湖南益阳地区农村住宅室内热环境调查分析

郭 华，吴兴应，裴 霞，陈雨蕾，李诗青

(湖南城市学院 市政与测绘工程学院，湖南 益阳 413000)

0 前 言

目前我国建筑热舒适性和热环境的研究主要针对城市地区的居住和公共建筑，颁布的节能规范、技术和设计要求也都与之相关，随着现在经济水平的迅速发展以及新农村建设的深入，农村住宅热舒适性和热环境的研究也受到了越来越多的重视[1-4]。根据中国统计年鉴的数据，由于城镇化进程的不断推进，农村经济水平的不断提高，我国农村人口和每户常住人口逐年减少，我国长江中游地区人口密度较大，社会经济发展稳步增长，农村人口在逐步向城市地区转移，但农村人口整体数量仍旧庞大，农村住宅的热舒适性和建筑节能研究十分重要。湖南益阳地区属于典型的夏热冬冷气候区域，气候特征具有一定的代表性，为了了解益阳地区普通农舍的热环境状况，对益阳地区一些比较典型的农村住宅进行实际问卷调查和实地测量。

1 热环境问卷调查

热环境的评价方法一般通过试验及统计方法(PMV-PPD)，或者问卷调查的方式[5-6]。PMV—PPD 评价方法和指标运用试验及统计方法，得出人体热感觉和六个物理量之间的定量函数关系，然后把PMV值按照人体热感觉分成七个等级，但是PMV计算公式非常复杂。因此，本研究通过问卷的方式来描述热感觉，国际上最广泛采用的热感觉标度是ASHRAE 7点标度和Bedford标度[7-8]。人体热舒适在ASHRAE55—2002舒适标准中定义为人的主观感觉对热环境的满意度，通过投票方式为热舒适投票TCV和感觉投票TSV，TCV是一个由0至4的5级分度指标，MTS是将一个与ASHRAE热感觉标度内容一致的7级分度指标，表1给出了TCV与MTS相关评价的标准。

表1 热舒适投票TCV与热感觉投票MTS标准[1]

对热舒适投票TCV结果进行统计，如图1所示。调查小组采用舒适标准对38户中的52人进行了问卷调查，热舒适调查结果统计中11人感觉舒适，有19人感觉稍不舒适，有14人感觉不舒适，有7人感觉很不舒适，有1人对室内环境感觉不可忍受。从图中可以看出，有21.2%的家庭住户对室内环境感觉舒适。

图1 热舒适投票结果

对52个样本的热感觉投票结果如图2所示，房间测试温度T0和人们热感觉投票值MTS(该参数点下所有人热感觉平均值)进行线性拟合的结果如图2所示，得到的拟合直线方程式见式(1)所示。

图2 热感觉投票结果

MTS=0.232 13T0-4.72723

(1)

令MTS=0，求解出对应的热中性温度为20.4℃，比ASHRAE标准规定的舒适标准23℃～26℃的最低值小2.6℃，这和该地区夏季比较湿热的气候有关。因此大部分人希望通过更低一点的温度来达到热舒适状态。

综上所述，且由热舒适投票、热感觉投票的结果可以看出，大部分的农村家庭住户对住宅室内的热环境也不是特别满意。

2 某新建住宅室内热环境实测

2.1 新建住宅概况

此次室内热环境实测对象选取一栋比较有代表性的新建住宅，地点在湖南省益阳市，住宅正面如图3所示，一层和二层平面图分别如图4～5所示。所测住宅为2层钢筋混凝土建筑，建筑面积约300 m2，墙体材料采用红砖，用钢筋混凝土粘结砌筑而成，外墙粘贴有瓷片。本次测试包括对室内、室外环境参数的测量，室内外测量参数为温度、湿度、空气流速。室内多点测量取平均值，测点距离地面约为1.2 m，距墙面约1.0 m。

图4 某新建住宅一层平面图

2.2 实测结果

实测时间为2019年夏季和冬季，实测小组分别在7月24日(晴天，南风1-2级)、12月8日(晴天，北风1-2级)于上午9点到下午5点对这栋建筑4个房间进行多次测量，这4个房间分别为一层的客厅(南向)、客卧1(东向)，二层的主卧(南向)、客卧3(北向)，测量时要求房间无空调或其他空气调节设备运行，夏季测得的结果如图6所示，冬季测得的结果如图7所示。

由图6可以看出，在夏季的测量中，该住宅室外温度最高点在下午13时，为37.5℃，室内温度最高点在下午15时，其中客厅、主卧的最高温度达到36.5℃以上，这个温度是在没有开空调的情况下测得的，比室外最高温度也没低多少，主要是因为这两个房间有较大的窗户，在太阳直射下产生了“太阳房”的效应最为明显，使得热量大量聚集。另外也可以看出，由于建筑墙体吸收了不少热量，在下午太阳辐射减弱时，墙体本身储存的热量向房间释放，因此在下午，各个房间依然有较高的温度值。南向的客厅和主卧受室外温度变化的影响较大，北向的客卧3受室外温度变化的影响最小，因此，提高南向围护结构的绝热性能是保温隔热的重点。

由图7可以看出，在冬季的测量中，该住宅室外温度最高点在13时，为17.0℃，室内温度最高点也在11时，其中南向的客厅、主卧的温度变化较为明显，其他东向的客卧1和北向的客卧3的温度变化则较弱，特别是客卧3，由于受阳光照射的时间少，温度变化最不明显，其他房间的最高温度达到15℃左右，除了在中午时分室外温度高于室内时向室内传热，也有室内的散热设备如炊事、人员等的散热，导致室内温度的升高。总之，这4个被测房间的温度变化都没有室外的温度变化明显，主要是墙体的保温隔热以及墙体本身储热的性能起到了作用，这也说明围护结构良好的保温隔热性能是保持房间冬暖夏凉的重要因素。

图7 冬季温度测量结果

3 结 论

1)对热舒适投票TCV结果进行统计，有21.2%的家庭住户对室内环境感觉舒适。

2)通过对热感觉投票值MTS的直线拟合，由拟合方程得到中性温度值为20.4℃，说明大部分人希望通过更低一点的温度来达到热舒适状态。

3)在夏季的典型住宅测量中可以看出，南向房间受室外温度变化的影响较大，北向房间受室外温度变化的影响最小，提高南向围护结构的绝热性能是保温隔热的重点。

4)在冬季的典型住宅测量中可以看出，被测房间的温度变化都没有室外的温度变化明显，主要是墙体的保温隔热以及墙体本身储热的性能起到了作用，这也说明围护结构良好的保温隔热性能是保持房间冬暖夏凉的重要因素。

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