湖南益陽地區農村住宅室內熱環境調查分析

郭 華，吳興應，裴 霞，陳雨蕾，李詩青

(湖南城市學院 市政與測繪工程學院，湖南 益陽 413000)

0 前 言

目前我國建筑熱舒適性和熱環境的研究主要針對城市地區的居住和公共建筑，頒布的節能規范、技術和設計要求也都與之相關，隨著現在經濟水平的迅速發展以及新農村建設的深入，農村住宅熱舒適性和熱環境的研究也受到了越來越多的重視[1-4]。根據中國統計年鑒的數據，由于城鎮化進程的不斷推進，農村經濟水平的不斷提高，我國農村人口和每戶常住人口逐年減少，我國長江中游地區人口密度較大，社會經濟發展穩步增長，農村人口在逐步向城市地區轉移，但農村人口整體數量仍舊龐大，農村住宅的熱舒適性和建筑節能研究十分重要。湖南益陽地區屬于典型的夏熱冬冷氣候區域，氣候特征具有一定的代表性，為了了解益陽地區普通農舍的熱環境狀況，對益陽地區一些比較典型的農村住宅進行實際問卷調查和實地測量。

1 熱環境問卷調查

熱環境的評價方法一般通過試驗及統計方法(PMV-PPD)，或者問卷調查的方式[5-6]。PMV—PPD 評價方法和指標運用試驗及統計方法，得出人體熱感覺和六個物理量之間的定量函數關系，然后把PMV值按照人體熱感覺分成七個等級，但是PMV計算公式非常復雜。因此，本研究通過問卷的方式來描述熱感覺，國際上最廣泛采用的熱感覺標度是ASHRAE 7點標度和Bedford標度[7-8]。人體熱舒適在ASHRAE55—2002舒適標準中定義為人的主觀感覺對熱環境的滿意度，通過投票方式為熱舒適投票TCV和感覺投票TSV，TCV是一個由0至4的5級分度指標，MTS是將一個與ASHRAE熱感覺標度內容一致的7級分度指標，表1給出了TCV與MTS相關評價的標準。

表1 熱舒適投票TCV與熱感覺投票MTS標準[1]

對熱舒適投票TCV結果進行統計，如圖1所示。調查小組采用舒適標準對38戶中的52人進行了問卷調查，熱舒適調查結果統計中11人感覺舒適，有19人感覺稍不舒適，有14人感覺不舒適，有7人感覺很不舒適，有1人對室內環境感覺不可忍受。從圖中可以看出，有21.2%的家庭住戶對室內環境感覺舒適。

圖1 熱舒適投票結果

對52個樣本的熱感覺投票結果如圖2所示，房間測試溫度T0和人們熱感覺投票值MTS(該參數點下所有人熱感覺平均值)進行線性擬合的結果如圖2所示，得到的擬合直線方程式見式(1)所示。

圖2 熱感覺投票結果

MTS=0.232 13T0-4.72723

(1)

令MTS=0，求解出對應的熱中性溫度為20.4℃，比ASHRAE標準規定的舒適標準23℃～26℃的最低值小2.6℃，這和該地區夏季比較濕熱的氣候有關。因此大部分人希望通過更低一點的溫度來達到熱舒適狀態。

綜上所述，且由熱舒適投票、熱感覺投票的結果可以看出，大部分的農村家庭住戶對住宅室內的熱環境也不是特別滿意。

2 某新建住宅室內熱環境實測

2.1 新建住宅概況

此次室內熱環境實測對象選取一棟比較有代表性的新建住宅，地點在湖南省益陽市，住宅正面如圖3所示，一層和二層平面圖分別如圖4～5所示。所測住宅為2層鋼筋混凝土建筑，建筑面積約300 m2，墻體材料采用紅磚，用鋼筋混凝土粘結砌筑而成，外墻粘貼有瓷片。本次測試包括對室內、室外環境參數的測量，室內外測量參數為溫度、濕度、空氣流速。室內多點測量取平均值，測點距離地面約為1.2 m，距墻面約1.0 m。

圖4 某新建住宅一層平面圖

2.2 實測結果

實測時間為2019年夏季和冬季，實測小組分別在7月24日(晴天，南風1-2級)、12月8日(晴天，北風1-2級)于上午9點到下午5點對這棟建筑4個房間進行多次測量，這4個房間分別為一層的客廳(南向)、客臥1(東向)，二層的主臥(南向)、客臥3(北向)，測量時要求房間無空調或其他空氣調節設備運行，夏季測得的結果如圖6所示，冬季測得的結果如圖7所示。

由圖6可以看出，在夏季的測量中，該住宅室外溫度最高點在下午13時，為37.5℃，室內溫度最高點在下午15時，其中客廳、主臥的最高溫度達到36.5℃以上，這個溫度是在沒有開空調的情況下測得的，比室外最高溫度也沒低多少，主要是因為這兩個房間有較大的窗戶，在太陽直射下產生了“太陽房”的效應最為明顯，使得熱量大量聚集。另外也可以看出，由于建筑墻體吸收了不少熱量，在下午太陽輻射減弱時，墻體本身儲存的熱量向房間釋放，因此在下午，各個房間依然有較高的溫度值。南向的客廳和主臥受室外溫度變化的影響較大，北向的客臥3受室外溫度變化的影響最小，因此，提高南向圍護結構的絕熱性能是保溫隔熱的重點。

由圖7可以看出，在冬季的測量中，該住宅室外溫度最高點在13時，為17.0℃，室內溫度最高點也在11時，其中南向的客廳、主臥的溫度變化較為明顯，其他東向的客臥1和北向的客臥3的溫度變化則較弱，特別是客臥3，由于受陽光照射的時間少，溫度變化最不明顯，其他房間的最高溫度達到15℃左右，除了在中午時分室外溫度高于室內時向室內傳熱，也有室內的散熱設備如炊事、人員等的散熱，導致室內溫度的升高。總之，這4個被測房間的溫度變化都沒有室外的溫度變化明顯，主要是墻體的保溫隔熱以及墻體本身儲熱的性能起到了作用，這也說明圍護結構良好的保溫隔熱性能是保持房間冬暖夏涼的重要因素。

圖7 冬季溫度測量結果

3 結 論

1)對熱舒適投票TCV結果進行統計，有21.2%的家庭住戶對室內環境感覺舒適。

2)通過對熱感覺投票值MTS的直線擬合，由擬合方程得到中性溫度值為20.4℃，說明大部分人希望通過更低一點的溫度來達到熱舒適狀態。

3)在夏季的典型住宅測量中可以看出，南向房間受室外溫度變化的影響較大，北向房間受室外溫度變化的影響最小，提高南向圍護結構的絕熱性能是保溫隔熱的重點。

4)在冬季的典型住宅測量中可以看出，被測房間的溫度變化都沒有室外的溫度變化明顯，主要是墻體的保溫隔熱以及墻體本身儲熱的性能起到了作用，這也說明圍護結構良好的保溫隔熱性能是保持房間冬暖夏涼的重要因素。

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