室内人员受太阳直射和散射时的热舒适指标及其应用研究

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在透明围护结构建筑中,室内人员的热舒适会显著地受到太阳辐射的影响。因此,本课题组在2018年提出了考虑太阳直射辐射的CPMV(Corrected Predicted Mean Vote)指标,用于评价透明围护结构建筑的热舒适。但CPMV由于忽略了散射辐射,其预测值可能会存在偏差,从而无法准确指导室内热环境参数的设计。针对此问题,本文同时考虑了太阳直射和散射辐射对室内人员热舒适的影响,并进一步提出了CPMV*指标。首先,为研究散射辐射对热舒适的影响,在天津三座透明围护结构建筑中开展了现场实验,实验方法包括环境参数测量和热舒适问卷调查。实验结果显示,当室内散射辐射强度较高时,CPMV的预测值会明显低于人员热感觉投票TSV(Thermal Sensation Vote),说明散射辐射对人员热舒适具有不可忽略的影响。因此,本文通过理论推导得到了太阳散射辐射得热项,将其引入CPMV计算式中,提出了考虑直射和散射辐射的CPMV*指标,并通过现场实验结果对CPMV*进行了验证。结果显示,CPMV*与TSV的吻合度很高,可以准确预测太阳总辐射下的人员热舒适。其次,为了研究太阳辐射下室内人员的热可接受度,分别采用Fanger不满意率研究法和直接询问法进行了分析,并对两种方法的分析结果和适用性进行了比较。此外,本文进行了热偏好研究,分析了夏季和冬季,不同性别人群、人体不同部位对太阳辐射的热偏好差异。最后,分析了CPMV*指标在透明围护结构建筑室内热环境设计和调控中的应用。一是给出了太阳辐射下室内热环境设计舒适区的参数范围,可以用于确定室内设计温度;二是在太阳辐射强度变化时,可基于CPMV*对室内其他热环境参数进行调控来保证热舒适;三是指导透明围护结构遮阳和透射率的设计。
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