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1、*国家科技支撑计划重大项目课题（2006BAJ02A09、2006BAJ02A13-4）资助重庆市特征气候的舒适性分析重庆大学城市建设与环境工学院 张立文 李百战 丁勇 沈艳摘要：本文通过对重庆地区气象资料的收集和整理，分析了该地区风力、温度、湿度等基础数据，对重庆地区的风速和风向进行了细致的统计并有了清晰的认识。结合人体热舒适区域图，对重庆市的温度、湿度特征进行了总结，为以后提出控制策略打下基础。 关键字 风速 风向 温度 湿度 1 前言重庆市位于中国西南部、长江上游。重庆辖区主要分布在长江沿线，以丘陵、低山为主，平均海拔为400米。重庆市区坐落在长江与嘉陵江交汇处，四面环山，江水回绕，湿度
2、较大。按建筑热工设计分区，是用累年最冷月（即一月份）和最热月（即七月份）平均温度作为主要指标，累年日平均温度5和25的天数作为辅助指标，将全国划分为五个区，即严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区。夏热冬冷地区的主要分区指标是最冷月平均温度010，最热月平均温度2530，而重庆则属于典型的夏热冬冷地区。依托国家“十一五”重大科研项目中的“建筑室内热湿环境控制与改善关键技术研究”课题，笔者收集了重庆市的相关气象资料1，进行了分析整理。2 风力资源2.1 风速分析笔者收集了重庆市一年的1460组风力数据，每一组数据包括风向和风速。风速（单位m/s）按大小分为0、0V1、1V3、3V5、57六个层
3、次。风向的处理是将360度圆等分为16份，即用来表示16个风向。例如：0.0风向表示北风，45.0表示东北风，180.0表示南风等，无风的情况不包括在内。经过笔者的统计：从风速大小来看，1460个数据中，风速为0的数据有318个，0.0风向即北风的情况下，风速大小为0V1的有25个，风速大小为1V3的有50个，风速大小为3V5的有2个，累计得到全年1460个数据中，北风风向的数据有77个。按照此法整理统计，得到了如下的分速分布表。表1：风速分布表（m/s）风速(个数)风向00V11V33V557个数3183182550200770.025443107322.515361005245.02036
4、1005767.513344005190.072230032112.551900024135.0142020036157.5112731042180.0122401037202.5224600068225.0212100042247.5322110054270.04457300104292.573118800199315.053135600194337.531839271037301460从上表中可以得出，重庆地区的全年室外风速较低。小于5 m/s的风速占到了全年的99.04% ,分速在0m/s1m/s的情况占了近四分之一，无风的情况也占了近四分之一。2.2 风向分析在风向方面，由表1的统计得
5、：在1460个数据中，无风情况下有318个数据，占据21.78的比重；0.0风向北风的情况下，风速大小为0V1的有25个，比重为1.71%；风速大小为1V3的有50个，比重为3.42%；风速大小为3V5的有2个，比重为0.14% ，累计得北风所占比重为5.27%。按照此法，统计整理出如下的风向比重表。表2：风向比重表不同风速（m/s）风向下所占的比例风向比例00V11V33V55721.7821.780.05.271.713.420.140.000.0022.55.001.713.010.210.070.0045.03.561.032.470.070.000.0067.53.901.372.4
6、70.070.000.0090.03.490.892.330.270.000.00112.52.190.481.510.210.000.00135.01.640.341.300.000.000.00157.52.470.961.370.140.000.00180.02.880.751.850.210.070.00202.52.530.821.640.000.070.00225.04.661.513.150.000.000.00247.52.881.441.440.000.000.00270.03.702.191.440.070.000.00292.57.123.013.900.210.000.
7、00315.013.635.008.080.550.000.00337.513.293.639.250.410.000.00100.00100.0021.7826.8548.632.530.210.00从上表中的数据可得，在重庆地区有风情况下，从风向上来看，主导风向为西北风，占到了37.74的份额，其次为东北风，占了近13.83的比例，其余的风向分布较为均匀。无风的比例也很高，占到了21.78 。综合表1风速分布表和表2风向比重分布表，得到了重庆全年风玫瑰图。示意如下：从上可得，重庆属于风能资源较贫乏地区，平均风速为1.6m/s。但从相关的文献2看：一些山口、河谷地区, 特别是盆地边沿的东北部
8、山区风能资源较丰富。重庆市风能总储量2250万kW, 可技术开发的风能在1050万kW 左右。就全市风能资源的地区分布而言, 主要集中在巫溪、奉节、南川等地, 约占全市幅员面积的7%。在能源消耗日益加大，能源日益紧张的今天，在重庆地区对于风资源的利用需要深入开发潜力。3 温湿度分析3.1 冬季温湿度分析（以一月份为例）采用候平均气温划分季节的原则3（即候平均气温低于10的时间段为冬季，高于22为夏季，界于冬、夏季之间的时段分别为春、秋季）可以得到重庆市冬季来临的时间一般在12月上中旬，东南部偏早在11月下旬，冬季长约7590天，东南部及海拔较高地区可达100天以上。重庆冬季偏暖，少霜雪，多云雾
9、，日照少，最冷月平均气温48。作者根据收集到的气象资料2，对重庆市的最冷月干球温度进行了整理，温度曲线如下所示：图2：最冷月的干球温度变化图从上图2得：重庆冬季最冷月份一月的温度分布大致在510之间，最冷月1月的月平均温度为8.1，最冷月的日最高温度与日最低温度分别为13.6和3.4。在自然环境日益极端化的今天，随着人们对生活品质的要求越来越高，创造一个舒适的室内热湿环境，已成为暖通工作者的首要任务。用什么样的物理参数来判定舒适的热湿环境？什么样的范围为舒适？根据国内外已有的研究成果4，将温度、湿度等参数计算后将其结果表现为图表中的一个区域，如图2中的蓝色区域。该区域表示人体热舒适区，若某一气
10、象参数经过计算后，描点落在蓝色区域内，则处在该气象参数下的人体感觉舒适（90的人认为舒适）。笔者将收集的重庆市的温度、湿度等基础数据，经计算后描绘在如下图中。 图3：重庆一月份热舒适区分布图如图3所示，是暖通空调行业常用的焓-湿图，其中蓝色图框范围内表示人体舒适区（90的人认为舒适），红色表示自然通风区域。从该焓-湿图上看，一月份重庆的气候参数点都偏离人体热舒适区，温度主要分布在510之间，湿度在60左右，呈现一种湿度大、温度低的状态。由此可见，要改善重庆市冬季的舒适性，一月份首要目标是进行温度的控制，并同时控制相对湿度保持在舒适度区域内，然后结合适当的湿度调节，改变这种阴冷的气候状况，达到人
11、体热舒适的要求。3.2 夏季温湿度分析（以七月份为例）5月中旬开始，全市相继进入夏季，东南部最迟在6月初入夏，夏季是全年最长的季节，普遍有120140天，东南部稍短，也有100天左右。夏季炎热光照强，降水不匀多伏旱。重庆夏季以“火炉”著称，极端最高气温3840，部分地区甚至高达42、43。日最高气温大于35的高温日数是炎热的标志之一，全市沿长江、嘉陵江和乌江两岸海拔较低地区的高温日数平均为3040天，反映出重庆炎热不仅强度大，而且持续时间长3。笔者根据重庆市夏季的气象数据，整理了夏季最热月的干球温度图，如下所示：图4：最热月的干球温度分布图从图4可得：其最热月的日最高温度与日最低温度分别为37
12、.7和28.2，日平均温度在2432之间，经计算得重庆夏季最热月份七月的月平均温度为28.1。 在这样的高温情况下，在热舒适区分布图上会是怎样的一个情况？笔者将所收集的温湿度等数据，经计算后表示为下图中的黄点，如图5所示：图5：重庆七月份热舒适区分布图从图5重庆七月的该焓-湿图看，七月份重庆的气候参数点都远离人体热舒适区，温度主要分布在2535之间，湿度主要集中在80左右，处于高温高湿状态，人体感觉闷热。由此可见，要提高重庆市夏季的舒适性，对于高温高湿的处理是关键。4 小结作者通过对重庆地区风、温度、湿度等气象数据的整理和分析，对重庆市的风力、温度、湿度等天然冷热资源有了初步地认识。重庆地区的
13、主导风向为西北风，平均风速为1.6m/s，一年当中无风的时间占据了四分之一强，对于风资源的利用需要深入开发潜力。重庆地区冬季（以一月份为例）温度在58左右，湿度在60左右，给人以“阴冷”的感觉，根据这一气候特征，温度将是为使人体达到舒适状态首要的控制对象。夏季（以七月份为例）七月平均温度为28.1，湿度主要在80左右，高温高湿，影响建筑室内热湿环境舒适性的主要因素是相对湿度,其次是干球温度。从全年建筑室内热湿环境调控上看,对于湿度的调节应该是重庆地区的重点。笔者将对该课题深入研究，为使人体达到热舒适状态，提出更为具体和可操作性的控制策略。 参考文献：1中国气象局气象信息中心气象资料室. M.中国建筑热环境分析专用气象数据集. 北京：中国建筑工业出版社, 2005.2张丽娜、李蜀庆.重庆市可再生能源现状和发展J.云南环境科学.2006.（25）增刊.132133.3重庆市气候资源 http:/ Comfort,Robert E.Krieger Publis
