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作者：張毅

   人在熱環(huán)境中的感受不僅受其自身與熱環(huán)境間的熱平衡的制約，還與室外氣候有關(guān)，而且其熱自適應(yīng)也是如此。但以往研究主要集中人們長(zhǎng)期工作或生活的建筑內(nèi)的熱感覺(jué)，而對(duì)于商場(chǎng)、劇院、展覽館等只作短時(shí)逗留的公共場(chǎng)所的熱感覺(jué)卻缺乏調(diào)查和研究。由于作用的時(shí)間長(zhǎng)短、心理預(yù)期及適應(yīng)性的調(diào)整行為可能與長(zhǎng)期工作和生活的有所區(qū)別，那么對(duì)人們?cè)谶@種環(huán)境下的熱感覺(jué)和熱適應(yīng)性的研究顯得尤為必要。尤其絕大多數(shù)地區(qū)具有鮮明的四季氣候特征，在過(guò)渡季和冬季人們從寒冷的室外進(jìn)入溫暖的室內(nèi)，對(duì)他們?cè)?h內(nèi)對(duì)熱環(huán)境的評(píng)價(jià)和熱舒適行為成為本研究的關(guān)注重點(diǎn)。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)探索人們?cè)?h內(nèi)對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的評(píng)價(jià)，研究氣候、室內(nèi)溫度、室內(nèi)外溫差對(duì)人們熱感覺(jué)投票TSV的影響，并比較其與PMV的差異。

1實(shí)驗(yàn)方法

1.1室外氣候和室內(nèi)熱環(huán)境

  本次研究是在湖南省長(zhǎng)沙市某高校開(kāi)展，時(shí)間從11月起至次年的1月結(jié)束。長(zhǎng)沙市屬于夏熱冬冷氣候區(qū)，實(shí)驗(yàn)期間氣溫是0~ 19.3℃。依據(jù)我國(guó)對(duì)于四季劃分的候溫劃分法，候平均氣溫穩(wěn)定在10℃以下時(shí)為冬季開(kāi)始，從22℃降到10℃是秋季，本次研究的秋季是11月15日至12月16日，氣溫是10~ 19.3℃，冬季是12月20日至第2年的1月17日，氣溫是0~8℃。

  對(duì)受試者的主觀調(diào)查在長(zhǎng)沙某大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)展開(kāi)。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫度和濕度由一臺(tái)恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組調(diào)控。實(shí)驗(yàn)室的溫濕度波動(dòng)范圍是：溫度為±0.5aC，相對(duì)濕度為±3%，工作區(qū)內(nèi)風(fēng)速≤0.20 m/s。室內(nèi)氣流形式是：室內(nèi)8 mx4 m-側(cè)墻上，上方設(shè)有2個(gè)雙層可調(diào)百葉送風(fēng)口，距地0.3 m處設(shè)2個(gè)單層百葉回風(fēng)口。實(shí)驗(yàn)室的長(zhǎng)×寬×高=8 m×6mx4 m，有兩扇各1.4m2的外窗，窗戶關(guān)閉，有厚窗簾遮擋，室內(nèi)有8張木制書(shū)桌和20張椅子，裝修布置簡(jiǎn)單。

在實(shí)驗(yàn)中，室外溫度tou,定義為受試者進(jìn)入室內(nèi)前4h的平均氣溫，由于實(shí)驗(yàn)是從14：30開(kāi)始，所以對(duì)于室外的溫度的測(cè)定是從10：30至14：30結(jié)束其間的平均氣溫（每0.5 h讀數(shù)1次）。室內(nèi)溫度t．。是受試2h內(nèi)的平均操作溫度，由于室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)在每次調(diào)查前3h開(kāi)始運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)期間室內(nèi)空氣溫度與平均輻射溫度差別極少，因此本實(shí)驗(yàn)中操作溫度近似等于室內(nèi)空氣溫度和平均輻射溫度。室內(nèi)工況是模擬秋季和冬季室內(nèi)溫度高于室外溫度的特點(diǎn)設(shè)定的，實(shí)驗(yàn)中的室內(nèi)溫度ti。在15.0~30.4℃，室內(nèi)外溫差在0.3~ 18.6℃，共進(jìn)行24次實(shí)驗(yàn)調(diào)查，其中秋季15次，冬季9次，具體的室外和室內(nèi)溫度情況見(jiàn)圖1。

1.2受試者

  受試者是湖南省長(zhǎng)沙市某大學(xué)在校大三學(xué)生，在校生活超過(guò)兩年，已學(xué)習(xí)人體熱反應(yīng)和評(píng)價(jià)的理論，了解熱中性的定義。每次實(shí)驗(yàn)的受試者16人，男女各半，年齡在19~21歲之間，沒(méi)吸煙史和過(guò)敏史。在實(shí)驗(yàn)期間身體健康，無(wú)感冒、過(guò)敏等相關(guān)癥狀。

  受試者被要求穿上和攜帶上可以方便調(diào)整著衣量的衣服，但并沒(méi)告知他們受試的環(huán)境溫度條件，同時(shí)要求受試者在實(shí)驗(yàn)時(shí)靜坐學(xué)習(xí)，允許偶然細(xì)聲交談，但不得談?wù)撆c熱感覺(jué)相關(guān)的內(nèi)容。為盡量消除受試者因重復(fù)實(shí)驗(yàn)而造成增強(qiáng)的熟悉程度和過(guò)度熟悉（厭煩）的作用對(duì)主觀評(píng)價(jià)的影響，同一批受試者參加兩次實(shí)驗(yàn)，但兩次相隔7次實(shí)驗(yàn)，如第1批受試者參加了第1次和第8次實(shí)驗(yàn)，第2批受受試參加了第2次和第9次實(shí)驗(yàn)，照此類推。

1.3  實(shí)驗(yàn)過(guò)程

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的測(cè)量及對(duì)受試者的主觀問(wèn)詢兩部分，二者同時(shí)進(jìn)行。待測(cè)的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)包括干球溫度、相對(duì)濕度、平均輻射溫度、空氣流動(dòng)速度；調(diào)查者記錄室內(nèi)人員的著裝情況和活動(dòng)情況，結(jié)合測(cè)得的環(huán)境參數(shù)，可計(jì)算得到PMV。同時(shí)，通過(guò)讓室內(nèi)人員投票的方式，獲知在當(dāng)前環(huán)境下的實(shí)際熱感覺(jué)，即熱感覺(jué)投票TSV。TSV按照ASHRAE的七級(jí)分度指標(biāo)設(shè)計(jì)，分級(jí)范圍為-3到+3（表1）。

受試者每次在室內(nèi)受試時(shí)間120 min。要求每次從室外進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)，立即根據(jù)真實(shí)感覺(jué)填寫(xiě)調(diào)查表，然后再調(diào)節(jié)著衣量，使熱感覺(jué)處于中性，第15min填寫(xiě)第二張調(diào)查表，其后每隔半小時(shí)填寫(xiě)一份調(diào)查表，如表2所示在2 h內(nèi)共做了6次調(diào)查，并且除第一次填表時(shí)的著衣是保持進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前的狀態(tài)外，其他時(shí)間要求隨時(shí)調(diào)節(jié)穿衣量，以保持熱中性狀態(tài)。

2  調(diào)查結(jié)果與分析

2.1  室外氣溫與衣著關(guān)系

圖2和表3顯示實(shí)驗(yàn)的室外溫度t。。．和受試者進(jìn)入室內(nèi)調(diào)整衣著前的平均服裝熱阻，。．（簡(jiǎn)稱初始平均服裝熱阻）情況�？紤]到座椅的附加熱阻，服裝熱阻I。，為問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)的服裝熱阻與座位熱阻之和。

  長(zhǎng)沙的氣溫在11、12月氣溫逐漸下降，3月氣溫回暖，其間氣溫有所波動(dòng)，圖2和表3顯示12月26日降到這期間的最低溫度，而后在1月15日~17日的氣溫是8℃。受試者服裝熱阻基本隨著氣溫下降而上升，但是1月15日、17日這2d的衣著并不隨著氣溫上升而減少，其平均熱阻在1. 92 clo左右，比相同氣溫的12月20日的I。，、以及12月19日氣溫為10℃時(shí)的均多。表明氣溫逐漸下降的初期，人們著衣量受之前氣溫的影響，響應(yīng)滯后，著衣較少，而進(jìn)入冬季后，雖然有些日子氣溫上升，但著衣量同樣因?yàn)槿藗兪苤�前氣溫的影響，而響�?yīng)滯后，衣著并沒(méi)隨之減少，因此，進(jìn)入冬季后衣著一直保持在較高熱阻值。這些都說(shuō)明了，人們當(dāng)時(shí)的服裝熱阻值不僅與當(dāng)時(shí)氣溫有關(guān)，還受前階段氣溫的影響。

表3和圖3顯示男性和女性的服裝熱阻是有區(qū)別的，在氣溫較低時(shí)女性的服裝熱阻明顯高于男性，隨著氣溫上升，差別變小，甚至出現(xiàn)女性平均值小于男性的情況。

2.2實(shí)驗(yàn)期間衣著調(diào)整情況

  研究中室內(nèi)溫度高于室外氣溫3~ 18.6℃，受試者從室外進(jìn)入溫暖的室內(nèi)后，所采集到的第1次調(diào)查顯示了瞬間平均熱感覺(jué)TSV=-0.231~1.82．其中只有5次的平均熱感覺(jué)是低于0值，處于一0. 231～-0.059。

  實(shí)驗(yàn)要求受試者在填寫(xiě)完第1次調(diào)查表后，在以后的2h內(nèi)需將調(diào)整服裝使身體保持熱中性。

  本研究共進(jìn)行24次實(shí)驗(yàn)，由于每批人數(shù)16人，每次實(shí)驗(yàn)的調(diào)查次數(shù)為6次，因而調(diào)查樣品數(shù)2 304人次（即24 x16 x6）。由于男女比例是1:1，男性和女性的第2次至第6次的統(tǒng)計(jì)次數(shù)便分別是960人次。

  在統(tǒng)計(jì)衣服調(diào)整次數(shù)中，將自第2次及其后調(diào)查中的服裝熱阻與前一次熱阻比較，有變化便算為調(diào)整1次，照此累計(jì)。

  實(shí)驗(yàn)中衣服的調(diào)整情況如表4所示。從衣著的調(diào)整情況看，人們從溫度低的室外環(huán)境進(jìn)入溫度較高的室內(nèi)，大多數(shù)人并沒(méi)調(diào)整著衣量，在調(diào)整中又以進(jìn)入室內(nèi)填完首次調(diào)查表后，立即減少衣服的情況占總調(diào)整的絕大多數(shù)。第3次及其后的服裝調(diào)整情況常是人們?cè)诘?次減少衣服后又再添加衣服的情況為主（如表4）。從服裝的調(diào)節(jié)情況，顯現(xiàn)出人們對(duì)熱的容忍性較強(qiáng)，而且男性和女性的情況相近。

2.3熱感覺(jué)與室內(nèi)溫度和室外溫度的關(guān)系

  考慮到受試者進(jìn)入室內(nèi)20 min內(nèi)對(duì)熱環(huán)境的感覺(jué)處于動(dòng)態(tài)階段，因此在統(tǒng)計(jì)熱感覺(jué)評(píng)價(jià)結(jié)果時(shí)，除去短時(shí)內(nèi)影響比較大的前15 min的2次調(diào)查數(shù)據(jù)，每組的平均數(shù)據(jù)是從第30 min開(kāi)始采用，共4次數(shù)據(jù)然后再進(jìn)行算術(shù)平均后所計(jì)得。

圖4為24次實(shí)驗(yàn)的室內(nèi)溫度和平均熱感覺(jué)TSV。圖4中TSV=-0. 653 8~+0.673 1，數(shù)值處于熱中性附近，也就是說(shuō)人們對(duì)這些室內(nèi)溫度是適應(yīng)的，適應(yīng)的室內(nèi)溫度和室外平均溫度呈線性函數(shù)關(guān)系：ti。=17. 593 43 +0. 384 24tou,，可見(jiàn)人對(duì)室內(nèi)的適應(yīng)溫度會(huì)隨著室外溫度的降低而降低。

圖5所示是秋季和冬季的平均PMV和平均TSV。從圖6中可見(jiàn)，受試者的TSV與PMV所預(yù)測(cè)的熱感覺(jué)有明顯的差別，而且在相同的室內(nèi)溫度下，所處的季節(jié)不同，人們對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的評(píng)價(jià)是有所區(qū)別的。1）不管是秋季或是冬季，TSV比PMV變化平緩得多，兩者呈現(xiàn)“剪刀差”現(xiàn)象，PMV與TSV的交點(diǎn)：秋季是（20. 45，-0.11）時(shí)，冬季是(16. 17，一0. 49)。2)在相同的室內(nèi)溫度下，冬季的PMV總大于秋季的PMV，即同樣的室溫下冬季時(shí)人們的著衣量總大于秋季。因?yàn)�，在相同的熱環(huán)境參數(shù)與活動(dòng)量下，PMV相關(guān)的溫度、濕度、風(fēng)速、輻射、服裝、活動(dòng)量六個(gè)參數(shù)中除服裝熱阻I。，以外，其他五個(gè)參數(shù)是不變的。那么在相同的室溫下，當(dāng)冬季的PMV>秋季的PMV，便可知，在該條件下冬季的，。1>秋季的I。，。3）雖然相同的室內(nèi)溫度下，冬季的著衣量大于秋季，但是冬季的TSV并不總是高于秋季的TSV，在ti。<17. 69℃時(shí)，冬季的TSV低于秋季的TSV。4)對(duì)于相同的室內(nèi)溫度，秋季和冬季里，人們對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的評(píng)價(jià)是有區(qū)別的，秋季的TSV隨室內(nèi)溫度的線性函數(shù)斜率比冬季小，也就是受室內(nèi)溫度的影響比冬季小。

2.4熱感覺(jué)與室內(nèi)外溫差的關(guān)系

圖6為人們對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境評(píng)價(jià)TSV與相應(yīng)的室內(nèi)外溫差的關(guān)系。圖6中可見(jiàn)，雖然室內(nèi)外溫度相差3~ 18.6℃，人們?nèi)蕴幱跓嶂行愿浇�。結(jié)合實(shí)驗(yàn)中要求受試者必須將衣服調(diào)整到熱中性，可以表明：受試者在室內(nèi)較高溫度下仍不調(diào)整衣服的原因，主要是認(rèn)為該環(huán)境溫度是可以接受的。

  環(huán)境與行為的研究理論告訴我們：對(duì)一個(gè)場(chǎng)所的感覺(jué)是受多變量的影響和緣于人對(duì)該場(chǎng)所的目標(biāo)和預(yù)期強(qiáng)度的反映。在熱舒適模型的自適應(yīng)方法里，熱感覺(jué)受環(huán)境（氣候環(huán)境、社會(huì)條件、經(jīng)濟(jì)利益、以及其他的情境因素的影響強(qiáng)于人體熱平衡這一物理現(xiàn)象17。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了該理論，因?yàn)槭茉囌咔宄�自己每次受試的時(shí)間只有2h，時(shí)間較短，因此調(diào)整了對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的期望和態(tài)度，從而對(duì)室內(nèi)較熱的環(huán)境產(chǎn)生較強(qiáng)的適應(yīng)性和忍受力。

圖7顯示了在相同的室內(nèi)外溫差下，秋季的TSV比冬季的TSV更接近熱中性。

  那么( PMV-TSV)數(shù)值與室內(nèi)溫度和室內(nèi)外溫差的相關(guān)性如何呢？圖7顯示除了室內(nèi)溫度上升會(huì)使得( PMV-TSV)上升外，室內(nèi)外溫差增加也使得( PMV-TSV)數(shù)值增加。

  分別對(duì)( PMV-TSV)與室內(nèi)溫度、室內(nèi)外溫差進(jìn)行相關(guān)性分析。( PMV-TSV)與室內(nèi)溫度的相關(guān)系數(shù)R=0. 775，(PMV-TSV)與室內(nèi)外溫差的相關(guān)系數(shù)R=0. 733，同時(shí)相伴概率P值明顯小于顯著性水平0. 01。另外，Spearman的相關(guān)系數(shù)，結(jié)果如表5所示。這些都進(jìn)一步證明了( PMV-TSV)數(shù)值與室內(nèi)溫度、室內(nèi)外溫差呈較強(qiáng)的正線性相關(guān)。

3結(jié)論

  1)在氣溫逐漸下降的秋季，人們受之前氣溫的影響，著衣量響應(yīng)滯后，服裝熱阻較��；冬季后，雖然有時(shí)氣溫上升，同樣受之前氣溫的影響而人們衣著并沒(méi)隨之減少。

  2)調(diào)查中TSV與PMV所預(yù)測(cè)的熱感覺(jué)有明顯的差別。受試者從低于室內(nèi)溫度3 N18.6℃的室外進(jìn)入室內(nèi)后，大多數(shù)人并沒(méi)調(diào)整著衣量，24次實(shí)驗(yàn)PMV=-1.70～+2.55，而平均TSV=- 0.65～+0. 67，受試者絕大多數(shù)人處于熱中性狀態(tài)。而且不管是秋季或是冬季，隨室內(nèi)溫度提高，TSV比PMV變化平緩得多，出現(xiàn)“剪刀差”現(xiàn)象。

  3)人們進(jìn)入溫度較高的室內(nèi)后并沒(méi)有通過(guò)積極減少衣著實(shí)現(xiàn)熱中性，而主要是通過(guò)心理干擾對(duì)環(huán)境進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。它表明了即便是室內(nèi)熱環(huán)境是受冷熱控制的環(huán)境，人們的自適應(yīng)性仍然適用。

  4)對(duì)于相同的室內(nèi)溫度，所處的季節(jié)不同，人們對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的評(píng)價(jià)是有所區(qū)別的，秋季的TSV隨室內(nèi)溫度的線性函數(shù)斜率比冬季小，也就是受室內(nèi)溫度的影響比冬季小。此外，雖然相同的室內(nèi)溫度下，冬季的著衣量總大于秋季，但是冬季的TSV并不總是高于秋季的TSV。

  5) TSV不僅受到當(dāng)時(shí)室內(nèi)溫度的影響，還受到室外溫度及季節(jié)的影響，該結(jié)論與相關(guān)參考文獻(xiàn)的研究成果一致。因此，本文TSV與PMV的數(shù)值有較大的區(qū)別，并且( PMV-TSV)數(shù)值與室內(nèi)溫度和室內(nèi)外溫差有著較強(qiáng)的正線性相關(guān)。

4[摘要]秋季和冬季在長(zhǎng)沙某大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了室內(nèi)熱環(huán)境研究，以問(wèn)卷方式調(diào)查了受試者的熱感覺(jué)。結(jié)果表明，受試者從低于室內(nèi)溫度3~ 18.6℃的室外進(jìn)入室內(nèi)后，大多數(shù)受試者沒(méi)有調(diào)整著衣量，人們熱感覺(jué)投票(Thermal SensationVote，TSV)與預(yù)計(jì)平均熱感覺(jué)指標(biāo)(Predicted Mean Vote，PMV)的結(jié)果有較大的差別，TSV比PMV更接近熱中性。結(jié)果還得出了熱感覺(jué)與室內(nèi)溫度、室外溫度的關(guān)系，( PMV-TSV)數(shù)值與室內(nèi)溫度和室內(nèi)外溫差有著正線性相關(guān)，以及在實(shí)驗(yàn)室的空調(diào)環(huán)境里，人們的自適應(yīng)性仍然適用，并且自適應(yīng)方式以心理調(diào)整為主。