基于自然通风建筑的热舒适模型研究

针对目前基于各地区人口、地域、气候特点的自然通风建筑热舒适标准不够完善的问题,系统介绍了国内现有的自然通风建筑热舒适评价模型,包括修正PMV模型、气候适应性模型及其修正模型,以期为今后的进一步研究提供参考。归纳的结果表明,利用自然通风建筑热舒适评价模型指导建筑设计以及空调、供暖设备运行,可以很好地发挥建筑节能潜力。国内热舒适研究样本充裕,但尚未建立可共享的完整的人体热舒适研究数据库,难以形成规范的热舒适评价体系。各类模型在用于评价自然通风建筑室内热舒适性时各有优缺点。后续研究应考虑误差修正,并注重PMV模型和适应性模型结合作用机理的探讨,最终形成能够综合展现人体热平衡理论和人体适应性理论相结合的更为全面的集总参数评价模型。     

室内热舒适评价方法探讨

从世界各国热舒适现场研究的实际情况出发,对PMV模型和适应性模型（Adaptive Model）的优势和不足之处进行了比较。PMV模型适用于评价装有中央制冷、采暖、通风的室内热舒适,对于自然通风的室内环境,它预测的热感觉比人体实际热感觉高。而适应性模型更强调人的适应性,人体通过适应机制调节自身的热感觉。热适应的累计可以解释不同生活环境下的人们热感觉不同。将ISO7730和Adaptive Comfort Standard（ACS）相结合,编制具有指导意义的标准,是一种很好的选择。     

温和地区自然通风办公建筑的实际热环境评价研究

为了研究温和地区公共建筑通过被动式手段来实现"近零能耗"获得舒适的室内热环境的可行性,以贵阳市一栋自然通风(Free-running)办公楼为例,通过长期连续的室内环境参数测量与现场问卷调查相结合的形式,把结果与中美两国的热舒适标准包括热适应模型的舒适区进行了对比分析。结果表明:①该建筑室内环境的预测平均热感觉PMV与实际热感觉投票值TSV有显著偏离,并有大量状态点偏离现有标准的舒适区,但大部分室内人员的反应却是没有不舒适或者有点不舒适。②在温和地区的办公建筑采取适合的被动式环境控制措施,完全可以保证建筑在大多数时间满足室内人员的热舒适要求。③在为温和地区设计依赖自然通风等被动式手段的公共建筑,以及对其进行热环境评价的时候,应该充分考虑当地人群对气候的热适应性。     

衡阳地区高校学生宿舍夏季室内热环境的研究

为了研究衡阳地区高校学生宿舍在夏季自然通风条件下室内的热环境与热舒适度,对衡阳地区某高校学生宿舍室内的环境参数进行现场测试,并同时对宿舍常驻学生进行了室内热湿环境的主观问卷调查.通过对调研结果分析发现,夏季自然通风条件下,宿舍室内的热感觉为热,相对湿度较高,室内通风效果不佳,63％的学生对宿舍室内的热舒适性表示不满意.利用适应性PMV模型计算得出夏季宿舍室内的热湿环境处于Ⅲ级标准,室内热环境较差.通过线性拟合得到预测平均热感觉PMV与操作温度top的关系式,研究结果得自然通风下学生宿舍夏季室内可接受温度为23.9～28.6℃,室内的热中性温度为26.3℃.     

北疆地区高校教室夏季自然通风热舒适性研究

以石河子大学一内廊组合的典型教学楼为例,采用室内外热环境参数测量、主观问卷调查结合的方式对该建筑夏季自然通风条件下教室热舒适性进行研究。得到北疆地区教室夏季自然通风实测热中性温度为27. 07℃,高于PMV/PPD模型预测热中性温度26. 57℃。建立适用于严寒地区高校教室自然通风热舒适评价数学模型,并且验证Griffiths模型可以准确预测该地区室内热舒适温度,预测值为27. 32℃(G=0. 5℃~(-1))。实测80%热不满意率对应的TSV范围为-1. 8～0. 90,微宽于ASHRAE 55标准中规定的-0. 85～0. 85。并对比3种标准下的热适应性模型,比较热舒适范围的差异性。     

自然通风环境热舒适性评价与分析

分析了用于自然通风环境热舒适评价的PMV模型、PMV修正模型和适应性热舒适模型,指出了3种模型的不足之处.对天津地区1栋办公建筑在过渡季节自然通风情况下的室内热环境和CO2浓度进行了测试和主观问卷调查,得到了室内热环境相对室外热环境的变化规律和人们的热评价结果,认为自然通风环境热舒适模型应当综合考虑热环境因素、个人行为因素、空气龄及人们长期的生理适应和心理预期.     

基于风速补偿的自然通风房间热舒适性模拟研究

为获得自然通风条件下室内的热舒适评价方法,利用Fluent软件,根据杭州市典型室外气象参数确定边界条件,模拟居住建筑室外绕流场、室内通风场和温度场的分布规律;运用基于风速补偿的热适应性评价模型分析室内热舒适状况,并将此法与PMV模型结果对比,表明前者定义舒适的阈值较小,且正向偏离较大,后者则能较好反映自然通风房间的热环境。     

夏热冬暖地区商场冬季室内热舒适研究

以广州某大型综合商场为研究对象,采用问卷调查和现场测试相结合的方式,对商场冬季室内热舒适性进行了调查研究,并对调查测试结果进行了统计回归分析。研究结果显示:商场冬季室内实测热中性温度为19.4℃,90%满意度热舒适温度范围为16.1~22.7℃;而根据PMV计算得到的室内热中性温度为16.8℃,90%满意度热舒适温度范围为13.3~20.4℃;PMV模型预测的热感觉比现场问卷调查得到的平均热感觉MTS要高,与实际感觉存在一定偏差。基于实测热舒适数据,进一步分析了室内热中性温度与室外空气温度的相关性,确立了商场冬季室内热中性温度与室外空气温度的近似线性关系,建立了商场冬季室内热舒适气候适应性模型。     

建立一种新的热适应预测评价模型——预测热感觉PTS模型

对现有热舒适模型及热适应模型存在的问题进行了思考。利用ASHRAE热舒适数据库中的数据,结合标准有效温度SET,建立了能够体现适应性的热感觉预测评价模型——预测热感觉PTS模型。该模型不仅能够对各种环境下人的热感觉进行预测,还能够反映适应性差异。建立了针对我国不同气候区的预测评价模型及世界典型气候类型下的模型。通过验证发现,该模型准确性高,实用性强,可用于指导实际建筑的设计和评价。     

重庆与武汉冬季托幼建筑中幼儿热舒适研究

针对目前夏热冬冷地区托幼建筑冬季室内热环境现状,对重庆和武汉两地进行了调研与实测分析,从而获得幼儿热环境评价指标。以修正幼儿代谢率的方法为基础,计算得到了幼儿热感觉预测平均评价指标PMV值;以幼儿实际热感觉对应的幼儿生理、行为表现为依据,得到了幼儿的实际热感觉投票TSV值。对两地PMV值和TSV值进行了对比分析。结果显示:两地幼儿的PMV与TSV的差值基本维持在0.2左右;影响幼儿热舒适的主要因素是幼儿的活动水平和教师对室内热环境的主观调控。     

严寒地区居住建筑室内热舒适模拟研究

将模拟计算得到的模型房间的温度场与经回归分析建立的平均热感觉MTS预测模型和热舒适评价指标PMV相结合,通过编制MATLAB程序,绘制了模型房间不同截面的MTS和PMV的三维分布图。比较了各个截面的MTS和PMV预测结果并分析了产生误差的原因。     

上海地区适应性热舒适研究

为研究上海地区人体热感觉和适应性热舒适现状,通过环境参数测量和问卷调查结合的方式来分析和探讨室内外气候条件、服装热阻、热感觉等关系。本文主要涉及自然通风建筑内人体热感觉和热中性温度随季节变化的关系。结果表明:在适应性热舒适研究中,人体中性温度与室外环境温度具有较强的相关性,得到的上海地区适应性热舒适模型可为适合我国自身特点的热舒适研究提供依据。     

自然通风环境下的热舒适分析

鉴于自然通风环境下的PMV实际热舒适调查结果有较明显的偏差，热舒适研究领域提出了两种新的模型：PMV修正模型和适应模型。对这两种模型进行了分析，认为应对自然通风环境和空调稳态环境参数进行更细致的分析，以建立一种适用于自然通风环境的集总参数模型或评价指标。     

万科建筑研究中心大厅自然通风分析

对万科建筑研究中心大厅的自然通风情况进行了模拟计算与分析,得到了大厅内主要空间人员活动区域的气流速度分布情况,并结合PMV指标对自然通风情况下室内的热舒适性进行了考察。     

诺邓台梯式四合院夏季热环境实测研究

对诺邓台梯式四合院进行夏季热环境实测,算出室内预计平均热感觉指数(PMV)和预计不满意者的百分率(PPD),并以预计适应性平均热感觉指标(APMV)为依据对室内热舒适进行评价。利用预计平均热感觉指数(PMV)和操作温度(t_op)进行线性回归得到线性方程,确定夏季热中性温度。结合夏季热环境实测和热舒适研究,分析影响室内热环境的因素,为改善诺邓台梯式四合院室内热舒适提供基础数据。     

湿热地区自然通风建筑过渡季热舒适研究——以海口学生宿舍为例

为了解湿热地区过渡季室内热环境情况,以海南地区某大学自然通风建筑为例,采用现场室内外环境参数测试和问卷调查相结合的方式对该类建筑热环境进行了现场研究,应用统计学及建筑热环境分析模型对热感觉、热舒适和湿感觉进行了计算分析,得到实测与按照PMV模型计算热中性标准有效温度分别为24.7℃和25.4℃,受试者的期望温度为26.2℃,实测热中性湿度为64%,80%可接受标准有效温度和操作温度范围分别为19.5~27.9℃和20.1~28.5℃,比ASHRAE Standard 55—2010得到的80%可接受温度范围宽;与该地区夏季和冬季热舒适研究结果比较表明,在没有人为改变室内环境前提下,人对环境的适应性和主观期望随环境动态变化。     

基于神经网络的寒地高校冬季热舒适模型应用

本文利用神经网络训练并验证寒地高校冬季热舒适模型,分析寒地高校教学空间的热工情况。热舒适合理预测是创造满意热环境和建筑节能的重要基础。传统的热舒适评价主要以PMV评价指标模型为主。然而,根据一些学者的研究,该指标模型的计算过程十分复杂而且在操作中与实际情况有一定的偏差。随着计算机科学的发展,一些学者开始尝试使用机器学习模型建立热舒适预测模型。本文通过河北建筑工程学院的实地测试,利用神经网络训练和预测PMV评价指标,发现神经网络仿射模拟PMV计算值的误差较小。训练集的均方误差(MSE)为0.011,验证集的均方误差(MSE)为0.023。同时利用神经网络训练和预测实际热感觉投票值,整体准确率为84.8%,平均准确率为84.0%。根据预测结果,拟合出的热中性温度为23.5℃,热舒适范围为(y∈[-1, 1])[19.6℃,27.3℃]。与实际投票值的拟合结果基本趋同。     

对PMV热舒适模型适用性的分析

PMV热舒适模型是目前广泛应用的室内热舒适评价模型,在其实际应用中有时会出现较大的预测误差.本文首先研究了PMV热舒适模型在实际使用中出现的预测误差,而后对其产生误差的各方面原因进行了详细分析,最后总结了PMV热舒适模型预测准确的应用范围.研究结果对提高室内热舒适和建筑节能具有一定的意义.     

冬季普通病房住院病人热舒适现场研究

目前,普通病房室内热环境设计均参照基于健康人提出的热舒适理论体系,并没有考虑住院病人生理机能和服装热阻不同带来的热需求差异。本文采用Lin&Deng被服热阻公式和预测新陈代谢率Ireton Jones1992公式修正传统PMV模型。对重庆某医院普通病房的228名卧姿与61名非卧姿病人进行现场环境和生理参数测试,以及主观问卷调查。结果表明：卧姿病人的热感觉与平均皮肤温度显著相关,但非卧姿病人的热感觉与平均皮肤温度的线性关系较弱;卧姿病人实测热中性温度是21.2℃,高于非卧姿病人的16.6℃,且卧姿病人的热敏度高于非卧姿;修正的PMV模型预测热感觉的准确率和稳定性提高了16.7%和46.2%。但在预测非卧姿病人热感觉时仍存在较大的误差,需要对病人的热舒适预测模型进一步研究。     

夏季自然通风住宅老年人适应性热舒适评价研究

为探究自然通风住宅中老年人适应性热舒适的特殊性,在重庆市对6家养老机构和14个居民小区进行了现场研究。结果显示,在夏季热环境中,老年人的热感觉投票值偏低,不满意率也较低,可接受上限温度值偏高。采用预计适应性平均热感觉指数APMV模型预测老年人的热舒适投票值,得到老年人的自适应系数λ=0.55。建议老年公寓采用Ⅰ级指标(0APMV0.5)进行热舒适评价,得到对应的老年人可接受温度范围为22.70~27.78℃。