基于广州地区的全年室外热舒适研究

发布时间：2020-05-18 13:40

【摘要】：随着我国城市化的快速发展,城市人口密度、建筑密度和交通密度持续增高,城市热环境不断恶化。如何营造健康、舒适的室外环境是建设可持续发展社会的重要问题,而构造舒适的室外热环境需要准确的室外热舒适模型来指导,然而,我国关于室外热舒适的研究还较弱,评价指标相对缺乏,大多采用欧美的热环境评价指标。但是,由人的适应性,基于欧美地区建立的室外热舒适模型于我国的适应性还有待验证。因此,对中国的室外热舒适进行具体研究势在必行。本调研于2016年6月到2017年5月的广州开展,通过环境参数测量与问卷调查同时进行的形式,获取有效问卷共4675份。本文首先分析了广州各季节的舒适性与热可接受度,研究发现:春季舒适性有点热,夏季舒适性最差,秋季舒适性最好,冬季有一半时间给人感觉舒适;人们在冬季时偏向于接受偏热的环境,在夏季时偏向于接受偏冷的环境,在过渡季节时偏向于接受中性偏冷的环境。此外,本文分析了热感觉与热舒适的关系,结果表明无论人体处于热平衡还是热不平衡状态,人体都会产生舒适感。其次,本文对PET(Physiological Equivalent Temperature)、PMV(Predicted Mean Vote)、SET~*(Standard Effective Temperature~*)、UTCI(Universal Thermal Climate Index)于广州地区的适应性进行了验证,结果表明:PET的适应性最好,其在12~36℃之间与实际MTSV(Mean Thermal Sensation Vote)有着较好的一致性,但在较冷环境下,PET高估了人们的冷感觉,相反,在较热环境下,PET高估了人们的热感觉;PMV在-1.0~3.0时高估实际MTSV约0.3,在PMV-1.5时,PMV较大高估了人们的冷感觉;SET~*高估了人们热感觉变化幅度,当SET~*17℃时,SET~*高估了人们的MTSV值,当SET~*17℃时,SET~*低估了MTSV值;UTCI整体高估了人们的MTSV,在UTCI26℃时,随着UTCI的减小,UTCI的预测值与人们实际MTSV值的偏差增大,在UTCI32℃时,UTCI高估了人们实际热感觉约半个热等级。再次,本文修正了PET、PMV、SET~*、UTCI的适应性,包括热中性值、热等级区间、热偏好值。研究发现:在描述性分析中,温度越高的季节,中性值越大,而通过probit分析与散点回归分析得到的中性值没有规律的季节顺序;PET、PMV、SET~*、UTCI的全年舒适域分别为18.6~24.4℃、-0.3~0.8、24.2~29.1℃、20.0~25.5℃,其中PET与原舒适域最为接近,PMV、SET~*比原舒适域高,UTCI的下限值比原舒适域高11℃;各模型春季、夏季、秋季的偏好值低于其中性值,且夏季的偏好值与其中性值相差最大,而冬季的偏好值高于其中性值。最后,本文分析了热舒适因素对人体热感觉的影响,研究发现空气温度对人体热感觉的影响最大(空气温度平均每升高5℃,人体热感觉就会升高一个热等级),其次为风速,相对湿度对人体热感觉的影响最小。此外,通过多重线性逐步回归分析,本文建立了广州地区全年及各季节的室外热舒适经验模型,从而得到了各热舒适因素与全年及各季节TSV(Thermal Sensation Vote)关系。本文分析了广州室外热舒适现状,验证并修正了PET、PMV、SET~*、UTCI模型于广州的适应性,建立了广州室外热舒适经验模型。本研究结果对广州地区的城市规划、室外活动的举办等具有一定的参考价值,对于国内乃至亚热带地区室外热舒适的进一步研究具有一定的学术交流价值。
【图文】：

热感觉,热舒适,温度变化,阶跃

热感觉变化存在“滞后”现象，而从冷或热环境突变到中性环境时，热感觉变化存在“超越”现象（图1-4）。Gagge 等[22]认为人体遇温度突变时，皮肤温度存在热惯性，但热感觉又与皮肤温度存在着分离的现象，原因是皮肤温度的变化给人体产生了附加热感觉，而这种热感觉掩盖了皮肤温度本身引起的热感觉。随后 DeDear 等[23]、KNagano 等[24]分别在 1993 年、2005 年进行了类似的实验，均发现热感觉存在“超越”的现象。LGBerglund 等[25,26]、ROHLESF.H.JR 等[27]、OhnoH 等[28]对渐变环境进行了研究，其研究都表明当温度变化小于 0.5℃/h 时，人们的可接受舒适范围没有改变。图 1-4 “中性-热-中性”阶跃温度变化时人体的热感觉与热舒适Fig.1-4 The change of thermal sensation and thermal comfort of human body during the change of neutral -thermal - neutral step temperature

技术路线图,技术路线

基于广州地区的全年室外热舒适研究同环境下）进行，并由调研人员指导被试者完成，，其中问卷内容包括：人体的基本信息（性别、年龄、体重、身高）、着装、活动方式，热感觉、热舒适、太阳辐射感、气流感、湿度感、热期望、热环境评价等。（2）数据录入与计算将实测环境数据与相应时间段的问卷数据匹对并录入到电子表格，然后使用 Rayman软件[78]、 CBE 计算工具（ http://comfort.cbe.berkeley.edu/ ）、 UTCI 计算程序（http://www.utci.org/utcineu/utcineu.php）等计算相关模型的预测值。（3）数据分析利用 SPSS 统计分析软件通过描述分析、回归分析等分析方法研究相关的内容。（4）技术路线
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU111

【参考文献】