南京某高校宿舍樓熱環境及學生舒適度研究

朱 珠，王夢婷，王明月，王思佳，于佳琪

（南京師范大學中北學院，江蘇 鎮江 212000）

中國對空氣室內環境品質已進行了一定的研究，很多研究都是以國際上通用的標準為依據，但每個國家的人群體質特征并不相同，因此一些國際標準不一定適用于每個國人，所以需要建立適應中國實際情況的舒適度控制系統和室內熱舒適理論。

1 研究機理

關于熱舒適的研究，可從研究內容和研究方法方面進行分類。研究內容主要包括環境參數、人的生理、穿衣習慣、心理和行為調節等因素與熱舒適性的關系。現行國內研究熱舒適的方法有2 種，一種是利用實驗進行研究，另一種是利用理論進行研究，2 種方法都包括了現場人員的主觀問卷調查。

理論研究主要分析室內空調舒適度的影響及其產生的原因，可以嚴格控制及精確測量環境變量，但對于人的生理、穿衣習慣、心理和行為調節等因素，理論研究很難兼顧。因此，實驗研究更能反映熱環境狀況和人體真實的熱感覺。采用實驗研究方法，結合熱舒適性的主觀問卷調查，對中北學院的宿舍樓空調熱舒適性的指標、熱舒適度的期望溫度進行調查研究。通過對空調間溫度和室外溫度的調查，得到熱感覺、濕感覺、風感覺投票以及熱期待、濕期待和風期待的數據分析。

2 測試儀器與問卷研究

采用紅外線測溫儀（如圖1 所示）測試宿舍內學生的中心部位、頭部、手部、腳部的溫度。調查問卷如圖2 所示，問卷包含了對學生衣著情況的調查及對采用7 級標度設定的熱濕環境指標的調研。

圖1 紅外線測溫儀

圖2 問卷調查

3 宿舍樓空調采暖房間內熱環境及熱舒適狀況

中北學院氣候為夏熱冬冷，對采用空調采暖的宿舍進行了熱舒適度的現場調查研究，得出宿舍環境內的空氣流速、相對濕度、服裝熱阻等參數。

分別對宿舍樓空調房內的空氣流速（如圖3所示）、相對濕度（如圖4 所示）和服裝熱阻（如圖5 所示）進行了分析。風速一般為0～0.4 m/s，空氣平均流速為0.25 m/s。宿舍樓空調采暖房間的相對濕度為40%～80%，而接近50%的房間相對濕度為50%～60%，說明中北學院夏季濕度較低。服裝熱阻大部分在0.3～1.1 Clo 之間，占整個調查服裝熱阻頻率表圖的84%，大部分穿衣組合為T 恤＋常規外褲＋到踝短襪＋運動鞋。

圖3 空氣流速頻率分布

圖4 空氣相對濕度分布

圖5 服裝熱阻頻率分布

3.1 學生各部位溫度水平

測試了空調采暖房間內的熱環境，利用教學樓下的紅外線成像儀來記錄學生頭部、胸部、手部和腳部4個部位的溫度，記錄不同操作溫度下人體各部位的溫度情況，如圖6 所示。由圖可知，頭部溫度最高，但隨著操作溫度升高而變化不大，基本維持在36 ℃左右，由此可知人體的產熱與散熱會隨著周圍環境的改變而自我調整，使人體體溫維持在相對穩定的狀態；胸部溫度變化最大，大部分為22～30 ℃，由于胸部表面積較大，各種服裝的差異性都有可能造成胸部溫度的變化較大；手部溫度為28～32 ℃，造成這種差異的原因可能為個人體質及新陳代謝率差異；腳部溫度最低，為17～20 ℃。

圖6 不同操作溫度下空調房間內受試者各部分溫度

3.2 熱感覺投票與熱期望、濕感覺投票與濕期望[4]

對南京師范大學中北學院丹陽校區宿舍樓空調房內學生的熱感覺和熱期望、濕期望和濕期望進行統計得到分布圖，如圖7 和圖8 所示。對比圖7（a）、圖7（b）發現熱感覺投票值與熱期望投票值存在差異，43%的學生表示環境溫度稍低，僅有13%的學生希望溫度升高，說明多數空調采暖房間內的學生喜愛中性偏涼的環境溫度；3%的學生表示環境溫度較高，卻有48%的學生希望溫度降低，說明空調采暖房間內大部分學生喜愛中性偏涼的環境溫度。如圖8（a）所示，濕感覺投票在-1 時人數最多，無人感覺很潮濕。與圖8（b）相比，學生中55 人期望濕度適中，79 人期望相對濕度增大，21 人期望相對濕度降低，說明大多數學生喜歡相對濕一點的環境。

圖7 熱感覺投票和熱期望分布頻率

圖8 濕感覺投票和濕感覺期望分布頻率

3.3 衣著量的相關性分析

服裝熱阻與操作溫度、熱感覺投票的關系如圖9、圖10 所示。

圖9 操作溫度與服裝熱阻圖

圖10 熱感覺投票與服裝熱阻圖

由圖9 所示曲線得出兩者關系=-0.038+2.108（=0.023），該圖還反映了空調房間學生的服裝熱阻與室內操作溫度的線性關系。可以看出，秋季學生的衣著量與操作溫度存在一定的線性關系，學生會在室內的操作溫度增大的時候減少衣著量。由圖10得出兩者關系=-0.193+1.471（=0.023），該圖還反映了空調房間學生的服裝熱阻與熱感覺的線性關系。可以看出，秋季學生的衣著量與熱感覺存在一定的線性關系。隨著熱感覺由負到正增大，人們會相應減少衣著量。

4 結論

空調房間內相對濕度和空氣流速均在規定范圍內，空氣溫度的變化范圍為30～37 ℃，平均溫度為33.5 ℃，其中操作溫度較空氣溫度低7 ℃；實測空調房間有70%的室內空氣溫度高于26 ℃。

空調房間學生的服裝熱阻值在0.3～1.1 Clo 范圍內，平均值為0.7 Clo。大部分穿衣組合為T 恤+常規外褲+到踝短襪+運動鞋。統計結果顯示，空調采暖房間的居民較少調整衣著量。通過對衣著量的相關分析，結果顯示，空調房間衣著量與操作溫度、熱感覺投票線性擬合度不高，這與空調房間較少調整衣著量的行為有關。實測熱感覺投票為中性偏涼，通過對熱感覺投票和熱期望投票的分析反省，空調房間內85%受試者可接受溫度范圍為20～28 ℃。