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行为与不平等交织:Nature Energy深度解析美国温控器现象

文章来源:PKU智慧城市实验室 关键词:美国温控器现象,预防与冷热,智能温控器
维持安全的室内温度对于预防与冷热相关的疾病至关重要,但在美国,每年仍有数百万家庭面临“热不安全”的困境。

行为与不平等交织:Nature Energy深度解析美国温控器现象


  维持安全的室内温度对于预防与冷热相关的疾病至关重要,但在美国,每年仍有数百万家庭面临“热不安全”的困境。虽然智能温控器被认为是节能的利器,但其普及率和实际使用效果在不同群体间差异巨大。来自佐治亚理工学院和卡内基梅隆大学的研究团队,基于2020年美国住宅能源消耗调查(RECS)数据,对全美18,496户家庭(代表1.23亿美国家庭)的温控器设置进行了深入分析。研究发现,手动调节或长期设定固定温度的用户,其室内温度设置往往偏离节能目标:冬季比智能温控器用户高出2.3°F,夏季低2.2°F。此外,种族差异成为一个显著的预测因子:黑人家庭在冬季设定更高温度,在夏季设定更低温度,这种模式即使在控制收入和房屋质量后依然存在。这项发表于《Nature Energy》的研究表明,单纯依赖技术升级不足以解决能源效率和公平问题,必须针对弱势群体(如低收入者、有色人种和租房者)提供定制化的技术普及和行为干预支持。

  01、理论框架

  温控器设定不仅是技术问题,更是社会行为学问题。研究团队构建了一个多维度的分析框架,旨在解耦技术、行为与社会特征对室内温度的影响。

  技术维度:比较了手动、可编程和智能温控器对室内温度设定的影响。假设智能温控器的自动调节功能能带来更节能的温度设置。

  行为维度:分析了用户如何操作温控器(如手动调节、设定后不管、频繁开关设备)以及应对能源成本的策略(如牺牲必需品、忍受不健康温度)。

  社会维度:重点考察了种族、收入、房屋所有权等社会经济特征如何通过影响技术获取和使用行为,进而塑造室内热环境。


图1.冬季温控器设置的驱动因素。

  数据展示了线性回归系数估算值。黑点表示白天有人在家时,灰点表示夜间,蓝菱形表示白天无人时。结果显示,手动调节或设定固定温度的用户(左侧Behaviour and thermostat部分)倾向于设定更高的温度。右侧显示黑人家庭(Black)在所有时间段的设定温度均显著高于白人家庭。

  02、行为与技术的博弈

  智能温控器真的能带来节能行为吗?数据给出了肯定的答案,但也揭示了用户习惯的强大惯性。

  智能vs手动:如图1和图2所示,与使用智能温控器的家庭相比,使用手动温控器或习惯“设定后不管”的家庭,在冬季倾向于保持更高的室内温度,在夏季则保持更低的温度。这种温控行为在夜间和家中无人时尤为明显,表明缺乏自动化调节导致了能源浪费。

  行为惯性:约50%的美国家庭习惯设定一个温度后就不再调整。这种静态行为不仅错失了节能机会,还可能导致为了维持舒适度而不得不设定更极端的温度值。

图2.夏季温控器设置的驱动因素。

  与冬季相反,手动调节或设定固定温度的用户(左侧)倾向于设定更低的温度(更费电)。右侧显示黑人家庭(Black)和租房者(Renters)在夏季设定的温度显著低于参照组,表明其对制冷的需求更为刚性或缺乏有效的调节手段。

  03、种族与能源不平等

  研究中最令人深思的发现是种族在温控器设定中的显著作用,这种作用甚至超过了收入的影响。

  种族差异:如图1和图2所示,黑人家庭在冬季将温度设定得比白人家庭高约2.2°F,在夏季则低约1.4°F。这种“冬暖夏凉”的设定模式意味着更高的能源消耗。

  深层原因:进一步的逻辑回归分析(图3和图4)显示,黑人家庭拥有智能温控器的概率显著较低,且更倾向于手动控制或缺乏对温控器的控制权。这表明,技术获取的不平等限制了他们采用更节能的温控方式。

  应对策略:黑人家庭更有可能为了支付能源账单而牺牲食物或医疗等必需品(图5),但并不更倾向于忍受不健康的室内温度。这暗示了他们可能通过维持较高的热舒适度来应对恶劣的住房条件,即便这以牺牲其他生活必需品为代价。

图3.温控器类型的相关性分析。

  展示了不同社会经济特征群体拥有某种温控器的几率比(Odds Ratio)。低收入者、租房者和黑人家庭拥有智能温控器(绿色三角形)的几率显著低于参照组,而更可能没有温控器(黑点)。

图4.温控行为的相关性分析。

  黑人家庭和低收入者更倾向于“设定温度后不管”(黑点)或“无法控制温控器”(绿色三角形),而不太可能使用自动调节功能(粉色叉号)。这解释了为何这些群体的温控设定往往较不节能。

图5.应对策略的相关性分析。

  低收入者和黑人家庭为了支付能源账单而牺牲必需品(如食物、药物,黑点)的风险极高。这表明高能耗的温控设定背后,是沉重的经济负担。

  04、结论与政策启示

  这项研究揭示了美国住宅能源消费中隐藏的社会不平等:不仅仅是买不起设备,更是用不起能源。

  研究的核心结论是:

  技术与行为并重:智能温控器确实能带来更节能的温度设定,但用户的使用习惯(如手动覆盖自动设置)会削弱其效果。

  种族差异显著:黑人家庭在温控设定上表现出更高的能源需求,这并非单纯的偏好,而是技术获取受限和住房条件差的综合反映。

  政策导向:未来的能源效率政策不能只关注技术补贴,必须向低收入和少数族裔社区倾斜,提供更易用的智能设备,并配套行为教育和住房改造支持,以实现真正的能源公正。

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