西北乡域中小学教学建筑冬季室内热环境研究

发布时间：2017-08-11 17:19

  本文关键词：西北乡域中小学教学建筑冬季室内热环境研究

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【摘要】：受经济发展水平影响,区别于城市标准的集中采暖系统和成熟的采暖技术,西北乡域无明确采暖设计标准和技术措施,导致西北乡域中小学教学建筑冬季室内热环境较差,因此,改善教学建筑热环境水平成为当地中小学生的主要诉求。而改善中小学教室室内热环境、设计标准采暖系统的前提,是了解中小学教室内学生的热需求。教室作为人员密集的学习场所,室内热环境质量不仅应满足学生的舒适性要求,还应兼顾对学习效率的影响;相比成年人,中小学生拥有更高的新陈代谢水平,对热环境的敏感度要低于成年人。因此,中小学生对室内热环境有其独特的要求,针对城市办公及高校教学建筑的热舒适标准未必适用于乡域中小学教室。而目前,我国关于室内热环境的研究主要集中在城市办公楼、居住建筑,即使是教学建筑也多是城市高校教学建筑,对乡域中小学教室的室内热环境则较少涉及。为此,本文采用热舒适现场研究的方法,对陕西、甘肃、青海等西北地区14所乡域中小学校的33间教室的冬季室内热环境进行了现场测试,同时对1206名中小学生的热感觉等进行了主观问卷调查。主要研究结果有:(1)获取了西北地区乡域中小学教室冬季室内热环境基础参数、学生服装热阻及对室内热环境的热感觉分布。(2)获得了学生平均热感觉投票MTS与操作温度to间的热感觉评价模型,西北地区的陕西、甘肃、青海乡域中小学教室内学生的热中性温度分别为14.4℃、14.7℃、13.8℃;无论在采暖教室还是非采暖教室,PMV模型预测值与MTS均存在较大偏差,不能准确预测学生平均热感觉。(3)获得西北地区乡域中小学教室内90%的学生感到满意的舒适温度范围,陕西、甘肃、青海乡域中小学生舒适温度范围分别为12.7℃~16.9℃、11.9℃~17.1℃、15.8℃~18.7℃;期望温度分别为15.3℃、15.6℃、16.2℃,均高于热中性温度。(4)根据实测数据和问卷统计结果分别求得陕西、甘肃、青海地区乡域中小学生的自适应系数λ,由此获得的适应性PMV预测模型(aPMV)能很好的预测学生的平均热感觉;中小学生对偏冷的室内环境有较强的适应性,而对偏热的室内环境较为敏感。(5)以甘肃地区乡域中小学校测试数据为依据,建立了教室内热环境与学生学习效率间的量化关系,结果表明舒适稍凉的环境下学生的脑力工作能力指数最高,更有利于学生的学习。乡域中小学教室冬季室内设计温度的取值应结合当地的气候条件,充分考虑中小学生的衣着习惯、生理特点、对偏冷环境的适应性及学习需求等因素的特殊性,提出适合于中小学生的热环境设计参数。
【关键词】：西北乡域 中小学教室 热舒适 热环境 现场调研 aPMV
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU244.2;TU111
【目录】：

• 摘要3-5
• abstract5-11
• 1. 绪论11-18
• 1.1 课题的提出及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 国外热环境研究现状12-14
• 1.2.2 国内热环境研究现状14-17
• 1.3 本文的主要工作17-18
• 2. 室内热环境基础理论18-28
• 2.1 热感觉和热舒适18-19
• 2.1.1 热感觉基本概念18-19
• 2.1.2 热舒适基本概念19
• 2.2 热舒适影响因素19-23
• 2.2.1 物理环境参数20-21
• 2.2.2 个体变量21-23
• 2.3 热舒适模型及评价标准23-26
• 2.3.1 适应性模型的提出23-24
• 2.3.2 热舒适评价指标选取24-25
• 2.3.3 热舒适标准25-26
• 2.4 热舒适研究方法26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 3. 中小学教室室内热环境现场调研28-41
• 3.1 教室热环境现场调查研究方法28-35
• 3.1.1 样本选择28-32
• 3.1.2 热环境参数测试32-34
• 3.1.3 主观问卷调查34-35
• 3.2 现场测试数据采集及处理方法35-40
• 3.2.1 新陈代谢率35
• 3.2.2 服装热阻35-38
• 3.2.3 室内外热环境现状38-40
• 3.3 本章小结40-41
• 4. 室内热环境测试结果与分析41-60
• 4.1 数据处理结果与分析41-53
• 4.1.1 热感觉投票41-43
• 4.1.2 MTS与PMV模型的比较43-46
• 4.1.3 热接受率与热舒适区间46-48
• 4.1.4 热期望温度48-49
• 4.1.5 室内热环境对学习效率的影响49-52
• 4.1.6 舒适温度范围52-53
• 4.2 适应性分析53-57
• 4.2.1 人体适应性分析53-54
• 4.2.2 预计适应性平均热感觉模型aPMV54-57
• 4.3 与其他热舒适现场研究结果的比较57-58
• 4.4 本章小结58-60
• 5. 结论与展望60-62
• 5.1 主要研究结论60-61
• 5.2 课题展望61-62
• 参考文献62-66
• 附录66-71
• 附录A 主观问卷调查表66-68
• 附录B 图表目录68-70
• 附录C 在读硕士期间发表的论文70-71
• 致谢71

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本文编号：657317