医院冬季空调工况热湿舒适需求分析
龚旎，张华玲**
（重庆大学城市建设与环境工程学院，重庆 400045）
5 摘要：为研究医院建筑室内人员对热湿环境的舒适需求，对重庆市某医院冬季空调病房中病
员与健康人员的热湿感觉、整体舒适感进行了现场调查和室内热湿参数测试。采用Bin 法划
分温湿度区间，将各区间内的平均温度与平均热感觉投票、平均相对湿度与平均湿感觉投票
进行线性回归分析，得到病员的中性温度分别为20.4℃，认为适宜的相对湿度为57%；健康
人员的热中性温度为18.8℃，而其对于湿度的要求较高。且发现病员对温湿度变化的敏感
10 度高于健康人员。最后推荐给出了冬季医院病房的舒适性温度范围为20-23℃，相对湿度范
围为40%~60%，为重庆地区医院病房的空调设计及控制提供了参考。
关键词：空调；热舒适；热中性温度；相对湿度；医院建筑
 0 引言
35 建筑环境的热舒适性一直是使用者以及暖通空调从业人员关注的焦点之一。由于使用人
群的差异，人们对于建筑室内热湿环境的舒适性需求可能不同，尤其是在医院建筑环境中，
病人作为其主体服务对象，他们由于自身的健康原因，对环境的要求可能更加严格。因此，
良好的热湿舒适环境，对稳定病人的情绪，加快康复都有积极的作用。此外，医院建筑的室
内环境也应为医生、护士等健康人员提供保障，这也是我们发展人工环境调控技术的目标。
40 国内外对住宅、办公建筑热环境的舒适性做了大量的研究[1-4]，对医院建筑热环境也有
少量的研究[5-6]。但国内专门针对医院，尤其是病人这一特殊群体的热舒适研究并不多[7]。
ASHRAE Standard 55[8]基于大量的实验以及现场测试的结果，划定了舒适区。但此标准
中的数据主要来源于健康人群，并不一定适合医院这类特殊建筑。袁涛等人对长沙地区冬夏
基金项目：重庆市科委自然科学基金计划面上项目（CSTS，2010BB6052）
作者简介：龚旎，（1988-），女，硕士研究生，主要研究方向为室内热湿环境。
通信联系人：张华玲，（1967-），女，博士，副教授，主要从事建筑节能湿环境研究工作. E-mail:
 季医院、办公楼、博物馆、火车站候车室、酒店和商场等公共建筑进行热舒适调查，得到了
此6 种公共建筑的综合热中性温度45 [9]，但此中性温度缺乏针对性。Ruey-Lung Hwang 等[7]对
台湾中部医院的病人进行热感觉、热接受度以及热偏好调查，发现在冬季病人的热中性温度
为22.9℃，偏好温度为23.9℃；夏季分别为24.0℃和24.6℃。
由于不同地区的气候特点不同，人们的衣着、文化习惯以及气候适应性存在差异，导致
人们的对热湿环境舒适需求也可能不同，因此，本文针对夏热冬冷地区医院建筑，调查冬季
50 空调实际运行工况下病人与健康人的热舒适感觉，并进行对比分析，给出该地区医院冬季空
调合理的温湿度控制范围，将为指导医院空调设计或运行管理提供参考。
1 调查与测试概况
在2010 年12 月-2011 年1 月期间，对重庆市某三甲医院病房病人、健康人员的热湿状
况进行了问卷调查，并采用TSI 室内空气品质分析仪采集房间内空气温度与相对湿度。调研
55 病房主要包括肿瘤科、肾内科、神经内科、呼吸内科，所得有效样本352 份，见表1
表 1 调查问卷样本分布
Tab. 1 Questionnaire samples distribution
人群 病员 健康人员
肿瘤科 肾内科 神经内科 呼吸内科 其它
37（23%） 34（21%） 32（20%） 26（17%） 31（19%）
192 样本量及
其所占百
分比 160（45.5%） 192（54.5%）
60 调查内容包括病人和健康人的热感觉投票TSV（Thermal Sensation Vote）、湿感觉投票
HPV (Humidity Perception Vote)与整体舒适感投票TCV(Total Comfort Vote)，并采用TSI 室
内空气品质分析仪实测病房内空气温度与相对湿度。
2 调查样本分析
2.1 热湿感觉及整体舒适感投票标度
65 热感觉投票TSV 其内容也是一个与ASHRAE 热感觉标度内容一致的七级分度指标[10]；
湿感觉投票HPV 类比热感觉投票，并综合人们对不同湿度区间的具体感受划分为七个等级；
整体舒适感投票TCV 是在热舒适投票五级分度指标基础上类比划分为四个等级，见表2。
表 2 投票标度
70 Tab. 2 Vote scales
热感觉投票TSV 湿感觉投票HPV 整体舒适感投票TCV
+3 热 +3太潮，皮肤很湿润 0 舒适
+2 温暖 +2潮，皮肤感觉滋润 -1 稍不舒适
+1 较温暖 +1有点潮 -2 不舒适
0 适中 0适中 -3 很不舒适
-1 较凉 -1有点干燥，皮肤有紧绷感
-2 凉 -2干燥，皮肤感到干涩、有唇干喉干感觉
-3 冷 -3太干燥，皮肤很干燥
2.2 医院病房实测热湿环境状况
通过对病房进行一个月的冬季空调工况热湿参数的调查和测试，温度在16.3-25.3℃区
间，平均温度为21.9℃，相对湿度范围为24.9-57.1%，平均约37.4%。病房内包括病人及健
75 康人对温度的满意率为74%，当温度为24-25℃时，约有一半的人认为偏暖甚至感觉热。在
 16.3-25.3℃范围，人们对相对湿度在24.9%-57.1%区间的满意率仅为33%，普遍认为室内环
境干燥。
2.3 病员及健康人的热湿感觉对比
根据获得的病员和健康人员的样本资料，采用Bin 法，温度以1℃为刻度[11]，相对湿度
80 以5%为刻度。热感觉投票TSV 及湿感觉投票HPV 取划分区间内的平均值得平均热感觉投
票MTSV(Mean Thermal Sensation Vote)和平均湿感觉投票MHPV(Humidity Perception Vote)。
病员与健康人员对于室内热湿环境的平均热湿感觉投票对比见图1.
图1 病员及健康人员热湿感觉投票
85 Fig.1 TSV and HPV of patients and healthy people
在[19℃,20℃] 、[20℃,21℃]、[21℃,22℃]、[22℃,23℃]、[23℃,24℃] 温度区间内，病
员平均热感觉投票分别为-0.25，0.04，0.16，0.20，0.50，低于健康人平均热感觉投票0.15，
0.31，0.27，0.49，0.55，这表明在相对较低的温度条件下，病员比健康人员更容易感觉到冷，
90 反之随着温度的升高，健康人更易产生热感觉。当温度进一步升高（温度区间[24℃,25℃]），
病员MTSV 高于健康人群（MTSV 病员=0.94，MTSV 健康人员=0.87）。以上综合反映出病员对
于温度的可容忍范围较健康人群窄。对湿感觉投票也有相同的趋势，病员与健康人在相对湿
度低于50%的环境中MTSV<0，说明室内环境干燥。
在19-25℃温度范围内，随着温度变化，病员热感觉投票标准差σTSV 为0.41，健康人σTSV
95 为0.26；在相对湿度低于50%的范围内，病员对于不同湿度区间的湿感觉投票标准差σHPV
为0.50，健康人σHPV 为0.26。病员对于热湿感觉投票标准差均大于健康人，即病员的热湿
感觉波动更大，说明其对室内空气温度、湿度变化的感知比健康人更敏感，这可能是病人较
为虚弱引起的。
在温度19-25℃，相对湿度25-50%范围内，病员与健康人的整体舒适感各标度的投票率
100 如图2。可见，病员的平均整体舒适感投票MTCV 为-0.36，健康人的平均整体舒适感投票
MTCV 为-0.51。病房人员整体偏向稍不舒适，但温度并无明显不适，主要原因是对低湿的
抱怨，说明冬季病房空调环境湿度偏低，且健康人对的整体舒适感低于病员。分析原因，主
要是大多数病员长期处于静养状态，而样本中的健康人主要为陪护，他们大部分时间都在为
病人的需求或治疗而忙碌，活动强度更大。
 图2 病员及健康人员整体舒适感投票
Fig.2 TCV of patients and healthy people
2.4 病员与健康人的中性温度
110 计算样本各温度区间内的平均温度和对应的MTSV 投票标度，等到病员平均热感觉与
温度的关系如图3 所示，线性回归方程为：
MTSV=0.182t-3.714 （R2=0.867）
当MTSV=0 时，回归方程得可得到病员在冬季空调工况的中性温度t 中性为20.4℃。
同理，得到健康人员MTSV 与温度的关系，如图4，线性回归方程为：
115 MTSV=0.127t-2.383 （R2=0.904）
图3 病员平均热感觉与温度的关系 图4 健康人员平均热感觉与温度的关系
Fig. 3 The linear regression relationship of temperature Fig. 4 The linear regression relationship of temperature
120 and the MTSV of patients and the MTSV of healthy people
热中性的状态下，MTSV=0，即健康人员中性温度t 中性为18.8℃。可见，病员的中性温
度比健康人员的高1.6℃，病员对室内空气温度的要求高于健康人员，病人更期望偏暖的环
境。这可能是由于身体原因、活动强度、衣着等不同造成的差异。
125 3 医院病房舒适区推荐
3.1 舒适性温度区间
由于人们的期望温度总是比中性温度偏向更暖的一侧[7][12]，结合ASHRAE standard 55
提出的可接受热舒适环境为-0.5<PMV<0.5[8]，预测平均投票PMV 与实际的平均投票并无显
 著性差异[6]，建议将0<TSV<0.5 的热环境作为冬季的热舒适环境。由MTSV 与温度的回归
130 方程可得到病员的热舒适温度区为20.4-23.2℃，健康人的热舒适区为18.8-22.7℃。
应用调查样本进行热可接受率检验，对于病员，当温度区间为20-23℃时，在此范围内
MTSV=0.14，通过间接方法按调查对象填写的热感觉投票值，0、1 为可接受[4]，得到热可
接受率为94.7%，；对于健康人员，当温度区间为19~22℃时，在此范围内MTSV=0.24，可
接受率为87.2%，均超过80%的可接受率。
135 医院病房为病人治病、休养的场所，其主体服务对象是体质较弱的病员群体，病房热湿
环境进行人工调控的主要目的是满足病人的热舒适需求，因此，建议医院病房的舒适性温度
区间为20-23℃，且在此范围健康人的热可接受率为85%，说明20-23℃作为医院建筑舒适
性温度区间的合理性。
3.2 病员及健康人对湿度的舒适性需求
140 病房在20-23℃舒适温度范围内，样本相对湿度主要在25-50%范围。计算各相对湿度区
间平均湿度，获得平均湿感觉MHPV 与相对湿度的关系如图5，病员普遍感觉干燥，线性
回归方程为：
MHPV=0.07RH-3.960 （R2=0.861）
当MHPV=0 时，RH=57%，即在温度满足舒适的前提下，病员认为合适的相对湿度约
145 为57%。
健康人在舒适温度范围内，平均湿感觉与相对湿度的关系如图6 所示，线性回归方程为：
MHPV=0.028RH-2.220（R2=0.547）
150
根据健康人对环境湿度的投票，即使相对湿度在45%-50%时，MHPV=-1.06，仍感觉室
内环境偏干燥。且在25-50%范围内，MHPV 在-0.9~-1.6 之间，可见，人们对于相对湿度的
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