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徐州住宅不同供暖方式下热环境与舒适性调查分析

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作者: 张丽娟 相里梅琴 赵敏 邵帅 吕坤 范萧萧
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  摘要:指出了目前市场上存在有多种供暖方式,不同的供暖方式,其室内热环境及舒适性也不尽相同。为比较不同供暖方式对室内热环境与用户的热舒适性的影响,选取徐州地区不同供暖方式的典型住宅小区,采用调查问卷与跟踪实测两种方法进行了调研,并对调研结果进行了统计与分析,根据分析结果提出了具有参考价值的建议。
中国论文网 http://www.xzbu.com/7/view-8145035.htm
  关键词:住宅;供暖方式;热舒适性;热环境;调查分析
  中图分类号:TU111.4+8
  文献标识码:A文章编号:1674-9944(2016)22-0098-05
  1引言
  随着人民生活水平的提高,人们对室内居住环境舒适性的要求越来越高。目前,市场上存在有多种供暖方式,如分户热计量散热器供暖、低温热水地板辐射供暖等。不同的供暖方式,其室内热环境及舒适性也不尽相同。究竟哪种供暖方式更为舒适,目前尚无定论。
  欲研究住宅室内热环境的舒适性,通常可用实测调查、问卷调查和数值仿真等方法。近些年来,国内外很多学者对室内热湿环境进行了研究。如日本的松原等对室内温度、居住方式、生活行为以及热舒适等的相关联系进行了研究;大连理工大学陈滨等针对大连的住宅,对冬季采暖期居住环境的热湿环境状况进行了调查,并结合调查结果,分析了采暖方式、住户行为等对室内热湿环境和热舒适性的影响[1]。
  徐州地区已建成使用的住宅小区中,已包括了散热器供暖、低温热水地板辐射供暖、燃气壁挂炉供暖等系统,为调研提供了必要的条件,但尚缺少对这些供暖方式下室内热湿环境的调查与统计数据。此次调研主要从供暖方式、散热设备安装方式等,分析了这些因素对室内热环境和居住者热舒适的影响,旨在为用户、开发商和设计单位选择适宜的供暖方式提供参考。
  2采暖形式及现状
  2.1散热器采暖
  散热器采暖因其安装简单方便、散热效果好等优点,广泛地应用于各种建筑。应用于住宅的主要系统形式有:单管顺流上供下回系统以及分户热计量系统。单管顺流式系统的优点是施工方便、造价低、层高易保证等,但缺点是不能进行分户控制与分户计量,因此目前已逐渐被住宅采暖系统所淘汰[2]。分户热计量系统的优点是用户可以根据自己的需要调节室温、控制热量等,有利于实现公平收费,因此目前被越来越多的用户所采用,但由于管道多数采用埋地安装的方式,因此层高受一定的影响[3]。目前,徐州地区采暖系统采用以上两种系统的小区均有,详见图1和图2。研究针对这两种系统形式,分别选取了其中一个小区作为研究对象。
  2.2低温热水地板敷设采暖
  低温热水地板敷设采暖系统,简称地暖,因其自下而上的供暖方式,更符合人体温足顶凉的养身理论,越来越多地被用户所采用。地暖是以低温热水为热媒,以整个地面为散热面,主要通过辐射散热的方式向室内供应热量[4]。其优点是健康、舒适、节能、环保、节省室内空间。因其热媒温度较低,因此可选的热源种类也较散热器采暖多,如小区集中热交换站、太阳能、户式壁挂炉、空气源热泵等,均可作为其热源。目前,徐州住宅中较常用的是小区集中热交换站和燃气壁挂炉。针对这两种热源,分别选择了徐州地区的两个典型小区进行分析,如图3和图4所示。
  3热舒适度调查分析
  3.1调查概况
  徐州近年来新建的住宅小区均设置了采暖系统。但鉴于各方面因素,不同的住宅小区采取的采暖方式不尽相同。那么,不同的采暖方式是否能带给人们同样的热舒适感呢?这取决于多种因素,如建筑的自身、居住人员等的情况等,鉴于此,调查选取不同的小区、不同的建筑、不同的人员进行了调研。
  调查安排在2015年12月至2016年1月之间,这段时间正好处于徐州地区的集中供暖时期,有利于调研结果的准确性。调查选取徐州市风华园(单管上供下回式散热器供暖)、永嘉太阳城(分户热计量散热器供暖)、矿大小高层家属公寓(低温热水地面辐射供暖)、泉山森林海(分户燃气壁挂炉供暖和空调供暖)、江苏建筑职业技术学院家属区新建部分住宅(散热器供暖)等几个采用不同供暖方式的典型住宅的室内热环境进行调查统计和分析。之所以选择这几个小区,原因是:①这些小区在房屋结构等方面基本相似,保证了比较分析的公平性;②据调研,这些小区的居住人群结构非常相似,保证了调查样本的相似性;③基于上述两个共性的基础上,这些小区的采暖方式各不相同,符合研究的条件,以保证调查的可行性。研究共发放调查问卷120份,回收有效调查问卷共114份,有效回收率95%。问卷调查内容主要包括:住户基本信息、住宅所属层数及位置,室内采暖系统形式、热舒适满意度等,被调查人员统计表以及住宅状况的统计详见图5~11。
  3.2调查结果统计
  根据有效调查问卷,分别对不同采暖形式住户热舒适满意度、不同楼层住户热舒适满意度、不同位置住户热舒适满意度、不同散热器安装方式住户热舒适满意度进行了统计,得出了本次调查结果,详见图12~15。
  3.3调查结果分析
  由图12可以看出,在5种不同形式的采暖方式中,用户对低温热水地面敷设集中供暖系统的满意率最高74.1%,并且没有人表示不满意;究其原因,主要是集中地暖符合人体温足顶凉的养身理论,更为舒适,且地暖不需要占用室内空间,有利于家具的摆放,因此,用户对其评价很高,地暖的市场占有份额也越来越重。分户热计量散热器采暖系统次之,满意率57.7%,有11.5%的用户表示不满意;分析其原因,绝大多数的用户对分户热计量散热器采暖表示满意或比较满意,主要是分户热计量系统可以实现分室控制温度,可以实现分户热计量,且随着目前散�崞鞯男问皆嚼丛角岜恪⒚拦郏�因此博得了大多数用户的认可。但仍有部分用户表示不满意,分析调查结果,在表示不满意的用户中,有部分是年龄较大,因此对热的要求稍高;另一部分是由于家装时对散热器进行了隐蔽,影响了散热效果;还有部分不满意者表示虽然目前采用的是分户热计量,但是小区在收费时仍然按面积收费,这样不合理。分户燃气壁挂炉采暖和单管上供下回式采暖系统分列三、四位,其满意率分别为24%和19.2%,不满意率分别为8%和23.1%;对分户燃气壁挂炉采暖,大多数用户也表示比较满意,原因是它拥有地暖的所有优点,不满意度比集中地暖高的原因主要是,用户表示热源采用分户壁挂炉,需要全天开启,一个供暖季的燃气耗量非常大,费用比集中供暖要高得多,如果间歇开启,虽然燃气耗量可以降低,但热舒适度很差,需要开启加热数小时后,室内温度才能明显回升。对于单管上供下回式采暖系统,用户不满意率较高,为23.1%,原因主要是不能实现分户调节,无论家里有无人住,都必须开启,并缴纳暖气费,且不能按需调节室温。满意度最差的为空调采暖,其满意率仅为10%,不满意率为30%。满意度差的主要原因有两条,其一为空调采暖一般为间歇性采暖,因此在刚刚开启空调的最初时间,室内温度仍达不到舒适的温度,绝大多数用户表示刚开启时有明显冷感;其二为空调采暖导致房间比较干燥,不利于健康。   由图13可以看出,不同楼层的住户对采暖热舒适性的满意度存在明显差异,其中中间层用户满意度很高,而底层和顶层用户满意度稍低。分析其原因,主要是中间层用户的上、下层邻居家均采暖,这样可以使得中间层的热损失要小,因此舒适性较好。而底层用户和顶层用户由于地面和屋顶的散热量较大,因此房间温度略低,舒适性略差。
  由图14可以看出,住户位于建筑中的不同位置时,对采暖热舒适性的满意度也不同。其中,中间户的满意度要高于端户。原因类似,端户的外墙、外窗面积较中间户要大得多,因此通过外墙和外窗的散热量很大,导致房间温度较低,影响住户热舒适性。
  图15表明,散热器明装的用户热舒适性要高于散热器暗装的用户。原因是散热器主要通过对流的方式传热,而将散热器暗装后,影响散热器的对流传热,影响散热效果,从而影响了用户的热舒适性。因此,散热器应尽量明装。
  4热环境实测分析
  项目组成员于2015年2月1日中午12时至2月2日中午12时对3个典型的住宅进行了室温测试。所选的这3个住宅建筑结构、户型、楼层、面积大致相同,但采用的采暖方式不同,分别为散热器采暖(该用户为分户热计量系统)、集中地暖(热源为小区热交换站)以及“壁挂炉+地暖”。
  测试中所采用的测试仪器为TH10R型自动温湿度记录仪。测试的房间选择为每户的客厅,数据样本间隔为5min。为了排除外界对室内温度的过度影响,整个测试时段内,窗户都关闭[5]。所测得的3种不同采暖方式典型住宅的室内温度分布图详见图16。
  由图16可以看出,3种采暖方式的室内温度分布趋势基本相同,在凌晨温度较低,而在14∶00~15∶00最高,这主要与室外温度的变化有关。3�N采暖方式中,集中地暖的室温变化幅度较小,且室温也最高,因此,对于寒冷地区来说,用户感受到的热舒适性更好,这与调查结果图12反应的结果相符。其次是散热器采暖,虽然室温变化幅度较集中地暖要稍大,但温度基本处于规范中的舒适温度范围,因此热舒适性也相对较好。室温变化幅度最大的是“壁挂炉+地暖”的采暖方式,结合调查分析,原因主要是由于壁挂炉全天开启所耗燃气量较大,壁挂炉采用间歇开启又是的室温波动过大,因此大多数用户选择在凌晨时段,将温度调低,能保持一定的室温,也可以降低一部分燃气耗量,因此使得这种采暖方式室内温度变化幅度稍大,但其热舒适性也稍低。
  5结语
  项目小组选定徐州市具有代表性的住宅小区作为调研对象,通过对各小区用户的现场调查问卷调研以及对典型用户的室温跟踪实测,得出低温热水地面敷设集中供暖系统的满意率最高,分户热计量散热器采暖系统次之,分户燃气壁挂炉采暖和单管上供下回式采暖系统分列三、四位,满意度最差的为空调采暖;此外位于建筑中间层和中间位置的满意度要高于底层、顶层和端户的用户,散热器明装用户的热舒适性要高于暗装用户。因此,用户在选择住宅时,从热舒适性的角度,建议选择中间层、中间户,采暖方式可选择低温热水地面敷设集中供暖系统或分户热计量散热器采暖系统,若为散热器采暖时,散热器应尽量明装。
  参考文献:
  [1]陈滨,彭菲菲,赵金玲,等.冬季民用住宅室内热湿环境的实测调查研究:采暖设备和居住者热湿感觉、生活行为的关系[J].建筑热能通风空调,2002(6):22~25.
  [2]刘强,刘伟.散热器采暖与低温辐射采暖的优缺点比较分析[J].中国新技术新产品,2009(15):58.
  [3]孙继红.分户热计量的应用和推广中遇到的问题[J].科技情报开发与经济,2008(34):227~228.
  [4]陈宏振.室内采暖系统安装[M].徐州:中国矿业大学出版社,2010:141~142.
  [5]王磊.寒冷地区不同年代住宅建筑室内热环境调查研究[D].西安:西安建筑科技大学,2015:58.

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