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自由运行建筑人体热适应性研究

景胜蓝  
【摘要】:室内热环境与热舒适研究目前主要包括稳态热舒适和适应性热舒适研究两个方向。稳态热舒适模型主要基于人工气候室研究。而适应性模型由于综合考虑了自由运行建筑中人的热适应性,利于引导建筑设计考虑环境适应性、满足居民热环境质量要求同时又利于建筑节能,因此越来越受到人们的重视。然而现有的适应性模型,主要基于现场测试研究和问卷调查,以热感觉投票为判据得到,而对于适应性过程机理研究仍处于黑箱状态。针对上述问题,本文开展了以下研究: 首先本文通过文献研究分析归纳了适应性理论主要思想,对建筑热环境人体热适应性过程的特点进行了分析,并对现有热适应性机理研究存在的不足之处进行了分析归纳。通过理论分析,提出了定量研究适应性机理的信息熵方法,并对信息熵方法的产生和发展进行了深入分析,验证了其适用性。为本文研究工作的开展奠定了理论基础。 在理论研究的基础上,本文对夏热冬冷地区重庆、武汉、成都的自由运行建筑室内热环境开展了为期一年的现场测试和问卷调查,获得了6100余份问卷,通过详细分析得到的了全年室内热环境参数、人员服装以及热感觉投票等基本信息。以服装热阻作为表征热适应性行为调节的指标,采用信息熵方法构建了服装热阻熵,得到了对全年服装热阻熵随室内空气温度的变化关系。针对主观热感觉投票,也采用信息熵方法构建了热感觉投票熵,分析了热感觉投票熵随室内空气温度变化的特点和规律。 本文还采用实验室生理研究和问卷调研方法,通过在全年自由运行建筑实验室进行研究,得到了生理指标SCV以及问卷投票等基本信息。采用信息熵方法构建了SCV熵,通过求解得到了SCV熵随空气温度变化模型。通过对SCV熵变化特征的分析,定量分析了自由运行建筑中人体热适应生理调节过程的基本特点和规律。通过对实验室问卷调研得到的热感觉及热舒适投票数据进行统计分析,分析了主观感觉与客观生理指标变化的关系。 本文最后对自由运行建筑人体热适应性模式进行了辨析,对适应过程中相互关联的行为、生理以及心理热调节的关系进行了理论分析。对自由运行建筑服装行为热调节、人群热感觉投票随室内环境的变化特征进行了进一步分析。在此基础上,从自动控制理论出发,提出了基于适应性机理的自由运行建筑室内热环境评价思路和方法,并给出了基于适应性行为、生理调节结合热感觉投票的可接受温度区间的定义。利用本文研究获得的行为调节、生理调节结合热感觉投票数据给出了夏热冬冷地区的室内可接受温度范围,证明了该方法的有效性和实用性,指出了该评价方法的应用方向。


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