人的一生大概有80%的时间生活在室内，营造良好的室内环境对用户健康和社会和谐都极为重要。有研究表明，室内环境舒适度除受物理环境参数的客观影响外，还与居于其中的使用者主观感受息息相关。既有建筑室内环境调查研究成果颇丰，但调查对象以办公建筑、商业建筑等公共建筑居多，针对居住建筑的系统调查相对较少。而居住建筑由于其功能、空间形式和使用特点的特殊性，人们在其中的心理状态、行为模式和其他建筑类型有较大差别，难以直接借鉴其他建筑类型的研究成果。一些已经开展的居住建筑调查，大多以热环境研究为主，缺乏对热环境、光环境、声环境及空气质量的系统研究。同时，已有的居住建筑室内环境调查研究，往往止步于给出调研结果，从技术层面提出建筑设计时应当重视哪些室内环境问题，或如何优化技术设计，缺乏从技术与经济结合、功能与成本结合角度进行的分析，不利于实现社会效益和经济效益双优的发展目标。

本研究以河南省寒冷地区(包括寒冷A区及寒冷B区)为例，综合考虑住宅室内物理环境参数的客观影响和住户主观感受，设置重要性与满意度两个指标，采用问卷调查方法，对居住建筑室内环境要素进行研究，并从功能与成本结合角度，分析环境要素功能改善的次序选择，期望为实现全寿命周期总成本最低条件下的既有居住建筑室内环境改善、科学运维及新建居住建筑设计优化提供助益。

我国分为严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖、温和共五大气候分区，本调查针对河南寒冷地区展开，包括寒冷A区及B区。寒冷A区包括洛阳市和济源市，寒冷B区包括郑州市、开封市、商丘市、周口市、漯河市、许昌市、焦作市、新乡市、鹤壁市、濮阳市、安阳市、三门峡市。

问卷包括两大部分(表1)，一是居民基本信息，包括性别、年龄、居住地区、常住人口数量等人员特征变量；二是住宅室内环境要素重要性与满意度。重要性指居民对室内环境要素的价值认知，描述了居民对室内环境的心理预期；满意度指居民对室内环境要素的主观评价，可体现居民对室内环境心理预期与实际居住感受间的相对关系。由于寒冷地区冬夏季室内环境差别较大，故对冬夏季满意度分别进行提问。

关于住宅室内环境的主要构成要素，根据《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378-2014)和《近零能耗建筑技术标准》(GB51350-2019)的控制性条文及参数规定，参考相关研究，细分为自然采光(IEQ1)、人工照明(IEQ2)、自然通风(IEQ3)、温度(IEQ4)、湿度(IEQ5)、声环境(IEQ6)、空气质量(IEQ7)等七个要素。

问卷题目设置完成后，2019年12月在研究团队内进行小范围预研，并根据反馈结果，对问卷题目进行精简与完善。2020年2月16日，与河南省五方合创建筑设计有限公司及河南省被动房研究所在网上联合发起调查。截止3月14日，回收河南省寒冷地区14市共1255份问卷，其中有效问卷1129份，有效率89.96%。经检验，问卷克隆巴赫Alpha值为0.951，测量量表具有很高的内在一致性，量表内在信度较好。因子分析结果显示，KMO值为0.936，巴特利特球形度检验结果显著，量表结构效度较好。

样本分布情况见表2。样本男女比例为1.19∶1，比较均衡；平均年龄为31-40岁；大多数受访者(86.4%)为本科/大专及以上学历；大多数受访者(75.4%)表示收入水平“大致够用”；城区、城郊与农村村庄居民比例约为5∶2∶1；家庭构成中3人核心家庭比例最高(31.3%)；居住层数覆盖1～3层、4～6层、7～9层、10层及以上。

对有效问卷进行数据统计，得出河南省寒冷地区居民对住宅室内环境七个要素的重要性认知、冬夏满意度的平均值及排序，结果见表3。表中，指标数据第一行为答卷平均值，第二行为要素排序。

从表3看出，自然采光(IEQ1)重要性平均值为4.24，是居民最重视的要素。自然通风(IEQ3)重要性仅次于自然采光，重要性平均值为4.21。其次是空气质量(IEQ7)、声环境(IEQ6)、温度(IEQ4)和湿度(IEQ5)，人工照明(IEQ2)受重视程度最低，重要性平均值为3.42。根据重要性排序可知，虽然有研究认为热舒适对室内环境整体舒适性的贡献比声环境、光环境和空气质量高一些，但住宅使用者本身对于热舒适的重视程度是逊于自然采光和自然通风的。

湿度(IEQ5)是冬季满意度最低的要素，满意度平均值为3.3。这与冬季寒冷而干燥的室外气候有关，从生活经验来看，许多寒冷地区家庭在冬季都需要购买加湿设备，来提高室内湿度。赵玲玲(2018)的研究也表明，寒冷地区建筑空调设备需要配置加湿设备才能达到舒适度设计要求。

声环境(IEQ6)是夏季满意度最低的要素，满意度平均值为3.43。这与王怡的调查结果相似，该研究对西安住宅室内环境进行调查，发现室内环境噪声的不满意率达30.6%，远高于室内光环境的不满意率(18.5%)，许多住户反应道路噪声等外部噪声是导致居住不满意的重要原因之一。

IPA分析方法(Importance Performance Analysis)是进行满意度研究的常用方法之一。该方法通过分析要素重要性与满意度之间的相互关系，对要素进行综合评价。借助IPA分析方法，以室内环境各要素的重要性权重(由AHP层次分析法计算得出，见表4)为横轴，以室内环境各要素的满意度平均值作为纵轴，以各要素指标权重总平均值及满意度总平均值分割坐标轴区域，形成四个象限(图1，图2)。

图1和图2中，第Ⅰ象限为高重视、高满意度区，属于供给匹配区；第Ⅱ象限为低重视、高满意度区，属于过度供给区；第Ⅲ象限为低重视、低满意度区，属于供给不足区；第Ⅳ象限为高重视、低满意度区，是供给严重欠缺区。

既有居住建筑室内环境要素改善、合理有效的运维管理以及新建居住建筑室内环境要素设计优化，既需要考虑建筑技术的可能性和合理性，又需要考虑建筑经济的可行性与合理性。在这个意义上，对住宅室内环境要素功能进行优化改善存在顺序选择问题，即从要素功能得以改善从而满足居民舒适度需求的目标出发，按照建造和运维总成本最低的原则，确定要素功能改善、成本优化的优先顺序，而不是仅从技术可能性出发，单向考虑环境要素功能提升。IPA分析评价结果，为从功能与成本结合角度进行选择分析提供重要条件。

落入第Ⅰ象限高重视、高满意度“供给匹配区”的室内环境要素有冬夏季自然通风、冬夏季自然采光和冬季温度，表明虽然调研对象位于寒冷地区，但居民仍然非常重视室内环境与外界自然环境的交流，同时对既有住宅这几个室内环境要素的现状高度认可。这一区域的环境要素并无功能改善需求，因此对于既有住宅建筑而言，这几项环境要素功能可以继续保持，不需要增加改造成本来实现“锦上添花”式的功能改善。而对于新建住宅建筑设计，则宜在采用成熟的建筑技术以保持要素功能不降低的前提下，运用技术经济分析方法，寻求降低建造成本和运维成本的技术经济措施。

位于第Ⅱ象限低重视、高满意度“过度供给区”的住宅室内环境要素是冬季人工照明，表明居民目前对居住建筑冬季人工照明重视程度相对较低，且主观感受良好，无论是既有居住建筑功能改善，还是新建住宅建筑设计，均不必在冬季人工照明要素上投入成本以求得功能提高。相反，应考虑将过度的要素功能供给适度降低，以降低新建居住建筑建造成本，节约既有和新建居住建筑运行与维护成本，即以不明显降低冬季人工照明功能为约束条件，以总成本最低为目标，进行成本优化。而对“不明显降低”的“度”的把握，则需深入研究。

处在第Ⅲ象限低重视、低满意度“供给不足区”的住宅室内环境要素为冬夏季湿度、冬夏季声环境和夏季人工照明。由于居民对这几项要素的重视程度较低，故在资源有限、成本受控的条件下，不属于必须、立即对其功能加以改善优化的范围。同时由于居民对这几项要素功能的满意度较低，故在资源和成本许可时，应当采取适当的技术措施，在一次性投入和运行成本都合理的前提下进行功能改善，即可在完成“供给严重欠缺区”的要素功能优化改进后，进行后续的要素功能改进。两者结合起来，对于本区域内的环境要素，需要在条件具备时进行功能提升和总成本最低双目标优化，既要改善要素功能，又要实现建造(改造)和运维总成本节约。

属于第Ⅳ象限高重视、低满意度“供给严重欠缺区”的住宅室内环境要素有冬夏季空气质量和夏季温度。居民对这一区域环境要素现状的主观感受很差，从增进人民健康、促进社会和谐立场看，是首要改进区，需以环境要素功能提高为首要目标，以运行和维护成本最低为约束条件，采取建筑技术措施对要素功能进行优化改善。从图3和图4对比中看出，相较于夏季，冬季空气质量的受重视程度更高、居民满意度更低，表明问题更为严重，属于第一顺序待改善要素。这时，固然仍需考虑要素功能改善时建造(改造)的一次性成本投入，但应当让位于要素功能提高。而夏季温度、夏季空气质量两个要素满意度较低，是寒冷地区居住建筑室内环境要素功能提升的重点，在寻找以功能提高为目标的技术改善措施时，可以增加一次性投入节约的约束条件。

为使功能改善与成本优化选择更具有个别针对性，需就居民对住宅室内环境要素的主观感知进行差异分析。运用因子分析方法，从7个室内环境要素的重要性及冬夏季满意度共21项指标中提取出4个主因子，发现温度、湿度、声环境与空气质量的冬夏季满意度在主因子1上载荷较大；自然采光、自然通风的冬夏季满意度在主因子2上载荷较大；自然采光、自然通风、温度、湿度、声环境、空气质量的受重视程度在主因子3上载荷较大；冬夏季人工照明的受重视程度与满意度在主因子4上载荷较大。

运用独立样本t检验和方差分析，以显著性P<0.05(双尾)检验人员特征对四个主因子影响，结果见表5。表中：(1)不存在认知差异的组别未列出；(2)划“√”符号的位置，表明其所在行的两个组别对其所在列主因子包含的要素在主观感知上存在显著差异。

表5表明居民对人工照明的主观感受趋于一致，而对其余6个环境要素主观感受的个体差异较大。在人员特征中，居民的学历对认知有着较大的影响。居民对住宅室内环境要素的主观感知差异提示我们，在对住宅室内环境要素功能进行优化改善时，不仅要根据IPA分析结果来区分轻重缓急，选择功能改善和成本优化的顺序，还应当考虑住户(或新建住宅目标客户群)受教育程度，区分不同要素，选择功能表现程度不完全相同的技术措施。例如不同楼栋、不同楼层甚至同层同单元的不同住户，所选择的功能改善技术措施就可能存在差别，所需要的一次性成本投入以及运行维护成本也就不同，只要在功能效果上达到住户主观感受满意即可。这样“差别对待、差别选择”的目的，是在保证住户对居住建筑室内环境要素功能表现主观认知为满意的前提下，实现建筑寿命周期成本(社会总成本)最低。

根据对河南省寒冷地区1129份住宅室内环境要素主观感受问卷结果的分析，得到如下结论：

1)自然采光是居民最重视的要素，湿度是冬季满意度最低的要素，声环境是夏季满意度最低的要素。

2)冬夏季室内空气质量和夏季室内温度高重视、低满意，需以功能提升为目标，优先改进；冬夏季湿度、冬夏季声环境和夏季人工照明低重视、低满意，可在完成优先改进后，再进行功能和成本双目标优化改善；冬季人工照明低重视、高满意，功能改善需求较低，可以功能不明显降低为约束进行成本优化；自然通风、自然采光和冬季室内温度高重视、高满意，功能应继续保持，对新建住宅建筑设计则应寻找功能不变条件下的降低总成本方案。

3)居民对室内环境重要性与满意度的认知，存在个体差异，其中：对自然采光、自然通风、温度、湿度、声环境、空气质量重视程度和对自然采光、自然通风的冬夏季满意度个体认知差异较大，教育程度对认知影响较大。对住宅室内环境要素进行功能改善与成本优化时，应当考虑个体认知差异。