城市住宅空調(diào)環(huán)境需求特性及空調(diào)行為模式研究結(jié)題摘要

針對(duì)“城市住宅空調(diào)環(huán)境需求特性及空調(diào)行為模式研究”項(xiàng)目，課題組在住宅夏季非空調(diào)自然環(huán)境下的人體熱適應(yīng)、空調(diào)環(huán)境下的人體生理熱反應(yīng)和熱評(píng)價(jià)、住宅建筑空調(diào)行為的分析描述及行為模式建立這三個(gè)方面開(kāi)展了大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、問(wèn)卷調(diào)查、人工氣候室測(cè)試以及理論分計(jì)算的研究工作，獲得了重要成果如下： 1. 研究發(fā)現(xiàn)了室內(nèi)溫度和濕度對(duì)人體熱感覺(jué)的重要影響，同時(shí)指出了這兩個(gè)環(huán)境參數(shù)在對(duì)人體熱感覺(jué)的影響上存在明顯的交互作用和制約。 2. 著眼于空調(diào)開(kāi)啟行為，以焓濕圖中若干環(huán)境狀態(tài)點(diǎn)作為臨界點(diǎn)，反映出了與住宅空調(diào)開(kāi)啟行為相關(guān)的人體熱適應(yīng)特性，并凸顯了人體熱適應(yīng)的個(gè)體差異。 3. 采用統(tǒng)計(jì)學(xué)的聚類方法，研究刻畫(huà)與住宅空調(diào)開(kāi)啟行為相關(guān)的人體熱適應(yīng)的群體特征，分析得到幾種典型的人體熱適應(yīng)特征。 4. 提出了“熱容忍”的概念，反映了人體對(duì)非空調(diào)熱不舒適室內(nèi)環(huán)境可忍受的時(shí)間持續(xù)性，指出人體忍受熱不舒適環(huán)境的可持續(xù)時(shí)間多為50-90分鐘。 5. 分析指出了空調(diào)環(huán)境中人體熱感覺(jué)及人體皮膚溫度隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化，研究發(fā)現(xiàn)了人體裸露部位中足部、手背及小腿皮膚溫度在不同熱感覺(jué)下的顯著差異，強(qiáng)調(diào)了上述部位皮膚溫度對(duì)空調(diào)關(guān)閉行為的重要影響。 6. 探究分析了人體對(duì)空調(diào)環(huán)境可接受時(shí)間的概率分布及其與空調(diào)環(huán)境溫度狀況的相互關(guān)系，發(fā)現(xiàn)人體對(duì)空調(diào)環(huán)境可接受時(shí)間的概率服從指數(shù)分布，指出50%人群對(duì)23-25℃空調(diào)環(huán)境的可接受時(shí)間主要為60-96分鐘。 7. 分析指出了空調(diào)行為驅(qū)動(dòng)力的確定（或者空調(diào)行為模型中自變量的選擇）成為空調(diào)行為特性分析描述的關(guān)鍵，研究確定了不同空調(diào)開(kāi)關(guān)行為方式下的驅(qū)動(dòng)力。 8. 針對(duì)空調(diào)行為特性描述中驅(qū)動(dòng)力參數(shù)數(shù)據(jù)分組、以及如何通過(guò)概率、驅(qū)動(dòng)力離散數(shù)據(jù)組有效擬合求解的問(wèn)題，提出了相應(yīng)的解決思路和方法。 9. 認(rèn)識(shí)把握了20位個(gè)體空調(diào)開(kāi)關(guān)行為的驅(qū)動(dòng)特性，基本完成了空調(diào)行為模式的研究。 課題研究對(duì)于全面把握居住者對(duì)夏季空調(diào)環(huán)境的真實(shí)需求，最終營(yíng)造出健康合適的室內(nèi)熱濕環(huán)境，同時(shí)降低不必要的能源消耗，提供了新的研究思路和研究方法。 2100433B

越來(lái)越多的研究日益突出了住宅空調(diào)行為研究的重要性，此研究的根節(jié)點(diǎn)在于從定量角度把握居住者對(duì)住宅空調(diào)環(huán)境的需求特性。由于研究問(wèn)題的復(fù)雜性，現(xiàn)有研究在動(dòng)態(tài)性、多元性以及個(gè)體需求差異性等方面，尚沒(méi)有揭示居住者對(duì)中國(guó)城市住宅空調(diào)環(huán)境的真實(shí)需求，從而無(wú)法完整刻畫(huà)住宅的空調(diào)行為方式。.本項(xiàng)目以北京城市住宅為例，基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)調(diào)研數(shù)據(jù)，圍繞住宅夏季的空調(diào)開(kāi)、關(guān)行為，系統(tǒng)研究人體對(duì)室內(nèi)熱濕環(huán)境需求隨室內(nèi)、外環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，分析并比較人體生理、心理因素對(duì)環(huán)境需求的影響程度，探討分析室內(nèi)溫度、濕度及空氣品質(zhì)等多元環(huán)境需求的矛盾性以及家庭成員個(gè)體環(huán)境需求的差異性對(duì)空調(diào)開(kāi)、關(guān)的影響。從室內(nèi)、外熱濕環(huán)境變化、室內(nèi)空氣品質(zhì)及住戶特征等多維的尺度，獲得以空調(diào)開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)刻室內(nèi)溫度和濕度表述的住宅空調(diào)行為模式。.該研究為建筑環(huán)境營(yíng)造系統(tǒng)面向以人為本的設(shè)計(jì)、住宅空調(diào)能耗的合理預(yù)測(cè)以及空調(diào)節(jié)能政策的制定奠定理論基礎(chǔ)。

我國(guó)住宅樓普遍采用分體空調(diào)器等分散調(diào)節(jié)方式，由于住戶生活作息和耐熱偏好的不同，住戶對(duì)空調(diào)的使用表現(xiàn)出很大的靈活性和差異性，主要是一種“部分時(shí)間、部分空間”的使用模式。目前缺乏對(duì)這種使用模式的深入研究和定量描述手段，給這種形式住宅的空調(diào)能耗預(yù)測(cè)與建筑性能評(píng)估造成很大影響。.為此，本項(xiàng)目擬對(duì)住宅實(shí)際空調(diào)使用行為開(kāi)展定量研究。選取若干住宅案例，對(duì)住戶生活作息、空調(diào)行為、開(kāi)關(guān)窗行為、室內(nèi)熱環(huán)境、空調(diào)能耗等進(jìn)行訪談和測(cè)試，研究分析空調(diào)行為與時(shí)間、空間、熱濕環(huán)境及個(gè)體偏好等因素之間的相關(guān)性；研究建立居民室內(nèi)移動(dòng)、開(kāi)關(guān)窗、開(kāi)空調(diào)、關(guān)空調(diào)及調(diào)節(jié)設(shè)定值等行為的定量模型，對(duì)住宅空調(diào)運(yùn)行、室內(nèi)熱環(huán)境及空調(diào)能耗狀況進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)，并通過(guò)實(shí)測(cè)案例數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證和校準(zhǔn)，從而建立一套適用于“部分時(shí)間、部分空間”住宅空調(diào)使用模式的定量刻畫(huà)方法。本研究對(duì)采用分散調(diào)節(jié)式空調(diào)的住宅建筑能耗模擬及性能評(píng)估具有重要意義。

我國(guó)住宅樓普遍采用分體空調(diào)器等分散調(diào)節(jié)方式，由于住戶生活作息和耐熱偏好的不同，住戶對(duì)空調(diào)的使用表現(xiàn)出很大的靈活性和差異性，主要是一種“部分時(shí)間、部分空間”的使用模式。目前缺乏對(duì)這種使用模式的深入研究和定量描述手段，給這種形式住宅的空調(diào)能耗預(yù)測(cè)與建筑性能評(píng)估造成很大影響。為此，本項(xiàng)目對(duì)住宅實(shí)際空調(diào)使用行為開(kāi)展定量研究，主要研究?jī)?nèi)容與成果如下：1）通過(guò)選取若干住宅案例，對(duì)住戶生活作息、空調(diào)行為、開(kāi)關(guān)窗行為、室內(nèi)熱環(huán)境、空調(diào)能耗等進(jìn)行訪談和測(cè)試；研究分析空調(diào)行為與時(shí)間、空間、熱濕環(huán)境及個(gè)體偏好等因素之間的相關(guān)性；通過(guò)入戶測(cè)試，獲取了若干戶實(shí)際住宅的移動(dòng)、空調(diào)、開(kāi)窗等行為的完整數(shù)據(jù)集，為后續(xù)深入分析提供了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。2）研究建立居民室內(nèi)移動(dòng)、開(kāi)關(guān)窗、開(kāi)空調(diào)、關(guān)空調(diào)及調(diào)節(jié)設(shè)定值等行為的定量模型；通過(guò)有限的特征參數(shù)對(duì)人員的各項(xiàng)行為進(jìn)行定量描述，通過(guò)位移、空調(diào)開(kāi)關(guān)機(jī)、開(kāi)關(guān)窗行為的組合，對(duì)住戶的空調(diào)行為進(jìn)行描述，從而建立一套適用于“部分時(shí)間、部分空間”住宅空調(diào)使用模式的定量刻畫(huà)方法。3）在行為定量模型的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)完成住宅人員移動(dòng)行為、開(kāi)關(guān)窗行為、空調(diào)行為等模塊的計(jì)算程序，并集成到建筑能耗模擬軟件DeST-h之中，實(shí)現(xiàn)了住宅空調(diào)使用行為及空調(diào)能耗的聯(lián)合仿真與全年動(dòng)態(tài)模擬。從而為住宅人行為分析提供模擬計(jì)算工具。4）初步提出一套住宅分體空調(diào)開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)行為的快速測(cè)量方法，主要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新之處在于：居民空調(diào)開(kāi)關(guān)行為存在個(gè)體差異，主要與時(shí)間、空間和溫度相關(guān)。在定量化描述空調(diào)行為的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)問(wèn)卷配合簡(jiǎn)單測(cè)試的方法得到模擬所需參數(shù)值。本研究對(duì)采用分散調(diào)節(jié)式空調(diào)的住宅建筑能耗模擬及性能評(píng)估具有重要意義。 2100433B