基于热健康的居住建筑围护结构热工设计方法

作     者：薛文静 

作者单位：西安建筑科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘大龙

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 081302[工学-建筑设计及其理论] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：热健康 居住建筑 室内热环境 空调环境 建筑围护结构 

摘      要：当今经济社会步入飞速发展时期,随着空调的迅速普及以及大规模的应用,使人们的生产生活状况有了质的提升,通过使用空调来调节温湿度,进而改善建筑室内热环境(室内温湿度等参数),使人体在封闭空间内也能达到相对舒适的状态,明显地改善了室内热环境状况。然而由于长期或过分地依赖空调,使人生理和心理产生不适感,出现头痛、注意力不集中、易感冒等一系列不健康症状。通过文献调研发现,目前关于热健康的研究仅给出适宜温度、湿度等环境参数范围,未深入分析其内在原因,以优化建筑围护结构。针对此问题,从热健康入手开展了通过优化建筑围护结构改善室内热环境的相关研究。本文首先通过文献调研分析影响人体健康的室内热环境参数及其范围。根据现有的相关研究成果分析不同病态建筑综合征症状产生的原因及其影响因素,分析发现室内空气温度、相对湿度、CO浓度三个环境参数对人体健康影响较大,并根据三个参数对人体健康的影响获得其健康范围,同时提出室内热环境健康性的评价指标,建立室内热环境参数和不健康小时数之间的关系,确定影响不健康小时数的室内环境参数具体指标,主要包括室内温湿度的平均值和振幅。其次,通过实验测试从环境变化机理上分析自然通风和空调工况室内热环境健康性的内涵。对夏季自然通风工况和空调工况下的室内热环境参数进行监测,分析不同工况下室内热环境参数的变化规律。通过对比分析两种工况下室内温湿度的峰值、周期、变化率等参数,CO浓度的变化情况,分析造成两种工况对人体健康差异的原因。针对性地为获得健康的室内热环境提供控制策略,为优化建筑围护结构提供指导。最后,通过分析环境参数与围护结构传热之间的关系,确定围护结构设计方向和设计目标。模拟分析20组围护结构所营造的室内热环境的健康性,通过分析围护结构热性能参数和影响不健康小时数的室内环境参数的相关性,根据室内环境参数拟合反推围护结构热性能参数,以达到减小室内不健康环境小时数的目的,营造宜于人体健康的室内热环境。通过建筑围护结构热工设计建立室内热环境与人体健康之间的关系是十分必要的,这也是构建健康建筑的重要科学问题,不仅可以为营造健康舒适的建筑室内热环境提供参考,也可以为健康建筑的发展提供指导意义。