| 摘要 通过热舒适实验研究了空气流动在热湿下对受试者热舒适的影响，当风速适度提高后，室内空气温度、相对湿度都可相应提高，进而分析比较了提高温湿度设定值后空调运行时间及蒸发冷却空调方式可使用率的变化。 关键词 热舒适 风速 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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1 概述
①温度&>26℃或湿度&>19℃
① 新陈代谢量为静坐状态下对应的值，衣服热阻按0.5clo计。
将受试者的热舒适投票值TCV（Thermal Comfort Vote）与SET*进行拟合，见图3，可以看出热不舒适最小TSV=0.27时，SET*=25.6℃，带入SET*～TSV的线性拟合方程，相应TSV=-0.3，这说明中性温度并不一定等于最令人舒适的温度，在夏季，人们更喜欢中性偏凉的感觉。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
将调查表中受试者对环境空气流速的期望VS（1-期望风速变小，0-不变，-1-期望变大）在不同的空气干球温度下与空气流速进行线性拟合，见图4。表4中列出了不同温度下的拟合线性方程和期望风速。温度越高，期望风速值也越高，而在较低温度（27℃时），人体对风速更加敏感（线性方程斜率较大）。除30.1℃/70.3%环境下，期望风速对应的SET*低于中性温度，说明，在热湿环境，人们希望风偏大一点，使热感觉达到中性偏凉。
图4 不同温度VS与V的线性拟合
期望风速 表4
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温度（℃ ）/湿度（%） |
线性拟合方程 |
期望风速（m/s） |
期望风速对应的SET*（℃） |
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27.1/68.8 |
VS=1.0241V-0.2323 |
0.23 |
25.47 |
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28.1/69.3 |
VS=0.8889V-0.3911 |
0.44 |
25.26 |
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29.1/69.0 |
VS=0.8463V-0.5309 |
0.63 |
25.70 |
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30.1/70.3 |
VS=0.8492V-0.6367 |
0.74 |
26.59 |
在30.1℃/70.3%时期望风速低于使SET*值达到中性温度所需的风速，这说明人们对身体周围空气流速有一最高接受限度，超过该限度，即使热感觉在可接受范围内，对风速也无法接受。参考已有的文献和本次实验的结果，可认为居住者能接受的风速不高于0.8m/s。
2．3．3 风速对潮湿感觉的影响
在不同温度下，将受试者对空气潮湿程度感觉的投票DS值（+3-潮湿，0-适中，-3-干燥）与空气流速V进行拟合，见图5，可以看出在同一相对湿度下，空气温度、气流速度都会影响人体对空气的潮湿感觉。温度升高，DS上升，而且空气温度27℃的拟合线与其他三条（28℃、29℃、30℃）的拟合线之间有较大的差距，温度达到28℃以后，人们易觉得环境潮湿。而空气流速加大，DS会下降。因此，空气流速的提高可以缓解环境给人的潮湿感。将2.3.2得到的各温度上的期望风速带入图5的各拟合曲线，相应的DS值在±0.5之间，说明提高风速后，可消除潮湿感。
图5 不同温度DS与SET*的线性拟合
3 结论与讨论
从以上实验得出的结果可得出以下结论：
（1）SET*|TSV=0=26.3℃，SET*|TSV最小=25.6℃，为保证居住者的热舒适，建议使室内的SET*=25.6℃；
（2）居住者能够接受的环境最高空气流速为0.8m/s，这就是限制了室内干球温度值。见表5，相对湿度为70%时，能保证TCV最小的干球温度为29.3℃，即当空气干球温度低于29.3℃时，依靠调整室内空气流速，可保证居住者的舒适。
不同相对湿度下干球的限制 表5
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相对湿度（%） |
70 |
60 |
50 |
40 |
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干球温度（℃ ） |
29.3 |
29.7 |
30 |
30.4 |
(3)空气流动速度提高，居住者的潮湿感地下降，但湿度过大（80%以上），易于细菌滋生。因此，一般场合相对湿度维持70% 以下是可以接受的。
根据以上结论，为保证人体的热舒适（SET*=25.6℃），相对湿度70%时，运用SET*程序可算出相应干球温度下推荐的风
速，见表6。
不同温度下的推荐风速 表6
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干球温度（℃ ） |
27 |
28 |
29 |
空气流速（m/s） |
0.23 |
0.42 |
0.64 |
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湿球温度（℃ ） |
22.8 |
23.8 |
24.5 |
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以上的结论使夏季室内允许的温度、湿度都有所提高，舒适区得以扩大，节省了夏季空调的允许时间，也扩大了蒸发制冷在需要空调时间内的利用率。
图6中可以看出当室内温度选取定在不同值时，天津地区夏季需运行空调时间的变化。图7则可看到湿度变化时，蒸发制冷占总空调运行时间的比率的变化，湿度提高后，在最热的七、八月蒸发制冷的可利用率大大增加。因此，风速的提高可带来明显的节能效益。
图6 空调使用时间
图7 蒸发制冷使用率
当然，室内参数的设定还应根据场所的性质来设定。对于一些长期停留的场所，允许的风速还应适度降低，以避免长期吹风产生的不舒适，如实行岗位送风和方式，可以让居住者选择风向和风速，会进一步提高热舒适。而在较短期的停留场所，要求较低，风速可以适度提高，从而温度设定值也可提高。另外，以上的结果是受试者在静坐状态下得出的，对于居住者从事其他活动时新陈代谢率会有所提高，SET*值亦会提高，应适度提高风速，或降低空气温度。
参考文献
1 Rohles F， S Konz， B J ones， Ceiling fans as extenders of the summer comfort envelope， ASHRAE Trans， V89 (1):245～265
2 Scheatzle d， H Wu J Yellot， Extending the summer confort envelope， with ceiling fan in hot， arid climates， ASHRAE Trans， 1989，，95 V(1):269～280
3 赵荣义，范存养等，空气调节，北京：中国建筑工业出版社。