基于地域气候的适应性热舒适研究

发布时间：2021-04-13 07:46

适应性是人体热舒适研究的重要领域，对于人们正确认识气候、建筑环境对热舒适的影响规律具有重要意义。人体对波动环境比稳态环境具有更好的适应能力，其感觉舒适的环境区间远远大于稳态空调房间。然而基于传统的稳态热环境设计理论把人们的舒适温度限定在较为狭窄的范围，忽视了千百年来人体生理在气候波动影响下自然形成的调节适应能力。此外，现有热适应模型将室内舒适温度完全归结于室外温度的影响，忽略了室外其他要素如湿度、太阳辐射、风速等对热舒适的影响。针对以上问题，结合我国多样化的气候特征，依据环境心理学、建筑气候学和人体热舒适的气候适应原理，在我国干冷干热等七个不同地域气候进行了大样本调查。通过现场测试和问卷调查，采用显著性检验、Probit概率模型、多元统计回归分析等，定量研究人体行为调节和主观反应与室内外气候的作用关系，探讨不同气候热湿特性对人体热适应的调节机理，建立预测人体中性温度的气候适应模型，提出合理的室内舒适温度边界条件的计算方法。得到的主要结论如下：（1）结合人体生理学、环境心理学的相关理论进行了热适应和热舒适、气候和热舒适关系的分析。分析结果明确了气候、建筑和适应时间是影响适应性热舒适的主要因素，环境刺激的强度、波动程度和持续时间决定着人体热适应的水平；通过热适应的内在机制建立了较完善的热舒适气候适应机理。（2）建立了包含我国典型地域气候特征的热舒适现场研究原始数据库，统计得到不同气候区建筑围护结构、室内外主要环境参数、人体主观问卷的地域分布特征，阐明了服装、开窗及热感觉等的分布规律以及随地域气候和季节的变化趋势。（3）研究采用现场实测、问卷调查、数据统计分析方法确立了与中性温度密切相关的室外温度的时间尺度。通过单因素和多因素的多元统计分析方法，分析了人体中性温度和温度、湿度、风速和太阳辐射的关系，确定了温度和水汽压是影响人体热舒适的最主要的两个环境参数，建立了不同地域气候下中性温度和室外温度、水汽压之间的多元非线性回归模型，使中性温度的预测模型更加精确化。阐明了基于我国地域气候的中性温度的季节、地域和运行模式的分布规律，揭示了冬夏典型气候特征与热适应的相互关系。（4）对国内外气候适应模型在我国不同气候区的适用性进行了验证，当某一地区的主导气候特征与形成中性温度预测模型的气候特征越接近，预测精度越高。在气候适应模型的基础上，通过研究该地域气候可接受温度与中性温度的偏移量来确定大多数人可接受温度的上下限，并对冬季和夏季可接受温度的上下边界进行限定，从而确定不同地域气候人们的可接受温度范围，建立舒适温度的边界条件计算方法。本课题基于我国地域气候所建立的热舒适气候适应理论和模型，为准确预测实际建筑环境的室内热舒适计算参数提供科学的数据基础，为编制和修订建筑热工设计规范、建筑节能设计标准提供理论准备。
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU119;TU111

文章目录

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的和意义

1.3 文献综述

1.3.1 适应性热舒适的研究思路

1.3.2 基于现场研究的热适应模型研究

1.3.3 适应性热舒适的应用研究

1.3.4 总结与评价

1.4 研究内容

1.4.1 研究目的

1.4.2 研究内容和技术路线

1.4.3 拟解决的关键问题

1.4.4 论文的研究框架

1.5 本章小结

第2章热舒适的气候适应原理

2.1 适应性热舒适的含义

2.1.1 适应、热适应

2.1.2 适应性热舒适

2.1.3 适应性范围

2.2 适应性热舒适的原理

2.2.1 人体热调节机理

2.2.2 热适应原理基本内容

2.2.3 环境刺激对热适应的影响

2.2.4 热适应对热舒适的作用机理

2.3 适应性热舒适的主要影响因素

2.3.1 气候

2.3.2 室内气候

2.3.3 适应时间

2.3.4 其它因素

2.4 热舒适的气候适应机理

2.4.1 人体热舒适对温度的适应

2.4.2 人体热舒适对湿度的适应

2.4.3 人体热舒适对太阳辐射的适应

2.4.4 人体热舒适对气流速度的适应

2.4.5 人体热舒适对大气压力的适应

2.5 本章小结

第3章适应性热舒适基础数据及分析方法

3.1 我国的地域气候特征

3.1.1 气候及气候分类

3.1.2 我国的气候区划

3.1.3 我国典型地域气候

3.2 热舒适现场调查基础数据库的建立

3.2.1 分区数据库

3.2.2 全国数据库

3.2.3 城市环境参数的来源

3.3 适应性热舒适的分析方法

3.3.1 数据分析方法

3.3.2 热适应模型的推导

3.4 适应性热舒适的评价指标

3.4.1 主要评价指标及其特点

3.4.2 室内外热舒适指标的选取

3.5 本章小结

第4章基于地域气候的现场调查结果及适应性分析

4.1 不同地域气候现场调查结果

4.1.1 建筑围护结构构造情况

4.1.2 受试者基本信息

4.1.3 室内外主要环境参数

4.1.4 人体主观问卷

4.2 不同地域气候人的适应性

4.2.1 服装行为的适应性

4.2.2 开窗行为的适应性

4.2.3 主观反应的适应性

4.3 本章小结

第5章典型气候特征下中性温度预测模型的建立

5.1 引言

5.2 短期气候条件下中性温度的预测模型

5.2.1 中性温度的单变量预测模型

5.2.2 不同气候要素作用下中性温度和室外温度的关系

5.2.3 中性温度的双变量预测模型

5.3 30 年平均气候条件下中性温度的预测模型

5.3.1 中性温度的单变量预测模型

5.3.2 中性温度的双变量预测模型

5.4 中性温度和短期、长期气象要素的比较

5.5 中性温度的分布规律

5.5.1 中性温度的季节分布规律

5.5.2 中性温度的地域分布规律

5.5.3 中性温度的运行模式分布规律

5.6 适应性热舒适与典型气候特征

5.6.1 冬季典型气候特征对热适应的影响

5.6.2 夏季典型气候特征对热适应的影响

5.6.3 典型气候特征下人体中性温度的变化趋势

5.7 本章小结

第6章中性温度预测模型的适用性及可接受温度范围的确定

6.1 中性温度预测模型的适用性

6.1.1 国内外适应性热舒适标准

6.1.2 不同标准中性温度预测模型的对比

6.1.3 不同预测模型在我国的适用性验证

6.2 可接受温度范围的确定

6.2.1 可接受温度上下限及偏移量

6.2.2 可接受温度上下边界的确定

6.2.3 对我国适应性热舒适标准修订方向的建议

6.3 本章小结

第7章总结与展望

致谢

参考文献

在读期间的研究成果

附录：热舒适现场调查问卷

【参考文献】