【摘要】：隨著人們生活水平的提高,對室內(nèi)環(huán)境進行合理地調(diào)控、滿足人體熱舒適和建筑節(jié)能的要求則顯得越來越意義重大�，F(xiàn)有的室內(nèi)環(huán)境控制當(dāng)中,多以固定的溫濕度調(diào)節(jié)作為室內(nèi)主要的調(diào)控方法。在夏季相對較高的室溫條件下,通過增加風(fēng)速可以改善人體的熱感覺,減少一部分室內(nèi)供冷實現(xiàn)節(jié)能�，F(xiàn)有有關(guān)風(fēng)速對人體熱舒適的影響研究中,以吊扇或落地?fù)u頭扇為主,不同風(fēng)扇間的流態(tài)特性有待區(qū)分,且通過風(fēng)速調(diào)節(jié)人體熱感覺在實際環(huán)境中應(yīng)用較少。為了對現(xiàn)有的主要風(fēng)扇流態(tài)特性的區(qū)別進行探究,本文對立式塔扇、落地?fù)u頭扇及吊扇進行了實際的測試,對三者的結(jié)構(gòu)及流態(tài)特性等進行了對比;測試結(jié)果表明,立式塔扇的風(fēng)場更為集中,湍流強度更低,頻率更高,相對更為節(jié)能,適用于辦公環(huán)境中人員長期靜坐的情況。因此,本文選用立式塔扇為對象,針對不同溫度和風(fēng)速下人體熱反應(yīng)變化設(shè)計了實驗,探究了立式塔扇作用下人體主觀參數(shù)及皮膚溫度隨環(huán)境參數(shù)的變化情況。以本次實驗為基礎(chǔ),本文對人體熱反應(yīng)的主要影響因素進行了偏相關(guān)分析。分析結(jié)果表明,均勻環(huán)境下,溫度和風(fēng)速對人體熱反應(yīng)的影響最為顯著,與人體主觀熱反應(yīng)參數(shù)呈現(xiàn)顯著的相關(guān)關(guān)系。在24~28℃室溫下,男生的熱感覺普遍高于女生,且溫度越低,其差異越大;在本次實驗中,身高、體重、年齡及服裝熱阻對人體主觀熱反應(yīng)的影響并未表現(xiàn)出明顯的差異。另一方面,本文對實驗中皮膚溫度的變化情況進行了分析,由于風(fēng)速增大會導(dǎo)致皮膚溫度的降低,因此溫度和風(fēng)速同時變化時,受試者手部的熱中性溫度相比于只存在溫度變化時給出的中性值略低。基于偏相關(guān)分析結(jié)果,本研究將溫度和風(fēng)速作為人體熱反應(yīng)預(yù)測模型中的主要影響因素,通過分析給出了人體熱感覺(Thermal Sensation Vote,TSV)、風(fēng)速可接受度(The Acceptability of Wind Speed,AWS)以及空氣流通狀況感覺(Feeling of the Air Circulation,FAC)的預(yù)測模型。擬合結(jié)果表明,通過多項式對溫度和風(fēng)速的影響進行數(shù)據(jù)擬合的效果最好。模型中,TSV/AWS/FAC與風(fēng)速的關(guān)系均為二次函數(shù),這也說明風(fēng)速越大,同等風(fēng)速變化量所引起的TSV/AWS/FAC變化量越大,模型中溫度與各主觀參數(shù)關(guān)系為一次或二次函數(shù)。本文將本實驗的TSV值與已有的其他風(fēng)扇作用下的研究結(jié)果進行了對比,對比表明在相同的溫度和風(fēng)速環(huán)境下立式塔扇能夠更好地降低人體的熱感。之后,本文通過驗證數(shù)據(jù)對預(yù)測模型進行了驗證,驗證結(jié)果表明,確定系數(shù)均在66%以上,預(yù)測方法準(zhǔn)確性較高。分析表明,人體熱感覺與人體風(fēng)速可接受度相關(guān)系數(shù)為-0.728、與空氣流通狀況感覺的相關(guān)系數(shù)為-0.685,相關(guān)性顯著。風(fēng)速可接受度以及空氣流通狀況感覺存在顯著的相關(guān)關(guān)系�；诹⑹剿茸饔孟氯梭w熱反應(yīng)預(yù)測模型及本團隊已有的皮膚溫度預(yù)測熱感覺的預(yù)測模型,本文提出了適用于個體環(huán)境及多人環(huán)境的環(huán)境動態(tài)調(diào)控方法:個體環(huán)境中,固定溫濕度控制可以考慮季節(jié)、建筑地點、建筑類型等因素分類型控制;加入皮膚溫度后,可以根據(jù)皮膚溫度預(yù)測人體熱感覺,進而對環(huán)境進行控制;多人環(huán)境中,可以加入各工位對風(fēng)扇的控制來調(diào)節(jié)個體間的差異性,根據(jù)風(fēng)扇開啟數(shù)量及大小調(diào)節(jié)背景溫度。為了提高其適用性,本文提出了兩個對模型的修正方法。一是自學(xué)習(xí)修正方法,使得模型可以根據(jù)人為輸入的值不斷進行自我完善;另一個是基于熱平衡方程的個體生理參數(shù)修正方法,對個體的身高、體重、年齡、性別及服裝熱阻、活動狀態(tài)進行修正。本文采取這樣的控制方法在實際的辦公環(huán)境中進行了應(yīng)用,滿足舒適度的要求,并提出了針對未來應(yīng)用的展望。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU831.1

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本文編號：2685726