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《西安建筑科技大学》 2017年
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气候的地域和季节变化对人体热适应的影响与应用研究

郑武幸  
【摘要】:大量的热舒适现场研究表明,人体在特定的气候区和季节中形成了特有的适应性热舒适规律,当人群在不同气候区之间迁徙或长期生活在气候季节性冷热动态变化中时,这种特有规律如何变化,对室内热环境评价有哪些影响,是目前热舒适现场研究关注较少的问题。目前适应性热舒适在建筑节能中的应用主要有两方面,一是为人工环境控制系统提供更合理的运行温度控制指标,二是与建筑气候分析相结合,判断各种被动式技术的调节范围。关于前者的研究已相当成熟,而对于如何科学准确地评价建筑设计部分的节能效果,尚无法科学准确地量化计算。针对上述问题,本文系统开展了热舒适现场调查和测试工作,分析气候的地域和季节变化对人体适应性热舒适以及对室内热环境评价的影响,依据建筑气候设计原理,提出了一种新的基于适应性热舒适的建筑节能效果评价方法。主要包括以下内容:首先,以北方当地人、南方当地人和在北方长期生活的南方人为受试者,进行了大量的热舒适现场调研,发现在北方长期生活的南方人全身热感觉和中性温度不受气候地域变化影响,热可接受范围、湿感觉、行为调节和心理期望等方面的变化趋于北方当地人,建立的人体热适应模型与舒适区范围相较于南方当地人存在偏移或缩小现象,指出气候的地域变化会导致人体热适应规律产生变化,但也有所保留。其次,在四季分明的典型城市进行了各季节的热舒适现场调研,发现人体热感觉、热可接受度、湿感觉、行为调节、心理期望等方面都存在季节性差异,一方面与各季节的气候特点有关,一方面受气候的季节性冷热动态变化影响,体现为春季和秋季的中性温度、可接受温度范围、期望温度等指标受前一个季节影响较大。由此建立的季节性热适应模型和舒适区能够更加准确地反映气候的冷热季节性动态变化特征。最后,分析了在气候的地域和季节变化下人体热适应规律对室内热环境评价的影响,指出评价时应合理筛选受试人员样本,并避免在春季和秋季进行评价。针对现有建筑节能效果评价方法无法独立评价建筑设计部分的节能效果的问题,通过构建新的能耗评价指标和计算原理,提出一种新的基于适应性热舒适的评价建筑物自身节能效果的方法,分析指出其能够克服已有建筑节能评价方法的缺陷和局限性。本文的研究为充分解释人体热舒适气候适应机理提供了支持,同时为适应性热舒适成果在建筑节能领域的应用拓展了新方向。
【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】:2017
【分类号】:TU111;P467

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