从静态尺度到动态感知：来自印度NV地区温暖潮湿教室中热锚自由定位的证据

《BUILDING AND ENVIRONMENT》：From Static Scales to Dynamic Perception: Evidence from free-positioning of thermal anchors in NV warm & humid classrooms in India

研究在印度东部温暖潮湿地区为期7个月的11个自然通风教室中，通过实时热舒适调查和自由锚点定位发现，季节性环境参数变化导致被试对"凉"和"暖"等锚点的解释发生偏移：中性温度锚点随室内外气温升高向左偏移，低温锚点右偏而高温锚点左偏，且极端锚点偏移幅度更大。调整后的Griffiths中性温度模型与热舒适因素相关性提升，揭示了传统热舒适模型中固定锚点假设的局限性。

　　

Samar Thapa|Goutam Kumar Panda|Payel Das

摘要

建筑内部的舒适环境和能源节约效果取决于热舒适度的处理方式。无论是气候室中的受控实验，还是适应性实地研究，基于固定参考点的序数量表（如ASHRAE 7点感觉量表）都是评估的基础。最近的一些研究表明，受访者对这些参考点的理解并不完全一致——例如，量表上各参考点之间的距离并不相等，而且热中性点并不一定与量表的几何中心重合——这与舒适度评估方法中的假设相悖，从而对基于这些假设的热舒适度模型提出了挑战。然而，之前的研究尚未探讨这些参考点是否会随着环境条件的变化而系统性改变，以及当温度低于或高于热中性点时，它们的变化趋势如何。我们在印度东部温暖潮湿的地区对自然通风的教室进行了为期7个月的“即时”研究，包括对当前热环境的舒适度评估以及使用ASHRAE二级协议进行的参考点自由定位实验。研究发现了环境参数、个人因素和主观反应在季节间的显著差异。从自由定位实验中观察到：(i) 当室内操作温度和室外平均温度升高时，低于热中性点的参考点向量表的右侧移动；(ii) 极端参考点的移动幅度比中间参考点更大。调整后的Griffiths中性温度模型在这些变化后与热舒适度因素的相关性得到了改善。这些发现强调了在热舒适度模型中使用固定参考点的局限性。

引言

建筑行业消耗了全球能源的36%[33]。除了制造和运输建筑材料所需的能源（34%）外，建筑内的舒适调节系统约占能源消耗的30%[17]。虽然通过改进施工技术可以降低建筑本身的能源消耗，但由于全球变暖导致的制冷需求增加，建筑运行能源的占比却在上升。因此，即使是在像印度这样人口众多的国家，这一领域的微小改进也能带来显著的能源节约。

与空调建筑相比，自然通风建筑在运行能耗方面更具优势，但其室内环境质量（IEQ）常常受到质疑，尤其是在教室等需要认知表现的场所。因此，温暖（尤其是潮湿）地区的机构需要制定策略，以最小的空调使用量来改善室内环境条件。因此，准确定义“热舒适度”变得至关重要。ASHRAE标准55[2]将其定义为“一种对热环境感到满意的心理状态”。然而，尽管有数十年的研究，热不适仍然是建筑内最常见的问题[24]。

文献综述 ～ 热舒适度量表

最早的热舒适度调查可以追溯到20世纪30年代，当时Thomas Bedford对英国12家工厂的工人进行了结构化访谈[3]，共收集了3085份反馈。他使用了一个7级量表（后来被称为Bedford量表）来询问受访者是否感到“温暖舒适”。如果回答是“是”，他会进一步询问受访者是否真的“非常舒适”，或者希望房间温度再高一点或低一点——

文献中的不足与研究目标

总体而言，尽管在舒适度研究中广泛使用了分类量表（如ASHRAE 7点量表）和连续型热感觉量表，但诸如“凉爽”或“温暖”等热描述词在不同环境下的语义稳定性尚未经过实证验证。虽然一些先前的研究质疑了热量表类别之间的等距性和跨文化一致性，但很少有研究探讨这些参考点的感知位置或含义是否会随环境变化而改变

研究方法

我们在印度东部温暖潮湿地区的Jalpaiguri政府工程学院（北纬26°32’46”，东经88°42’14”）的11个自然通风教室中，严格遵循ASHRAE二级协议，进行了为期7个月（2024年1月至7月）的“即时”实地调查（图1）。该建筑呈“E”字形，共3层，屋顶有遮阳设施。外墙由1.5厘米厚灰泥、20厘米厚耐火砖和1.5厘米厚灰泥构成，内隔墙同样采用这种结构。

结果

在四个季节（冬季207份、春季384份、夏季596份、雨季84份）中，共收到1271份反馈（女性296份，男性975份），来自828名受访者（女性159名，男性669名）。受访者的平均年龄（最小值~最大值）分别为20.5岁（18~24岁）和21.2岁（17~32岁），身高分别为160厘米（135~182厘米）和172厘米（143~195厘米），体重分别为56公斤（40~92公斤）和66公斤（42~118公斤）。

讨论

本研究调查了在温暖潮湿气候条件下，自然通风教室的居住者如何重新解释和调整热感觉、舒适度和接受度量表中的参考点位置。研究结果表明，这些参考点的解释并非固定不变，而是受到季节性和历史热环境的影响。这些发现挑战了“热舒适度”模型中常假设的参考点具有固定含义的观点。

结论

在印度东部温暖潮湿的地区，我们对自然通风教室环境进行了为期7个月的“即时”研究，采用客观测量、主观热舒适度分析以及参考点的自由定位方法，共获得了1271份有效样本。研究发现室外和室内环境因素在季节间存在显著差异。调查还发现，学生倾向于通过穿着来调节温度，这从相关数据中得到了体现。

资金声明

本研究未获得任何形式的资助。

利益冲突

无

作者贡献声明

Samar Thapa：撰写初稿、数据可视化、验证、软件开发、方法设计、调查实施、数据分析、概念构建。Goutam Kumar Panda：研究监督和资源协调。Payel Das：资源提供和调查协助。