太阳辐射作用下不同活动水平的室内人体传热特性及热舒适研究

太阳辐射是影响室内空调负荷的重要因素,当阳光直射人体时,影响人体与周围环境热交换,进而影响热感觉,人体处于热中性的环境温度的变化关乎空调系统能耗和人体热舒适。本研究在人工气候室进行冬季实验,利用太阳辐射模拟装置控制太阳辐射强度,受试者穿着典型服装,分别进行静坐与两种步速(3.2、5 km/h)活动,测试生理参数并进行热感觉问卷调查,分析太阳辐射与活动水平共同作用下,人体与周围环境间的传热特性,研究热舒适区偏移规律。结果表明:有太阳辐射时,随着活动强度增加,蒸发传热量占比增加,对流传热与辐射传热占比减小,热舒适区向下偏移,冬季人体维持舒适状态所需的环境温度降低。为该条件下空调室内设计参数的设定提供一定参考,使空调系统更节能。

洁净手术室气流组织效果的影响因素综述

我国医院建设规模庞大、分布广泛,就医人数居世界第一,医疗洁净手术室空气洁净技术发展迅速。手术室的气流组织是其空气洁净技术的重要方面,与手术部位感染的关系一直存在争议。本文对手术室中的气流组织形式进行了综述。研究表明,层流通风和温控气流通风在去除携带细菌的颗粒方面具有优势,且层流通风对飞沫的控制能力更强。本文梳理了手术室内人员数量和位置、手术人员的动作和流动、医用设备的数量和发热量、人员着装和手术台次等因素对气流组织效果的影响。发现手术人员的动作和流动是相关研究的热点,气流组织与手术人员、患者热舒适的关联仍有待深入。未来研究方向包括手术室内局部气流组织与手术微环境空气质量的定量关系、新型气流组织形式和末端、个性化通风与手术人员热舒适等。

寒冷地区城市公园老年人秋季热舒适特征及影响因素分析

为进一步明确寒冷地区城市公园老年人秋季热舒适特征及影响因素,结合微气候实测和热舒适调研的方法,通过与非老年人进行对比,分析了老年人室外热感觉与热舒适的关系特征,从热中性生理等效温度(physiological equivalent temperature,PET)、满足80%热可接受率的PET范围以及热偏好PET 3个方面,划定了老年人热舒适评价标准,并探明了微气候因素对老年人热舒适的影响特征。结果表明:寒冷地区秋季城市公园中,相较于非老年人,老年人的耐热性较强,耐寒性较弱;老年人的热中性PET为8.3℃,非老年人为11.5℃,热可接受PET范围为3.2~28.0℃,非老年人为4.9~24.3℃,热偏好PET为25.8℃,非老年人为24.2℃;各微气候因素对老年人热感觉的影响程度由大到小依次为黑球温度>风速>相对湿度。

基于用户画像的暖通空调智能调控

目前,建筑物中的暖通中央空调系统基本上是根据行业准则设置的,然而,多项研究表明,由于用户的偏好、姿态和需求各异,这种传统做法不太可能满足大多数用户的热量需求。为了更精准地满足用户热量需求,使得基于用户行为模式来针对性提高热舒适性成为可能。文中采用深度强化学习的方法实现智能化暖通空调智能送风策略,该策略能够根据环境和用户行为模式动态地确定最佳暖通空调设置(温度设置和送风设置),从而极大提高用户的热舒适度,同时,实验结果还表明该智能调控策略相比传统固定值控制策略具有一定的节能效果。

基于CFD的辐射冷顶板与风扇耦合系统性能优化

吸音板用来解决辐射式天花板供冷系统的噪声问题,但其阻碍了辐射换热。本文提出通过风扇的调风作用来优化辐射冷顶板与风扇耦合系统,基于CFD模拟讨论了耦合系统的室内气流分布、热舒适及换热系数变化,研究了吸音板安装方式、风扇转速和风扇转向对辐射天花板性能的影响。结果表明:风扇的加入增大了顶板的对流换热系数和总换热系数;随着风扇转速的增大,室内的空气温度和人体热舒适性评价指标(PMV)降低;风扇向上吹风的效果优于向下吹风,吸音板竖直安装优于水平安装。

风机盘管加新风系统室内微循环热舒适性研究

随着人们生活水平的提高,医院在提升治疗服务的同时迫切需要改善患者就医环境和医护人员的工作环境。目前,医院建筑中特别是病房广泛应用的风机盘管加新风系统存在温度分布不均匀、吹风感较强、噪音大等问题,导致了患者的室内热舒适性无法得到保障。因此,针对医院病房,探索研究风机盘管加除湿置换新风空调系统,在实际搭建的实验平台基础上建立CFD数值模拟模型,将模拟结果与实验数据相对比,论证了模型的准确性之后,通过CFD模拟的方式,在保证对流换热可以达到室内设定温度的前提下,找到一种新的气流组织形式,这样不仅有效降低室内人员的吹风感和噪音,而且避免了传统置换通风容易出现温度分层、垂直温差过大的问题。

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。

小学教学楼庭院空间构成要素对儿童热舒适的影响

为探究儿童热舒适度与户外空间构成要素之间的相关性,对苏州姑苏区与工业园区内的95个小学教学楼庭院空间进行微气候数据采集、空间构成要素量化测量以及对儿童进行问卷调查,结果表明:1)苏州夏季、春季、冬季小学教学楼庭院的儿童热舒适度范围分别为26.5~34.2℃、18.5~26.3℃、23.1~28.2℃;2)与儿童热舒适度PET值显著相关的空间构成要素有5个,即绿地配置形式(“贴边+中央”型最佳)、朝向(东西朝向最佳)、围合度(4面围合最佳)、植物种植类型(乔灌草复合搭配最佳)、绿地率(30%~50%最佳)。基于研究结果,建议通过综合考虑景观特征、优化植物品种、完善辅助设施等手段提升小学教学楼庭院空间的热舒适度。

基于个人舒适系统杭州住宅冬季热舒适与能耗

为揭示该地区个人舒适系统(PCS)作用下的居民冬季热舒适特征和供暖能耗需求,以杭州市为对象,采用问卷调研和入户现场实测的方式得出冬季住宅开窗、遮阳、使用空调和PCS等典型热环境组合调节模式以及典型供暖模式和居民活动状态组合下的热舒适特征;在此基础上模拟得到冬季室内热舒适和供暖能耗特征。结果表明,冬季“无设备+静坐”、“空调+静坐”、“PCS+静坐”、“无设备+家务劳动”、“空调+家务劳动”、“PCS+家务劳动”等6种工况下的冬季中性温度分别是17.3、18.8、16.4、15.7、15.7、13.9℃,舒适温度区间分别是14.3~20.3℃、17.1~20.5℃、14.4~18.4℃、13.7~17.8℃、13.3~18.1℃、11.0~16.9℃。冬季室内热舒适水平受热环境调节模式影响较大,客厅在室舒适时间占比在43.74%~80.21%之间,卧室在室舒适时间占比均为70%以上。使用空调与PCS供暖时,典型建筑在冬初冬末的供暖能耗强度是1.28 kWh·m^(-2),在严冬的供暖能耗强度是13.06 kWh·m^(-2)。

太阳能空气源热泵耦合相变蓄热器供热系统模拟研究

目的为提高可再生能源利用率,研究太阳能空气源热泵耦合相变蓄热器供热系统实际性能,建立适合夏热冬冷地区民用住宅的节能供热系统。方法利用TRNSYS软件建立太阳能空气源热泵耦合相变蓄热器供热系统模型,并与太阳能空气源热泵供热系统进行对比分析,对两个系统从制热量、耗电量、能效比以及室内人体热舒适度四个方面进行模拟分析,使用PMV-PPD评价方法对两个系统的室内热舒适度进行评价。结果耦合相变蓄热器的供热系统耗电量低于无相变供热系统,节能率提高了13.29%;耦合相变蓄热器的供热系统平均能效比为3.5,太阳能空气源热泵供热系统的平均能效比为3.32,提高了5.14%;耦合供热系统可以为人体提供I级室内热环境水平的热舒适度,无相变供热系统只能为人体提供II级。结论太阳能空气源热泵耦合相变蓄热器供热系统节能性更好,系统能效更高,提高了可再生能源利用率,并且耦合供热系统在热舒适性方面优于无相变供热系统。

高温热浪期间城市空间热环境特征及人群热舒适度评价研究——以重庆渝中区典型空间为例

针对高密度城市空间的高温热浪问题,以山地城市重庆的核心城区渝中区为例,对商业区、住区、山地公园、滨江公园3类4种典型城市功能空间进行一个热浪周期的实测,通过空气温度、地表温度、相对湿度、太阳辐射等热环境参数分析,比较不同城市空间热环境特征;结合城市人群热舒适相关问卷调研,选取生理等效温度(PET)描述人体热感受,归纳城市空间高温热浪期间对人群热舒适的影响要素及规律,建立夏季室外热舒适度预测模型。显示:1)高温热浪期间热环境受城市空间要素影响且具有差异化特征,老旧住区受高温热浪影响严重,商业区紧随其后,公园绿地较好;2)室外热舒适度与空间要素紧密相关,PET、空气温度和地表温度与热感觉和热舒适显著负相关,相对湿度与热感觉和热舒适呈显著正相关,空气温度和热辐射对热舒适度影响较大,相对湿度与地表温度影响相对较小;3)合理的空间形态和遮阴规划、植被及水体设置、高蓄热性下垫面等设计要素可缓解高温热浪,降低热中性温度,提高热舒适性。研究结果为山地城市高温热浪形成机制探究及城市空间热环境优化设计提供一定依据。

基于室内非均匀环境营造的新型通风模式下人员热舒适性及系统节能潜力

为解决现有通风空调系统无法根据占用区域实现按需供冷造成的热不舒适及能源浪费问题,本研究根据人员占用区域需求实时切换气流模式组合及冷量供给,提出了一种新型通风模式,旨在利用多种气流模式的最优组合控制特定需求场景。采用数值模拟的方法探究了不同占用区域情况下新型通风模式的人员热舒适性和系统的节能潜力,并与混合通风模式和层式通风模式进行了对比。结果表明:新型通风模式在气流组织上具有明显优势;新型通风模式较混合通风模式和层式通风模式具有更高的热舒适性,空气分布特性指数最大;新型通风模式局部冷量利用系数最小,冷量有效利用率最高,所需供冷量最小,因此新型通风模式的节能潜力最大。

基于ISSA-LSTM的热舒适短期预测模型

为解决在测试日内的短期预测过程中,农村城镇人体热舒适中建筑惰性及人员等随机因素使人体感受变化的样本对预测结果影响大而导致预测精准度低的问题,提出基于改进麻雀搜索算法(ISSA)优化长短期记忆神经网络(LSTM)的方法建立新型户用空调热舒适短期预测模型;首先,对测试日气象数据进行动态性分析,对数据进行有效性验证并构建多种热舒适预测模型;随后选用新型用户热舒适短期预测模型(ISSA-LSTM)对热舒适进行预测。结果表明,模型的最高预测均方误差(MSE)比麻雀搜索算法(SSA)和蜣螂优化算法(DBO)优化LSTM分别提高了0.02296和0.10827,采用ISSA-LSTM方法后改善了短期热舒适预测的精度问题,并提高了分体式空调通过热舒适来控制温度的性能。

缓解城市过热:传统街巷的更新策略——以扬州南河下历史文化街区为例

街巷作为历史文化街区主要的外部空间之一,除了最基本的交通功能外,也兼具社区交往、商业活动、娱乐活动及文化展示等功能,是城市物质与精神文化的载体。随着城市热岛效应的加剧,夏季过热的街巷空间直接影响到居民的生活品质和行为方式。通过借鉴前人有关街道热缓解策略的经验,并结合扬州历史文化街区的特点及夏热冬冷的气候特征,从疏导巷道、动态遮阳、增设街角公园、改善界面材质等方面,充分挖掘缓解历史文化街区传统街巷夏季过热的潜力。针对历史文化街区传统街巷热环境的研究不仅是对城市外部空间热环境研究的有益补充,同时对相同气候区的街巷更新也具有现实指导意义。

高校历史建筑夏季室内热舒适研究——以宋卿体育馆为例

该文研究武汉大学早期历史建筑宋卿体育馆夏季室内热环境现状及热舒适评价,通过对体育馆室内热环境现场实测和问卷调查相结合的方法,对建筑室内相关物理参数及使用者主观评价进行收集。对室内热环境实际热感觉投票值TSV与预测热舒适指标PMV进行对比分析,评测该历史建筑夏季室内热舒适性后,发现宋卿体育馆在夏季自然通风状态下室内热环境较差,主要是因为建筑大面积西向开窗设计很容易受到太阳辐射的影响,室内风速过低,使用者运动强度高,从而导致实际热感觉投票值偏高。因此对该历史建筑提出了相应的优化策略,如增设外窗遮阳、机械通风以及必要的空调系统。

集中供暖建筑不同计费模式对空气品质满意度的影响研究

为了探究寒冷地区不同供暖计费方式下空气品质满意度对热舒适度的影响,对中国河南省焦作地区某居民住宅分别于2018年、2020年两个供暖季进行了现场研究。在测量环境参数时,也采集了受试者的热舒适状况。通过对比、分析发现,在不同热计量方式下,用户的热感觉、空气品质满意度及行为调节均存在统计学上的显著差异。相较于按面积收费,按流量收费住户的热反应与空气品质满意度都更好。本研究旨在揭示空气品质满意度与热感觉、调控行为的关系,并为供暖计费方式的选择提供参考。

鲁南地区农宅冬季老年人适应性热舒适评价研究

采用控制温度的方法,在2021年12月份对鲁南地区典型农宅房间进行了热湿环境测试与主观问卷调查。研究结果表明:老年人平均服装热阻为1.63 clo;考虑老年人心理、生理特点以及行为习惯等,得到的农村地区冬季老年人热中性温度为17.83℃,80%可接受热舒适温度为15.78~19.93℃,热期望温度为21.63℃;建立了室外空气温度与室内热中性温度的拟合曲线,得到了适应性热舒适模型。

地下工程PMV指标的计算方法及其应用研究

目前,地下工程空调系统无法精准满足人员对热舒适性的需求。引入PMV指标作为地下工程热舒适性评价标准,对考虑人员活动情况、着装、山体温度、空调送风等因素影响的PMV指标计算方法进行了研究,利用Maple软件分析了同一舒适度下的不同温湿度组合区间,以及温湿度对PMV值的影响,提出了基于PMV指标的空调智能控制方法,给出了温湿度设定值自动修正流程。

哈尔滨社区公园人流分布影响研究

社区公园是城市居民户外活动的主要场所,其使用率和品质对人群健康有积极的促进作用。文中选取哈尔滨典型社区公园作为研究案例,采用问卷、测试、无人机观测等方法获取试验数据,通过空间句法和SPSS统计分析法,研究夏秋两季热舒适与空间组织对公园人群活动的影响。研究发现热舒适和空间组织对公园内部人流分布的综合影响大于单个影响因子,夏季公园人群活动主要受到UTCI,活动设施数量和整合度的影响,高温天气导致使用者的活动强度较低,秋季各区域的UTCI值对人群活动影响降低,选择度和活动设施数量成为主要影响因素。

夏季华东地区室外热舒适经验指标模型建立

伴随国民经济水平的提高,室外的热舒适水平逐渐受到民众的广泛关注。尤其是在经济发达的华东地区,人口密集,夏季的炎热气候严重影响了民众在室外空间的热舒适与体验。已有研究表明,在一些地区,基于当地调研数据建立的经验指标模型能够更好地预测当地民众的室外热舒适状况。因此,文章对华东地区代表性城市金华市展开微气候环境测量与问卷调查,利用统计学方法多元回归对调研数据进行分析,最终建立经验指标模型并验证其适用性。研究结果表明,在回归分析得出的三个模型中,选取拟合度最优的模型为经验指标模型,具体公式为:TSV_(model)=0.228T_(a)-0.211V+0.201T_(g)-13.947(R^(2)=0.715,P<0.001)。所得经验指标模型为夏季华东地区基于室外热舒适的空间优化设计研究提供了评价指标选择的参考。