建筑环境物理课程群“跨专业+菜单化”贯通培养模式研究与实践

为了适应以学生为中心、以提高学习成效为目标的教育改革需求,哈尔滨工业大学建筑学院教学团队针对多专业缺少沟通、建筑环境物理课程内容存在重复等问题,基于建筑学、城市规划、风景园林和建环专业的不同培养目标,以建筑环境学和建筑物理(声、光、热)课程组成的建筑环境物理课程群为平台,从教学体系、教学内容等方面对建筑环境物理课程群进行了一系列改革。通过融合不同专业背景教学团队,聚焦不同专业本科生需要获取的知识点,研究了“跨专业+菜单化”培养模式,将建筑环境学与建筑物理(声、光、热)的授课内容整合为不同的教学模块,学生可对每个课程中的模块内容进行学习,避免了内容的无效重复。以建筑环境学、建筑环境学概论、建筑环境交互原理、建筑物理(光)四门课程为例,介绍了基于新培养模式的理论教学内容重构,包括将不同专业理论课程贯通、理论课与实践课程贯通。一年多的教学实践表明该培养模式有助于提升教学质量。

热舒适研究综述与展望

热舒适研究是近年来的研究热点,营造舒适的建筑环境不仅可提高人体舒适健康水平,而且可减少建筑能耗。本文回顾了热舒适研究的发展历程,介绍了其成果的应用形式之一——热舒适标准。阐述了我国热舒适研究中的问题与挑战,从理论研究和成果应用领域总结了我国热舒适研究取得的进展。列举了在热舒适数据库、动态热环境、非均匀环境、舒适健康与工作效率等方面取得的主要成果,并展望了未来的研究方向。

关于暖通硕博研究生培养的思考

围绕新时期的人才培养目标,以及国家和社会发展的重大需求,哈尔滨工业大学改革了研究生培养模式。本文介绍了哈尔滨工业大学研究生硕博贯通培养新模式,以及对博士生培养过程中创新性成果的多元化新要求。探讨了硕士生和博士生的国际化培养模式和硕博学位论文选题,分享了科研方法、科技论文写作和组会研讨等学习指导方面的心得体会。国际化培养模式可以拓宽研究生的国际视野。建议博士课题选题以教师主要研究方向为主。学习指导应注重传授正确的科研方法,加强论文写作指导。通过多种形式的组会,提高学生的综合素质,培养科研创新能力。

热经历对严寒地区集中供暖环境中人体热适应性的影响

在哈尔滨市冬季供暖期间对某高校建筑室内热湿环境及受试者的热湿反应进行了现场调研,共收集了495份有效问卷。根据受试者在北方严寒地区集中供暖环境中的生活年限进行分组,分析了不同热经历人群的热湿反应差异性及适应性。结果表明:随着在集中供暖环境中生活年限的增加,热感觉低于“中性”和湿感觉为“适中”的人员比例明显增加;1年北方热经历人群的平均热感觉投票为0.6,且随着居住年限的增加而降低;长期生活在舒适且偏暖的集中供暖环境中,提高了其热期望及对环境的要求;无任何北方热经历的人群最多需要1年就可以适应集中供暖热环境,而需要3年才能适应湿环境;在北方居住1年以内人群的热中性温度为18.6℃,而1年以上人群为18.9℃;经对服装热阻修正后,两者热中性温度差距为0.5℃。

严寒地区被动房室内环境与供暖能耗后评估

对严寒地区某被动房示范项目的室内环境和供暖能耗进行了后评估,并与位于同一小区的普通住宅进行了对比分析。结果表明:被动房高性能的围护结构可有效提高室内操作温度,且由于设置了机械通风系统,可有效稀释室内CO_(2)浓度;被动房供暖季室内PM2.5浓度超标,新风系统对细颗粒物的过滤效率不满足要求;被动房供暖实际运行能耗高于超低能耗建筑年供暖耗热量指标,偏差达到33.6%。

基于热舒适的建筑外墙隔热设计参数研究

给出了夏热冬冷地区和寒冷地区4个典型城市的热适应模型与热可接受温度区间。对4个城市的常见围护结构进行了调研,基于夏季典型设计日室外空气温度动态变化,得到了不同围护结构内表面温度的逐时变化值。基于热适应模型,确定了不同气候区典型城市常见围护结构人可接受的最高内表面温度,并与现行相关规范进行了对比分析。结果显示,上海市和西安市规范所规定的自然通风环境下围护结构内表面最高温度无法满足人员热舒适要求,规范规定限值应进行适当下调。

严寒地区被动式办公建筑冬季室内环境研究

对严寒地区代表性城市--哈尔滨市中德生态科技小镇某被动式办公建筑冬季室内热湿环境和空气品质进行了现场测试。结果表明:各层房间的平均空气温度为23.0℃,满足标准要求;平均相对湿度为21.3%,低于标准下限值;室内3种污染物(PM2.5、CO_(2)、甲醛)浓度在大部分时间均符合相关标准的规定;采用G4中效过滤器+H11亚高效过滤器的组合能够满足雾霾天的新风过滤的要求,部分时间外门开启会导致室内PM2.5浓度超标,建议随时关闭外门;各层房间人员活动区的竖直温度分布较为均匀,最大头脚温差为0.2℃,满足热舒适标准要求。由于1层电热膜设定温度较高,导致室温偏高,建议适当降温;阳面房间室温高于阴面房间,建议在太阳辐射较强的时间段内,降低阳面房间的设定温度,营造节能、舒适、健康的室内环境。

严寒地区被动房热泵空调机组冬季性能测试与分析

由于被动房围护结构具有良好的保温隔热性能,而严寒地区冬季时间长,室内外温差大、比焓差大,因此新风系统能耗在供暖空调系统总能耗中占比较大。本文对严寒地区某被动房的新风系统冬季运行参数进行了测试,对空气源热泵机组在严寒地区的运行效果进行了分析。结果表明:实际运行时,当室内人员较少时,该机组送风温度、送风量均能满足设计标准和舒适度的要求;热泵机组随室外空气温度的降低出现制热量不足的情况,当室外空气温度升高到-7℃时,该机组的性能系数达到了1.87,高于标准下限值要求。建议该机组在室外空气温度高于-7℃时工作。

近零能耗住宅开放式厨房冬季炊事过程热环境实测

为探究严寒地区近零能耗住宅炊事过程的厨房热环境,针对哈尔滨一近零能耗住宅开放式厨房,测试了常规模式下炊事过程中的厨房热湿环境参数,分析了室内环境变化及其关键影响因素。结果显示,厨房补风使得补风口处温度降低6.6℃,并分别造成人员左、右侧脚踝处0.6、2.0℃的温降,左、右侧分别出现最大0.6、3.7℃的竖向温差,但厨房的湿环境可以得到一定程度的改善。烹饪过程中厨房整体热湿环境参数均不能满足GB/T 51350—2019《近零能耗建筑技术标准》的温湿度(20℃、30%)要求。有必要进一步研究厨房补风方式,为严寒地区近零能耗住宅开放式厨房通风方式的改进提供借鉴。

内侧开放楔形胫骨高位截骨术中应用TomoFix板与普通板的疗效比较

目的对比使用TomoFix钢板和普通钢板行内侧开放楔形胫骨高位截骨术(medial opening-wedge high tibial osteotomy,MOWHTO)的临床疗效。方法回顾性分析2017年6月至2020年12月西南医科大学附属医院采用MOWHTO治疗的膝内侧骨关节炎(medial knee osteoarthritis,MKOA)150例患者资料。经过医患沟通后,患者自主选择钢板类型,最终分为两组:78例选择TomoFix钢板(观察组),其中男33例,女45例,平均年龄(56.7±5.2)岁;72例选择普通钢板(对照组),其中男30例,女42例,平均年龄(56.6±5.3)岁;所有患者年龄均不超过65岁。比较两组围手术期情况、疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)、Lysholm评分、西安大略和麦克马斯特大学(the Western Ontario and McMaster Universities,WOMAC)评分、国际膝关节文献委员会(international knee documentation committee,IKDC)评分、美国特种外科医院(the hospital special surgery,HSS)评分、膝关节屈伸活动度(range of motion,ROM)及影像资料。结果两组患者均顺利完成手术,术中无严重并发症。患者均随访12~24个月,对照组平均随访时间(19.2±4.3)个月,观察组平均随访时间(18.6±3.3)个月,组间差异无统计学意义(P>0.05)。两组术中失血量、术中透视次数、术后负压引流总量、术后负重开始时间、住院天数比较,差异无统计学意义(P>0.05);手术时间及骨折愈合时间比较,差异有统计学意义(P<0.05)。与术前相比,末次随访时两组患者的股胫角(femorotibial angle,FTA)、胫骨近端内侧角(medial proximal tibial angle,MPTA)均显著改善(P<0.05),但侧位X线片上胫骨平台后倾角(posterior tibial slope,PTS)、内侧室Kellgren-Lawrence(K-L)分级无显著改变(P>0.05)。末次随访时,两组FTA角比较差异有统计学意义(P<0.05),两组MPTA角、PTS角、内侧室K-L分级比较差异无统计学意义(P>0.05)。末次随访时,两组VAS、Lysholm评分、WOMAC评分、IKDC评分、HSS评分、ROM均较术前显著改善(P<0.05);两组间VAS、Lysholm评分、IKDC评分、ROM差异有统计学意义(P<0.05),两组间WOMAC评分、HSS评分差异无统计学意义(P>0.05)。观察组术后并发症发生率为6.4%,对照组为20.8%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论MOWHTO术中使用TomoFix钢板内固定,骨折愈合时间短,并发症较少,可获得满意的疗效,减少患者的远期痛苦,显著改善患者膝关节功能。

哈尔滨市冬季居民热舒适现场研究

为了研究适于寒地居民热舒适的热环境参数指标及探讨如何改善该地区居室热环境现状 ,对哈尔滨市 6 6户住宅冬季室内热环境与居民热感觉、热舒适进行了现场调查 ,用室内气候分析仪及热舒适仪测试了热环境参数及PMV -PPD指标 ,收集了 12 0名居民填写的热感觉、热舒适等主观调查表 .与ISO 7730及ASHRAE 5 5 - 1992舒适标准对照 ,仅有 77.5 %的居民所处的热环境在热舒适范围内 ,但热环境接受率高达91.7% .80 %居民可接受的操作温度是 18.0～ 2 5 .5℃ ,说明人们对环境的适应性很强 .按ASHRAE 7点标度计算出的热中性温度为 2 1.5℃ (以t0 表示 ) ,所期望的温度为 2 1.9℃ .当相对湿度为 2 0 %～ 30 %时 ,80 %以上的居民感觉空气干燥 ,当相对湿度为 30 %～ 5 5 %时 ,仍有 4 0

哈尔滨地区人体热舒适与热适应现场研究

为了考察不同季节人体对室内热环境的适应性和冬季外窗冷辐射对人体局部热感觉的影响,对哈尔滨市冬季、春季采暖期间教室内热环境与人体热感觉及热舒适进行现场调查.在对环境参数进行测试的同时,对受试者的热感觉进行主观调查.结果表明:冬季室内热中性温度与测试期间室内平均温度接近,春季采暖末期热中性温度明显低于室内平均温度.靠窗组受试者的局部冷感觉明显高于对照组受试者.人体肩部和后背更易感到冷,头部更适应冷环境.在偏暖的环境中,冬季比春季人们更容易感到热.说明人们对哈尔滨漫长冬季的室内热环境和寒冷的室外气候已经充分适应,冬季室内温度过高,人们会感觉更加不适.宜充分利用人对热环境的适应性适当降低冬季和春季采暖末期室内温度,既舒适又节能.

利用夜间通风改善办公建筑热环境的实验研究

对哈尔滨市某办公建筑的房间利用夜间通风改善室内热环境进行了实验研究,实验中连续测试了室内、室外空气的干球温度,同时测试了墙体内表面温度和室内空气温度、相对湿度.结果表明:对北向房间(房间1、2)利用夜间通风每天可以少开空调2.75 h,则最大可节约电量4.95 kW h/d.对整个办公楼,平均节约空调运行电费0.073元/m2?d.并确定了夜间通风的原则.

热计量变流量供热系统室外管网动态水力失调与控制

热计量供热系统中用户自主调节流量会引起系统管网水力工况的变化,从而导致水力失调.因此,研究用户自主调节变流量供热系统中室外管网的水力工况特性及其控制方法,对于热计量变流量供热系统的节能运行调节具有重要的指导意义.分析变流量供热系统中循环水泵变频调速的控制方式和末端压差控制的热网管路特性;根据自力式压差控制阀可控压差和流量范围,结合工程实例研究热计量系统中用户自主调节所致的变流量供热系统室外管网的水力工况变化,提出以下控制策略:加大末端用户压差设定值或改变最不利压差控制点位置、或同时监控最不利用户和次不利用户压差并在最不利用户和次不利用户处设置分布式加压泵.

冷辐射不均匀环境中人体热响应的心理学实验

为了研究严寒地区外窗和外墙冷辐射对人体热舒适的影响,本文对身着冬季服装的大学生受试者进行了有冷辐射的稍凉工况、中性工况和无冷辐射的均匀工况的人体热响应心理学实验研究.在测试环境参数和生理学参数的同时,对受试者局部和整体热感觉以及热舒适进行问卷调查.结果表明:在有冷辐射的稍凉工况和中性工况中,头部和背部的热感觉无显著性差异,手部、小腿、手臂的热感觉和整体热感觉均有显著性差异;有冷辐射的中性工况的整体热感觉低于无冷辐射的均匀工况的,尽管前者室内平均温度高.当人体距外墙和外窗较近时,外墙和外窗冷辐射导致头脚温差增大,会加剧人体腿部的冷感觉,进而影响整体热感觉和热舒适.在冷辐射不均匀环境中,整体热感觉接近于人体较冷部位的热感觉,整体热舒适接近于人体最不舒适部位,即遵循"抱怨"模式.在均匀环境和冷辐射不均匀环境中,整体热感觉与整体热舒适皆线性相关.应提高人体下部如腿部的空气温度,以提高腿部的热感觉,从而提高整体热感觉和热舒适.

严寒地区人体热适应性研究(4):不同建筑热环境与热适应现场研究

冬季供暖期间对哈尔滨市住宅、办公建筑、宿舍和教室4种建筑的室内热环境进行了连续跟踪测试和热反应主观调查,得到不同建筑室内热环境的特征参数及人体热反应特征和热中性温度。结果表明:4种建筑环境的室温都接近ASHRAE 55中冬季热舒适温度上限值,热中性温度接近ASHRAE 55中冬季室内热舒适温度的下限值;办公建筑和教室中的热中性温度低于住宅和宿舍的,这2种环境中的人们更偏好稍凉环境;住宅和宿舍中人们可以采用更灵活的适应性调节而获得更大的热舒适感;供暖季80%和90%热可接受的温度下限均低于冬季热舒适温度下限值20℃。从人体热适应性的角度出发,宜充分利用人体对严寒地区冬季寒冷气候的适应性,适当降低供暖温度,营造既舒适又节能的冬季室内热环境。

热舒适评价指标及冬季室内计算温度探讨

以Fanger热舒适方程及PMV ,PPD评价指标为理论依据 ,模拟计算了严寒地区居室热环境 ,结果表明 ,满足人体热舒适的室内空气温度为 2 1～ 2 4℃ ,明显高于现行暖通规范规定的冬季居室内计算温度 1 6～ 2 0℃。认为应研究适于我国严寒地区居民的热舒适标准。

哈尔滨地区冬季农宅热舒适现场调查

对哈尔滨近郊2个村10户农宅的冬季室内热环境与居民的热舒适进行了现场调查。结果显示,冬季农宅的平均室温为12.3℃,但热环境可接受率高达92%;农民的热中性作业温度为14.4℃,90%可接受的作业温度下限为8.8℃;农民通过行为调节、心理期望等适应偏冷的热环境,导致其热中性温度与可接受的温度较低。对于分散式农宅,建议采用传统的火炕分散供暖方式。建议采用作业温度作为严寒地区冬季农宅室内热舒适的评价指标。

严寒地区人体热适应性研究(1):住宅热环境与热适应现场研究

通过对哈尔滨市集中供暖住宅进行供暖开始前、供暖初期、供暖中期、供暖末期、供暖结束后5个阶段的连续调查,得到各阶段室外气候特征、建筑室内热环境的特征参数及人体热反应特征和热中性温度。发现住宅中人体的热中性温度随室内热环境和室外气候的变化而变化,得到了一系列热适应证据。

严寒地区冬季农宅室内燃烧污染及相关性

为了解严寒地区冬季农宅室内空气污染的现状,对哈尔滨附近两个村10户农宅室内污染物PM2.5、PM10、CO、CO2、SO2、NOx、TVOC和NH3进行了现场测试,并分析了其相关性.结果表明:PM2.5、PM10、CO、CO2、SO2和NOx污染严重,超标率分别为93%、75%、62%、23%、99%和64%,是室内主要的污染物;PM10与PM2.5,PM2.5与CO之间皆显著线性相关,SO2与CO2、NOx与SO2之间皆线性相关;通过室内污染物间的相关性分析,提出了严寒地区冬季农宅室内空气品质主要检测指标和简易测试方法.