第２９卷第２期 建筑热能通风空调 Ｖ０ｌＩ２９ Ｎｏ．２ ２０１０年４月 Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ａｐｒ．２０１０．７１－７４ 文章编号：１００３—０３４４（２０１０）０２—０７１—４ 上海郊区高校室内热舒适与空气品质研究 刘口 邹钺许洁 东华大学环境科学与工程学院 摘要：以上海郊区某学校为研究对象，通过现场测量与问卷调查，研究了室内热舒适与室内空气品质，并且探讨 ＣＯｚ浓度对于热感觉的影响。研究发现，人员对于室内热舒适满意度在８０％以上，夏季人员对空调房间热舒适满 意度高于不开空调房间，而冬季却相反。室内ＣＯ：浓度与人员活动相关，冬季远高于夏季，且当ＣＯ 浓度高于 ８００ｐｐｍ时，会给人员带来闷热感。 关键词：热舒适适应性模型ＣＯ 浓度舒适温度 Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｏｍｆｏｒｔ ａｎｄ Ｉｎｄｏｏｒ Ａｉｒ Ｑｕａｒｌｉｔｙ ｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｓｕｂｕｒｂ Ｌ１ＮＹｕｎ，ＺＯＵＹｕｅ，ＸＵ Ｊｉｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ｓｈａｎｇｈａｉ Ｓｕｂｕｒｂ，ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｍｆｏｒｔ ａｎｄ ｉｎｄｏｏｒ ａｉｒ ｑｕａｌｉｙｔ ｗａｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｂｙ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｑｕｅｓｔｉｏｎｎａｉｒｅｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｐｅｒｓｏｎ’Ｓ ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｍｆｏｒｔ ｉｓ ｏｖｅｒ ８０％，ｔｈｅ ｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎ ｉｎ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｒｏｏｍ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｎｏｎ—ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｒｏｏｍ ｉｎ ｓｕｍｍｅｒ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｗｉｎｔｅｒ ｉｓ ｊｕｓｔ ｔｈｅ ｏｐｐｏｓｉｔｅ． Ｔｈｅ ｉｎｄｏｏｒ ＣＯ２ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｗｉｎｔｅｒ ｉｓ ｍｕｃｈ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｉｎ ｓｕｍｍｅｒ，ａｎｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ＣＯ２ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ８００ ｐｐｍ，ｔｈｅ ｐｅｒｓｏｎ ｗｉｌｌ ｆｅｅｌ ｈｏｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｍｆｏｒｔ，Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｏｍｆｏｒｔ Ｓｔａｎｄａｒｄ（ＡＣＳ），ＣＯ２，ｃｏｍｆｏｒｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ０ 引言 进行研究。在国内类似的研究方法还没有出现，笔者 综合热舒适与室内空气品质，通过Ｄｅ Ｄｅａｒ的适应性 随着社会经济的发展，人们对居住环境的要求也 模型，研究上海松江大学城的室内热舒适情况，并试探 越来越高。建筑环境舒适性的研究一直都没有停止 性的研究ＣＯ 浓度对于热舒适的影响。 过。就人体热舒适方面，１９８２年由Ｐ．Ｏ．Ｆａｎｇｅｒ提出了 人体综合舒适指标【”，随后在２００２年，对于不同的场 １ 研究方法 合和环境，Ｆａｎｇｅｒ对ＰＭＶ预测平均评价做出修正［ ； 于此同时，１９９８年Ｒｉｃｈａｒｄ ｄｅ Ｄｅａｒ［ 】等在对来自四大 １．１现场测试 洲不同气候区域的２１０００份现场研究的数据分析的基 选定某个空调房间，分别于１２月和６月对房间进 础上提出了“适应性模型（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｅ１）”。 行热舒适与ＣＯ：浓度测量，测量时间为工作时间，即 然而在热舒适模型成熟的今天，人们发现模型指 早上９：００到下午１６：００，中间午饭时间不停止。测量运 标有些时候不能与真实的人体舒适性相匹配，于是， 用精度高且方便的基于ＬＡＢＶＩＥＷ的热舒适测试系 近来研究人员开始更加全面的研究室内舒适性。 统，可自行计算ＰＭ ＰＰＤ等热舒适指标。依据 Ｅｄｕａｒｄｏ Ｌ．Ｋｒｕｇｅｒｔ １等和Ｄ．Ｍｕｍｏｖｉｃ［６￣等综合了室内空 ＡＳＨＲＥＡ的测试标准，所有测量点取离地１．１ｍ的高 气品质、光环境、声环境和热环境，对室内环境舒适性 度，即人员坐着呼吸区位置。 收稿日期：２００９—８—１ 作者介绍：刘口（１９８４－－），男，硕士研究生；上海松江区人民北路２９９９号东华大学４号学院楼环境学院３１３１室（２０１６２０） Ｅ—ｍａｉｌ：ａｏｆａｌｙ＠ｇｍａｉｌ．ｔｏｍ ・７２・ 建筑热能通风空调 ２０１０．单 １．２调查问卷 于１２月底和６月底进行问卷调查，调查时间段 为每天的９：００到下午１６：００。由调查人员进入办公室 进行问卷调查，调查人员在每个房间呆５￣１０分钟，进 行问卷的填写，填写内容为受访者基本情况与热感觉 投票；同时进行室内温度、室内ＣＯ：浓度的测量。具体 调查内容见表１。 表１问卷调查内容 办公人员的年龄、性别、活动状况、穿着情况 室内空气温度、ＣＯ２浓隍 在当时工作环境的热Ｊ 觉如何 办公人品对于事 空气质量是否满意 是番能接鼍当州的热 境 ２ 现场测量结果及分析 ２．１预测平均评价 图１表示了预测平均评价ＰＭ 值一天中的变化 情况。从图中看出，６月份室内环境参数比较稳定，变 化幅度不大，ＰＭＶ值维持了微小的振幅；１２月份室内 环境变化比较大，ＰＭＶ值随着测试时间缓慢的升高， 直到下午两点达到一个最高值，之后保持平稳。 巨 遁互三亘圃 图１ ＰＭＶ值随时间的变化 ２．２室内ＣＯ 浓度变化情况 图２为室内ＣＯ 浓度变化情况。从图中看出，冬 季室内ＣＯ 浓度要大于夏季室内ＣＯ 浓度。冬季最低 为早上的５４０ｐｐｍ，最高为下午的１８０１ｐｐｍ，浓度最高 时是最低时的３倍多，此时的室内空气相当浑浊 （ＡＳＨＲＥＡＲ标准６２．１９８９中明确规定，在空调区域 ＣＯ 浓度不得超过１０００ ｐｐｍ），甚至可能损害人体健 康；夏季最低为早上的４６０ ｐｐｍ，最高为下午的５７０ ｐｐｍ，最高时比最低时增高了２４％。从ＣＯ。浓度的变化 趋势可以看出，冬季和夏季都是从早上工作时间开始 随着时间迅速增大，直到中午１１：３０的时候维持一个 稳定的值，然后从１２：３０开始又继续增大，到１４：００开 始增幅减小，并维持在一个稳定的值，冬季特别明显。 Ｅ三 亟 三三亘 口 图２测试房间室内ＣＯ：浓度 研究期间，于３月份测量了上海某知名商务楼的 室内ＣＯ：浓度情况，如图３。其变化情况和上面分析的 一样，ＣＯ 浓度最低的时候是早上刚上班的时候，浓度 为６５０ ｐｐｍ；最高为下午３点左右，浓度为８５０ｐｐｍ。早 上上班之后，随着人员在室内待的时间越长，ＣＯ：浓度 就越高，一直维持７００ ｐｐｍ左右；在１ｌ：３０～１３：００，ＣＯ２ 浓度回落到６７０ ｐｐｍ；下午开始上班后ＣＯ２浓度迅速 升高，最高时刻达到８５０ ｐｐｍ。 ９００ ８５０ ８００ ７５０ ７００ ６５Ｏ ６００ 罟罟暑一ｏ ：＝ ２ ＝２＝＝ ＝＝ 时问 图３上海某商务楼室内ＣＯ 浓度 上述的结果与Ｅｄｕａｒｄｏ Ｌ．Ｋｒｕｇｅｒ［５１等研究的英国 学校的ＣＯ 浓度变化趋势一致。出现这种情况，主要 是和人体活动有关，人员在早上９点进入办公室，ＣＯ： 浓度很快增高，到１１：３０的时候人员出门进餐，室内没 有ＣＯ：发生源，ＣＯ 浓度维持在一个稳定的值，人员 进餐回来，ＣＯ２浓度继续升高，直到下午１６：００人员下 班。图３中圈出的两个时刻，ＣＯ 浓度瞬间增大，原因 在于一时间办公室人员增加且进行交谈。 图２中，夏季ＣＯ：浓度低于冬季：①夏季阳光强 烈，植物的光和作用就强，大气中ＣＯ 浓度低；相反， 冬季光合作用弱，大气中ＣＯ 浓度就高；②冬季室外 寒冷，室内的人员不希望开窗、开门，室内的空气得不 到置换，而ＣＯ 浓度主要就是人体排出，使得室内的 ＣＯ 浓度越来越高；夏季，室内人员希望通过门窗的开 启来置换空气，从而达到凉爽的感觉，ＣＯ 浓度就会相 应的降低，与室外相当。 ２．３室内ＣＯ 浓度与ＰＭＶ 图４表示了室内ＣＯ：浓度与ＰＭＶ的关系。ＰＭＶ 第２９卷第２期 刘口等：上海郊区高校室内热舒适与空气品质研究 ・７３・ 是通过室内空气温度、辐射温度、相对湿度、空气流速、 服装热阻、活动强度这６个参数定量关系，没有反应其 感受。从图中看出，ｌ２月份，７９．６％人对室内热环境感 到满意，２１．４％的人感觉不满意（５．４％感觉到冷，１６％感 觉到热）；６月份，９０．６％的人对室内热环境感觉满意， ９．４％的人感觉不满意（７．５％人感觉到热，１．９％人感觉 到冷）。总的来说，各办公室室内热环境是舒适的。把空 与Ｃ０２浓度直接的关系。但是从图中可以看出ＣＯ 浓 度与ＰＭＶ有种相对应的感觉，本文将通过调查问卷 对该问题进行研究。 调房间与不开空调房间分开来看，１２月份，开空调房 间人员对于室内热环境满意度为７４．８％，不开空调房 间人员对于室内热环境的满意度为８４．１％；６月份，空 调房间人员对于室内热环境满意度为９２．８％，不开空 ……………… ０ Ｎ ０∞０ ０ ０ ０ ０∽∞ ｌ＋Ｃ （冬）＋ｃｏ２（夏）ＰＭｇ（冬）—＊一ＰＭＶ（夏）ｌ 图４ ＣＯ 浓度与ＰＭ 的关系 ３ 调查问卷结果与分析 在１２月份与６月份分别进行了为期一周的问卷 调查，主要调查了房间室内热舒适性，通过问卷调查， 研究室内空气温度、ＣＯ 浓度与室内热舒适的关系。ｌ２ 月份我们共发出１６０份问卷，收回有效问卷１４８份，其 中７３份为空调房间，７５份为不开空调房间；６月份共 发出１２９份问卷，收回有效问卷１１９份，其中９２份为 空调房间，２７份为不开空调房间。 ３．１室内受访者基本情况 表２表示了受访者基本情况。从中看出，受访者 多数在２０～３０岁之间，男女比列相当，很多学者研究 年龄与性别对于热感觉的影响不大，本研究忽略两者 的影响。至于活动强度，在热舒适统计时，把所有指标 按照线性比例转化到活动强度为Ｍ＝Ｉ时的数值。 表２受访者基本情况分布 ８４％（２Ｌｌ＾＿３０岁 ：１ｆｌｑ０（３Ｉ），～４０岁 ： ８５％（２０－－３０岁）：８％Ｃ３０，～４０岁 ：７％ （４ｃｌ～６０岁、 ４７％ｆ男ｌ、５３％ｆ女 ５０％（男）、５０。ｏ（女） Ｉ ７３ｃｌｏ（男 、１ ７７ｃｌｏ ｃ女） ０ ４１ ｃｌｏ Ｌ男Ｊ、０ ４２ｅｌｏ（女） ４ｌ９０ ｏｆ１）：６８ ２４％ｒ１１）；４０５％（Ｉ ２ｊ ２２ ６９％（１）：６３ ０３％（｛ｌ】：３ ３６％ｆ１ ２１： ７４３％（】４１：６ ０８％ｆ２ ３） ３．２室内热感觉投票（ＴＳＶ】 依据ＡＳＨＲＡＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ５５（２００４）的规定，热感觉 接受度为８０％以上的受访者表示可以将接受的热环 境条件。其标准定义热感觉“热（＋３）”、“暖（＋２）”、“凉 （．２）”、“冷（．３）”所在的环境为不舒适热环境，热感觉 “稍暖（＋１）”、“正常（Ｏ）”、“稍凉（．１）”为舒适热环境。 图５表示了受访者对房间室内环境热舒适性的 调房间人员对于室内热环境满意度为８３．４％。可以看 出，冬季，不开空调房间室内热环境比开空调房间要舒 适，高出约１０％；夏季，空调房问比不开空调房间热环 境舒适，也高出约１０％。出现这种现象，主要是温度、 湿度、风速等一些因素影响了室内热舒适感，但是，夏 季和冬季出现了相反的情况，这里作者猜测ＣＯ 浓度 也与室内热舒适感有关联。 ６０．ＣｌＹ］ｏ ５０．Ｇｑ／ｏ 姐００Ｉｂ 末３０．０嘣 ｝皿 ２ｎ ０ １Ｑ ００９６ Ｏ０％ ３ —２ １ ０ １ ２ ３ 热感觉 丽 而 ８０．０眺 ７０ ０。９６ ６０．００９６ 丑５０．００９６ 毒：４０ ００９６ ｝吸３０ Ｏ０９６ ２０．０。９６ １Ｑ ００９６ ０ ００９６ ～３ Ｉ２ —１ ０ １ ２ ３ 热感觉 垂叵 垂巫 圃 图５受访者热感觉情况 ３－３舒适温度 Ｄｅ Ｄｅａｒ与Ｂｒａｇｅｒ（１ ９９８）在ＡＳＨＲＡＥ所支持的研 究报告（ＲＰ一８８４）以收集到的全世界舒适度数据进行 分析，室内舒适温度只要以户外平均温度表示即可，如 下公式： Ｔｃ＝１７．８＋０．３１Ｔｏ （１） 依照该公式计算，问卷调查期间，十二月室外的平 均温度为１４．２￣Ｃ（松江气象局提供），则室内的舒适温 度为２２．２￣Ｃ；６月份室外平均温度为３１℃，则室内舒适 温度为２７．４１℃。 ・７４・ 建筑热能通风空调 ２０１０血 图６为所有房间热感觉与室内空气温度的关系。 当人员的热感觉为０的时候，此时的温度定义为舒适 温度，也称中立温度。从线性拟合中看出，冬季和夏季 热感觉随着温度的升高而升高。当热感觉为０（ｙ＝０）的 时候，十二月的舒适温度为２２．６６￣Ｃ，与适应性模型误 差为２％；６月舒适温度为２６．０９￣０，与适应性模型误差 为１９％。由此看出适应性模型在本研究中是适用的。 ３ ｖ ０ ０５１２ｘ—ｌ ｌ６ ２ 。一Ｒ 坷 …～ …… １ 蛔 氆０ ．一 一 《 ｓ 。 １ 臻’一 ■ 。 。 ・ ２ ３ 室内空气温度（℃） 六月 ３ ｙ：０ １９５６ｘ ５．１０３４ ２ 一…一一 四蠕…… ’ 一… １ ●●●● 糕 镩０ ／ ， 寝 １ ５＿… …蔓… 一 ２ ３ 室内空气堀度（℃） 图６热感觉与室内空气温度的关系 ３．４ ＣＯ 浓度对热感觉的影响 图７为ＣＯ：浓度对热感觉的影响。从图中看出， 不开空调房间ＣＯ 浓度比空调房间ＣＯ 浓度低，其原 因为不开空调房间基本都是自然通风，而空调房间门 窗紧闭，ＣＯ 浓度高。从趋势线看出，十二月份，空调房 间中ＣＯ：浓度都高于８００ ｐｐｍ，并且高于此浓度时人 员就感觉到热，而且此时ＣＯ 浓度与热感觉呈正相 关；在不开空调房间，ＣＯ 浓度在６００ｐｐｍ左右，其对 热感觉没有什么影响；六月份，空调房间与不开空调 房间Ｃ０２浓度都在６００ｐｐｍ左右，从趋势线看，ＣＯ。浓 度对于热感觉没什么影响。 ４ 结论 １）上海郊区学校室冬季空调房问ＣＯ 浓度远超 过ＡＳＨＲＡＥ１０００ ｐｐｍ的空调区域标准线，达到ｉ８００ ｐｐｍ；不开空调间ＣＯ 浓度在６００ｐｐｍ左右，空气品质 良好；夏季空调房间与不开空调房间ＣＯ 浓度都在 ６００ ｐｐｍ左右，空气品质夏季要远好于冬季。 ２）一天工作时间内室内ＣＯ 浓度不断升高，只是 在中饭时间稳定一段时间。室内ＣＯ 浓度与人体活动 相关，人员的增多与交谈会瞬间提高室内ＣＯ 浓度。 ３）上海郊区学校室内舒适性良好，室内人员对于 匝匿豆圃 图７ ＣＯ 浓度对热感觉的影响 热环境满意度都在８０％以上。冬季不开空调房间的满 意度要高出空调房间１０％，夏季空调房间的满意度要 高出不开空调房间ｌ０％。 ４）上海郊区冬季的舒适温度为２２．６６￣Ｃ，夏季的舒 适温度为２６．０９￣Ｃ。两者与适应性指标提出的舒适温度 误差分别为２％和１９％，证明适应性模型在本研究中 是适用的。 ５）冬季当室内ＣＯ 浓度高于８００ ｐｐｍ时，会给人 带来闷热感觉。因此冬季，在空调房间需要经常打开 门窗来置换空气，并且控制室内人员，使得室内ＣＯ 浓度不至于过高而影响到人员热舒适。 参考文献 ［ＩＪ Ｆａｎｇｅｒ Ｐ Ｏ．Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｏｍｆｏｒｔ［Ｍ】．Ｍａｌａｂａｒ：Ｒｏｂｅｒｔ Ｅ Ｋｒｉｅｇｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，１ ９８２ ［２］ Ｆａｎｇｅｒ Ｐ Ｏ，Ｔｏｆｔｕｍ Ｊ．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｅｎｓａｔｉｏｎ ｉｎ ｎｏｎ咀ｉｒ．ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｎ ｗａｒｎｌ ｃｌｉｍａｔｅｓ［Ａ］．Ｉｎ： Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ９ｔｈ Ｉｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｉｎｄｏｏｒ Ａｉｒ Ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ Ｃｌｉｍａｔｅ［Ｃ］．Ｃａｌｉｆｏｍｉａ：２００２．９２—９７ ［３］Ｄｅ Ｄｅａｒ Ｒ Ｊ，Ｂｒａｇｅｒ Ｃ Ｓ．Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ａｎ ａｄａｐｔｉｖｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｍｆｏｒｔ ａｎｄ ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ［Ｊ］．ＡＳＨＲＡＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ，１９９８， １０４（１１：１４５一ｌ６７ 【４］Ｄｅ Ｄｅａｒ Ｒ Ｊ，Ｂｒａｎｇｅｒ Ｇ Ｓ．Ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｍｆｏｒｔ ｉｎ ｎａｓａｌｌｙ ｖｅｎｔｉｌａｔｅｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ：ａ ｒｅｖｉｓｉｏｎｓ ｔＯ ＡＳＨＲＡＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ５５［Ｊ】． Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ，２００２，３４（６）：５４９—５６１ 【５］ Ｅｄｕａｒｄｏ Ｌ Ｋ，Ｐａｕｌｏ Ｈ Ｔ．Ａｃｏｕｓｔｉｃ，ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｃｏｍｆｏｒｔ ｉｎ ｃｌａｓｓｒｏｏｍｓ［Ｊ］．Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２００４，３９， ｌ０５５一ｌ０６３ Ｍｕｍｏｖｉｃ Ｄ，Ｐａｌｍｅｒ Ｊ．Ｗｉｎｔｅｒ ｉｎｄｏｏｒ ａｉｒ ｑｕａｌｉｔｙ，ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｍｆｏｒｔ ａｎｄ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｎｅｗｌｙ ｂｕｉｌｔ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｃｈｏｏｌｓ ｉｎ Ｅｎｇｌａｎｄ［Ｊ］．Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２００９，４４（７）：１－１ ［６］
