夏熱冬冷地區居民采暖行為與采暖設備運行調查研究

曹 馨 黎萬糧 李彥儒

（四川農業大學建筑與城鄉規劃學院 成都 611830）

0 引言

夏熱冬冷地區雖不屬于集中供暖區域[1]，但由于該地區冬季寒冷潮濕的特點，人們在冬季的舒適感極差。隨著居民生活水平的不斷提高，居民在冬季利用各種方式進行采暖的比例也越來越高。近年來夏熱冬冷地區的采暖問題已成為社會關注的熱點問題，董旭娟[2]等人的研究表明夏熱冬冷地區冬季住宅室內溫度遠低于熱舒適相關標準，不供暖的住宅已不能滿足居民熱舒適的要求。而間歇供暖由于其采暖方式和采暖時間多變、適應各地區采暖需求的特點，在夏熱冬冷地區被廣泛選用來改善冬季室內熱環境。王智德[3]及胡繁昌[4]等人的研究表明夏熱冬冷地區采用間歇供暖方式采暖具有一定的節能性。

關于間歇供暖末端系統的選擇，閆增峰[5]等人通過實地調研和現場測試研究發現夏熱冬冷地區宜選擇室內末端為低溫地板輻射供暖的供暖模式，老舊城區宜選擇天然氣壁掛爐或空氣源熱泵作為熱源，新建城區宜選擇地源熱泵、太陽能或熱電廠余熱供暖；王恩立[6]利用建筑動態能耗模擬軟件對建筑持續保持設計溫度與階段性改變建筑室內溫度時的供暖負荷進行研究，結果顯示采用輻射地板末端的熱水系統持續供暖時具有最低的能耗，但是對于供暖時段按人員作息分布的辦公或商業建筑，更適宜采用風機盤管系統。

關于采暖設備的運行工況，賈永英[7]等人的研究表明，對于沈陽地區采用“供4 停4”間歇供暖方案的供暖能耗較連續供熱下降21.3%，同時間歇供暖的熱水溫度和流速越高，室內平均溫度越高，室溫波動較小，但供暖能耗略有增加。何李傲[8]等人利用實驗室實測方法表明供暖時間比較大時會全面提高房間的熱舒適度，單位面積能耗下降速度更快，但是電量消耗稍微增高。李鳳娟[9]在對空調采暖和地熱采暖室內人員熱舒適性進行問卷調查后，提出為有利于人體健康和盡量減少建筑能耗，建議夏熱冬冷地區冬季采暖設定溫度為16.5℃；而楊麗紅[10]通過調研發現夏熱冬冷地區主要采用部分空間、部分時間的采暖方式，居民普遍認為采暖設備開啟時間越長，能耗越大，同時空調的溫度設定集中在25℃～28℃。

關于居民采暖行為，王瑩瑩[11]等人基于對陜西省村鎮居民建筑內冬季居民行為模式的調查研究，得出了該地區間歇供暖模式的采暖需求時間及最佳供暖預熱時間的方案。趙倩[12]等人通過對重慶農村居住建筑中的人行為和全年供熱能耗進行模擬分析，結果表明在不同人行為模式下，農村居住建筑能耗差異顯著，其中冬季空調能耗最大值與最小值相差約35.1%。

現有研究多基于理想化供暖工況進行實測或模擬分析，與實際供暖使用情況存在一定差異。因此，本文在對夏熱冬冷地區居住建筑的居民行為習慣和采暖設備的運行工況問卷調研的基礎上，利用交叉分析的統計方法對居民采暖的行為習慣進行研究，從而提出與居民行為習慣相適應的間歇供暖方案，進一步為夏熱冬冷地區居住建筑的采暖設備運行方案設定及建筑采暖節能提供參考。

1 問卷調查方法

1.1 問卷調查步驟

（1）問卷設計：為調查夏熱冬冷地區居民行為習慣的規律和采暖設備運行工況的變化規律，問卷主要內容包括：①受訪者的基本信息，如性別、年齡等，②居住建筑內采暖設備運行工況，如采暖設備使用時段、設定溫度和使用空間等，③居民使用采暖設備的行為習慣，如在室內的衣著情況、開窗通風情況等內容。

（2）調查方法：問卷調查采用了紙質問卷調查和網絡問卷調查相結合的方式進行。紙質問卷發放地點為四川省某居住小區附近，同時通過在線調查問卷網站發放網絡問卷，最后收回有效問卷。

（3）數據整理：對調查問卷進行篩選，對于數據明顯不合理、地域不在夏熱冬冷地區的問卷給予剔除。

1.2 問卷調查情況分析

總計發放問卷289 份，收回有效問卷275 份，其中夏熱冬冷地區范圍有效問卷占比95.15%。

表1 為夏熱冬冷地區受訪者的個人信息情況表。受訪者中有82.91%為青年人，有55.64%的受訪者居住在四川省，10.55%的受訪者居住在重慶市。因此，調查結果反映了夏熱冬冷地區青年人群使用供暖設備的習慣，且調查結果對川渝地區間歇供暖情況的說明性更強。

表1 受訪者個人信息情況Table 1 Interviewee Information

2 問卷調查分析和結果

2.1 居民采暖行為的調查分析

圖1 為夏熱冬冷地區居民冬季采暖行為統計結果。由圖可知，居民在冬季的采暖需求達70%以上，同時采暖期主要為12月份到第二年的2月份，由此可見，夏熱冬冷地區居住建筑內雖然沒有集中供暖，但居民在冬季的采暖需求很高。此外，居民對采暖設備的使用，38.35%受舒適感的影響，31.58%受電費的影響，還有21.8%的是為了健康。80%以上的家庭間歇采暖時每月增加的費用低于400 元，其中有47.30%的費用不超過200 元。分別有50%、22.97%的受訪者在室內的衣著較厚或很厚，因此對采暖設備的設定溫度會降低，采暖費用也會相應降低。同時，該地區居民偏向自然通風的室內環境，有52.7%的受訪者在冬季偶爾開窗通風，有33.78%的受訪者經常開窗通風，有10.81%的受訪者一直開啟窗戶。由于開窗所導致的冷空氣侵入會降低供暖效果，增加供暖能耗。綜上所述，夏熱冬冷地區居住建筑采暖設備使用情況受多種因素影響，包括居民對舒適感、電費、健康的要求，并且居民在室內的衣著情況、開窗通風習慣等也是影響采暖設備運行工況的重要因素。

圖1 冬季居民采暖行為統計結果Fig.1 Statistic results of heating behavior of residents in winter

2.2 采暖設備及運行工況

圖2 為居住建筑內冬季的主要采暖方式。客廳使用的主要采暖方式有分體空調和電熱小太陽，占比分別為28.57%和31.63%。臥室使用的主要采暖方式有分體空調、電熱小太陽和電熱毯，占比分別為30.1%、20.39%和19.42%。

圖2 客廳和臥室使用的主要采暖方式Fig.2 Main heating methods in the living room and bedroom

圖3 為客廳和臥室空調供暖溫度設定情況。由圖可知，空調設定溫度主要在23～26℃范圍內。此外，客廳有35.13%的空調設定溫度超過了23°C，臥室有37.84%的空調設定溫度超過了23°C，超過了GB50736-2012 中規定的室內設計溫度值。

圖3 客廳和臥室空調供暖設定溫度Fig.3 Setting temperature of air conditioner in living room and bedroom

圖4 為居住建筑內采暖設備運行時間情況。由圖可知，客廳采暖設備運行高峰期為20:00～23:00，主要使用時段為19:00～00:00。臥室采暖設備運行高峰期為 22:00～00:00 ，主要使用時段為20:00～07:00。此外，根據臥室內采暖設備的運行情況可以推測出受訪者的就寢時間集中在00:00～01:00，側面說明了當今社會青年人經常熬夜的現象[13]。

圖4 客廳與臥室采暖設備運行時間Fig.4 Operating hours of heating equipment in the living room and bedroom

圖5 為室內人員在采暖設備開啟后感覺舒適的時間情況。由圖5 可知，室內人員在采暖設備開啟15 分鐘左右感覺舒適的最多，占受訪者的68.92%。

圖5 室內人員在采暖設備開啟后感覺舒適的時間Fig.5 The time that indoor personnel feel comfortable after the heating

3 交叉分析

交叉分析通常用于兩個或兩個以上分組變量之間的關系，以交叉表形式進行變量間關系的對比分析。交叉表的具體使用方法是將兩個具有一定聯系的變量設置為行變量和列變量，把統計數據制作成二維交叉表，再對比分析行變量與列變量之間的相關關系[14]。通過交叉分析方法對室內人員衣著情況與采暖設備開啟后感覺舒適所需時間的關系、室內人員衣著情況與使用空調供暖時客廳設定溫度的關系進行分析。

表2 為居民在室內的衣著情況與采暖設備開啟后感覺舒適所需時間的交叉分析表。當室內人員衣著很厚、較厚、適中時，分別有64.7%、81.1%和52.9%的受訪者在采暖設備開啟15 分鐘左右感覺舒適。而當室內人員衣著較薄時，有66.7%的受訪者在采暖設備開啟30 分鐘以后才感覺舒適。因此，當室內人員衣著從很厚減少到適中時，達到熱舒適的時間基本一致，由圖1（e）可知，居民在室內衣著適中和較厚的最多。因此，對于夏熱冬冷地區的居住建筑，居民在室內衣著適中或較厚可在 開始供暖后快速達到熱舒適。

表2 室內衣著情況與采暖設備開啟后感覺舒適的時間Table 2 Clothing condition and comfortable time after heating

表3 為客廳設定溫度與居民衣著情況的交叉分析。對居住建筑內主要活動空間“客廳”的設定溫度進行調查分析，當室內空調設定溫度在17～20℃范圍時，受訪者在室內衣著很厚的最多，占比為40%。當室內空調溫度設定在20～23℃和23～26℃范圍時，受訪者在室內衣著較厚的最多，占比分別為43.8%和63.6%。當室內空調溫度設定在26℃以上時，受訪者在室內衣著適中的最多，占比為50%。因此，結合圖3 的調查結果并考慮建筑設備節能因素，建議居民在室內可衣著適中或較厚，同時將采暖設備的溫度設定在23～26℃范圍內。此外，分析結果表明使用空調采暖時人的體感溫度大大低于空調的設定溫度，其可能的原因有使用空調時會有吹風感，夏熱冬冷地區居住建筑外圍護結構保溫性能差，開窗通風時室內外空氣對流導致室內溫度降低等。

表3 客廳設定溫度與居民衣著情況Table 3 Setting temperature of living room and residents'clothing

4 結論

本文通過對夏熱冬冷地區居民采暖行為習慣和采暖設備運行情況進行問卷調查研究，并利用交叉分析的統計學方法對數據進行了處理，主要得出以下幾點結論：

（1）夏熱冬冷地區70%以上的居民在室內衣著較厚同時認為有采暖的需要。居住建筑內采暖設備使用情況主要受舒適感、電費、健康的影響，并且居民在室內的衣著情況、開窗通風習慣等是影響采暖設備運行工況的重要因素。

（2）夏熱冬冷地區居住建筑內空調設定溫度主要在23～26℃范圍內，客廳采暖設備運行高峰期為20:00～23:00，主要使用時段為19:00～00:00。臥室采暖設備運行高峰期為22:00～00:00，主要使用時段為20:00～07:00。此外，室內人員在采暖設備開啟15 分鐘左右感覺舒適的最多，占受訪者的

68.92%。

（3）交叉分析結果說明室內人員在采暖設備開啟后感覺舒適的時間與衣著情況有關，當室內人員衣著很厚、較厚、適中時，分別有64.7%、81.1%和52.9%的受訪者在采暖設備開啟15 分鐘左右感覺舒適。而當室內人員衣著較薄時，有66.7%的受訪者在采暖設備開啟30 分鐘以后才感覺舒適。在考慮建筑設備節能因素的情況下，居民在室內衣著適中或較厚，同時將采暖設備的溫度設定在23～26℃范圍內最為合適。