温度缓冲梯度的过渡空间被动式设计方法

目的对已有建筑的室内外过渡空间设计改造,形成建筑空间布局上的温度梯度变化,缩小冷热温度差,降低人体对温度突变带来的不适.方法以公共建筑中商业建筑的过渡空间为研究对象,分析严寒地区商业建筑在出入口处温度突变的过程,通过使用airpak软件对过渡空间温度以及风速进行模拟,对其空间不同温度进行划分,形成建筑空间布局上的温度梯度.对室内外过渡空间进行被动式设计包括:增设过渡空间,设置过渡空间阻隔形式门斗、设计过渡空间形式.结果增设外延式过渡空间时,平面长宽比为1:2,门斗高度低,正对主入口的侧面开门热环境效果较好;增设内切式过渡空间时,增设双层隔墙热环境和经济效果较好;S型双层阻隔式门斗对中庭热环境的提升作用较明显.结论过渡空间被动式设计方法,可以节约能源,有效地提高公共建筑使用人群的舒适度.     

相变材料在集装箱建筑夏季隔热中的性能研究

集装箱无蓄能围护结构箱体能耗和室内温度波动都较大,传统的围护结构设计方法无法将室内温度有效维持在舒适的温度区间内.将相变储能技术合理地应用于集装箱围护结构设计中能够大大提升其热工性能并有效地调整室内的温度波动.以微胶囊相变材料为例,通过利用Design Builder软件模拟分析法研究建筑内扰、相变层设计等影响参数对其调温性能的影响规律,分析相变材料在集装箱箱体复合围护结构中的适应性设计方法,可知集中在白天使用的集装箱建筑采用厚30 mm、相变点为29℃的相变复合墙体能够有效提高建筑夏季热舒适度,得出集装箱相变复合围护结构优化设计方法及对室内热舒适的影响规律,为相变材料在集装箱建筑中的设计应用及评价方法提供了理论支持.     

不同气候区遮阳控制策略的节能与舒适度优化

遮阳设计是影响建筑能耗及室内光热舒适度的重要原因之一,开启遮阳系统可以减少太阳辐射,降低夏季制冷能耗,减少眩光问题,但同时会导致更高的照明能耗及冬季的供暖能耗.为研究中国寒冷地区和夏热冬暖地区酒店建筑典型遮阳控制策略的节能潜力和环境舒适度,采用Comfen软件模拟量化不同气候区下3种遮阳形式及10种控制策略对能耗及舒适度的影响规律,通过制冷、供热、照明能耗和总能耗、光、热舒适度以及综合优化指数来评估其性能.模拟结果表明:遮阳控制策略会影响建筑能耗和室内舒适度,根据不同优化目标给出其对应的最优控制策略,两气候区对遮阳策略与设计的选择也有所不同,通过分析其差异,为遮阳系统设计提供参考建议.     

基于PMV指标的室内环境热舒适度控制器设计

针对目前室内热环境调节缺少合理控制方法的问题,本文在分析温度、湿度、风速和平均辐射温度四个热环境参数对PMV指数影响的基础上,基于人体舒适度模型的模糊控制,将嵌入式ARM9芯片作为主控制芯片,结合无线传感网络,设计了一种室内舒适度控制器,并阐述了其系统构成与决策方法。该控制器不仅布设方便,而且能够在保证人体室内舒适度的情况下,减少调节室内热环境过程中带来的能耗。     

宜昌市夏季气候舒适性分析

以宜昌市1986-2015年夏季（6~8月）平均气温、平均风速和平均相对湿度的气象资料为依据,利用模糊评判法和人体舒适度指数计算模型,分析宜昌市夏季气候舒适度情况。结果表明：宜昌市6月份很舒适指数最高,不舒适指数最低,平均较热天数为18 d,气候舒适性较好;7月份不舒适指数最高,平均较热天数为19 d,气候舒适性比6月份较差;8月份不舒适指数低于7月份,平均较热天数为21 d,较热天数最多,3个月份的气候舒适性略有差异。在总体上宜昌市夏季气候是较舒适的,而气候不舒适性主要是高温造成的。     

基于GIS的南京市中山陵景区核心区域声景观评价

【目的】利用遥感数据进行风景区声景观规划设计方法的探讨,构建声景观舒适度综合评价模型,为景观尺度上旅游资源的开发提供科学依据。【方法】以南京市中山陵景区核心区域为研究对象,通过测量影响声景观的客观要素并结合景区内游客对声景观的主观评价结果,构建景区声景观舒适度评价模型,并利用GIS软件进行分析评价。【结果】南京市中山陵景区核心区域平均声级为66.88 dB,声景观舒适度在时间维度呈现平均每24小时先平稳上升、后波动下降的趋势;在空间维度呈现南部高、中部一般、东部低的片状分布趋势;景区声景观舒适度较高的区域主要分布在景区东南部,而声景观舒适度较低的区域主要分布在景区西南部边缘区域;此外,声景观舒适度评价结果与景观区域面积、水域面积比例以及绿化覆盖率正相关,与风景区到机动车道的直线距离负相关,与风景区景观多样性和道路密度无明显相关性,声景观舒适度阈值为64.62 dB。【结论】这种结合主客观评价和空间分析方法的声景观评价方法可为我国风景区未来的综合景观规划、声景观设计提供参考。     

基于Ecotect模拟建筑热工分析研究——以汉中农村建筑为例

通过对汉中农村建筑的各围护结构及构件现状进行调研,在Ecotect Analysis软件中赋予模拟建筑模型材质,计算各个构件环境温度、室内热舒适等热工指标,并对结果加以分析。针对汉中农村建筑室内热舒适度差现象,通过改善建筑围护结构的墙体、屋顶材质及构造可以提高其室内的热舒适度。模拟结果表明,模型中逐月能耗最高的7月不舒适度峰值未到50%。对农村既有建筑节能设计提出了针对性较强的数字化节能设计措施,可为陕南及同类地区的乡村民居设计提供理论参考。     

1965—2015年武汉市气候舒适度变化分析

基于武汉市1965—2015年气候资料,利用气候舒适度评价方法(温湿指数、风效指数、着衣指数和综合舒适指数)对武汉市各月气候舒适度的变化进行分析.结果表明,在这50年当中,武汉市4月和10月的温湿指数、风效指数、着衣指数变化不大.而其他月份有一定的变化,但气候舒适度等级变化不显著.从综合舒适指数看,春秋季气候舒适度变化不大,多为舒适期,冬季气候舒适度有所上升,夏季气候舒适度仍然较差.1965—2015年武汉市较舒适期的平均持续时间在增加,较不舒适期平均持续时间明显减少,武汉市气候舒适度整体上有提高.其中气候舒适度的年内变化呈"M"形,武汉市是典型的春秋舒适性城市.     

基于G1序-物元可拓模型的重庆庭院式农宅绿色舒适度评价

针对舒适度研究,当前缺乏从建筑及建筑环境角度进行系统性影响因素研究,本文基于绿色建筑评价标准和绿色农房建设导则等,在“巴蜀美丽庭院示范片”建设的政策指引下,从“建筑设计、建筑室内环境和场地生态与室外物理环境”三个方面构建重庆庭院式农宅绿色舒适度评价指标;利用G1序法确定指标的权重,物元可拓模型对庭院式农宅进行舒适度评价,以此确定舒适度等级,最后以重庆某庭院式农宅为例,进行环境性能模拟和现场实测,通过专家打分获取评价结果,并通过模糊综合评价方法和主观舒适度问卷调查对评价体系进行验证,结果表明舒适度评估结果一致,验证了评价模型的可行性,为重庆地区庭院式农宅的设计与改造提供优化方向。     

基于人体热舒适度的江南历史街区空间格局研究——以南京高淳老街为例

【目的】利用生理等效温度(PET)与微气候因子的相关性进行人体热舒适度的研究,基于不同空间格局下的人体热感受,提出空间优化策略。【方法】选取南京高淳老街,在分析场地布局和空间类型的基础上进行微气候研究,对不同空间内气象因素(空气温度、相对湿度、瞬时风速)与天空视域因子进行实测,结合问卷调查,分析各空间内不同时刻的实际人体热感受。进一步将实测数值导入RayMan中,计算生理等效温度(PET),结合南京地区生理等效温度表测算不同的人体感觉及生理应激水平,并对PET与微气候因子做相关性分析,探索微气候因子与人体热舒适度的相关性。【结果】根据研究区域场地布局归纳出庭院式空间、街坊式空间、行列式空间和独栋式空间4种建筑肌理,将空间性质分为开敞空间、半开敞空间与封闭空间3种。经测算,空气温度与PET的相关性最高,相对湿度与PET的相关性次之,瞬时风速的相关性最弱。行列式空间与独栋式空间(半开敞式)微气候表现较好,庭院式空间与街坊式空间(封闭式)表现最差。【结论】结合量化分析,提出5点优化策略,即确定有利于通风的街道方位与几何形态、确定适宜的建筑物与街道的高宽比、优化建筑表皮、增加绿化面积以及完善景观设施。另外, PET与历史街区微气候因子的相关性分析能够客观反映人体的热舒适感受,该方法可以为不同历史街区空间格局影响下人体热舒适度作出科学评判,并提出气候适应性改造策略。     

北方乡村住宅节能与热舒适的形体参数多目标优化设计

为进一步降低北方乡村住宅采暖能耗、改善室内热舒适,依托Rhino-Grasshopper可视化编程平台,构建北方乡村住宅形体参数多目标优化设计框架.结合天津乡村实地调研数据,对北方乡村住宅规划和单体层面的9项形体参数进行了多目标优化,应用TOPSIS(technique for order preference by similarity to an ideal solution )综合评价法对帕累托解集进一步筛选,得到L型及U型乡村住宅形体参数最终设计方案.结果显示:优化后的L型乡村住宅采暖能耗及热舒适表现均优于U型;L型、U型乡村住宅形体优化方案在基准建筑基础上分别节约采暖能耗16.6%~18.0%,16.3%~26.4%,室内热舒适改善16.5%~17.5%,2.1%~19.0%.     

基于ENVI-met绿化形式对夏季微气候及热舒适影响的研究：以桂林市为例

为研究夏季绿化形式对对滨湖步道微气候的影响，以桂林市两江四湖景区榕湖步道为例，结合现场测试和ENVI-met数值模拟方法，分析绿化形式对滨湖步道微气候的响应规律，并利用正交设计试验得出步道高宽比、植物排布形式和乔木冠层尺寸对微气候的贡献度关系，并提出最优绿化设计方案。结果表明：步道高宽比越大，降温效果越好，减湿效果越弱；两侧复合式绿化排布降温效果最优，两行开敞型绿化排布减湿效果最优；乔木冠层尺寸越小，降温效果越好；植物排布形式对湖泊中心的通用热气候指标UTCI（Universal Thermal Climate Index）变化的影响较大。通过非线性拟合和正交试验可知对空气温度和平均辐射温度贡献度关系为植物排布形式>步道高宽比>乔木冠层尺寸，且当步道高宽比为1.0，植物排布形式为两侧复合式绿化，乔木冠层尺寸为9 m时，滨湖步道微气候最优，符合人体热舒适标准，为城市绿化规划设计提供科学依据。     

基于CFD的室内自然通风及热舒适性的模拟

自然通风条件下室内空气流动及其对热舒适性的影响是住宅设计的重要因素．基于计算流体力学方法，应用Fluent软件，开展了自然通风热舒适性的研究．建立了天津某小区高层住宅建筑中两种户型的计算模型，对夏季典型气候下室内自然通风情况进行了模拟分析探讨了风向、风速和气温对室内自然通风的速度场和热舒适指数的影响．得出了A型房间的通风效果要优于B型房间的结论．利用数值方法对住宅的自然通风进行模拟，不仅可以评价房间的自然通风效果，而且对于住宅户型的设计具有重要的参考价值．     

严寒地区建筑热舒适适应性模型

为了研究严寒地区建筑的热环境和人体热舒适适应性模型,对哈尔滨某建筑物内的热舒适度进行了现场研究。在测量室内热舒适参数的同时,通过问卷调查,得到了135份人体热反应的样本。结果表明,哈尔滨某自然通风建筑人体热中性温度为25.6℃,热期望温度为25.4℃。男性受试者热中性温度为25.5℃,女性受试者热中性温度为25.7℃。严寒地区热舒适适应性模型为Tcomf=0.28×Tout＋20.4,该模型与其他国家学者的研究有一定的相似性。     

外围护结构对室内采暖空调设计温度的影响

阐述了人体热舒适与辐射换热之间的关系，对具有不同外围护结构房间的热舒适进行了分析比较．指出我国现行规范对于室内采暖设计温度的规定偏低，不能满足人体热舒适要求；同时指出室内采暖空调设计温度应考虑外围护结构对人体热舒适的影响．分析结果为室内采暖参数的选择提供了科学依据．     

基于热效率的直洞式火炕烟道构造形式优化设计

直洞式火炕存在高温烟气流场范围小、接触炕板面积小、出烟口温度高等缺点,导致火炕热效率低、热舒适度差。为改善和提升火炕热工性能,以流体力学和建筑热工知识为指导,遵循前引后导原则对烟道布置形式进行优化设计。通过对大量火炕模型烟气流场的模拟,精选出I(A)型、II(A)型2种改进火炕方案。利用ANSYS模拟技术对比分析可知:与现状火炕相比,改进火炕能够使更大范围的烟道炕洞、炕面板接触到高温烟气进而吸蓄、存储、释放烟气热量,降低了出烟口的排烟温度,大幅提升了火炕热效率和热舒适度。同时,也为火炕的优化设计研究提供了一种新的技术方法。     

多障碍建筑群图像空间布局智能寻优方法优化

为了解决传统方法大多将注意力放在建筑群体局部优化方面,缺少对整个含多障碍建筑群体空间布局优化研究的问题。通过改进粒子群法研究多障碍建筑群图像空间布局智能寻优方法优化问题。建立寻优问题模型,将最小化最大风速比、最大化采光满足率、最优化容积率作为多障碍建筑群图像空间布局智能寻优目标,依据寻优问题模型建立总目标函数。针对粒子群算法的弊端,对其进行改进;将粒子和种群最优粒子差异程度当成依据对权重进行确定。通过密集距离对粒子和相邻粒子间的密集程度进行描述,依据密集程度,选用逐一去除法对最优解进行更新。针对提出的多障碍建筑群图像空间布局多目标寻优问题,采用改进粒子群算法进行求解。结果表明:采用所提方法优化后,日照满足率虽然略低于优化前;但最大加速比和容积率均更优;所提方法 WBGT指标(湿球黑球温度)高于其他方法。可见所提方法可令各指标均衡最优化,能够保证新陈代谢率低,热适应差的人舒适性。     

夏热冬暖地区居住建筑室内热舒适性研究

针对亚热带气候条件下广州气候特征导致的几个城市环境问题,根据室内热舒适性评价的计算公式,在相关简化条件下,计算出不同温度和湿度环境条件下的PMV-PPD指标;同时根据热环境评价理论进行了夏热冬暖地区热湿环境的主观评价调查问卷,根据问卷调查结果,分析了夏热冬暖典型城市———广州居民对居住环境的主观感受;最后通过实验测定广州地区室内外干湿球温度、围护结构表面温度、平均辐射温度等参数,根据实验所测参数对室内热舒适状况进行了定量对比分析。为改善和提高室内居住热舒适性提供实验依据。