（2）滑动接触；第一滑动推拉墙体（3A）上设有第三滑轨（4C），第二滑动推拉墙体（3B）滑动连接在第三滑轨（4C）上。

2.根据权利要求1所述的一种极小居住空间试验台，其特征在于：所述立柱（11）横截面的形状为带有缺口的正方形，缺口的开设方向均朝向室内，第一固定墙体（1A）和第二固定墙体（1B）的端部卡入其中至少一根立柱（11）的缺口之中。

3.根据权利要求1所述的一种极小居住空间试验台，其特征在于：所述立柱（11）、第一固定墙体（1A）、滑动墙体（2）、第二固定墙体（1B）、第一滑动推拉墙体（3A）和第二滑动推拉墙体（3B）均为可上下伸缩结构。

4.根据权利要求3所述的一种极小居住空间试验台，其特征在于：所述可上下伸缩结构包括位于立柱（11）、第一固定墙体（1A）、滑动墙体（2）、第二固定墙体（1B）、第一滑动推拉墙体（3A）和第二滑动推拉墙体（3B）中的中空构件（14）和插接构件（13），插接构件（13）插装在中空构件（14）内，中空构件（14）和插接构件（13）之间设有液压升降杆（15）。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种极小居住空间试验台，其特征在于：在滑动墙体（2）与第一固定墙体（1A）之间、滑动推拉墙体（3）与第二固定墙体（1B）之间、滑动推拉墙体（3）与滑动墙体（2）之间、滑动推拉墙体（3）与底座（5）之间、滑动墙体（2）与底座（5）之间、滑动墙体（2）与屋顶（3）之间以及滑动推拉墙体（3）与屋顶（3）之间安装有密封毛条（8）。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种极小居住空间试验台，其特征在于：所述第一固定墙体（1A）、第二固定墙体（1B）、滑动墙体（2）、滑动推拉墙体（3）和屋顶（10）均敷设保温材料，包括相互连接成一体的结构层（6）和保温层（7）。

7.根据权利要求6所述的一种极小居住空间试验台，其特征在于：所述敷设保温材料的墙体上开设有一或两扇窗；建筑开间和进深的调整范围为1.5～3m。

8.根据权利要求1-4任一项所述的一种极小居住空间试验台，其特征在于：第二滑动推拉墙体（3B）与底座（5）之间设有辅助支撑的滚轮（12）。

9.根据权利要求1-4任一项所述的一种极小居住空间试验台，其特征在于：所述第一滑轨（4A）在底座（5）上侧及屋顶（10）下侧各设有两根且相互平行；第二滑轨（4B）在底座（5）上侧及屋顶（10）下侧各设有两根且相互平行；第三滑轨（4C）在第一滑动推拉墙体（3A）上相互平行设有两根。

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