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基于热舒适性和能源效率的花园艺术对城市小气候的影响与实证分析

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西南大学学报(自然科学版) 2023年第11期45卷 13-21页

作者：邓艺杰郅阳周口师范学院设计学院河南周口466000 上海师范大学美术学院上海200233

随着人口增长、城市扩张以及全球变暖,城市地区较高的气温对人类生活的各个方面产生了不同程度的影响,例如人类健康、水消耗、能源使用和空气质量.因此,关注设计对开放空间热舒适度的影响非常重要.本研究旨在探究基于热舒适性和能源效... 详细信息

随着人口增长、城市扩张以及全球变暖,城市地区较高的气温对人类生活的各个方面产生了不同程度的影响,例如人类健康、水消耗、能源使用和空气质量.因此,关注设计对开放空间热舒适度的影响非常重要.本研究旨在探究基于热舒适性和能源效率的花园艺术对城市小气候的影响,并通过实证分析提供科学依据.研究方向是建立城市小气候模拟模型,利用数值模拟和计算流体力学方法,对不同花园艺术设计方案在城市小气候中的影响进行模拟和仿真,以评估其在改善城市热环境和降低能耗方面的效果.首先,在ENVI-met(用于模拟地表植物空气相互作用的整体三维模型)中模拟了一个具有当前基础花园布局的真实小区,并通过将模拟结果与实际测量温度进行比较,验证了ENVI-met模型的可靠性.然后,通过模拟同一CBD区域不同花园设计方案,评估并比较了其对城市小气候和人体热舒适度的差异.最后,将不同的花园设计方案输出到动态建筑能源模拟软件中,以获得案例区域内建筑的能耗数据.研究结果表明,花园艺术的不同设计方案会导致植物在降温、增湿、遮光等方面存在明显差异,从而影响其对热舒适性和能源效率的贡献.这些评估结果可以为城市规划和设计提供科学依据,指导花园艺术设计的选择和优化,以实现更好的热舒适性和能源效率.

关键词：热舒适性能源效率花园艺术城市小气候城市规划可持续发展

基于提升老年人体力活动水平的寒地城市公园热舒适性研究——主观感知和客观监测

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建筑科学 2023年第4期39卷 81-89,204页

作者：冷红张钰佳袁青哈尔滨工业大学建筑学院哈尔滨150000 自然资源部寒地国土空间规划与生态保护修复重点实验室哈尔滨150000

室外热舒适性的改善可以提升老年人体力活动水平进而促进健康,热舒适性受物理、生理和心理因素影响,考虑心理因素作用的主观热感知在影响老年人活动水平中与基于客观监测的热指标同样重要。本研究以典型寒地城市哈尔滨为例,采用主观感... 详细信息

室外热舒适性的改善可以提升老年人体力活动水平进而促进健康,热舒适性受物理、生理和心理因素影响,考虑心理因素作用的主观热感知在影响老年人活动水平中与基于客观监测的热指标同样重要。本研究以典型寒地城市哈尔滨为例,采用主观感知和客观监测相结合的方式,对寒地城市背景下老年人体力活动水平与热舒适性关联机理进行探讨。研究结果表明:1)社会心理因素对主观热感知有显著影响;2)心理适应是老年人抵抗热不适感进行活动的主要原因;3)不同强度活动主体对热环境需求具有差异,并针对以上研究结果提出热舒适性优化建议以提升老年人体力活动水平。

关键词：体力活动水平热舒适性寒地城市热感知老年人

冷环境下基于暖体假人的帐篷内部热舒适性研究

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中国安全科学学报 2023年第3期33卷 220-227页

作者：兰明强李亚运王祥郭贤刘小勇安徽建筑大学土木工程学院安徽合肥230601 清华大学合肥公共安全研究院灾害环境人员安全安徽省重点实验室安徽合肥230601

为了解冷环境下帐篷内部温度变化规律和人员服装需求热阻(IREQ)及身体区域失温风险,以国标救灾帐篷和非标防疫棉帐篷为对象,利用暖体假人开展-10~10℃环境下试验,探究不同类型帐篷的保温性能,并利用经验公式评价人员在帐篷内热舒适性,... 详细信息

为了解冷环境下帐篷内部温度变化规律和人员服装需求热阻(IREQ)及身体区域失温风险,以国标救灾帐篷和非标防疫棉帐篷为对象,利用暖体假人开展-10~10℃环境下试验,探究不同类型帐篷的保温性能,并利用经验公式评价人员在帐篷内热舒适性,根据服装热阻对人与环境换热过程的影响,分析暖体假人各部位温度变化情况及加热服对身体区域的改善效果。研究结果表明:国标救灾帐篷比非标防疫棉帐篷保温性能好,且温度越低两者相差越大;人在帐篷内部的热舒适性随温度降低而降低,其中,地板温度对人体局部不满意率影响较大;当服装热阻低于需求热阻时,暖体假人左前臂和右小腿温度下降幅度最大,分别为4.7和5.3℃,当打开加热服加热,服装覆盖区域温度明显上升;当环境温度降到-10℃,即使打开45℃加热档位暖体假人各区域温度仍出现明显下降,其中暖体假人左前臂下降5.3℃,右前臂下降6.5℃左右。

关键词：冷环境暖体假人帐篷内部热舒适性需求热阻失温风险

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驾驶舱热舒适性与空调经济性分析研究

机械设计与制造 2022年第1期371卷 228-232,236页

作者：苏楚奇江玥汪怡平袁晓红武汉理工大学汽车工程学院湖北武汉430070

随着生活品质的提高,人们对汽车性能的要求也越来越高,驾驶舱内热舒适性与汽车安全性、经济性等各方面性能都有密切关系,而空调送风参数是直接影响驾驶舱内热环境和空调能耗的重要因素。本研究以某种带有座椅通风功能空调系统的货车驾... 详细信息

随着生活品质的提高,人们对汽车性能的要求也越来越高,驾驶舱内热舒适性与汽车安全性、经济性等各方面性能都有密切关系,而空调送风参数是直接影响驾驶舱内热环境和空调能耗的重要因素。本研究以某种带有座椅通风功能空调系统的货车驾驶舱模型为例,针对夏季炎热环境,考虑太阳辐射和驾驶舱各部位的热传导、热对流和热辐射,利用算流体力学(CFD)的方法对空调出风口不同出风口送风温度和送风速度情况下的驾驶舱内流场进行了研究,采用热舒适性偏差和空调制冷量Q为评价指标,分别对热舒适性和经济性进行评价,探究汽车空调不同工作状态时这两种性能的变化规律。数值模拟结果表明,人体热舒适性和空调经济性随送风温度和送风速度的改变呈规律性变化,汽车空调送风的高温、高速工况和低温、低速工况可使人体达到相同舒适性水平,但在获得相同水平热舒适性时,高温、高速工况较之低温、低速工况具有更好的经济性。

关键词：驾驶舱热舒适性经济性送风参数数值模拟

全空气空调系统室内热湿环境数值模拟与热舒适性研究

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全空气空调系统室内热湿环境数值模拟与热舒适性研究

作者：徐浩盐城工学院

学位级别：硕士

全空气空调系统是暖通空调(Heating,Ventilation and Air Conditioning,HVAC)统中最为普遍的系统之一,它的作用是调节和改善建筑室内的温度、湿度、空气质量等。近年来,由于社会经济迅速增长,人们的生活水平不断提高,人们对于工作和生... 详细信息

全空气空调系统是暖通空调(Heating,Ventilation and Air Conditioning,HVAC)统中最为普遍的系统之一,它的作用是调节和改善建筑室内的温度、湿度、空气质量等。近年来,由于社会经济迅速增长,人们的生活水平不断提高,人们对于工作和生活环境的要求也越来越高。创造一个舒适、健康的室内环境,不仅能够提高室内工作人员的工作效率,还能改善人们的生活品质,因此全空气空调系统室内热湿环境和热舒适性的研究是非常有意义的。本课题旨在研究不同热湿条件和空调结构对全空气空调系统室内热湿环境的影响,利用预测平均投票数(Predicted Mean Vote,PMV)和预测不满意百分比(Predicted Percentage Dissatisfied,PPD)分析三种空调系统室内环境热舒适性。首先,利用THPZKC-1型全空气空调系统实验装置进行实验测量。通过实验装置中的温湿度传感器,分别测量直流式、一次回风式和二次回风式三种空调结构下空气循环系统内各监测点的温湿度值。运用ANSYS CFX软件,分别对直流式、一次回风式和二次回风式三种空调结构的空气循环系统建立数值模拟模型,将实验测量结果和数值模拟结果进行对比,验证数值模拟方法的可行性。其次,通过数值模拟方法研究不同热湿条件对室内环境的影响。利用ANSYS CFX软件对全空气直流式空调系统建立数值模拟模型,分别对送风速度,送风温度和送风湿度三种热湿条件下全空气直流式空调系统室内热湿环境进行数值模拟,得到不同热湿条件下全空气直流式空调系统室内温度场,湿度场和气流组织的分布云图。对比研究室内温度场、湿度场以及气流组织的分布情况,得到热湿条件对全空气直流式空调系统室内热湿环境的分布规律。再次,通过数值模拟方法研究不同空调结构对室内环境的影响。利用ANSYS CFX软件对有热源和湿源工况的全空气空调系统建立数值计算模型,分别对直流式、一次回风式和二次回风式三种空调结构室内热湿环境进行数值模拟,得到三种空调系统室内温度场,湿度场以及气流组织的分布云图。对比研究三种空调系统室内温度场、湿度场和气流组织的分布情况,得到二次回风式空调系统对室内环境的加热和加湿效果最明显。最后,全空气空调系统室内热舒适性研究。利用PMV-PPD指标对直流式、一次回风式和二次回风式三种空调系统室内热舒适性进行对比分析。针对三种空调结构,在室内设置不同高度的截面,通过三种空调系统的数值模拟结果计算各个截面的PMV-PPD指标,探讨空调结构对室内热舒适性的影响,得出三种空调系统中热舒适性最好的空调系统,为全空气空调系统实验装置的设计和改进提供可行的依据。

关键词：全空气空调系统热湿环境数值模拟热舒适性

基于PPG信号的地下空间温度对人热舒适性的影响研究

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同方学位论文库

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基于PPG信号的地下空间温度对人热舒适性的影响研究

作者：任晓阳大连交通大学

学位级别：硕士

国务院印发的《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》指出,我国将加快推进交通强国战略,2025年末城市轨道交通运营里程将突破10000 km,一大批地铁正在或即将建设,以地铁为代表的地下空间将广泛存在于城市建设、生产经营中。地下空... 详细信息

国务院印发的《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》指出,我国将加快推进交通强国战略,2025年末城市轨道交通运营里程将突破10000 km,一大批地铁正在或即将建设,以地铁为代表的地下空间将广泛存在于城市建设、生产经营中。地下空间较地上空间存在较大气候差异,地下空间进出口尺寸受限、数量有限,这些原因造成了地下空间通风不畅,温湿度高的特点,长期在地下空间参加劳动的作业人员因热舒适性差的影响因素易造成生理心理疲劳,进而因人为因素引发事故的风险将大大提高。本文综合采用文献阅读、理论研究、模拟实验、建立模型的研究方法,分析地下空间温湿度对人体热舒适性的影响。首先,通过大量的文献调研,确定人体热舒适性的测量方法为生理参数测量结合主观问卷测量。生理参数测量采用光电容积脉搏波(PPG)信号,该信号为人体基本生理信号,能反应人体多种基本生理信息,且具备测量设备廉价、测量快速、无创等优点。然后,本文根据实际地下空间小气候测量数据,开展地下空间热舒适性影响实验,温度设置为10℃、18℃、26℃、30℃,湿度控制在40%-60%之间。测量实验人员在不同温湿度环境中的光电容积脉搏波信号和主观问卷,揭示地下空间小气候对人体生理热舒适性的影响规律。对采集得到的PPG信号利用小波变换做基本的去坏点、降噪、基线漂移、归一化、信号重构等处理。通过理论分析,得到PPG信号的特征参数提取方法,确定提取周期、上升期上升速率、下降期下降速率为特征参数。虽然试验设置为10℃、18℃、26℃、30℃四个温度,但是在实际试验时,试验温度会上下波动2-3℃;统计不同温湿度下人体PPG信号特征参数数据得到当温度范围为22℃-26℃,湿度范围为40%-60%时候,人体热舒适感觉最好。最后为了提升基于生理参数测量的人体热舒适性评价效率,本文建立了基于深度学习方法分析PPG信号的神经网络模型。通过分析模型性能指标交叉熵、混淆矩阵、ROC曲线信息,确定建立的模型性能达标,可实现基于信号的生理状态变化快速判定。为实现地下空间热湿环境对人体生理状态影响分析提供了理论支撑。同时,本文基于PPG信号测量原理、信号设备等理论研究,设计了一款佩戴舒适性较高的手套式测量装备,设计为地下空间职业健康热舒适性研究提供装备支撑。

关键词：地下空间光电容积脉搏波热舒适性温湿度实验职业健康

房间空调器用自然对流—辐射式蒸发器供冷的热舒适性

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房间空调器用自然对流—辐射式蒸发器供冷的热舒适性

作者：陶铭天津大学

学位级别：硕士

为了助力“双碳”目标的实现,建筑用能中燃气等化石能源将逐渐减少,直至实现建筑用能电气化。电驱动的热泵与电加热器供暖相比更加节能,因此得到了广泛应用,但目前采用的热风型热泵在供暖过程中存在吹风感以及噪音等问题,降低了室内人... 详细信息

为了助力“双碳”目标的实现,建筑用能中燃气等化石能源将逐渐减少,直至实现建筑用能电气化。电驱动的热泵与电加热器供暖相比更加节能,因此得到了广泛应用,但目前采用的热风型热泵在供暖过程中存在吹风感以及噪音等问题,降低了室内人体的舒适性,为此,本课题组研发了一种新式热泵型房间空调器用自然对流-辐射式室内换热器,该换热器无需风机,提高了冬季供暖的舒适性。该换热器在夏天也可作为蒸发器对室内空气进行除湿冷却,因该蒸发器外形酷似辐射板,故以下简称辐射板式蒸发器。与传统的辐射供冷末端如冷天花、毛细管系统相比,辐射板式蒸发器还具备除湿功能。本文对辐射板式蒸发器供冷时的热舒适性进行了研究,具体研究工作如下:首先,建立了辐射板式蒸发器室内供冷的CFD模型,并用Fluent软件进行了求解;将辐射板式蒸发器安装在测试小室内,测试了辐射板式蒸发器表面和墙壁表面的温度分布以及空气的温、湿度场分布,并对CFD模拟结果进行了验证。结果表明,空气测点干湿球温度及墙壁平均温度的模拟数值与实测值之差在±1℃之内,人员逗留区域温度差值在±0.5℃之内,误差满足后续研究需要。其次,研究了辐射板式蒸发器供冷环境下室内温湿度分布情况。结果表明,在辐射板式蒸发器供冷时,室内湿度场分布较为均匀,但是室内温度场存在较大的垂直温差,人体头部位置和脚部位置的温差接近3℃,存在较为明显的“头热脚冷”现象,这一现象的存在会影响人体的热舒适性。然后,由于PMV实验回归公式只适用于室内参数稳定且人体周围的热环境参数均匀分布的情况,而辐射板式蒸发器供冷时人体接受的冷辐射不均匀,因此,本研究通过人体热舒适实验对PMV指标进行了修正,建立了适用于人体接受不均匀冷辐射的RPMV公式。修正后的RPMV数值与TSV热感觉真值的误差范围在±0.25之内,可应用于辐射板式蒸发器供冷环境下人体热舒适的评价。最后,研究了辐射板式蒸发器供冷时辐射板式蒸发器板面面积和板面温度、室内空气温湿度的耦合对人体热舒适性的影响。结论表明,室内空气温度、壁面平均温度、相对湿度、RPMV等参数均随板面温度的升高而升高,而与辐射板式蒸发器板面面积的关系则相反。此外,根据不同工况下所需要的辐射板式蒸发器板面温度的研究表明,适宜的板面温度为室内热湿比线与饱和线相交点的温度。

关键词：房间空调器冷辐射自然对流-辐射式蒸发器冷却除湿热舒适性

自然通风环境下办公建筑中庭空间热舒适性模糊优化研究

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西部人居环境学刊 2022年第6期37卷 119-125页

作者：杨瑛蔡岳峰黄永益刘柱梁徐峰中国建筑第五工程局有限公司中建五局设计技术科研院湖南大学建筑与规划学院

随着绿色建筑设计理念深入人心,办公建筑的中庭空间因其特有空间特质受到越来越多的关注。通常办公中庭空间中的节能性与热舒适性是一对矛盾体,而自然通风作为被动节能技术之一,不仅能够促进中庭空间的内外空气循环,改善室内空气质量,... 详细信息

随着绿色建筑设计理念深入人心,办公建筑的中庭空间因其特有空间特质受到越来越多的关注。通常办公中庭空间中的节能性与热舒适性是一对矛盾体,而自然通风作为被动节能技术之一,不仅能够促进中庭空间的内外空气循环,改善室内空气质量,而且降低能耗和提升热舒适性,较好地解决这一矛盾。以江雅园办公楼中庭空间为案例进行研究,从中庭屋顶形态、中庭高度及进风口开启方式三个变量因素出发,引用模糊评估方法寻找出中庭空间自然通风热舒适性最佳方案,结论显示在多个组合方案中斜屋顶形态+进风口全部开启的方案热舒适性最佳,同时也证明屋顶形态与通风方式的变化对自然通风舒适性的影响较大,而中庭空间高度的变化对自然通风舒适性影响较小。本研究希望建立一套以风速和温度为评价指标的模糊体系,为自然通风的热舒适性的评价提供一种客观的评估手段,从而为方案阶段的中庭空间设计提供一种有效的优化方法。

关键词：绿色建筑中庭空间自然通风热舒适性模糊优化

城市公园景观视觉质量与热舒适性耦合评价研究——以北京奥林匹克森林公园为例

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城市公园景观视觉质量与热舒适性耦合评价研究——以北京奥林匹克...

作者：张诗凝北京建筑大学

学位级别：硕士

在如今经济快速发展的背景下,人们对生活质量的要求日益增加,使得人们对城市公园的关注度逐渐上升。城市公园是以满足城市居民休闲游憩需求为基础,通过公园的景观空间分区,使人们置身不同空间会有独特的景观视觉观感和热舒适体感,对其... 详细信息

在如今经济快速发展的背景下,人们对生活质量的要求日益增加,使得人们对城市公园的关注度逐渐上升。城市公园是以满足城市居民休闲游憩需求为基础,通过公园的景观空间分区,使人们置身不同空间会有独特的景观视觉观感和热舒适体感,对其内部景观空间进行景观视觉质量及热舒适的耦合研究可以科学有效地指导城市公园的规划设计,有利于更好的引导人们选择时间和空间,进而提高人们的观景体验。然而,目前关于景观视觉质量和热舒适耦合评价的相关研究较少,且大部分尚停留在单独针对景观视觉质量评价或热舒适性评价的研究,这可能导致某些景观场所的潜力无法完全被激活。因此,本文通过借鉴各学科领域的研究思路和方法,选取北京奥林匹克森林公园3 km健身步道内15个景观点作为研究对象,从耦合景观视觉质量评价和热舒适性评价两方面进行探究。选择景观视觉质量中的基本视觉元素和视觉敏感度两因素计算景观空间分布,分别使用GIS对其视线、视域、相对距离敏感度、相对坡度敏感度、景观醒目度共5项指标进行分析;再选择基于实地物理测量的PMV热舒适性指标的测算,进行连续测量,选定一日内8:00-11:00、11:00-14:00、14:00-17:00三个时间段,带入GIS后得到各时间段PMV热舒适等级景观空间分布图;最后,依据时间段序列,对于研究人群青、中年健身群体,利用现场访谈和问卷调查统计,确定景观视觉与热舒适性叠加权重,使用GIS进行景观视觉质量与热舒适性耦合评价研究,最终获得三个时间段的景观动态评价结果。耦合叠加评价分析结果可知,奥森公园3 km健身步道内景观空间带给人的视觉体验和身体感觉体验随着时间和空间的差异而变化,具有明显的时间和空间效应,引起耦合评价指标的结果差异。在10月份8:00-11:00和14:00-17:00,低水平叠加效果景观空间面积>差水平叠加效果景观空间面积>中水平叠加效果景观空间面积>高水平叠加效果景观空间面积,10月份11:00-14:00,差水平叠加效果景观空间面积>低水平叠加效果景观空间面积>中水平叠加效果景观空间面积>高水平叠加效果景观空间面积。总体来说,低和差水平叠加效果景观空间面积是占比多的区域,此区域大部分位于研究区域的东西两侧,属于景观点位置较差、景观丰富度略微逊色的区域,再加上场地中基础设施不足,导致舒适度一般,因此叠加后整体呈现效果最差;中和高水平大部分景点位于研究区域的中部,属于景观视觉位置较好、景观较丰富的区域,场地内丰富的植物等要素带来了良好的舒适度,因此在叠加后呈现效果相较于其他良好。根据耦合评价分析得出的结果,总结研究区域内现状问题,本文对奥森公园研究区域内的景观空间提出相应的优化建议并进行优化改造提升,从景观视觉空间、热舒适性、耦合叠加三方面入手进行研究,通过将景观视觉分类分级保护、热舒适分要素保护、耦合叠加分空间保护,以达到对景观空间的优化。本研究成果为定量评价城市公园景观视觉及热舒适性综合感知的时空分布提供了更加科学有序的思路和方法,并为景观空间环境的规划设计提供借鉴,便于深刻理解城市公园中“景观-环境-人”的关系。

关键词：城市公园景观视觉质量评价热舒适性北京奥林匹克森林公园