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人体热舒适气候适应性研究

作　者: 茅艳
导　师: 刘加平；杨柳
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 热舒适气候适应性气候区被动式气候设计建筑节能
分类号: TU119
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，对室内环境品质和居室热舒适的要求也随之提高，人们更加关注影响人体热感觉、热舒适的居室热环境指标。目前国际上流行的评价室内热环境舒适度的标准ASHRAE 55-1992和ISO 7730主要是以欧美等国家的健康青年人为研究对象，通过实验室建立的标准，未必适用于中国人。我国地域辽阔，气候类型多样，各地区居民生活习惯不同，地区之间经济发展不平衡，人们的经济承受能力不同，必将导致人们对热环境的生理适应性和心理期望值的差异。因此，研究适合我国气候特点和国情的人体热舒适适应性模型和标准，对于改善各地区人居热环境、节约能源和推动人类和生态建筑的可持续发展有重要作用。本文针对我国的气候特点，首次在全国主要自然地理区域(包括四个气候区)选取具有典型气候特征和重要经济地理位置的城市(12个)进行实际调查研究，得出了不同气候区城市的室内物理环境参数、主观热感觉、热舒适计算指标等，统计分析了不同气候区人们的热舒适适应性行为，建立了我国不同气候区的人体热舒适气候适应性模型，并在该模型的基础上给出了不同气候区的舒适温度范围，制定了被动式气候设计策略。得出的主要结论如下：(1)结合我国气候特征，确定热舒适与气候环境之间的关系。通过调节室外微气候环境至人们满意的舒适度，确立室外主要气候条件和期望的室内热舒适之间的关系。室内热舒适标准的建立是分析室外气候条件的前提和保障，建立室外气候和室内舒适标准之间的关系是进行人体热舒适气候适应性研究的关键问题。(2)首次在全国主要自然地理区域(包括四个气候区)进行了大量的室内热舒适现场调查与测试，得出了不同气候区12个典型城市的室内物理环境参数、主观热感觉、热舒适计算指标等主要参数。(3)首次研究了限制人体热舒适适应性行为的影响因素，统计分析了我国各气候区人体热舒适适应性行为。①夏季各气候区服装热阻一般分布在0.3～0.5clo(严寒地区服装热阻稍大除外)；冬季各气候区服装热阻由于受不同气候区人们生活习性以及对环境适应性不同，其取值并不完全遵循随着室外气候降低而升高的规律。②人体新陈代谢率与操作温度没有明显的线性关系。③室内空气流速与操作温度有一定的线性相关性。在夏季，各气候区空气流速与操作温度呈正线性关系；在冬季，空气流速与操作温度呈负线性关系(夏热冬暖地区除外)。④各气候区居民80％满意率时舒适区温度范围比ASHRAE 55-1992和ISO 7730标准舒适区温度范围宽。⑤冬季实测的热中性温度比PMV预测的热中性温度低，夏季实测的热中性温度比PMV预测的热中性温度高。⑥人体热中性温度与室内温度有一定的相关性。(4)首次建立了我国不同气候区人体热舒适“气候适应性模型”，并对该模型进行综合评价：①与其它现场研究结果及PMV舒适标准对比分析，得出我国不同气候区更宽的舒适温度范围；②依照该模型所确定的室内舒适温度，进行暖通能量计算，得到该模型比用ASHRAE所颁布的26℃标准的最高温度在制冷负荷方面节约5％～10％或更多的能量；③依据该模型从冬季采暖和夏季降温两个方面，分析各典型城市的气候状况，提出保证获得室内热舒适的被动式气候设计策略，其主要包括被动式太阳能采暖、夏季自然通风、建筑蓄热降温、蒸发冷却和遮阳等。本文系首次研究我国不同气候区的人体热舒适气候适应性，基于现场研究得到的热适应性舒适基准，期望对我国建筑节能设计和生态建筑设计的理论和实践研究起到积极的作用。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
1 绪论  12-23
  1.1 课题的提出及意义  12-15
  1.2 国、内外研究状况及存在问题  15-21
    1.2.1 国外热舒适研究状况  15-19
    1.2.2 我国热舒适研究状况及存在问题  19-21
  1.3 本文的主要工作  21-23
2 人体热舒适理论和分析方法  23-51
  2.1 人体热舒适影响因素  23-27
    2.1.1 人体热舒适研究  23-24
    2.1.2 热舒适影响因素  24-27
  2.2 人体热舒适生理学基础研究  27-37
    2.2.1 人体体温调节系统  27-29
    2.2.2 人体热平衡和热舒适性  29-37
  2.3 人体热舒适模型及评价标准  37-43
    2.3.1 现有的热舒适模型  37
    2.3.2 适应性模型的提出  37-38
    2.3.3 热舒适主要评价指标及标准  38-42
    2.3.4 热舒适指标的选取  42-43
  2.4 热舒适方法研究  43-50
    2.4.1 热舒适存在的两种观点  43-44
    2.4.2 热舒适研究方法  44-46
    2.4.3 国内外研究新动态  46-49
    2.4.4 热舒适研究的局限性  49-50
  2.5 本章小结  50-51
3 我国的气候与热舒适适应性相关因素分析  51-70
  3.1 气候概述  51-54
    3.1.1 气候的一般概念  51
    3.1.2 城市气候  51-52
    3.1.3 城市气象参数  52-54
  3.2 我国的气候环境  54-61
    3.2.1 中国气候特征  54-56
    3.2.2 我国的气候分区  56-59
    3.2.3 我国不同气候区的建筑特征  59-60
    3.2.4 采暖通风空调设计中室外空气参数的选用  60-61
  3.3 热舒适和气候环境  61-62
  3.4 人体热舒适适应性行为分析  62-67
    3.4.1 行为调节适应  63-64
    3.4.2 心理调节适应  64
    3.4.3 生理调节适应  64-65
    3.4.4 适应性行为  65-67
  3.5 人体热舒适适应性影响因素综合分析  67-69
  3.6 本章小结  69-70
4 现场调查与人体适应性行为分析  70-106
  4.1 引言  70-71
  4.2 现场调查实施方案  71-80
    4.2.1 调查方法  71-76
    4.2.2 数据处理  76-80
  4.3 调查统计与计算结果  80-89
  4.4 人体适应性统计分析  89-104
    4.4.1 行为适应性  89-99
    4.4.2 心理适应性  99-102
    4.4.3 生理适应性  102-104
  4.5 本章小结  104-106
5 人体热舒适气候适应性模型及综合评价  106-122
  5.1 模型的建立  106-113
  5.2 与PMV模型的比较  113-114
  5.3 节能计算  114-115
  5.4 被动式气候设计策略分析  115-121
    5.4.1 被动式气候设计基本原理  115-117
    5.4.2 案例分析  117-121
  5.5 本章小结  121-122
6 结论  122-125
  6.1 本文的研究结论  122-123
  6.2 课题展望  123-125
参考文献  125-133
附录  133-136
致谢  136-137
博士研究生学习阶段发表的论文及主要科研工作  137

人体热舒适气候适应性研究

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