夏季室外溫度對白車車內(nèi)溫度的影響*

張靜 解文娟 孫玉龍 徐藝芙 婁朋舉

河北省氣象災害防御和環(huán)境氣象中心 河北 石家莊 050021

引言

根據(jù)公安部統(tǒng)計，2022年全國汽車保有量達3.15億量，與2017年1.8億輛相比，在數(shù)量上有飛躍性的變化。汽車作為一種基礎交通工具已經(jīng)深入到日常生活中，然而汽車除了出行便捷、舒適外，也伴隨著一些危害。其中夏季車內(nèi)高溫就是其中一種無形的殺手，尤其是在溫室效應加劇，全球氣溫升高，高溫天氣增多，多地最高氣溫刷新的背景下[1-2]。

據(jù)美國相關組織統(tǒng)計，從1998年至2022年，美國至少有936名兒童因留在封閉的汽車里而不幸喪生[3]。據(jù)國內(nèi)媒體報道，2017年6月28日至7月13日，僅半個月的時間里，河北竟接連發(fā)生4起幼兒遺落在接送車輛內(nèi)致死事件。2022年，廈門、舟山、南通、無錫等地仍有夏季幼童被滯留車內(nèi)的事件發(fā)生。對此許多專家設計以物聯(lián)網(wǎng)、單片機、無線傳感器等為載體的兒童安全監(jiān)測系統(tǒng)、高溫緊急報警求助裝置[4-6]，能夠為及時解救滯留兒童提供一定幫助。這些系統(tǒng)、裝置的設計大多以溫度傳感器為載體，那么夏季汽車內(nèi)部溫度究竟能達到多少？針對這個問題，端方勇等對比測量了不同內(nèi)外飾顏色對車輛暴曬后車內(nèi)溫度的影響，證實了深色的車身確實比淺色車身更加吸熱[7]；張文燦等發(fā)現(xiàn)汽車玻璃貼膜是能減緩溫度的上升，但最終車內(nèi)溫度仍會升高[8]。以上研究提供了一定參考，但對顏色最淺且有貼膜的白色車輛內(nèi)部溫度具體變化的研究較少。

本文選取白色轎車為實驗對象，采用控制變量法分析不同條件下車內(nèi)溫度的變化情況，以便給廣大公眾提供相對更為準確、全面的結果，增強認知并引起重視，從而增強駕乘人員的安全防范意識，減少人員傷亡和財產(chǎn)損失，為減少高溫天氣車內(nèi)滯留事故發(fā)生提供技術參考和支持。

1 實驗設置

1.1 實驗儀器和場地

選用同一廠家、同一型號和批次，測溫范圍為-35~80℃，采樣頻率為1min的溫濕度便攜式自動記錄儀來測量溫度。實驗前對溫濕度便攜式自動記錄儀進行對比校正。選擇河北省氣象局停車場作為實驗場地。

1.2 實驗流程

在夏季6-8月份，將實驗車輛按照實驗所需停放在不同位置，關閉車窗，設定汽車空調(diào)溫度為28℃，開啟測溫儀器，當車內(nèi)溫度達到穩(wěn)定狀態(tài)后，關閉汽車空調(diào)和發(fā)動機，離開汽車，實驗數(shù)據(jù)采集工作開始，同期測量實驗場地的環(huán)境溫度和濕度。

選擇內(nèi)飾顏色相同的白色車輛來進行實驗，主要對比不同停放位置對車內(nèi)溫度的影響；對同一輛白色車輛，對比車內(nèi)前后座位區(qū)域溫度；對比副駕駛側車窗留有4cm縫隙車輛與車窗封閉車輛車內(nèi)溫度變化情況。

2 實驗結果與分析

2.1 不同停放位置影響

將兩輛白色車輛分別停放在陰涼處和太陽直射處，按照設計的實驗流程操作后，同時對兩輛車開啟溫度觀測，并同期測量室外溫度。2022年6月23日河北省氣象臺發(fā)布高溫橙色預警，6月24日繼續(xù)發(fā)布高溫橙色預警，預警信號于下午升級至紅色，實驗場地觀測的戶外溫度最高可達41.5℃。

觀測結果如圖1所示，處在陽光下的車輛車內(nèi)溫度在10min內(nèi)迅速升高到40℃以上，最高竟達到68.3℃。人體最舒適的環(huán)境溫度是20~28℃[9-10]，當超過41℃時會嚴重危及生命。即便是白色車輛也無法避免陽光下車內(nèi)溫度大幅升高的現(xiàn)象。停放于陰涼處的車輛車內(nèi)溫度雖然隨室外溫度小幅度上升，但實驗期間溫度在37℃以下，初步說明停放位置對車內(nèi)溫度影響很大，停放在陰涼處能有效減緩夏季車內(nèi)溫度升高。

圖1 停放不同位置車輛內(nèi)部溫度變化

2.2 車輛前后座位區(qū)域溫度對比

陽光下的白色車輛車內(nèi)溫度會明顯升高，那同一輛車車內(nèi)不同位置的溫度變化是否相同？考慮到兒童安全座椅是安裝在車輛后排的，因此本實驗中測量了前后座位區(qū)域的溫度[11]。兩組實驗中測溫儀器分別懸掛于副駕駛區(qū)域偏擋風玻璃方向和駕駛座后方座位區(qū)域，保證測溫儀器探針不與車輛內(nèi)部結構發(fā)生接觸而影響溫度測量。

實驗結果如圖2所示，表明前座與后座區(qū)域溫度均隨室外溫度的變化而變化，且變化的過程是趨于同步的，但前座的溫度會稍高于后座。后排座位區(qū)域相對低，然而所達到的溫度也遠超人體可承受的范圍，最高溫度甚至超過60℃。

前后座位區(qū)域溫差最大可達11.2℃。對6月23日、24日兩天實驗數(shù)據(jù)進行整理得到圖3，利用4種常見形式函數(shù)對前后座溫差與室外溫度關系進行擬合，R2均未超過0.2，說明二者不存在顯著的相關性。但擬合曲線均呈現(xiàn)上升的趨勢，前后座溫差隨室外溫度整體有變大的體現(xiàn)。

圖3 前后座溫差隨室外溫度變化情況圖

2.3 開關車窗車內(nèi)溫度對比

考慮到兒童滯留車內(nèi)，監(jiān)護人可能選擇車窗留下縫隙通風作為防護手段的情況，因此設置車窗完全封閉與車窗打開小縫的對比實驗。實驗中設置副駕駛側的車窗打開，留下4cm左右縫隙，這個縫隙寬度的選擇能夠?qū)噧?nèi)兒童人身安全不造成傷害同時保證車內(nèi)的財物安全。

實驗結果如圖4所示，整體副駕駛留縫隙的車輛車內(nèi)溫度是略低于關窗封閉的車輛，然而隨環(huán)境溫度升高，開窗車輛車內(nèi)溫度仍迅速變化。關窗車輛車內(nèi)溫度7min內(nèi)溫度升高至40℃以上，開窗車輛10min內(nèi)迅速升高到40℃以上，雖然開窗車輛溫度上升略慢于關窗車輛，但溫度最終仍是超過人體能承受的溫度，這說明車窗留縫隙并不能作為防護手段。

圖4 開關車窗車內(nèi)溫度變化對比

3 結束語

當環(huán)境溫度超過35℃時，處在陽光下的白車車內(nèi)溫度在10min內(nèi)迅速升高到40℃以上，隨停放時間的增加，淺色車輛也無法避免陽光下車內(nèi)溫度大幅升高的現(xiàn)象。車內(nèi)溫度隨時間呈冪函數(shù)形式增加。

停放位置的選擇對車內(nèi)溫度影響很大，將車輛停放在陰涼處能有效減緩夏季車內(nèi)溫度隨環(huán)境溫度的升高。

車輛內(nèi)部的溫度分布不均，后座區(qū)域溫度略低于前座區(qū)域，但隨環(huán)境溫度的升高，后座區(qū)域的溫度仍遠超于人體所能承受的溫度范圍。

車窗留有縫隙的車輛車內(nèi)溫度略低于關窗封閉的車輛，然而隨環(huán)境溫度升高，開窗車輛車內(nèi)溫度仍迅速上升。