高温干燥地区开放式站台空调状态下热环境评价与改善

摘要

随着人们生活水平的提高，世界各地人们对热舒适性的要求也越来越高，从住宅到公共场所，设计建造者都在尽量满足更多人的舒适要求。各地的学者使用国际通用的ASHRAE55和ISO7730两项国际标准在不同气候下研究热舒适时往往会发现较大偏差，继而投入到现场调查研究之中。但是自然气候条件比较极端地区的调查少之又少，对这些地区的舒适性调查工作亟需发展。
　　本文选择了具有典型沙漠气候的沙特麦加，从2013年6月到2013年10月底，对麦加轻轨车站开放式站台进行了实地测量和舒适性问卷调查。测量内容主要包括黑球温度、空气温度、相对湿度、空气流速等客观热环境因素;舒适性问卷主要对受试者的冷热感觉、干湿感觉和吹风感等进行了调查，同时还对受试者的衣着及身体活动情况作了记录。采集得到有效样本895份。根据受试人群的不同对实测数据和调查问卷分类进行整理分析，结果表明，本地乘客和中国工作人员对站台热舒适性感觉差异上存在明显差异，进而从心理调节、生理调节和行为调节三方面分析了热适应性在差异形成中的作用。在本地乘客的调查数据基础上，回归得到了站台热适应性模型:Tn=0.345 Tout+18.44，对应室外温度范围为32～42℃。另外，根据调查结果对中国工作人员从地板温度、垂直温差和不均匀辐射三个方面进行了局部不舒适定性分析。
　　鉴于在舒适性调查过程中发现存在影响站台整体舒适性的因素，通过模拟找到提高满意率的方法。在站台上建立了乘客停留的主要候车区，方便集中研究站台的热环境。将影响站台热环境的三个主要因素与候车区平均操作温度建立函数模型Tave=f(loc，V，t)，其中Tave是候车区平均操作温度，三个变量分别是送风位置、送风速度和送风温度。通过改变三个变量，使候车区操作温度趋近热适应性中性温度来提高站台的整体热舒适性。经过模拟分析不同送风位置和不同送风状态下的站台研究区域内平均温度，发现证明将送风位置向左平移一米，送风状态在26℃＜Ts＜30℃，2.4 m/s＜Vs＜3.2 m/s范围之内时，理论上可以提高站台整体满意度到90％。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状及发展趋势

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 存在的问题

1．3 研究内容和研究方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

1．4 本章小结

第二章 站台热环境评价与热舒适研究的理论基础

2．1 热环境评价指标

2．1．1 有效温度ET

2．1．2 标准有效温度

2．1．3 操作温度

2．1．4 PMV-PPD

2．1．5 热应力指标

2．2 热舒适模型

2．2．1 Fanger稳态模型

2．2．2 Gaggue二节点模型

2．3 适应性模型

2．3．1 适应性原则

2．3．2 适应性调节

2．4 热舒适的国际标准

2．4．1 ASHRAE评价标准

2．4．2 ISO评价标准

2．5 本章小结

第三章 站台现场热环境测试与热舒适调查

3．1 现场调查

3．1．1 测试方案

3．1．2 问卷调查设计

3．2 调查结果

3．2．1 受试人员基本情况统计

3．2．2 热舒适调查结果

3．3 站台热舒适性分析

3．3．1 站台PMV与PPD指标评价

3．3．2 适应性分析

3．4 本章小结

第四章 站台热环境优化模拟

4．1 流体流动的控制方程

4．2 控制方程的数值解法

4．3 离散方程的SIMPLE算法

4．4 湍流模型

4．5 模型验证

4．5．1 模型简化

4．5．2 边界条件

4．5．3 数值计算方法

4．6 模型建立网格划分

4．7 站台热环境工况及模拟结果

4．7．1 送风位置的选取

4．7．2 送风状态的选取

4．8 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目