1.背景介绍
上海市的住宅建设已经随着经济的迅猛发展进入了高速增长期，与之相伴的住宅建筑能源消费量逐年增加，且其占总能耗中的比重不断加大。图1、2分别为上海市人均住宅面积和人均住宅能源消费量的统计图表[1]。
为预测今后住宅建筑能源消费的发展趋势，有必要切实掌握目前上海市住宅建筑室内热湿环境和能源消费的现状。本文以2003年夏季调查数据为依据，讨论上海市住宅建筑夏季室内热湿环境的现状及影响因素，考察室内热舒适性。
2.调查概况
此次调查分为问卷调查和室内实测两个部分，具体实施时间为2003/8/1~8/5。
2.1 问卷调查
在上海地区选取100户5年内新建住宅进行问卷调查。每户分发1份调查问卷和2个简易液晶温度计。问卷分为9个部分，主要内容如表1所示；住户根据液晶温度计显示颜色读取室内温度。液晶温度计按规定分别放置在主卧室和客厅距地1.1米处，每日早(6:00~8:00)、中 (11:00~13:00)、晚 (19:00~21:00) 三个时段记录室温。
本次问卷调查表的回收率为100%。
住宅概况 | 建筑年代，装修时间，住宅结构、面积、层数，窗体及阳台状况 |
空调设备 | 空调拥有量，使用状况，夏季乘凉方式 |
热水器设备 | 热水器的能源及其设置 |
生活方式 | 家庭成员状况，主要团聚房间的状况 |
住宅舒适度 | 室内温度、湿度、通风状况、日照、舒适度的满意度 |
室内空气品质 | 室内空气品质的满意度及改善方法 |
夏季着衣量 | 记录某一时段室温及此时的着衣量 |
能源使用状况 | 7月电力及煤气的使用量，能源费用 |
室温记录 | 连续记录5天早中晚的室温 |
2.2 室内热湿环境实测
从问卷调查住宅中选取10户进行室内热湿环境的实测。除完成问卷调查外，还需在主卧室、客厅和室外分别安装温湿度自动记录器，室内记录器与液晶温度计同位置放置，室外设置位置避开热源；每半小时记录一次温度和相对湿度，具体记录时间为8/1 (0:00)~8/5 (24:00)。
3.问卷调查结果统计
3.1 住宅建筑特征
此次调查住宅的建筑面积统计结果如图3所示。住宅建筑面积的范围在30~200 (m2)之间，100 (m2) 以上的占59%，平均面积为107 (m2)。
住宅的楼层数统计结果如图4所示。以1~6层的住宅占绝大多数，占80%。图5所示为住宅朝南房间用途的调查结果（多选项）。专用卧室和专用客厅在住宅中的朝南布置率均明显高于其他房间，分别为90%和70%。
3.2 空调设备
本次调查中仅3户住宅没有安装空调设备，在安装的住宅中以分体式壁挂机为主要空调类型，占总台数的63.4%，仅3户住宅使用中央空调。在空调设备的布置上，约有54.8%的空调设备安装在卧室内，38.2%安装在客厅中。另外一个较为明显的特征是，卧室中多为分体式壁挂空调，客厅中多安装柜式空调。图6为住宅空调设备的类型和布置情况。
图7所示为住宅空调设备的夏季运行概况及典型日24小时运行概况。夏季运行高峰期为7、8月，60%以上的住宅使用空调设备；典型日24小时的运行高峰时为12~15点（白天）、18~24点（夜间），分别占总户数的60~66%和72~88%。尽管日间的室内温度要比夜间高，但是由于居住者白天在家的时间相对夜间要少，夜间的设备使用率明显高于白天。
3.3 生活方式
调查中75%的家庭选择客厅作为晚上家人团聚时最主要的场所。因此，客厅的室内环境状况对于居住者而言十分重要。夏季在经常活动的房间56%的住宅定时开窗，同时19%的住宅基本上全天开窗。图8表示的是经常活动房间窗户的开启概况。窗户开启的主要时间段为：6~10点和17~19点。
夏季男性穿衣量 (18:00~22:00) 以内裤、拖鞋、无袖圆领衫、短裤着用组合为主 (95%)，女性穿衣量以内衣、拖鞋、睡衣 (44%) 和内衣、拖鞋、无袖圆领衫、半长裤 (32%) 二种着用组合为主。以上三种组合服装的衣服热阻[3]依次为：0.23、0.32和0.22 (clo)。此时，房间多使用空调降温，室内温度基本保持在27℃~29℃范围内。
3.4 室内舒适性
根据问卷调查结果发现，居住者对于使用空调的房间舒适性76%的家庭认为舒适或比较舒适，9%认为有些不舒适。
图9所示为居住者对室温的热感觉调查结果。总体来看，约75%的居住者认为室内温度全天均处于适中或比较凉爽的感觉。将热感觉指标量化 (-2～2) 后得到夜晚和白天的热感觉指标数分别为0.74和0.46。
关于居住者对室内湿度的干湿度感觉调查，分为非常干燥、干燥、适中、潮湿和非常潮湿5个选项。结果表明，75%的居住者认为湿度适中，也有19%的认为干燥。上海地区夏季室外湿度较大，有19%的居住者感觉室内干燥，可能和空调的使用以及居住者的自身湿度感觉或化学物质污染有关。
图10所示为居住者对室内温湿度、通风及日照状况的满意度调查结果。居住者关于三者的满意度均以“比较满意”为主，室内温湿度、通风及日照的满意率（包括“满意”和“比较满意”）分别为68%、79%、82%；三者的不满意率（包括“不满意”和“不太满意”）依次分别为16%、10%、7%。将满意度指标量化后得到室内温湿度、通风及日照的平均满意度数值依次为：0.58、0.96和1.11。
3.5 室内温度读数结果
图11所示为客厅及卧室液晶温度计的读数结果。总体而言，卧室的温度比客厅的略低，卧室及客厅的平均温度分别为29.8℃和30.4℃，中午的标准偏差值较大。由于室外温度的影响以及居住者较少在中午使用空调，中午的室温较高，最高达到36.2℃。
4.实测结果及分析
4.1 室内温湿度
图12为某实测住宅8/1~8/5的温湿度数据图。室内温度、室内湿度的变化范围分别为23℃~32℃、36%~83%。空调的使用主要集中于21:00~次日6:00的卧室以及18:00~22:00的客厅。考察该两时段内的温湿度变化发现，室内温度低于室外温度且卧室的室温较客厅的随室外温度的波动性强；室内的相对湿度低于室外湿度。另外，空调使用时间的长短也使得卧室的温湿度变化较客厅的剧烈。
图12 3#住宅室内温湿度实测
4.2 室内外温湿度的关系
根据室内人员数量和活动情况分3个时段考察室内外温度的关系：白天 (12:00~16:00)、晚上 (18:00~22:00)、睡眠时间 (0:00~4:00)。室内外温差最大值为8.4℃，出现在凌晨1点。部分数据已标于图13。
总体而言，白天的室内外温差较大，而睡眠时的温差较小。产生这一现象主要是：围护结构的热容性使得白天室外温度达到最大时，室温仍能保持较低；另一方面，睡眠时室外温度逐渐降到最低，而空调的使用则使室内外温差保持在较小范围内。
4.3 室内舒适性
图14反映的是住宅的不舒适指数。夏季室内温湿度对人体舒适性的影响，用不舒适指数DI表示。其计算公式[4]为：
DI=0.72 ( t+ t s)+40.6 (1)
DI=70 10%的人感觉不舒适
DI=75 50%的人感觉不舒适
DI=80 80%的人感觉不舒适
式(1)中t 表示室内干球温度，t s 表示室内湿球温度。
白天、晚上、睡眠各时段的平均DI值分别为：82.1、81.1和76.6，DI值低于75的住宅分别为：20%、10%及40%。如果仅根据DI指标数来考察住宅的舒适性，夏季上海市住宅的舒适性较差，尤其是白天 (12:00~16:00) 及晚上 (18:00~22:00)。
然而根据问卷调查的结果，并未达到80%的居住者表示对住宅舒适度感到不满意。这可能与夏季室内辐射量和风速以及居住者本身的生活习惯等因素有关。
与ASHARE舒适区比较发现，室内状态点不在舒适区范围内，表现为相对湿度能满足舒适要求，而室内温度均不同程度偏高。
5.结论
根据2003年夏季上海市住宅建筑夏季室内热湿环境状况的问卷调查和住宅实测数据，得到以下结论：
1.空调设备的普及率达到98%，且拥有2台以上的住宅达到66%。以分体式壁挂机为主，占总台数的63.4%。约54.8%的空调安装在卧室，以分体式壁挂空调为主；38.2%在客厅，以柜式空调为主。
2.空调运行的高峰期为7、8月，日内运行高峰时为12~15点及18~24点，夜间的空调使用率明显高于白天。
3.实测住宅的室内平均温度为30.1℃，平均相对湿度为64.9%。室外平均温度为32.3%，平均相对湿度为65.8%。室内温湿度的变化较大，但居住者对室内温湿度仍表示感到较为满意。
4.根据不舒适指标DI分析，上海市住宅室内舒适度较差，有55%的住宅DI值超过80。与ASHARE舒适区比较发现，室内状态点不在舒适区范围内，表现为相对湿度能满足舒适要求，而室内温度均不同程度偏高。
6.参考资料
[1] 国家统计局编.中国统计年鉴.北京：中国统计出版社,2001
国家统计局编.中国城市统计年鉴.北京：中国统计出版社,2001
[2] 日本东北大学建筑环境工学研究所.建筑环境工学研究年报.日本：日本东北大学建筑环境工学研究所.2002
[3] 魏润柏,徐文华.热环境.上海：同济大学出版社,1994
[4] 陈滨,彭菲菲.暖通空调,2003,4：26
