[发明专利]一种有利于大空间建筑室内热舒适的建模方法

摘要

本发明公开了一种有利于大空间建筑室内热舒适的建模方法，包括如下步骤：步骤1、利用场地实测与问卷调查确定针对该建筑类型的热舒适评价指标；步骤2、确定模拟模型的各项参数；步骤3、根据建设要求建立初始模型和对比模型，进行软件模拟；步骤4、分析模拟结果，得出最佳热舒适方案。本发明主要解决了针对不同地区不同建筑类型的室内热舒适建模方法，而目前所有的热舒适建模都是用的欧洲提出的固定评价标准，对于不同地区不同建筑类型没有区分，使得评价结果准确性欠佳。通过本发明解决了这类问题。

主权项

1.一种有利于大空间建筑室内热舒适的建模方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、利用场地实测与问卷调查确定针对该建筑类型的热舒适评价指标；步骤2、确定模拟模型的各项参数；步骤3、根据建设要求建立初始模型和对比模型，进行软件模拟；步骤4、分析模拟结果，得出最佳热舒适方案；步骤1中，所述利用场地实测与问卷调查确定针对该建筑类型的热舒适评价指标的步骤具体包括：步骤11、搜集建筑建成所在地的气象数据，选取全年最热、最冷及过度季三个时间节点作为场地实测及问卷调查时间，时间节点应选取当地的典型性天气条件，时间不少于2天，每个测量日的测量时间是9:00～18:00；步骤12、选取建筑建成所在地若干相同类型建筑作为场地实测及问卷调查地点；步骤13、确定该建筑类型的主要使用人群作为问卷调查对象；步骤14、利用将场地实测计算得出标准等效温度SET，并与问卷调查得分结果汇总建立散点图，通过求解散点图趋势线方程得到该类建筑的热舒适评价指标；步骤1中，所述场地实测的对象是影响人体热舒适的四个环境指标以及两个人体指标，环境指标分别为：空气温度、空气湿度、平均辐射温度及气流速度；人体指标分别为：新陈代谢率及服装热阻；场地实测的方法是将仪器测量点均匀布置在场地内，并保证建筑室内四个方向外界面内表面附近以及场地中部有测量点的布置，测量频率为10分钟记录一次，每小时数据求平均值；问卷调查的方法是与场地实测同时进行，每小时发放5～10份问卷，并根据问卷结果得分情况求得其每小时平均得分数；步骤14中，所述标准等效温度SET是将人体的热损失方程归纳为两个简单的具有相同形式的公式为根据，一部分是无蒸发的或称为显热损失，它是由辐射和对流产生的，另一部分是蒸发热损失，下面的分析导出了两个总放热系数，一个计算显热损失，另一个计算蒸发热损失：(1)有效显热放热系数h′有效显热放热系数h′确定了从温度为T_sk的皮肤表面到计算温度为T₀的环境的热流量：R+C＝h′(T_sk+T₀)，计算温度是空气温度与平均辐射温度的平均值，权系数分别为对流放热系数和辐射放热系数：T₀＝(h_rT_r+h_cT_a)/(h_r+h_c)，综合放热系数是h＝h_r+h_c，辐射放热系数通常是线性系数，f_eff＝0.72，对流放热系数对于强迫对流取：hc＝8.6v^0.53，对于静止的空气，则有hc＝1.16(M‑50)^0.39，人体自身活动所引起的相对空气流速同样被考虑在内，hc的最低限取为hc＝3W/㎡·K；上述三个h_c分别代表三个情况，选取其最大值进行后续的计算；在分析中所用到的有效衣服热阻I_clo(单位clo)与平时的真正的衣服热阻间的关系为：I_clo＝I_clo‑(f_cl‑1)/(0.155f_clh)，衣服的热效率用F_clo计量，F_clo＝1/(1+0.155hI_clo)，这个公式是从皮肤传到环境的总显热量用有效显热放热系数h′表示R+C＝h′(T_sk‑T_c)，式中h′＝hFclo；(2)有效蒸发放热系数h_e′皮肤表面的蒸发热损失E_sk(W/㎡)是感觉不到的扩散损失E_is(W/㎡)与热调节排汗热损失E_sw(W/㎡)之和：E_sk＝E_is+E_sw，如果人体完全湿了，这时产生的蒸发热损失为最大蒸发热损失E_maxE_max＝L_Rh_cf_pcl(p_ssk‑p_a)，L_R是刘易斯关系11.65/Pa(10^‑2K/Pa),p_ssk是皮肤温度下的饱和水蒸气分压力，p_a是周围空气中的是实际水蒸气分压力，f_pcl是渗透效率系数，对于正常的组织，其值由下式确定：f_pcl＝1/(1+0.143h_cI_clo)，皮肤的湿润度w为：w＝E_sk/E_max，在不产生排汗调节热损失的温度下，E_sk＝E_is＝0.06E_max总的排汗损失可以写为：E_sk＝wh_e′(p_ssk‑p_a)，式中h_e′＝L_Rh_cf_pcl；(3)热平衡方程皮肤表面由辐射，对流和蒸发引起的热损失H_sk等于新陈代谢产生的自由能减去呼吸热损失，再减去做外功以及人体蓄热量：H_sk＝M‑E_res‑C_res‑W‑S，皮肤表面的换热等于显热和潜热损失之和：H_sk＝h′(T_sk‑T₀)+wh_e′(p_ssk‑p_a)，这个方程改写后可以表示在温湿图中：p_a‑p_ssk＝‑h′(wh_e′)[T₀‑(T_sk‑H_sk/h′)]，温湿图用温度做横坐标，用水蒸气分压力作纵坐标，因此方程是一条有负斜率h′/(wh_e′)的直线，并通过点(T_sk‑H_sk/h′,p_ssk)，这条直线对应于一个恒定的生理和感觉效应，也就是一条等标准有效温度线；标准环境中的水蒸气分压力为0.5p_ssk(10²pa)，这里p_ssk是标准有效温度下的饱和水蒸气分压力；其热损失方程为：H_sk＝h_s′(T_sk‑SET)+wh_es′(p_ssk‑0.5p_sset)，h_s′和h_es′是标准环境中的两个综合放热系数，这个方程是标准有效温度SET的分析定义，并可用来计算SET，将场地实测数据带入上述公式可以得到各个测量点的SET值。