人体热感觉实测值偏离预测值的原因分析

目的研究建筑环境中人体热感觉实测值偏离预测值的原因,明确PMV指标的应用条件和适用场所。方法在工程实践应用中,许多学者发现实测热感觉投票值TSV与预测热感觉投票值PMV有一定偏差,笔者借鉴已有研究,通过查阅相关文献来探寻服装热阻、新陈代谢率、个体差异、建筑类型、行为习惯等因素对该现象的影响。结果服装热阻和新陈代谢由于影响因素复杂,无法得到准确的量化值,导致人体热感觉预测值的不准确。同时人群个体差异性和建筑类型均会影响人体热感觉预测值的准确性。结论面对复杂多变的热环境舒适性评价问题,不能直接套用PMV模型,应把人为因素和环境因素综合起来考虑。

建立一种新的热适应预测评价模型——预测热感觉PTS模型

对现有热舒适模型及热适应模型存在的问题进行了思考。利用ASHRAE热舒适数据库中的数据,结合标准有效温度SET,建立了能够体现适应性的热感觉预测评价模型--预测热感觉PTS模型。该模型不仅能够对各种环境下人的热感觉进行预测,还能够反映适应性差异。建立了针对我国不同气候区的预测评价模型及世界典型气候类型下的模型。通过验证发现,该模型准确性高,实用性强,可用于指导实际建筑的设计和评价。

基于无线传感器网络的室内热舒适系统设计

为实现室内环境在保持热舒适状态的同时最大限度地减少能源消耗,设计一款基于无线传感器网络和简化预测平均热感觉(PMV)指数的室内热舒适系统。该系统采用散点布置法确定室内各传感器的最佳测量节点,采集的数据通过ZigBee通信传输到系统中,在系统中通过简化PMV指数评估室内环境的热舒适感知。最后,采用具有模糊性和非线性的模糊控制调控空调的运行。结果表明,散点布置的传感器收集的数据更加稳定准确,简化PMV指数可以有效替代PMV指数评估人体热舒适感知。热舒适系统不仅可以控制室内环境处于热舒适范围,同时也起到很好的节能效果。

夏热冬冷地区典型城市住宅冬季室内环境热舒适性研究

针对夏热冬冷地区城市住宅建筑冬季室内热环境舒适度较差的现状,在典型城市合肥进行了冬季住宅室内空气温度、黑球温度、相对湿度与空气流速等客观热环境参数的测试,并对测试现场居民的室内着装、主观热感觉评价与热期望等进行问卷调查统计。结果表明:地区住宅室内环境普遍偏冷,低于现行建筑热环境标准规定的热舒适范围,客观热环境条件较为恶劣,受访者虽对室内热湿环境接受度良好,但仍存在接近半数人员期望室内环境能够更加温暖,居民对冬季住宅热环境的改善需求较高。运用统计学方法对样本数据进行回归分析,得出预测平均热感觉指标PMV和热感觉投票TSV与室内操作温度关系,基于理论预测模型结果与实测值差异分析,确定该城市居民冬季实际的热中性温度为18.5 ℃,在可接受率为90%下的地区室内操作温度舒适范围为14.4~22.6 ℃。研究结果可为夏热冬冷地区家居环境热舒适的设计、营造与评价提供参考依据。

基于热感觉指标确定热舒适判据的一项国际标准简介

介绍了国际标准ISO7730-2005《热环境人类工效学——基于PMV-PPD计算确定的热舒适及局部热舒适判据的分析测定和解析》在1994年版本基础上增加的内容,包括热环境等级划分、整体热舒适长期评价、局部热不舒适、非稳态热环境与适应性等。与美国标准ANSI/ASHRAE55-2004相比,该标准增加了热环境等级划分、整体热舒适长期评价等规定,更便于操作。该标准对于我国热舒适研究和建筑室内热湿环境评价标准的编制具有参考价值。

基于驾乘人员热感觉的车内空调送风参数设计

由于车内热环境的高度不均匀性,适用于均匀热环境的平均热感觉(PMV)评价方法无法对乘员热舒适状态做出客观评估。等效均匀温度(EHT)评价方法则考虑了不均匀热环境对人体的影响。通过建立计算流体力学(CFD)与人体热调节模型的耦合模型,采用最优拉丁超立方设计法,建立乘员舱空调送风参数和太阳参数与EHT和PMV等参数之间关系的近似模型。基于两种评价方法,通过序列二次规划优化算法(NLPQL),对不同热舒适需求下的送风参数进行设计。对比两种评价方法所设计的送风参数下,人体平均皮肤温度、人体与车内热环境的潜热/显热交换量等参数的区别。发现同一热舒适需求下,相较于PMV评价方法,基于EHT评价方法设计出的送风状态更偏向高风温及高风速。

基于现场调查的地下工程人员热感觉分析

通过对影响地下工程热环境的特殊因素进行分析,探讨了地下工程内人员热感觉变化的主要原因。对全国32个典型城市地下工程内部进行了热环境测试和人员热感觉问卷调查,分析了地下工程平均辐射温度对人员热感觉变化的影响,对比分析了人员的实际平均热感觉指标AMTS和预计平均热感觉指数PMV。结果显示:地下工程内温度较低时,人员的实际冷感更强烈;而温度较高时,AMTS比PMV略小。对全国不同地域的热中性温度与地温进行了回归分析,得到了地下工程的热中性温度模型和可接受的温度范围。

被动房人体热舒适度影响因素的灰色聚类分析研究

为研究被动式低能耗建筑(简称被动房)的人体热舒适度分析模型,文中结合灰色聚类分析方法,将被动房室内温度、相对湿度、辐射温度和风速、衣服热阻作为人体热舒适性的影响因素。借助典型被动房部分实测数据,进行箱型图法归一化处理后,建立累计百分频率函数,确定热舒适性指标PMV的计算模型;并推算出室内温度、相对湿度、辐射温度和风速、衣服热阻等影响因素的灰色白化权函数。最后确定聚类权重和聚类权重系数,最终完成样本分类。取该被动房的一月内实测样本数据进行灰色聚类分析,结果表明室内温度对热舒适性的影响效果最大,相对湿度影响次之,衣服热阻值影响效果最小,室内温度、相对湿度、辐射温度和风速、衣服热阻这5个影响因素,可作为对被动式低能耗建筑进行热舒适性的评价标准。

江浙地区非空调环境热舒适研究

2000和2001年的夏季,对江浙地区1814名不同年龄层次的人群在非空调环境下人体热感觉进行了调查.结果显示,被调查热环境基本处于美国采暖、制冷和空调工程师协会(ASHRAE)制定的标准舒适区之外.实测得到的热感觉低于预测值PMV(Vpm),只有Vpm的0.64倍,而80%的人群可接受的热环境有效温度上限为30℃,远高于ASHRAE推荐的舒适温度上限值26℃.表明该地区的人群已经适应了当地的气候,对热有一定的承受能力,从而证实对环境的适应会改变人们的心理期望和热感觉,现有的热舒适标准应该根据实际情况作相应的修正.

夏季自然通风住宅老年人适应性热舒适评价研究

为探究自然通风住宅中老年人适应性热舒适的特殊性，在重庆市对6家养老机构和14个居民小区进行了现场研究。结果显示，在夏季热环境中，老年人的热感觉投票值偏低，不满意率也较低，可接受上限温度值偏高。采用预计适应性平均热感觉指数APMV模型预测老年人的热舒适投票值，得到老年人的自适应系数λ=0．55。建议老年公寓采用Ⅰ级指标（0〈APMV〈0．5）进行热舒适评价，得到对应的老年人可接受温度范围为22．70-27．78℃。

棉纺织车间的热舒适性研究

以国家标准和相关热舒适研究为基础,调查了棉纺织车间的热舒适情况。测试了相关热舒适参数,计算出棉纺织车间的预测平均热感觉指数(PMV)和预计不满意者的百分比(PPD),分别与热感觉投票(TSV)值和热满意度投票(TS)结果进行对比,以判断PMV-PPD指标体系在棉纺织车间的适用情况。对棉纺织车间来说,计算的PMV值以及调查的TSV值均远远高于国家标准和国际标准要求的热舒适范围。考虑到国内纺织车间的实际情况,如果使用PMV-PPD指标体系来描述棉纺织车间的热环境,则应适当调宽PMV的要求范围,建议棉纺织车间的PMV应能满足-0.5<PMV<2。

基于太阳辐射影响的室内热环境特性

通过实验测试和理论计算,从平均辐射温度和实际热感觉投票等方面综合分析了太阳辐射影响下室内热环境特性的变化规律,分析了适用于此环境下平均辐射温度的计算方法,并提出了现阶段空调分区存在的问题,研究了更为细致的空调分区方法。研究表明:太阳辐射影响下室内热环境整体呈现不均匀分布的现象,壁面温度、空间温度及平均辐射温度与太阳辐照度之间存在密切联系;当室内环境受太阳直射影响时,使用黑球辐射温度换算得到平均辐射温度的方法存在一定偏差,使用辐射区平均辐射温度理论值计算得到的PMV与人体实际热感觉投票值基本一致;建议在建筑内外区划分的基础上,对建筑进行更为细致的分区,以便对建筑不同区域的瞬时负荷实时调控,以期达到热舒适及节能的目的。

自然通风建筑热舒适评价模型

针对自然通风建筑环境内预计平均热感觉指数PMV与实际热感觉投票值TSV有明显偏差的问题,总结分析了目前自然通风建筑热舒适评价模型的研究成果,介绍了PMV修正模型和适应性模型以及将二者结合的预测适应性平均热感觉aPMV模型。结果表明,3种评价模型均可预测自然通风建筑的热舒适性,但各有优缺点。虽然目前我国已有针对自然通风建筑的热舒适性评价标准,但PMV模型与适应性模型相结合的研究还不够,二者结合的作用机理尚不完全明确。如何利用已有的评价模型指导自然通风建筑的设计和运行,使之发挥更大的节能潜力是未来自然通风建筑热舒适性研究的方向之一。

载人潜水器深海作业舱室热舒适性分析

为改善载人潜水器舱室热环境舒适性,采用PMV-PPD(predicted mean vote-predicted percentage of dissatisfied)热舒适性模型,分析了载人潜水器任务过程中舱室热环境与舒适性变化特征.以载人潜水器低纬度海域7 000 m海试任务环境数据为基础,分析了海试下潜过程中8个典型任务阶段的舱室热环境动态变化特征,并获取关键人因数据与环境数据,利用Matlab计算获得任务过程中舱室平均热感觉指数PMV与预计不满意者的百分数PPD,通过对比PMV-PPD线型,研究了过程舱室热舒适性动态特征和分布特征,针对风速和服装热阻两个可控因素进行热舒适性优化分析.研究结果表明:载人潜水器水下任务过程中,舱室PMV值在[-2,+2]之间持续变化;任务前期热舒适性特征为偏热,任务中后期热舒适性热证为偏冷;其中84%任务阶段舱室热舒适性较差,其中79.69%的任务阶段偏冷,16%任务阶段偏热;风速v和服装热阻I_(cl)为密闭舱室调节热舒适性重要影响因素.针对缺少空调系统的载人潜水器,控制热环境阶段保持0.5 m/s左右风速,冷环境阶段提升0.93～1.48服装热阻可有效改善舱室热舒适性.

室内热环境自动控制方法综述

分析了室内热环境自动控制方法,将其归纳为4个发展阶段:基于设定值的控制、基于PMV的控制、基于热感觉表达的控制、基于热感觉预测的控制。介绍了每个阶段的室内热环境自动控制方法的优缺点。随着信息技术、人工智能技术的发展,基于热感觉预测的室内热环境自动控制方法是室内热环境自动控制技术的发展方向。

基于正交试验法的大型客机座舱气流组织优化及热舒适性分析

大型客机座舱的舒适性研究对我国自主研发的大型客机的市场竞争力具有重要意义.良好的气流组织是座舱舒适性的重要保证,而开展针对具体机型的气流组织优化研究是我国发展大型客机的突破点之一.为此,首先用真实MD-82客机座舱的气流和温度的试验数据验证了计算流体力学(CFD)模型,同时依据正交试验法安排了18个送风方案;然后用验证的CFD模型对18个送风方案进行了数值模拟,以座舱内垂直温差及局部风速为试验指标对其进行了评价,得出了试验中的最佳送风方案;最后对得出的最佳送风方案进行了热舒适性分析.研究结果表明,所采用的非定常RNG k-ε模型能够合理地预测客机座舱内的空气流动.影响客机座舱气流组织最重要因素是行李架附近风口的送风速度,而天花板附近的侧壁风口送风角度对气流组织影响较小.优化得到的最佳送风方案能够营造热舒适性良好的座舱环境,预测平均热感觉指标约为-0.2.

玻璃幕墙对室内热环境与能耗的影响

通过测量室内外温湿度,分析西安市某办公建筑玻璃幕墙对室内热环境的影响.根据测试数据回归分析得出夏季室内温度与室外温度的拟合度,通过现场测试和计算得出PMV-PPD值,并调查了办公室内人们对室内热环境的满意度.认为该玻璃幕墙建筑室内热环境能满足大部分人的要求.根据设定不同围护结构,模拟围护结构对建筑能耗的影响,为玻璃幕墙办公建筑提出合理的节能措施和改造方案.

高海拔矿井作业人员动态热舒适性评价

针对高海拔矿井井下通风环境差及通风能耗浪费问题,通过修正的高海拔矿井平均热感觉指数(PMV)模型,评价高海拔矿井作业人员的动态热舒适性。根据典型工况日的气象参数信息计算井上逐时热舒适度,生成井上逐时热舒适度曲线控制图,并通过建立的井下PMV模型,拟合生成井下仿自然热环境控制曲线,实时反映井下作业人员的热舒适感变化情况。研究表明:井上环境12:00-19:00时间段内舒适度为稍凉,7:00-12:00与19:00-3:00舒适度为凉,3:00-7:00舒适度为冷,经试验验证修正后的PMV模型适用于高海拔低气压环境,优化后井下热舒适度0:00-12:00及18:00-0:00舒适度为中性,12:00-18:00舒适度为稍暖;优化后的井下热舒适指标更接近人体热舒适感的最优值。

半室外空间内部水体对热湿环境的影响及热舒适性评价研究

建立了一套研究半室外空间内部水体对热湿环境影响及舒适性评价的方法,并以某实际工程为研究对象,采用该方法对半室外空间内部河道水体对热湿环境的影响进行了模拟分析。模拟结果发现,自然通风工况下该环境在夏季通风设计条件下部分区域的适应性平均热感觉指数可达到Ⅱ级舒适性要求,但是在河岸的角落出现热舒适性较差、仅达Ⅲ级舒适性的区域。对此,建议在热舒适性较差的区域增设局部通风设施(例如风扇等)来增强该区域的气流流动,从而实现改善局部热舒适性的目标。研究认为,将河岸角落区域的气流流速增强到0.6 m/s以上时,热舒适性指标即可以达到Ⅱ级要求。

制冷剂辐射式供冷系统热舒适性研究

以郑州市一采用制冷剂辐射式供冷系统的办公室样板间为例,利用Airpak3.0软件模拟分析了热泵标准制冷工况下、蒸发毛细盘管间距为100mm时室内的温度场、速度场、相对湿度场、PMV和PPD分布云图。利用实验结果证明了模拟结果的可靠性。模拟结果显示:该办公室采用制冷剂辐射式供冷系统,仅距离地板0.36 m以上范围内能满足人体热舒适性要求。