建筑环境适应性热舒适的机理研究

To create a sustainable indoor environment is a big issue for its close connection with building energy consumption and occupants’ health. The aim of human thermal adaptation research is to balance occupants’ comfort demand and building energy consumption. However, to date, a better understanding of the underlying mechanism for human thermal adaptation is still in urgent need by thermal comfort research domain. In this project, the issues in current adaptive theory, especially the mechanism of human thermal adaptation, will be thoroughly studies to obtain a deeper grasp of occupants’ thermal adaptation. Both field studies and well-controlled climate chamber experiments will be designed to examine the dynamics of thermal comfort expectation, the physical, physiological and psychological factors which have impacts on human thermal adaptation. Thereby, a comprehensive human adaptability thermal comfort mechanism model can be established. The work will provide theoretical supports to future indoor environment criteria and the sustainable indoor thermal environmental control strategies.

营造适宜的室内热环境关系到居住者的健康，并且牵涉建筑能耗，是影响国计民生的大问题。建筑环境人体适应性热舒适研究的目标就是为了在居民的舒适健康需求与采暖空调用能之间实现平衡。然而，当前国内外学术界亟需更为清晰的人体适应性热舒适机理研究。本项目将基于我国国情，针对目前建筑环境人体热适应理论中存在的问题，旨在揭示人体热适应的内在机理，更全面地掌握我国居民人体热适应规律。研究拟通过一系列现场调研和人工气候室实验相结合的方法，分析居民对热环境需求的演变过程，并从行为调节、生理习服、心理适应三个角度诠释热适应机理，进而建立人体适应性热舒适机理模型，为进一步完善热适应理论和相关模型、评价指标提供依据。

营造适宜的室内热环境与居住者的健康及建筑能耗密切相关，是影响国计民生的大问题。建筑环境人体适应性热舒适研究的目标就是为了在居民的舒适健康需求与采暖空调用能之间实现平衡。尽管人体热适应现象已经在国际学术界研究了数十年，但各种因素对人体热适应的影响机理依然不是很清楚，适应性热舒适的评价模型仍然是一个黑箱模型。目前，国际学术界亟需对人体适应性热舒适的动力学和机理有一个更清晰的了解。.因此，本项目基于我国国情，针对目前建筑环境人体热适应理论中存在的未知问题开展研究。通过一系列现场调研、人工气候室实验和理论分析，研究了生活在不同气候区的居民热需求的演变过程，并从行为调节、生理习服、心理适应三个角度诠释热适应机理，进而建立人体适应性热舒适机理模型，为进一步完善热适应理论、相关模型和评价指标提供依据。.本课题从冬季采暖这一造成南北气候区室内热环境差异的典型现象入手，研究了不同气候区人群在经受供暖停暖过程、冬夏季南北半球间旅行的气候变化冲击、南北方之间迁居等不同类型长期、中期、短期热经历后对室内偏好温度选择的变化以及适应时间长短。研究发现冷经历的作用更显著，从供暖区迁居到非供暖区的居民需要的热适应时间更长。.通过对受试者在人工气候室中不同实验工况下的主观反应和生理参数的测试实验，确定了代谢率随热环境参数和活动水平变化的动态过程与幅度。通过在不同季节测试不同室内环境参数下人体皮温、指血流量、出汗率等参数，解析了人体热调节的机理。感知控制力对心理适应影响的重要性得到了证实。.针对现有热适应模型的黑箱缺陷，提出了可以反映生理习服、心理适应以及行为调节的作用的基于PMV热平衡的热适应模型。提出的基于SET的PTS线性模型能够给出了不同气候区人群在不同标准有效温度SET下的主观热感觉，其斜率和截距反映了不同热经历的影响。该基于SET的线性模型有望成为下一代适应性热舒适模型的最佳形式。