高校教室热环境模糊综合评判及数值模拟

论文摘要

随着社会的进步和科技的发展,人们对建筑及室内环境的要求越来越高,热舒适是良好居住环境的条件之一。高校教室是一个人员集中场所,室内热环境的状况会直接影响学生的身心健康和学习效率,目前国内对此环境的室内舒适研究比较少。室内热舒适性的评价是一个模糊性事件。根据哈尔滨市冬季供暖期某高校教室190份室内热环境现场测试原始数据和主观调查,利用模糊数学基本理论确定了室内温度、相对湿度和服装热阻相对于热舒适各评价等级的隶属函数,从而建立了严寒地区冬季高校教室内热舒适性模糊综合评判模型。并将该模型的计算结果与现场测试5级标度计算结果进行比较,两者误差很小,说明用模糊数学理论分析室内热舒适性是合理的。根据现场测试结果对Airpak软件中提供的三种湍流模型进行验证,选择室内零方程模型对初春季节高校教室内热舒适性进行数值模拟计算,分析室内人员密度、通风窗口数量和位置对室内温度、PMV和PPD等指标的影响规律。结果表明,室内人员密度、通风窗口数量和位置都对室内热环境有一定的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景、目的和意义
• 1.1.1 课题的研究背景
• 1.1.2 课题的研究目的和意义
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.2.1 国外的研究现状
• 1.2.2 国内的研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 第2章 热舒适研究理论基础
• 2.1 人体与环境的热交换及体温调节
• 2.1.1 人体的产热与散热
• 2.1.2 人体的体温调节机理
• 2.2 人体热舒适方程
• 2.2.1 基本热平衡方程
• 2.2.2 人体蒸发散热量
• 2.2.3 人体外表面与外界的辐射换热量
• 2.2.4 人体外表面与周围环境空气的对流换热量
• 2.2.5 人体热舒适方程
• 2.3 热舒适性的影响因素
• 2.3.1 物理因素
• 2.3.2 个人因素
• 2.3.3 其他因素
• 2.4 热舒适性的评价指标
• 2.4.1 热舒适性的评价指标
• 2.4.2 操作温度
• 2.4.3 标准有效温度
• 2.4.4 PMV-PPD指标
• 2.5 热舒适的评价标准
• 2.5.1 ASHRAE55-1992标准
• 2.5.2 ISO7730标准
• 2.5.3 CIBSE标准
• 2.5.4 我国《采暖通风与空气调节设计规范》
• 2.6 本章小结
• 第3章 教室热环境模糊综合评判模型
• 3.1 模糊数学概述
• 3.1.1 模糊数学理论简介
• 3.1.2 热舒适性是模糊事件
• 3.1.3 模糊综合评判
• 3.2 模糊综合评判的基本数学模型
• 3.3 模糊综合评判模型
• 3.3.1 模糊模型识别
• 3.3.2 最大隶属原则
• 3.3.3 隶属函数
• 3.3.4 确定隶属函数
• 3.3.5 确定权重
• 3.3.6 建立模糊综合评判模型
• 3.4 模糊综合评判模型验证
• 3.5 本章小结
• 第4章 数值模拟基础及模型验证
• 4.1 软件介绍
• 4.2 物理模型
• 4.3 湍流模型
• 4.3.1 零方程模型
• 4.3.2 室内零方程模型
• 4.3.3 两方程模型
• 4.4 离散方法
• 4.5 边界条件
• 4.6 模拟情况
• 4.7 验证湍流模型
• 4.7.1 温度场分布
• 4.7.2 PMV和PPD分布
• 4.7.3 模拟与实验对比情况
• 4.8 本章小结
• 第5章 教室热舒适性数值模拟
• 5.1 室内不同人数与热舒适性的关系
• 5.1.1 温度场分布
• 5.1.2 PMV与PPD分布
• 5.1.3 模拟结果统计分析
• 5.2 开启不同窗口与热舒适性的关系
• 5.2.1 温度场分布
• 5.2.2 PMV与PPD分布
• 5.2.3 模拟结果统计分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢