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基于蒙特卡罗方法的重庆地区过渡季节办公建筑人员开窗行为研究

作　者: 范瑞娟
导　师: 李楠
学　校: 重庆大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 开窗随机分析 Logistic回归模型蒙特卡罗模拟
分类号: TU831
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

开窗行为是人们利用最普遍也是最方便的一种调节室内通风状况的方式，通风不仅可以改善室内热湿环境状况和空气品质，还可以在一定程度上减少建筑能耗。因此，研究建筑内部人员开窗行为习惯对于建筑节能、室内空气品质、热舒适等具有十分重要的现实意义。人的开窗行为不仅受到人体热舒适、室内空气品质等客观因素的影响，同时还会受到人们心理、生理等主观感觉的影响，导致开窗行为具有相当大的随机性和不确定性。由于得到随机性问题的确定解或者用确定性方法给出其近似解非常困难，因此这一直是困扰人员开窗行为习惯研究的一个难题。为了研究重庆地区办公建筑中人员开窗行为，笔者在研究初期自主研发一种门窗开启状态的记录装置，用于自动监测并记录窗户的开关状态。并在2012年秋季进行为期两个月的测试工作，测试内容包括自然通风状态下重庆地区过渡季节办公建筑内部人员开窗行为监测记录，以及可能对开窗行为有直接影响的因素的测试。在测试基础上利用统计分析软件SPSS对测试数据进行处理，结果发现：在重庆地区过渡季节，室外温度的变化对办公建筑中人员的开窗行为有显著影响，其他因素如室内温湿度、室内二氧化碳浓度、室外相对湿度等对人员开窗行为的影响并不显著。其次，在确定开窗行为主要影响因素的基础上，利用统计分析软件SPSS中的logistic回归分析建立人员开窗概率Logistic模型，这个模型是关于开窗概率和室外温度的一个数学关系式，可以通过开窗概率模型来描述室内人员开窗概率和室外温度变化的关系。最后，以人员开窗概率Logistic回归模型为基础，引入随机分析思想-蒙特卡罗随机模拟分析的方法。根据开窗概率模型所描绘的过程，产生大量能够描述开窗行为影响因素分布规律的随机数列，然后通过多次蒙特卡罗模拟，来分析预测开窗概率，确定开窗概率的分布特征。以期将开窗行为模型用于建筑节能研究及设计、室内空气品质、自然通风、热舒适等相关研究。除此之外，在以后的研究中通过对开窗概率模型不断改进和完善，将开窗概率模型与自动控制结合，通过自动控制开关窗来实现节能和舒适；也可以将重庆地区办公建筑中人员开窗行为模型集成到模拟软件中，对模拟结果进行修正，使模拟结果更加准确。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-20
  1.1 课题研究背景及意义  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
    1.2.1 国外人员行为研究现状概述  10-11
    1.2.2 国内人员行为研究现状概述  11-13
  1.3 开窗行为影响因素概述  13-18
    1.3.1 人体热舒适影响因素概述  13-15
    1.3.2 室内空气品质  15-18
  1.4 论文主要工作  18-20
2 蒙特卡罗方法简介  20-28
  2.1 引言  20
  2.2 蒙特卡罗基本思想  20-22
  2.3 蒙特卡罗方法的基本步骤  22-23
  2.4 随机数与伪随机数  23-24
  2.5 利用蒙特卡罗模拟方法模拟人员开窗行为的实现  24-25
  2.6 本章小结  25-28
3 重庆地区办公建筑人员开窗行为测试研究  28-44
  3.1 测试基本情况介绍  28-30
    3.1.1 测试基本参数选择  28
    3.1.2 测试时间及地点选择  28-30
  3.2 测试仪器的选择  30-39
    3.2.1 室外参数测试仪器选择  30-31
    3.2.2 室内参数测试仪器选择  31-32
    3.2.3 门窗开启状态记录装置的选择  32-38
    3.2.4 室内人员检测装置的选择  38-39
  3.3 测点布置及仪器安装  39-44
    3.3.1 室外参数测点  39-40
    3.3.2 室内参数测试要求  40-41
    3.3.3 门窗开启状态记录装置安装  41-42
    3.3.4 室内人员监测装置安装  42-44
4 重庆地区办公建筑人员开窗行为影响因素分析  44-62
  4.1 方差分析理论  44-48
    4.1.1 多因素方差分析的原理  44-45
    4.1.2 方差分析的应用条件  45-46
    4.1.3 多因素方差分析的模型  46-47
    4.1.4 多因素方差的基本步骤  47-48
  4.2 重庆地区人员开窗行为影响因素研究  48-60
    4.2.1 开窗行为影响因素水平划分  48-49
    4.2.2 开窗行为影响因素分布及统计概况  49-55
    4.2.3 多因素方差分析的应用条件检验  55-58
    4.2.4 多因素方差分析  58-60
  4.3 本章小结  60-62
5 基于蒙特卡罗方法的重庆地区过渡季节办公建筑人员开窗行为研究  62-78
  5.1 重庆地区办公建筑人员开窗行为 Logistic 模型研究  62-68
    5.1.1 Logistic 回归基本原理  62-65
    5.1.2 Logistic 回归模型的建立  65-66
    5.1.3 Logistic 回归模型的检验  66-68
  5.2 重庆地区办公建筑人员开窗行为蒙特卡罗模拟  68-76
    5.2.1 随机数的产生  69-72
    5.2.2 蒙特卡罗模拟运算结果  72-75
    5.2.3 开窗概率与室外温度关系图  75-76
  5.3 本章小结  76-78
6 结论及展望  78-80
  6.1 本文的主要工作及结论  78
  6.2 后续工作及展望  78-80
致谢  80-82
参考文献  82-86
附录  86-89

基于蒙特卡罗方法的重庆地区过渡季节办公建筑人员开窗行为研究

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