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摘要：本文根據(jù)99年夏季對北京市區(qū)42戶安裝空調(diào)住宅的調(diào)查結(jié)果以及空調(diào)房間室溫的測試數(shù)據(jù)，分析和了解住宅家用空調(diào)主要在晚上間歇運行以及空調(diào)啟動溫度與控制溫度不一致的運行特點，并依據(jù)熱舒適理論的研究成果，確定出房間空調(diào)的啟動溫度為29℃左右，而房間空調(diào)的控制溫度則為26℃。本文的工作為住宅建筑的能耗分析以及住宅熱性能的分析評價提供了基礎。

關鍵詞：住宅家用空調(diào)運行狀況啟動溫度控制溫度

1.引言住宅家用空調(diào)的運行狀況主要包括空調(diào)運行方式、空調(diào)開啟時刻的房間室溫以及空調(diào)的控制溫度等方面的信息，它在較大程度上決定了住宅的空調(diào)能耗狀況，而國內(nèi)外有關家用空調(diào)運行狀況的研究報道尚不多見。同時，隨著家用空調(diào)的全面普及，家用空調(diào)的能源消耗已愈來愈引起人們的重視。因此，了解現(xiàn)有住宅家用空調(diào)的實際運行狀況，對于合理地預測住宅能耗狀況以及評價住宅熱性能是十分有必要的。本文根據(jù)99年夏季對北京市區(qū)42戶安裝空調(diào)住宅的調(diào)查結(jié)果及住宅內(nèi)空調(diào)房間的室溫測試數(shù)據(jù)，從定量的角度分析現(xiàn)有住宅家用空調(diào)實際運行狀況的變化規(guī)律，為節(jié)能住宅的深入研究提供基礎。

2.調(diào)查對象和調(diào)查方法99年夏季（時間為99年7月15日至8月9日），清華大學對北京地區(qū)住宅室內(nèi)熱環(huán)境的狀況做了廣泛的調(diào)和查測試，調(diào)查和測試數(shù)據(jù)有效的樣本容量共有140戶，它們主要分布在北京市的海淀區(qū)、西城區(qū)、宣武區(qū)、朝陽區(qū)及豐臺區(qū)等，其中42戶的住宅內(nèi)裝有家用空調(diào)，空調(diào)測試房間總數(shù)為42間，房間功能為臥室、客廳和餐廳。

室溫的連續(xù)測試是本次調(diào)查的主要內(nèi)容，將Rhlog溫度自記儀置于住宅的空調(diào)測試房間內(nèi)，房間的室溫數(shù)據(jù)每隔30分鐘可自動讀取并記錄于Rhlog溫度自記儀內(nèi)，自記儀的測試精度為0.3℃。同時，在室溫測試過程中，避免了太陽輻射和房間內(nèi)照明燈具、電器設備等內(nèi)熱源對溫度自記儀讀數(shù)的影響。

研究的另一部分內(nèi)容是住戶對家用空調(diào)調(diào)節(jié)行為的調(diào)查，要求住戶完成相關調(diào)查問卷的填寫，主要包括：住戶對家用空調(diào)的態(tài)度（滿意空調(diào)的原因和不滿意空調(diào)的原因）、空調(diào)控制溫度的大小、空調(diào)的開啟運行狀況以及大致的運行時間范圍等。

為了更清楚地反映調(diào)查對象的分布特性，表1至表9分別表示出42戶安裝空調(diào)的住宅在建筑型式、建造年代、建筑面積、建筑戶型、樓層位置、房間外墻朝向、住戶收入等級、家庭人員數(shù)及家庭結(jié)構(gòu)等各個方面的分布狀況。

表中數(shù)據(jù)表明，南向測試房間所占的比例較大，超過了一半以上，這是由于多數(shù)住戶習慣將空調(diào)置于住宅內(nèi)的主要活動場所，盡管如此，調(diào)查對象在各個因素的不同方面都有一定程度的分布。因此，雖然調(diào)查的樣本總量不多，但調(diào)查對象的選擇仍具有一定的代表性和普遍性，由此所得到的調(diào)查結(jié)果和測試數(shù)據(jù)，可用以研究分析現(xiàn)有住宅家用空調(diào)實際運行狀況的變化規(guī)律。

3.空調(diào)房間室溫變化的分析家用空調(diào)的主要功能在于改變房間室溫的變化狀況，因此，對空調(diào)與非空調(diào)房間室溫變化趨勢的分析比較可以清楚地反映家用空調(diào)對房間室溫變化的影響狀況。圖1給出相同樓層、相同朝向（中間層南向）的空調(diào)與非空調(diào)房間室溫的逐時變化趨勢。

圖1空調(diào)與非空調(diào)測試房間室溫的逐時變化趨勢

圖1直觀地反映出空調(diào)房間室溫的變化趨勢不再表現(xiàn)為正弦波形式，在某些時刻，房間室溫上升或降低的幅度明顯加大，故與外溫、太陽輻射等室外微氣候的影響狀況相比較，家用空調(diào)對房間室溫變化的影響已最為顯著。并且由于房間室溫的測試時間間隔較長（30分鐘），空調(diào)房間的室溫變化趨勢并不會表示出室溫達到空調(diào)控制溫度后的波動變化。因此，空調(diào)測試房間室溫的逐時變化趨勢可以反映出家用空調(diào)開、停的使用狀況，由此可確定出家用空調(diào)的運行方式、空調(diào)開啟時刻的房間室溫以及空調(diào)的控制溫度等。如圖中空調(diào)房間的室溫在夜間至早上7點的時間內(nèi)基本保持穩(wěn)定，說明房間的室溫已基本達到空調(diào)的控制溫度；早上7點后住戶關閉空調(diào)，室溫上升；而在晚上8點（20:00）住戶重新開啟空調(diào)后，室溫迅速下降并再次達到空調(diào)控制溫度。

4.空調(diào)運行方式圖1中空調(diào)房間的室溫變化趨勢還反映出家用空調(diào)間歇運行的狀態(tài)，進一步根據(jù)在較長連續(xù)時間范圍內(nèi)的空調(diào)測試房間室溫的逐時變化趨勢，分析家用空調(diào)的運行狀況，如圖2所示。

圖2較長連續(xù)時間范圍內(nèi)，空調(diào)房間室溫的逐時變化趨勢

圖2的室溫變化曲線進一步反映出住宅家用空調(diào)間歇運行的使用狀況，這與住戶調(diào)查問卷的統(tǒng)計結(jié)果是一致的，住戶一般只是在一個或幾個時間范圍內(nèi)間歇地運行空調(diào)，主要的時間范圍大約有中午(12:00－14:00)、下午(15:00－18:00)、晚上(19:00－24:00)和夜間(1:00－7:00)。另一方面，由于住戶生活習慣、作息規(guī)律以及室外氣象條件的變化，不同住戶家用空調(diào)的運行狀況又是有所不同的?；诖耍謩e針對測試期的某兩天（7月22日和7月29日），對于42戶安裝空調(diào)的住宅，統(tǒng)計分析房間家用空調(diào)運行時間范圍的分布，如圖3所示。

圖3住宅房間家用空調(diào)運行時間范圍的分布

圖3中的橫坐標軸表示空調(diào)運行的各個時間范圍，如住戶在下午和晚上使用空調(diào)，則空調(diào)運行的時間范圍分別為下午和晚上；縱坐標軸表示在某個時間范圍內(nèi)空調(diào)運行的房間數(shù)占空調(diào)測試房間總數(shù)的百分比。運行時間范圍的分布同樣表示出家用空調(diào)間歇運行的狀況，住戶主要在晚上使用和運行家用空調(diào)，因為晚上是住宅內(nèi)居住活動最頻繁的時間范圍，而在中午、下午以及夜間，只有較少的住戶運行空調(diào)。但隨著外溫的升高，也即夜間室外環(huán)境可利用程度的降低，與7月22日的空調(diào)運行狀況相比較，圖3表示出家用空調(diào)在7月29日夜間的運行頻率明顯增加。

因此，現(xiàn)有住宅家用空調(diào)的運行方式主要表現(xiàn)為間歇運行方式。

5.空調(diào)啟動溫度和空調(diào)控制溫度家用空調(diào)的運行狀況除了包括空調(diào)運行方式的信息外，還應包括房間空調(diào)啟動溫度以及房間空調(diào)控制溫度大小的信息。所謂空調(diào)啟動溫度是指居住者感到熱不舒適，開啟空調(diào)時刻的房間室溫；而空調(diào)控制溫度則是指通過空調(diào)的作用，居住者希望房間室溫所保持的水平。因此，空調(diào)啟動溫度和控制溫度的大小都與人體的熱舒適狀況有關。

熱舒適經(jīng)典理論的研究表明，人體在穩(wěn)態(tài)空調(diào)環(huán)境中感覺舒適的室溫基本為26℃[1]，于是房間空調(diào)的控制溫度可確定為26℃。另一方面，在空調(diào)開啟之前的時間內(nèi)，室內(nèi)環(huán)境并非處于穩(wěn)態(tài)，而是動態(tài)變化的，動態(tài)熱舒適的理論研究和實驗以及調(diào)查測試的結(jié)果表明，在室溫相同的條件下，人體在無空調(diào)動態(tài)環(huán)境中的熱感覺要低于在空調(diào)穩(wěn)態(tài)環(huán)境中的熱感覺，也即相比較家用空調(diào)供冷的影響，夏季的自然通風會提高人體感到熱舒適的室溫上限[2]。

42個空調(diào)房間室溫測試的結(jié)果以及家用空調(diào)運行狀況的調(diào)查結(jié)果也說明了以上的觀點。據(jù)統(tǒng)計分析，在99年8月2日至8月9日的部分測試期內(nèi)，由于外溫的降低，有35%以上住戶的家用空調(diào)處于停機狀態(tài)，這說明在這段測試期內(nèi)，無空調(diào)動態(tài)環(huán)境下的房間室溫能夠滿足人體熱舒適要求，圖4表示出相應室溫的分布狀況。

圖4夏季無空調(diào)條件下，滿足人體熱舒適要求的室溫分布

房間室溫主要分布在28℃～30℃的范圍內(nèi)，只在短時間內(nèi)高于30℃。這說明對于無空調(diào)的動態(tài)室內(nèi)環(huán)境，28℃～30℃的室溫狀況仍能滿足居住者的熱舒適要求，并且住戶在短時間內(nèi)還可以忍受稍高于30℃的室溫狀況。因此，在無空調(diào)的動態(tài)環(huán)境下，人體可接受的熱舒適室溫上限大約在28℃～30℃之間，這不同于在穩(wěn)態(tài)空調(diào)環(huán)境下的熱感覺，該結(jié)果與文獻[2]的結(jié)論是基本一致的。，在夏季無空調(diào)的動態(tài)環(huán)境下，對應于10%的熱不滿意率，文獻[2]確定住宅內(nèi)人體可接受的熱舒適室溫上限為29℃。

綜上分析，對于住宅建筑，確定房間空調(diào)啟動溫度的大小為29℃，而房間空調(diào)控制溫度的大小為26℃。

6.結(jié)論住宅空調(diào)運行狀況調(diào)查研究的結(jié)果表明，家用空調(diào)基本處于間歇運行的工作狀態(tài)，并且房間空調(diào)啟動溫度與空調(diào)控制溫度的大小是不一致的，前者在29℃左右，后者主要為26℃。

參考文獻(1)AmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAir—ConditioningEngineers.1993ASHRAEHANDBOOKFUNDAMENTALS,EIEdition,1993

(2)OleFanger,P,Toftum,Jorn.ExteionofthePMVmodeltonon-air-conditionedbuildingsinwarmclimates.EnergyandBuildings,2002,34(6):533-536