供暖房间热舒适模糊分析及最优室内计算温度的研究

周庆坤

【摘要】在我们国家由于地理位置的不同，处于不同纬度的地区的冷热环境就有所差别，人们在不同的地点也有着不同的衣着习惯，这就取决于当地的温度。于是，我们针对中部地区实施了人体热舒适实验。经过对实验结果的判断与分析，我们知道了17.0℃～19.2℃是较为合理的中部地区室内计算温度。之后，通过我们对实验结果的仔细研究与推敲，基本找到了供暖散热器的改进的方法。

【关键词】供暖房间;室内计算温度;最优范围

当前，要想顺利的进行集中供暖工程设计及运行调节工程，我们必须要参考一个极其重要的参数即计算温度。有关科学结果显示，如果我们保持室外计算参数及围护结构不变，当我们把室内计算温度调低1℃时，煤炭的使用量将降低5%～10%。如此一来，我们基于一些因素的综合研究，科学合理的减少室内计算温度（2℃～3℃），每一年我们将会减少煤炭资源的消耗（500万吨），并节约相应的资金。从而，我们可以通过实验来检验不同地区室内计算温度与供暖方式、衣着情况和人体热舒适之间的最優关系完成供暖技术和建筑节能的重要研究。

1、供暖房间人体热舒适实验

1.1实验条件

进行实验时，我们要提前准备好模拟中部地区温度条件的房间，需要选择合适的钢串片以及各种利于散热的形状的供暖散热器，并保持其表面的平均温度在50℃到74℃之间，空气温度在12℃到22℃的区间内，并通过实验的方式记录实感温度从而进行科学研究。由于实验与科学具有一定的差距，在实验的过程中，空气湿度值与实干温度值相近，此次实验供暖房间中的环境评价参数以室内空气湿度为标准衡量。研究过程中，将一百零八个大学生作为样本，将模拟房间内的散热器分为六组进行研究，每组的研究对象为三男三女共计六名大学生。我们实验前对空气湿度和散热器的表面温度值进行一个预设，当这两个条件达到相应数值时，如果这两个条件在此数值下保持不变，此时让这六位大学生在实验条件下，冷静坐两个小时，在这一过程中，让这六位大学生根据自己的相应情况及感受等对我们的调查表（PMV值、生长地、衣着、性别、年龄、姓名）仔细填空。总结前人多次的实验经验，想要了解实际的热舒适感随时间的变化，热舒适感一栏要在一定周期内填写一次，每周期大约为半小时。由于我国中部地区冬季穿衣均为较厚的衣服，在实验的过程中，研究对象所穿的服装都是棉袄及毛衣毛裤这一类型。由于人们的生活习惯，在房间内部多数时间都是坐的状态，所以模拟房间内要求大学生们都要以静坐的姿态进行实验，此时，大学生的代谢率是58.15 W/ m 2。

1.2要想使我们的实验结果更为准确，实验前我们要做好相应的准备

要与实验对象沟通交接好我们的实验过程中该做的事。例如。需要实验对象是以坐的姿态进行研究，能看报纸，不可以讨论实验中的热感觉。研究过程中，下表为相应的热感觉对应的表现。

1.3在实验过程中，模拟房间的温度达到相应温度时，六位研究对象就可以来到模拟房间内并坐在相应的属于自己的位置上，在进入模拟空间的过程中房间气流开始流动，与此同时人体本身也具有一定的温度，将导致室内温度值的微小变化，并且伴有2℃左右的升温现象。这时需要我们在一定的时间内有效减少模拟房间的温度，例如，调节制冷机的冷量等方式等。实验继续进行，待模拟空间内的温度第二次达到相应的数值并保持不变。通过实验我们知道，这一阶段实验对象的时间大约为30分钟左右。

1.4在模拟空间各种温度保持在一定的区间内，我们的六组实验对象接收到填表信号即可填写，而且保持一定的周期内填写热感觉这一栏，并将每周期定为30分钟。

1.5通过科学方法合理推断研究实验记录并解析原因，结合相应的数学知识，组建模拟房间环境温度和热舒适指标的函数方程式。

1.6实验结果

通过实验我们得到了两方面的结论：第一，性别不同人体的热感觉也不同。温度相同的模拟房间内，女性会感觉比男性感觉到更冷，即女性报告的PMV值比男性低。因此得知，男性比女性更喜欢稍低的温度;第二，热度相同的条件下，实验中研究对象的数据比较发散，即使活动水平和服装没有差异的实验对象的热感值也并不相同。

2、供暖房间热舒适的模糊分析及供暖室内计算温度的最优范围

基于对实验数据的剖析及词义量化及贬值的相关信息，人体热舒适感的变化与散热器的类别的没有太大的联系。为了减少实验误差，使实验结果更加科学，我们采取了合理提高各组实验次数的方法，令相近室温平均化，由此我们得到了较为平稳的隶属率。通过相关数据和计算我们分析出人体感到舒适的温度范围是18℃到19℃。通过函数曲线我们可以更直观的观察“ 舒适”的隶属度与室温之间的关系即y =（-0.015 966 6x 3 +1.058 97x 2 -22.641 2x+158.659）-1。经对函数关系式分析可知，没有温度令百分之百的人都感到舒适。由于不同的人有自己的生活方式以及自己的特性，即使在完全相同的条件下，每个人的舒适感还是有所差别。通常情况下，某些令大多数人（80%左右）惬意的地方就称其为舒适环境。

结语：

本实验通过模拟我国中部地区相应条件的热感房间，通过108个样本对人体热舒适实行研究，我们知道18℃到19℃为人体舒适的范围，如果温度不在这一区间内，人体的舒适度将受到影响。并且，为达到节能的目的，可通过增加辐射放热量的比例的方式对供暖散热器进行调整。

参考文献：

[1]薛卫华，张旭等.供暖房间典型散热器实感温度分布的实验研究.西安建筑科技大学学报，1998，（4）.

[2]丹麦：彼·奥·范格著，李天麟，等编译.热舒适.北京：北京科学技术出版社，1992.

[3]魏润柏，徐文华.热环境.上海：同济大学出版社，1994.