引言高纬度地区环境恶劣，出于科学考察等任务的需要，越来越多的科考人员前往高纬度地区并在该地区度过很长时间，高纬度地区环境的特殊性会影响他们对环境的感知[1-3]。居住者的室内环境舒适度受到包括温度、湿度、噪声、光照、空气质量等多重环境参数的影响[4]。各种环境参数对整体环境评价的影响不完全相同，具有不同的权重系数[5]。室内环境感受会影响人的心情与工作效率[6]。目前，针对高纬度科考站区室内环境舒适度的研究较少，未关注到这一特殊环境下各环境因素对于整体环境主观感受的影响权重。因此，研究高纬度居住空间内生活人群的室内环境舒适度以及各环境参数对整体舒适度的影响权重，从而为高纬度居住空间室内环境的改善提供建议。1研究方案1.1调研背景调研地点所在地区常年受极地海洋气候影响，具有湿度高、云量大和日照少的气候特点[7]。年平均气温-2.8 ℃，最暖月（1月）平均气温约1.5 ℃，绝对最高气温达13.0 ℃；最冷月（8月）平均气温-7.8 ℃，绝对最低气温-28.5 ℃。调研时间为2021年3月16日至5月28日。1.2仪器及方法调研参数主要包括室内温湿度和参与者皮肤温度，房间内部测点根据《民用建筑室内热湿环境评价标准》（GB/T 50785—2012）[8]布置，皮肤温度测点为左手臂、左足背和前额。调研测试项目及相关仪器参数如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.07.001.T001表1调研测试项目及相关仪器参数测量参数仪器精度温度testo608H1-H2温湿度计±0.5 ℃相对湿度testo608H1-H2温湿度计±0.2%体表温度CEM DT-8806红外线测温仪±0.2 ℃1.3参与者调研的参与者共13名，全部为男性，平均年龄为(38.9±8.7)岁。填写问卷期间，居住者基本在卧室内，房间采用暖气片供暖。调研期间，参与者每隔几日填写1份问卷，共需填写18份左右。1.4问卷设计研究者提前向参与者解释问卷的内容与填写方式。调研人员在空闲之时填写问卷。调查问卷内容包含基本信息、穿着服装与活动强度、环境评价、心情投票、环境调节行为。其中，心情分类为1（开心）、2（正常）、3（不开心）。环境感觉、环境舒适、环境期望标尺如表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.07.001.T002表2环境感觉、环境舒适、环境期望标尺项目热湿风光声空气质量整体感受-3冷——————-2凉很潮湿—很暗很嘈杂很差不可忍受-1稍凉潮湿—暗嘈杂差很不舒适0适中适中—适中适中适中不舒适1稍暖干燥无风亮安静新鲜稍不舒适2暖很干燥微风很亮很安静很新鲜舒适3热—稍大风————满意0不满意1满意期望-1更凉更干燥风速降低更暗更嘈杂——0不变1更热更潮湿风速增大更亮更安静更好舒适度提高注：—表示未设置该选项。2调研结果与分析2.1室内外温湿度根据当地气象站监测数据及室内温湿度计测量结果，调研期间，室外日平均温湿度分别为(-1.1±3.2) ℃和(89.9±5.9)%，室内日平均温湿度分别为(23.2±2.5) ℃和(35.5±12.5)%。符合《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB 50736—2012）[9]的规定范围。调研期间室内外日平均温湿度变化如图1所示。室外温度骤降的时间段，室内温度可以保持稳定，表明科考站建筑围护结构及供暖设备性能较好。相较而言，室内湿度波动更大，室内湿度的调节功能需要进一步改善。图1调研期间室内外日平均温湿度变化10.3969/j.issn.1004-7948.2023.07.001.F1a1（a）室外日平均温度10.3969/j.issn.1004-7948.2023.07.001.F1a2（b）室外日平均湿度10.3969/j.issn.1004-7948.2023.07.001.F1a3（c）室内日平均温度10.3969/j.issn.1004-7948.2023.07.001.F1a4（d）室内日平均湿度2.2服装热阻根据问卷中的服装穿戴统计，对科考站室内人员的服装热阻进行计算与分析，室内人员服装热阻分布如图2所示。站内人员的服装热阻为(0.60±0.17) clo，服装热阻在0.5~0.6 clo区间的样本最多，占68%。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.07.001.F002图2室内人员服装热阻分布2.3室内环境评价对问卷中室内环境主观评价进行统计与分析，环境主观评价结果如图3所示。图3环境主观评价结果10.3969/j.issn.1004-7948.2023.07.001.F3a1（a）感觉投票10.3969/j.issn.1004-7948.2023.07.001.F3a2（b）满意投票10.3969/j.issn.1004-7948.2023.07.001.F3a3（c）期望投票热感觉(Thermal Sensation Vote, TSV)、热满意(Thermal Satisfaction Vote, TAV)、热期望(Thermal Expectation Vote, TEV)投票结果显示，更多的参与者评价室内环境偏热，房间热环境的满意度比较高，接近90%，有13.9%的参与者希望室内温度降低。湿感觉(Humid Sensation Vote, HSV)、湿满意(Humid Satisfaction Vote, HAV)、湿期望(Humid Expectation Vote, HEV)投票结果显示，参与者对于湿环境的评价满意度较低，有接近一半的投票认为室内环境偏干燥，并希望室内环境更加湿润。风感觉(Wind Sensation Vote, WSV)、风满意(Wind Satisfaction Vote, WAV)、风期望(Wind Expectation Vote, WEV)投票结果显示，室内人员对风环境的满意度比较高，一些参与者希望增加室内空气的流动性。光感觉(Luminous Sensation Vote, LSV)、光满意(Luminous Satisfaction Vote, LAV)、光期望(Luminous Expectation Vote, LEV)投票结果显示，主观光感觉投票为中性的投票占比有80.2%，83.9%的室内人员对于光环境表示满意，部分人员认为室内环境偏暗，1/5的受调查者希望房间可以更亮。声感觉(Acoustic Sensation Vote, ASV)、声满意(Acoustic Satisfaction Vote, AAV)、声期望(Acoustic Expectation Vote, AEV)投票结果显示，参与者对声环境的满意度较高(89.5%)。几乎所有想要调节室内声环境的参与者都希望房间可以更安静一些。空气质量感觉(Air Quality Sensation Vote, QSV)、空气质量满意(Air Quality Satisfaction Vote, QAV)、空气质量期望(Air Quality Expectation Vote, QEV)投票结果显示，科考站室内空气质量比较好，仅4.6%的参与者认为房间内空气质量偏差，87.0%的满意率也印证了这一点。但还有40%的参与者希望室内空气更清新，表明站内生活人员对空气质量有更高要求。室内环境整体舒适度感觉(Environmental Comfort Vote, ECV)、舒适度满意(Environmental Satisfaction Vote, EAV)、舒适度期望(Environmental Expectation Vote, EEV)投票结果显示，76.05%的参与者认为室内环境舒适，室内人员对整体环境的满意度达到87.4%。仍有40.8%的参与者希望室内舒适度进一步提升，说明科考站室内环境还有较大的提升空间。2.4心情评价心情方面，44.1%的参与者认为自己在填写问卷时是开心的，其余的参与者表示他们心情一般，未出现不开心的情况。科考站内人群的情绪处于比较稳定的状态，心理状态良好。2.5环境调节措施调研统计室内人员为了改变环境舒适度的调节行为，室内环境调节措施占比如图4所示。开窗是应用频率最高的环境调节措施，占比达39.7%，此行为可以引进室外低温的新鲜空气，与参与者降低室内温度以及提升室内湿度、室内空气流动性和空气质量的期望是吻合的。此外，到室外(30.4%)、运动(29.1%)和加减衣服(28.7%)也是科考站内人员常用的舒适度提升措施。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.07.001.F004图4室内环境调节措施占比3相关性与影响权重分析为了探究各环境评价对整体舒适度以及心情的影响，将环境评价分为舒适、满意和期望三类，在SPSS 21平台上对主观室内环境评价投票分别进行分类与整体环境的Spearman相关性分析。此外，进行多元线性回归建模，确定分类环境评价对整体环境评价的影响权重。3.1环境舒适热感觉投票(-3~3)标尺与整体舒适度投票(-2~2)难以建立线性相关性，因此采取热舒适与其建立关系。关于热感觉中性与热舒适是否等同的争议一直存在[10]，但从整体角度分析，距离中性感觉越远，可以被认为越不舒适。XCV=0  , XSV=+0-1 , XSV=±1-2 , XSV=±2-3 , XSV=±3  (X=T, H, L, A) (1)WCV=-WSV (2)QCV=QSV (3)应用式(1)近似地模拟热舒适投票结果。湿舒适、光舒适、声舒适投票情况与热舒适投票类似，也应用式(1)获取。对于风感觉和空气质量感觉，舒适度的变化基本是单向的，分别应用式(2)、式(3)进行转换。文中的舒适度投票，数值越大，表示室内人员越舒适，心情数值越大，表示室内人员的情绪越差。整体环境舒适度感觉与心情影响因素分析如表3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.07.001.T003表3整体环境舒适度感觉与心情影响因素分析项目热舒适湿舒适风舒适光舒适声舒适空气质量舒适舒适度感觉0.0950.327**0.210**-0.1250.0250.319**心情-0.155*-0.219*-0.130*-0.071-0.140*-0.331**注：*表示P0.05，**表示P0.01，相关性显著；表4、表5与此同。与环境整体舒适度感觉存在显著相关性的影响因素包括湿舒适(0.327**)、风舒适(0.210**)和空气质量舒适(0.319**)，均呈现显著正相关。湿、风和空气质量环境的舒适度提升可以对整体环境舒适度的提升起到较好的改善作用。参与者填写问卷时的心情和热、湿、风、声、空气质量舒适存在着负相关性，其中相关性最显著的因素是空气质量舒适(-0.331**)，说明室内环境的舒适度会影响居住者的心情，提升室内环境质量，令室内人员处于舒适状态下，对他们的心理健康的保持也有帮助。使用暖气片进行供暖的房间无湿度调节功能，导致室内空气干燥问题比较突出[11]。对湿环境的改善十分必要，可以在室内配置加湿设备或进行绿植栽培，从而起到调节湿度的效果。3.2环境满意整体环境舒适度满意与心情影响因素分析如表4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.07.001.T004表4整体环境舒适度满意与心情影响因素分析项目热满意湿满意风满意光满意声满意空气质量满意舒适度满意0.597**0.305**0.456**0.435**0.482**0.725**心情-0.165*-0.224**-0.344**-0.129-0.156*-0.312**室内人员对各环境参数的满意度均与整体满意度存在显著的正相关性，与空气质量满意的相关系数最大，达0.725**，其次是热满意(0.597**)。心情方面与各环境满意度呈现显著的负相关性，说明提高环境满意度也可以改善室内人员的精神状态。为了探究各环境满意(XAV)对于整体满意度(EAV)的影响权重，应用多元线性回归建立如下关系：EAV=0.28TAV+0.03HAV+0.02WAV+0.13LAV+0.19AAV+0.45QAV (R2=0.78) (4)室内人员对各环境参数的满意度增加时，均会不同程度地增加对整体环境的满意度。对整体环境满意度影响权重最大的因素是空气质量满意(0.45)，热满意(0.28)也是重要影响因素之一，与相关性检验结果相符。3.3环境期望对于期望投票，希望各环境因素上升或下降均代表希望环境发生改变，各环境的改变意愿为：XE=0 , XEV=+01 , XEV=±1  (X=T, H,W, L, A, Q) (5)数值越大表示希望该环境质量提升的意愿越大。整体环境舒适度期望与心情影响因素分析如表5所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2023.07.001.T005表5整体环境舒适度期望与心情影响因素分析项目热期望湿期望风期望光期望声期望空气质量期望舒适度期望0.205**0.603**0.573**0.409**0.464**0.782**心情0.185**0.1240.270**0.0570.0840.153*整体环境期望与各环境的改变意愿均呈现显著的正相关。其中，影响因子最大的是空气质量期望(0.782**)和湿期望(0.603**)，在室内人员期待室内空气质量提升或湿度更符合自己需求时，对室内整体环境的提升期望会更大。心情方面呈现显著正相关的是热期望(0.205**)、风期望(0.270**)和空气质量期望(0.153*)，室内人员对这几个环境的调节期望较大时，心情不佳的概率比较大。EEV=0.01TE+0.18HE+0.15WE+0.13LE+0.09AE+0.52QE (R2=0.87) (6)对整体环境期望(EEV)与各环境改变意愿进行建模，影响权重最大的是室内空气质量期望，达到0.52。因此，建筑设计阶段需要重视对室内空气质量的提高。4结语通过对高纬度地区科学考察站室内环境进行测试，并对在其中生活的人员进行主观评价调研，对测试和调查结果进行统计与分析，得到以下结论：科考建筑围护结构与室内供暖设备性能良好，可以将室内温度维持在较稳定的范围内，不随室外温度变化发生明显改变。更多人希望室内环境的温度降低(13.9%)、湿度增加(44.7%)、空气流动度增加(17.7%)、更亮(19.3%)、更安静(24.37%)、空气质量再升高(39.1%)一些，最令室内居住者不满意的是湿环境(32.2%)。居住者常用的环境调节措施是开窗(39.7%)、到室外(30.4%)、运动(29.1%)和加减衣服(28.7%)。与整体热舒适具有显著正相关性的是湿舒适、风舒适和空气质量舒适；室内人员对整体环境与各环境参数的满意度和改变期望均存在显著的正相关性，其中空气质量对整体评价的影响权重最大。进行科考设施室内环境设计时，设计者需要提供更多的环境调节措施，以满足室内人员的个性化需求，对于室内空气质量的保障与提升尤为重要。