简介： 通过上海、长沙自然通风建筑内进行的人体热舒适调查研究，并结合有关文献中北京和天津热舒适研究的成果，对我国目前不同城市自然通风建筑内热舒适状况进行探讨。结果认为，我国自然通风建筑内热中性温度均略高于ASHRAE推荐范围。 关键词：热感觉 热舒适 自然通风
关键字：热感觉 热舒适 自然通风
0 前言
目前我国的热舒适标准以国际上通用的ASHRAE 55-1992标准[1]和ISO 7730标准[2]为基础，详见表1。ASHRAE标准与ISO标准比较类似, ISO标准中没有规定湿度的范围。ASHRAE舒适标准的适用条件是，人员是坐姿，从事轻体力活动（新陈代谢率M≤1.2met），所穿着服装的热阻夏季为0.5clo，冬季为0.9clo。ISO 7730舒适标准的适用条件是，人员是坐姿，从事轻体力活动（新陈代谢率M≤1.2met），所穿着服装的热阻夏季为0.5clo，冬季为1.0clo。尽管ASHRAE 55-1992标准和ISO 7730标准在全世界广泛使用，但是由于这两个热舒适标准并没有考虑地域、气候变化等因素，所以其适用性受到各国学者不同程度的质疑。
表1 目前通用的热舒适标准| ASHRAE 55-1992 | ISO 7730 | |||
| Summer | Winter | Summer | Winter | |
| Top | 22.6~26.0； Tdp=16.7℃ | 19.5~23.0；Tdp=16.7℃ | 23.0~26.0 | 20.0~24.0 |
| ET* | 22.8~26.1 | 20.0~23.6 | - | - |
| v | ≤0.25 | ≤0.15 | ≤0.25 | ≤0.15 |
| T1.1-T0.1 | ≤3 | - | - | |
| △Ta┴ | ≤5 | - | - | |
| △Ta// | ≤10 | - | - | |
| Tf | 18~26 | 18~29 | - | - |
例如，Nicol[3,4]在巴基斯坦进行的调查发现，在巴基斯坦，冬、夏季人体感觉舒适的温度相差7℃，推导出的热中性温度回归公式为Tn=17.0+0.38Top。按此公式计算出舒适温度比现行标准高4℃，这意味着如执行新的舒适度可大幅度降低能耗。在巴基斯坦的伊斯兰堡和卡拉奇执行上述标准，结果总的冷负荷分别减小了23%和20%。?
1 现场调查
为探讨中国境内自然通风建筑夏季热舒适状况，我们分别在长沙（98人）和上海（554人）进行了短期热舒适调查。调查问卷分为两部分，背景调查和感觉投票。背景调查包括人口统计学内容。感觉投票调查表主要包括热感觉和个人舒适程度。调查表的格式和尺度都参照相关文献[5,6]。调查的对象主要包括学生、公司职员、居民等人员，被调查者的详细信息见表2。测量仪器的精度和测量位置均参照和符合ASHRAE标准（ASHRAE Standard 55-1992）和ISO标准[7]（ISO 7726）。
| Items | Min | Max | Mean | S D | |||
| Changsha | Age, year | 12.0 | 62.0 | 31.8 | 12.0 | ||
| Sh, cm | 120.0 | 186.0 | 164.2 | 8.7 | |||
| Aw, kg | 34.0 | 84.0 | 58.7 | 10.5 | |||
| Sa, m2 | 1.01 | 1.93 | 1.60 | 0.18 | |||
| Shanghai | Age, year | 22.0 | 40.0 | 28.2 | 4.2 | ||
| Sh, cm | 158.0 | 187.0 | 168.7 | 7.7 | |||
| Aw, kg | 42.0 | 75.0 | 59.7 | 7.4 | |||
| Sa, m2 | 1.36 | 1.89 | 1.64 | 0.13 | |||
2 结果分析与讨论
通过对长沙和上海热舒适调查数据进行回归分析，我们得到长沙的热中性温度为27.5℃ ET*，见图1；上海的热中性温度为26.5℃ ET*，见图2；两者相差1℃ ET*。国内也有不少学者在夏季进行了短期热舒适研究，文献[8]给出了北京的热中性温度为26.7℃ ET*，文献[9]给出了天津的热中性温度为26.4℃ ET*。表3给出了上海、长沙、北京和天津4个城市的气候参数与热中性温度的对比结果。从表3中可知，上海与北京、天津的热中性温度差异不大（最大相差为0.2℃ ET*），而长沙与北京、天津热中性温度的差异分别为0.8℃ ET*和1.1℃ ET*。北京和天津是北方城市，属于南温带亚湿润气候，而长沙和上海是南方城市，属于北亚热带湿润气候。长沙的最热月平均温度高于上海、北京和天津，其热中性温度分别比上海、北京和天津高出1℃ ET*，0.8℃ ET*和1.1℃ ET*。这说明生活在夏季温度较高环境下的居民，其对所生活的环境已相当的适应，其夏季热中性温度可以略高于夏季温度较低环境下的居民。
此外，我们把上海、长沙、北京和天津4个城市的热中性温度与表1中ASHRAE 55-1992的热中性温度范围进行比较发现，中国这些城市的热中性温度都超出了ASHRAE标准的22.8~26.1℃ ET*的范围。这也说明我国的热中性温度与国外的标准和研究结果存在着差异，我国的暖通空标准不需要直接套用ASHRAE标准的相关内容，而应该采用适合自身特点的热舒适标准。这样不仅可以提高人体舒适度，而且可以节约大量的能量。
图1 长沙热感觉投票与操作温度
图2 上海热感觉投票与操作温度
| 地点 | 上海(上海) | 长沙(湖南) | 北京(北京)[8] | 天津(天津)[9] | |
| (1971-2000年)气候标准值 | 北纬 | 31°24'N | 28°13'N | 39°56'N | 39°06'N |
| 东经 | 121°29'E | 112°55'E | 116°17'E | 117°10'E | |
| 海拔高度米 | 8.3 | 65.5 | 54.7 | 5.2 | |
| 最热月平均温度 | 27.8 | 29.3 | 25.8 | 26.4 | |
| 年平均气温 | 16.6 | 17.1 | 12.3 | 12.6 | |
| 年极端最高气温 | 37.8 | 39 | 41.9 | 40.5 | |
| 年极端最低气温 | -7.7 | -10.3 | -18.3 | -17.8 | |
| 年平均相对湿度 | 76 | 82 | 57 | 62 | |
| 年平均风速 | 3.2 | 2.2 | 2.5 | 2.4 | |
| 热中性温度，ET*，℃ | 26.5 | 27.5 | 26.7 | 26.4 | |
3 结论
本章通过在上海、长沙进行的短期热舒适调查，研究和探讨各地热舒适度存在的差异，并与国际上通用的相关标准进行比较，所得到的结论如下。
通过对长沙和上海热舒适调查数据进行回归分析，我们得到长沙的热中性温度为27.5℃ ET*；上海的热中性温度为26.5℃ ET*。结合相关文献论述的在中国北京和天津的热舒适研究，发现中国这些城市的夏季热中性温度都超出了ASHRAE标准的22.8~26.1℃ ET*的范围，这也说明我国的暖通空调标准不能直接套用ASHRAE标准的相关内容，应该采用适合自身特点的热舒适标准。
参考文献
1 ASHRAE. ANSI/ASHRAE Standard 55-1992, Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy. Atlanta, GA, 1992.
2 ISO. International Standard 7730-1994. Moderate thermal environments- determination of the PMV and PPD indices and specification of conditions for thermal comfort, ISO, Geneva, 1994.
3 F.J.Nicol, I.A.Raja, A.Allaudin, N.G.Jamy. Climatic variations on comfortable temperature: the Pakistan projects. Energy and Buildings, 1999, 30(3):261-279.
4 F.J.Nicol, S.Roaf. Pioneering new indoor temperature standards: the Pakistan project. Energy and Buildings, 1996, 23(3):169-174.
5 X.J.Ye, H.L.Lu, L.Dong, B.Y.Sun, Y.M.Liu. Thermal comfort and air quality in passenger rail car. International Journal of Ventilation, 2004, 3(2):183-191.
6 Ye, X.J., Lian, Z.W. and Liu, H.M. (2003) Study of air quality and thermal comfort in sleeper carriage of passenger car. Proceedings of ICCR’ 2003, Edit by Chen, G.B., Hebral, B. and Chen, G.M., Cryogenics & Refrigeration, Beijing: World Publishing Corporation, pp 629-632.
7 ISO. International standard 7726: Thermal environment-Instruments and methods for measuring physical quantities, Geneva: International Organization for Standardization, 1998.
8 夏一哉,赵荣义,江亿.北京市住宅环境热舒适研究.暖通空调,1999,29(2):1-5.
9 朱能.人体热舒适性与室内空气品质若干关键问题的研究[博士学位论文].天津:天津大学, 2003.
基金项目：国家自然科学基金项目（No.50478018）
来源：网易暖通