沈陽市商場冬季熱舒適現(xiàn)場調查與分析

沈陽市商場冬季熱舒適現(xiàn)場調查與分析

陳其針牛潤萍黃曉燕

摘要：采用調查問卷的方式，對沈陽市商場內(nèi)熱環(huán)境的人體熱感覺，吹風感覺及熱舒適感覺進行了研究，分析了沈陽市商場冬季室內(nèi)的設計參數(shù)，計算了室內(nèi)的中和溫度和舒適范圍；并就此分析了性別、年齡等人員行為因素對熱舒適的影響。

關鍵詞：熱舒適中和溫度熱舒適范圍相對濕度

我國地域遼闊、氣候類型復雜多樣，人員行為特點的差異，造成人們對于建筑環(huán)境熱舒適性的不同要求。針對不同地區(qū)不同結構特點和功能要求的建筑物的室內(nèi)熱環(huán)境分別進行調查研究，研究人員行為特點對于熱舒適感的綜合影響，根據(jù)建筑物內(nèi)人員行為的變化，實現(xiàn)對于不同類型和功能建筑物室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)的動態(tài)優(yōu)化和調節(jié)，在改善室內(nèi)熱環(huán)境的同時，對實現(xiàn)建筑節(jié)能也具有一定的促進作用。然而，目前關于人員熱舒適性的實地調查研究，基本主要集中在熱帶、亞熱帶地區(qū)夏季制冷工況。對于寒冷地區(qū)，冬季供暖熱環(huán)境下人員行為特點與建筑物熱舒適性的研究，目前還非常不足。針對這種情況，我們對沈陽市冬季采用空調供熱的商場進行了實測調查。

1研究方法

關于人員熱舒適感的研究方法，通常有兩種：人工環(huán)境小室試驗研究與實測調查。環(huán)境小室的可控實驗室研究能夠對環(huán)境參數(shù)實施完善的測量與控制，可以更加突出的研究某一個或某幾個變量的作用，但只是一種簡化的熱舒適試驗，不能即時地反映熱環(huán)境和人員行為的隨機性和非穩(wěn)態(tài)變化。通過實地觀測和問卷調查，借助統(tǒng)計學的研究方法，可以從一定程度上彌補實驗研究的不足，更好的揭示人員行為的隨機動態(tài)變化對建筑物室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)的影響，以及不同行為狀態(tài)人員對熱環(huán)境的接受程度。因此本文采取了實測調查的方法。

2實測調查

調查對象

選取沈陽市3座全年中央空調的商業(yè)大廈進行了實測調查。調查時間為2002年1月8日到1月16日。采用問卷調查的方式，調查人員進入被調查的建筑中，對被調查人員進行面談，詳細講解，協(xié)助他們正確理解調查表，以作出公正的客觀評價。同時在選擇被調查者時，要考慮到有一定比例的男性和女性，有一定比例的年齡混合群。被調查者多為營業(yè)員和進入商場的顧客。

調查數(shù)據(jù)

利用溫濕度儀和風速儀測試室內(nèi)的熱環(huán)境參數(shù)：干球溫度，濕球溫度，相對濕度，風速。收集了284名被調查者的數(shù)據(jù)。被調查者需要填寫個人背景資料如：性別、年齡、身高、體重等。除此之外，被調查人員還須填寫對熱環(huán)境的感覺。采用的是世界上普遍公認的Fanger的熱感覺標尺，即熱、暖、稍暖、中性、稍涼、涼、冷。

3調查結果分析

中和溫度和舒適范圍

由測的數(shù)據(jù)得知，室內(nèi)最高溫度為27℃，最低溫度為15℃，平均溫度為℃，標準差為℃。由表1可以看出，在284名被調查者中，有6名即%選擇稍涼，而有115人即%選擇了中性，有162人即%選擇了中性以上的選票。這些數(shù)據(jù)表明，選擇暖的選票要遠遠大于涼的一側,也說明人們對室內(nèi)環(huán)境普遍感到偏熱。表1熱感覺投票分布表

熱感覺投票值

-1

0

+1

+2

+3

頻率

6

115

116

33

14

百分比

％

％

％

％

％

對于中和溫度和舒適范圍的計算，可利用統(tǒng)計學中的線性回歸方法得出。即溫度對熱感覺的線性回歸。根據(jù)線性回歸方程：熱感覺選票值y＝a＋bt0，式中a為截距，b為斜率。t0為室內(nèi)溫度。令熱感覺選票值為0時，對應的溫度為中和溫度。線性擬合如圖1。

圖1干球溫度與熱感覺回歸圖

線性回歸方程為：y＝-+,r2=r2是判定系數(shù)，是判定線性回歸直線的擬合優(yōu)度,r2越大，擬合程度越好。r2=0,表示自變量與因變量無線性關系，r2=1，表示所有的觀測點全部落在回歸直線上。由該回歸方程可計算得出中和溫度為℃，舒適范圍為℃～℃。與ASHRAE55-1992[1]舒適標準中冬季的舒適區(qū)t0=～℃，ISO7730標準中的冬季舒適區(qū)t0=20.0～24.0℃相比偏低。主要原因是上述標準是以新陳代謝率為，衣服阻值為為前提條件的。本次調查由于是在商場進行，調查對象又是顧客和營業(yè)員，其新陳代謝率在到met之間，平均值為met，衣服阻值為典型的冬季裝，最小阻值為，最大阻值為，平均阻值為。

相對濕度與熱舒適

在調查問卷中，濕感覺評價分為七個等級：1非常潮濕2潮濕3有點潮濕4適中5有點干燥6干燥7非常干燥；熱舒適標準中推薦：相對濕度φ=25%～70%。由實際測得數(shù)據(jù)中，最大濕度為43％，最小濕度為29％，平均濕度為36％。實際測試結果表明：當φ=25%～30%時，%的人感到空氣干燥，%的人認為尚可；當φ=30%～45%時，%的人感到空氣干燥，%的人認為尚可，%的人感到空氣悶熱非常干燥。在所測的問卷中，沒有任何人選擇有點潮濕的。由此可見:當相對濕度為20%～30%時，80%以上的人感到空氣干燥,而當相對濕度為30%～45%時,只有%的人感到空氣尚可。顯然熱舒適標準的下限偏低。

性別與熱舒適

設男性為1，女性為0。在284名被調查者中，男性為105人，占總數(shù)的37％，女性為179人，占總數(shù)的63％。表2男女性別分別對應的熱感覺投票分布性別熱感覺投票-10+1+2+3女頻率27473237百分比男頻率04246107百分比040

從表2中可看出：男的有42人即40％的男性選中性，女的有74或％選中性。ASHRAE標準和ISO7730標準中規(guī)定：80%的居民能接受的環(huán)境即為熱舒適環(huán)境,即ＰＰＤ≤20%的溫度為人們可接受的溫度。選-1～+1之間的選票，可認為是人的熱舒適范圍。由此得女性中有149名即%的人感到舒適，男性中88人即%的人感到舒適。這些數(shù)據(jù)表明對于同樣的環(huán)境范圍，男性比女性更容易適應環(huán)境。平均舒適選票男性為+，女性為+，這表明男性的舒適溫度比女性的要低。

圖2女性干球溫度與熱感覺的回歸圖圖3男性干球溫度與熱感覺回歸圖

由圖2和圖3分別計算男女的中和溫度和舒適范圍。女性回歸方程為：y=+女性的中和溫度為℃，舒適范圍為℃～℃；男性回歸方程為：y=+男性中和溫度為℃,舒適范圍為14℃～℃。由此數(shù)據(jù)得女性中和溫度比男性高℃。

回顧一些研究，F(xiàn)anger對丹麥和美國人的實驗中表明在男女之間所喜歡的熱環(huán)境沒有明顯的區(qū)別。然而，丹麥人男性要比女性更喜歡溫暖的環(huán)境。Ellis發(fā)現(xiàn)對于不同的男女群組中，男女中和溫度有1℃左右的區(qū)別，但整體來看沒有太大的區(qū)別。Busch1988年也進行了研究，發(fā)現(xiàn)女性的中和溫度比男性高℃，女性中和溫度為℃，男性為℃。Olgyay表明總的來講女性比男性的舒適指標高1℃。

從本次研究結果表明：女性中和溫度是℃，男性中和溫度為℃，女性比男性的中和溫度高℃。

年齡與熱舒適

我們把年齡段分開兩大段，分40歲以上和40歲以下。盡管沒有充分的證據(jù)，但理論上年齡對舒適溫度的決定有著一定的作用。由于隨著年齡的增長新陳代謝率減少，所以年老的人喜歡較溫暖的環(huán)境。20歲的人與65歲的人基本新陳代謝率相差／m2。Ashare表明所有40歲以上的男女均比40歲以下的人的舒適溫度高℃。Olgyay表明年齡對熱舒適要求起一定的作用：40以上的人普遍比40以下的人舒適溫度高1℃。

然而，F(xiàn)anger發(fā)現(xiàn)年老的與年輕人的中和溫度卻是統(tǒng)一的。年老年輕的人有相同的中和溫度是由于年老的人有著較低的蒸發(fā)損失，正好作為對低新陳代謝率的補償。悉尼的Wong調查表明夏天年老的人比年輕人穿的要厚些。這正證明了年老的人喜歡較高的溫度。

本項調查數(shù)據(jù)中有216人，占總數(shù)的%是40歲以下的，68人占總數(shù)的％為40歲以上。其中40歲以上的人的中和溫度為℃，40歲以下的人的中和溫度為℃,可見40以上的人比40以下的人的中和溫度低℃。

4結論

沈陽市商場冬季供熱室內(nèi)人員的中和溫度為℃，舒適范圍為℃～℃。比ASHRAE55-1992舒適標準中冬季的舒適區(qū)t0=～℃，ISO7730標準中的冬季舒適區(qū)t0=～℃要低。

熱舒適標準中推薦:相對濕度φ=25%～70%。當相對濕度為20%～30%時,80%以上的人感到空氣干燥,而當相對濕度為30%～45%時,只有%的人感到空氣尚可。與熱舒適標準推薦值:相對濕度φ=25%～70%相比較，顯然熱舒適標準的下限偏低。

男女性別的不同，其中和溫度有所區(qū)別。女性中和溫度是℃，男性中和溫度為℃，女性比男性的中和溫度高℃。

年齡的不同，對熱舒適的要求也不同。其中40歲以上的人的中和溫度為℃，40歲以下的人的中和溫度為℃,可見40歲以上的人比40歲以下的人的中和溫度低℃。

參考文獻

［1］ASHRAEANSI/ASHRAEStandardenvironmentconditionsforhuman:AmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAirconditioning,1992.

［2］FangerComfortAnalysisandApplicationsinEnvironmental:DanishTechnicalPress,1970.

［3］EllisComfortinWarmHumidAtmosphereObservationsonGroupsandIndividualsin