第五章 討論
第二節 中性溫度與喜好溫度
中性溫度的解釋是有最多受訪者會投熱中性(熱感覺尺度的中間點)
所對應的溫度。本文使用了機率回歸分析的統計方法來求得中性溫度。
受訪者會投熱中性所對應的溫度為連續的隨機變數,表示大多的溫度會 集中於平均數的兩邊,其次數分配曲線呈鐘形狀,並且其數值絕大部分 聚集在離平均數三個標準差內(
P
(μ−3σ)<x
<P
(μ+3σ),x=變數;P
=機 率;μ=平均值;σ =標準差。),故此溫度為常態隨機變數,其分配為常 態分配(The Normal Distribution)。將表5-1中問卷受訪者的熱感覺尺度分成回答熱(3)、暖(2)、微暖
(1)的所有投票數以及中性(0)的一半投票數視為“覺得暖和群”,而 剩下的投票數則視為“覺得涼爽群”,藉由常態分配的累加機率函數公式
(如公式5-4),可以找出適合室內操作溫度的累積機率分布曲線。
∫
−∞=
≤
= P X x x f x dx x
F( ) ( ) ( ) (5-4)
累積機率分布曲線50%所對應的室內操作溫度,即是常態分配曲線中 間點或最高點所對應的室內操作溫度,亦即有最多受訪者會投熱中性所 對應的溫度,意指中性溫度。
如圖5-6所示,全部學生所認為的中性溫度為圖中對應於累積機率 50%的25.6℃To。以此類推,男生、女生、國中生、國小生、夏季以及冬 季 機 率 回 歸 分 析 求 得 的 中 性 溫 度 如 圖5-7 至 圖 5-12 所 示 , 分 別 為 25.3 To℃ 、25.9 To℃ 、26.0 To℃ 、26.1 To℃ 、29.4 To℃ 以及21.5 To℃ 。其中 除了在夏季與冬季找出的中性溫度較其他溫度來的偏高與偏低外,其餘 求得的中性溫度都相當接近。
夏季與冬季的中性溫度有明顯的差異,肇因於學生衣著量的不同。
0%
25%
50%
75%
100%
0 10 20 30 40 50
操作溫度(℃) 覺得暖和百分比(%)
中性溫度=25.6℃To
圖 5-6 全部學生的中性溫度
當學生穿著夏季制服時,因為衣著量較少所以可以容忍較高的溫度,學 生會投熱中性所對應的溫度也自然較高,反之當學生穿著冬季制服時,
求得的中性溫度較低。
ASHRAE Standard 55所建議的中性溫度,可以利用外氣乾球溫度代 入其自然通風環境熱舒適範圍公式所得到的最佳室內操作溫度。本文以 學生穿著夏季制服期間(五月份至十一月份)、學生穿著冬季制服期間(十 二月份至次年四月份)以及全年的外氣乾球溫度平均值分別代入自然通 風環境熱舒適範圍公式,求得ASHRAE Standard 55所建議的夏季、冬季 以及全年中性溫度分別為27.6 To℃ 、22.5 To℃ 以及25.2 To℃ 。
ASHRAE Standard 55所建議的全年中性溫度與現場實測全部學生的 中性溫度相當。但是其所建議的夏季中性溫度較現場實測來的低,是由 於學生在穿著夏季制服時,隨著溫度的上升,衣著量減少至最低狀態,
可以容忍較高的溫度。冬季中性溫度較現場實測來的高,是由於學生在
0%
25%
50%
75%
100%
0 10 20 30 40 50
操作溫度(℃) 覺得暖和百分比(%)
中性溫度=25.3℃To
圖5-7 男生的中性溫度
0%
25%
50%
75%
100%
0 10 20 30 40 50
操作溫度(℃) 覺得暖和百分比(%)
中性溫度=25.9℃To
圖5-8 女生的中性溫度
0%
25%
50%
75%
100%
0 10 20 30 40 50
操作溫度(℃) 覺得暖和百分比(%)
中性溫度=26.0℃To
圖5-9 國中的中性溫度
0%
25%
50%
75%
100%
0 10 20 30 40 50
操作溫度(℃) 覺得暖和百分比(%)
中性溫度=26.1℃To
圖5-10 國小的中性溫度
0%
25%
50%
75%
100%
0 10 20 30 40 50
操作溫度(℃) 覺得暖和百分比(%)
中性溫度=29.4℃To
圖 5-11 夏季的中性溫度
0%
25%
50%
75%
100%
0 10 20 30 40 50
操作溫度(℃) 覺得暖和百分比(%)
中性溫度=21.5℃To
圖5-12 冬季的中性溫度
穿著冬季制服時,隨著溫度的下降,自由增添衣著程度,可以容忍較低 的溫度。
喜好溫度意指人們想要將其熱環境調整得更暖和或者更涼爽的狀 態。表5-3是類似於表5-1的物測數據與問卷中熱喜好尺度的統計表。表中 所示的操作溫度亦為該頻度內測得室內操作溫度之平均值,而各熱喜好 投票數則是該頻度內的總數。
透過表5-3中對三種調整方式的熱喜好尺度進一步機率迴歸分析,可 以找出學生想要的喜好溫度。分別對 “想調暖群”與“想調涼群”進行機率 迴歸分析,其中想要調暖和或想要調涼爽的累積機率分布曲線,表示每 一溫度頻度中投票想要調暖和或涼爽的問卷數百分比。兩條累積機率分 布曲線的交點對應的溫度即是學生想要的喜好溫度。如圖5-13所示,圖 5-13為全部學生的機率迴歸分析結果。圖中右邊的S型曲線表示想要涼爽 一點的族群,而左邊的曲線代表想要溫暖者,兩條曲線交點對應的溫度
(23.1 To℃ )就是學生的喜好溫度。
0%
25%
50%
75%
100%
0 10 20 30 40 50
操作溫度(℃) 百分比(%)
全部(想調涼) 全部(想調暖) 喜好溫度=23.1℃To
圖5-13 全部學生的喜好溫度
表5-3 物測數據與問卷中熱喜好尺度的統計表
0%
25%
50%
75%
100%
0 10 20 30 40 50
操作溫度(℃) 百分比(%)
男生(想調涼) 男生(想調暖) 喜好溫度=22.9℃To
圖5-14 男生的喜好溫度
0%
25%
50%
75%
100%
0 10 20 30 40 50
操作溫度(℃) 百分比(%)
女生(想調涼) 女生(想調暖) 喜好溫度=23.0℃To
圖5-15 女生的喜好溫度
0%
25%
50%
75%
100%
0 10 20 30 40 50
操作溫度(℃) 百分比(%)
國中(想調涼) 國中(想調暖) 喜好溫度=24.4℃To
圖5-16 國中的喜好溫度
0%
25%
50%
75%
100%
0 10 20 30 40 50
操作溫度(℃) 百分比(%)
國小(想調涼) 國小(想調暖) 喜好溫度=22.2℃To
圖5-17 國小的喜好溫度
0%
25%
50%
75%
100%
0 10 20 30 40 50
操作溫度(℃) 百分比(%)
夏季(想調涼) 夏季(想調暖) 喜好溫度=28.1℃To
圖5-18 夏季的喜好溫度
0%
25%
50%
75%
100%
0 10 20 30 40 50
操作溫度(℃) 百分比(%)
冬季(想調涼) 冬季(想調暖) 喜好溫度=20.9℃To
圖5-19 冬季的喜好溫度
男生、女生、國中生、國小生、夏季以及冬季的機率迴歸分析結果 分別如圖5-14至圖5-19所示,求得的喜好溫度分別為22.9 To℃ 、23.0 To℃ 、 24.4 To℃ 、22.2 To℃ 、28.1 To℃ 以及20.9 To℃ 。其中除了在夏季與冬季找 出的喜好溫度較其他溫度來的偏高與偏低外,其餘求得的喜好溫度都相 當接近。
夏季與冬季的喜好溫度有明顯的差異,也是肇因於學生衣著量的不 同。當學生穿著夏季制服時,因為衣著量較少所以可以容忍較高的溫度,
學生會想要的喜好溫度也自然較高,反之當學生穿著冬季制服時,求得 的喜好溫度較低。求得的喜好溫度皆較中性溫度來的低,此結果顯示學 生希望有較涼爽的教室環境。本文將所有的的中性溫度與喜好溫度彙整 於表5-4中。
表5-4 中性溫度與喜好溫度彙整
類別 中性溫度
(℃To)
喜好溫度
(℃To)
全部 25.2 - 夏季 27.6 - ASHRAE Standard 55
建議標準
冬季 22.5 - 全部 25.6 23.1 男生 25.3 22.9 女生 25.9 23.0 國中 26.0 24.4 國小 26.1 22.2 夏季 29.4 28.1 現場實測結果
冬季 21.5 20.9