室内水乐园环境热舒适性毕业论文

1、毕业设计（论文）报告题 目 学 院 学 院 专 业 学生姓名 学 号 年级 级 指导教师 毕业教务处制表毕业学生姓名： xx填写 学号： xx填写 专业： xx填写 毕业设计（论文）题目： 指导教师意见：（请对论文的学术水平做出简要评述。包括选题意义；文献资料的掌握；所用资料、实验结果和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；文献引用的规范性等。还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。） 指导教师结论： （合格、不合格）指导教师姓名所在单位指导时间毕业设计（论文）评阅教师评阅意见表 学生姓名： xx填写 学号： xx填写 专业： xx填写 毕业设计（论文）题目： 农村宅基地测量技术研究 评阅意见：

2、（请对论文的学术水平做出简要评述。包括选题意义；文献资料的掌握；所用资料、实验结果和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；文献引用的规范性等。还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。）修改意见：（针对上面提出的问题和不足之处提出具体修改意见。评阅成绩合格，并可不用修改直接参加答辩的不必填此意见。）毕业设计（论文）评阅成绩 （百分制）： 评阅结论： （同意答辩、不同意答辩、修改后答辩）评阅人姓名所在单位评阅时间论文原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的本科毕业论文农村宅基地测量技术研究，是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。论文中引用他人的文献、资料均已明确注出，论文中的结论和结果为本人

3、独立完成，不包含他人成果及使用过的材料。对论文的完成提供过帮助的有关人员已在文中说明并致以谢意。本人所呈交的本科毕业论文没有违反学术道德和学术规范，没有侵权行为，并愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果。 论文作者（签字）： xx填写日期：xx填写年月日题目：室内水乐园环境热舒适性摘 要：文章介绍了人体对稳态热环境反应的描述方程，并针对室内水乐园的特点，根据PMV-PPD模型从空气温度、相对湿度和空气流速三个方面分析了不同工况下游客的热舒适性，给出室内水乐园环境热舒适性的评价指标。同时计算分析了围护结构内表面结露情况，为今后室内水乐园的设计提供参考。关键词：热舒适度;室内水乐园;防结露0引言随

4、着人们生活水平的提高，越来越多的水乐园在建设和运营。水乐园是以戏水、休闲为主要目的而建造的娱乐性建筑，内部有不同形状的水池、漂流河和水上游乐设施等，包括室内、室外和半室内室外三种类型。其中室内水乐园可以不受气候条件的限制，满足人们对全年享受水上娱乐活动的需求。室内水乐园具有单层面积大、空间高、热湿负荷大、热扰环境复杂的特点，同时室内人员停留时间较长，人员覆盖年龄段广，人群衣着较少，相对于其他建筑内部环境舒适性的要求更高。目前我国尚未出台关于室内水乐园环境热舒适性参数的规范标准，单纯按照游泳场所进行设计存在一定的问题。本文针对室内水乐园的特点，根据PMV-PPD模型，从空气温度、相对湿度和空气流

5、速三个方面进行热舒适性研究，并对水乐园围护结构防结露进行计算分析，给出了室内水乐园环境热舒适性的评价指标，为提高室内水乐园环境热舒适性和体验感提供设计参考。1 理论分析人体的热平衡可以用下式表示1：M-W-C-R-E-S=0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）式中，M为人体新陈代谢率，决定于人体的活动量大小，W/m2;W为人体所做的机械功，W/m2;C为人体外表面向周围环境通过对流形式散发的热量，W/m2;R为人体外表面向周围环境通过辐射形式散发的热量，W/m2;E为汗液蒸发和呼出的水蒸气所带走的热量，W/m2;S为人体

6、蓄热率，W/m2。设计条件下，水乐园室内为恒温恒湿的稳定环境，当人员体温恒定时，人体蓄热率S=0。P.O.Fanger1提出的预计平均热感觉指数（PMV）是表示人员处于热平衡状态时，在同一热环境下绝大多数人的感觉，PMV模型的数学表达式如下。因为PMV指数不一定能够代表所有个人的感觉，Fanger又提出了预计不满意者百分数（PPD），表示处于热环境中的人群对热环境不满意的预计投票平均值，PMV与PPD之间的数学关系式见式（3）。PMV=0.303exp（-0.036M）+0.0275M-W-3.055.733-0.007（M-W）-Pa-0.42（M-W-58.2）-0.0173M（5.867

7、-Pa）-0.0014M（34-ta）-3.9610-8fcl（tcl+273）4-（? ?+273）4-fclhc（tcl-ta）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）式中，fcl為服装的面积系数，m2K/W;Pa为人体周围水蒸气分压力，kPa;ta为人体周围空气温度，;tcl为服装外表面温度，;? ?为平均辐射温度，;hc为对流换热系数，W/（m2K）。PPD=100-95exp-（0.03353PMV4+0.2179PMV2） （3）可以看出PMV-PPD模型综合了空气温度、相对湿度、空气流速、平均辐射温度、人体新陈代谢率和服装热阻六个参数，其中前四个因素为环境变

8、量，后两个因素为个人变量。PMV指标采用了7级分度1，见表1。2 热舒适度分析个人变量在设计中是不可控的，由于水乐园内游客大部分皮肤裸露在外，常见的服装为泳衣+泳裤，服装热阻取0.06 clo;游客常见的活动为坐姿或立姿，放松状态，新陈代谢率取1.0 met（58.15 W/m2）。平均辐射温度考虑了围护结构内表面和周围物体表面温度对人体辐射散热强度的影响，同时受到室内外因素的影响，较为复杂，通常夏季工况时将平均辐射温度近似等于室内空气温度，冬季工况时考虑平均辐射温度近似与室内空气温度相差2。环境变量是设计中可以优化控制的，下面需要研究空气温度、相对湿度和空气流速对室内热舒适度的影响。由于目前

9、没有室内水乐园的相关规范，参照现有规范体育建筑设计规范JGJ31、游泳场所卫生标准GB9667、游泳池给水排水工程技术规程CJJ122等对游泳场所设计参数的规定，确定三个环境变量的范围：空气温度取2632，相对湿度取60%80%，空气流速0.5 m/s。首先空气流速设定为0.2m/s，根据PMV模型计算研究不同空气温度和相对湿度对室内热舒适度的影响。图1显示了夏季工况不同空气温度和相对湿度条件下的PMV和PPD值，可以看出，在服装热阻、人体新陈代谢率、空气流速和平均辐射温度一定的条件下，当空气温度为29时PMV和PPD最小，即室内热舒适性最好;当空气温度在2629之间且相对湿度不变时，随着温度

10、的升高，PMV和PPD越来越小，室内热舒适性升高;当空气温度在2932之间且相对湿度不变时，随着温度的升高，PMV和PPD越来越大，室内热舒适性降低。同时还发现在高温环境下，相对湿度越高人体热感觉越大。从PMV和PPD变化幅度来看，当相对湿度不变时，温度每变化1，PMV变化0.6左右，PPD变化范围在6%30%;当空气温度不变时，相对湿度每变化5%，PMV变化0.05左右，PPD变化范围在1%3%。很明显，空气温度比相对湿度对室内热舒适度的影响程度更大。图2显示了冬季工况不同空气温度和湿度条件下的PMV和PPD值，可以看出空气温度和相对湿度对室内热舒适性的影响与夏季工况规律基本相同。不同的是，

11、冬季工况下，空气温度为30时PMV和PPD最小，即室内热舒适性最好;在相同的室内空气温度和湿度条件下，夏季工况的PMV和PPD值比冬季工况的PMV和PPD值小，即冬季工况时室内热舒适环境的要求更高。根据以上分析，将空气温度设定为29，相对湿度设定为70%，研究空气流速对室内热舒适的影响，由图3可以看出，随着空气流速的增大，PMV和PPD值变大，PMV变化0.3左右，PPD变化范围在4%10%，空气流速对室内热舒适的影响也较大。3 过渡季热舒适度分析过渡季可以采用自然通风，在非空调采暖的环境下，室内的空气温度、相对湿度和空气流速等都会随着室外参数的变化而不断变化，会对人体的热舒适度产生影响。热湿

12、环境评价时可采用APMV（预计适应性平均热感觉指标）2，其表达式如下：APMV=PMV/（1+PMV）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（4）式中为自适应系数，与气候条件、人体适应能力等因素有关，当PMV0时，取0.21，当PMV0时，取-0.5。根据上文PMV计算结果来计算水乐园内游客的APMV，结果如图4，可以看出在相同温湿度条件下，APMV值低于PMV值，即人们在非空调采暖环境下对热舒适度的要求比在空调采暖环境下低。在实际建筑环境中，人体可以通过体温调节功能、心理作用和行为调节来使自身达到舒适状态。4 热舒适评价利用建筑环境中心热舒适计

13、算工具3给出了室内水乐园空气温度为29，相对湿度为70%，空气流速为0.2 m/s，人员服装热阻为0.06 clo，新陈代谢率为1.0 met条件下的热舒适区间，以ASHRAE Standard 55-2017為标准，阴影区域为PMV不超过0.5，结果见图5和图6。根据现行国家标准4，热舒适等级划分为两级，不用热舒适度等级对应的PMV和PPD值见表2。针对以上计算结果得出，对于室内水乐园来说，夏季工况热舒适度等级为级空气温度要求在2830，空气流速0.3 m/s;冬季工况热舒适度等级为级空气温度要求在2930，空气流速0.2 m/s。室内水乐园热舒适度参数中，空气温度和流速作为主要因素，相对湿

14、度的影响不显著。文献5中指出空气相对湿度在40%80%范围内，当环境温度处于舒适温度附近时，相对湿度对人体热感觉几乎没有影响。因为水乐园室内相对湿度整体偏高，室内水乐园空气温度为29，相对湿度为70%时，室内空气含湿量为17.95 g/kg，比普通的民用建筑高很多，设计时除了需要保证人体皮肤表面蒸发散热平衡外，还要避免围护结构内表面结露和霉菌生长，影响游客体验。根据围护结构热平衡公式，室内外传热量等于围护结构内表面与室内空气之间的传热量：K（ti-tw）=hi（ti-twi）?; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （5）

15、式中，K为围护结构传热系数，W/ m2K ;ti为室内空气温度，;tw为室外空气温度，;hi为内表面换热系数，取8.7 W/m2K;twi为围护结构内表面温度，。为防止出现结露现象，围护结构内表面温度要比室内空气露点温度高12，设计时建筑围护结构热工性能要满足要求。选取全国五个典型城市计算防止围护结构出现结露的传热系数，其中哈尔滨属于严寒地区，北京属于寒冷低区，杭州属于夏热冬冷地区，广州属于夏热冬暖地区，昆明属于温和地区，计算结果见表3。根据节能标准6，外墙、屋顶的热工参数可以满足防结露的要求，外窗的热工参数无法满足。一般为保证水乐园内部良好的采光和建筑外形要求，室内水乐园通常有大面积的屋顶天

16、窗或玻璃幕墙，需要采取主动式或被动式防结露措施。6结语（1）本文根据水乐园内游客的实际状态，计算得出游客在冬季工况时对室内热舒适环境的要求比夏季工况更高，夏季工况热舒适度等级为级空气温度要求在2830，空气流速0.3 m/s;冬季工况热舒适度等级为级空气温度要求在2930，空气流速0.2 m/s。（2）计算结果发现影响人员舒适性的因素中，空气温度和空气流速比相对湿度影响程度更大，空气相对湿度设计时除了考虑热舒适性外还需要考虑防止围护结构内表面结露，与建筑专业配合设计合理的热工参数，采取主动式或被动式的防结露措施。（3）对于大型室内水乐园，在满足人体热舒适度要求时，设计中如何优先采用新技术、新设

17、备来实现低碳建筑需要进一步研究。参考文献1 朱颖心.建筑环境学（第四版）M.北京：中国建筑工业出版社，2016.2 重庆大学，中国建筑科学研究院.民用建筑室内热湿环境评价标准：GB/T 50785-2012S.北京：中国建筑工业出版社， 2012：9-10.3 Tartarini F， Schiavon S， Cheung T， Hoyt T. CBE Thermal Comfort Tool： Online tool for thermal comfort calculations and visualizationsJ. Software X 12， 2020. https：/10.101

18、6/j. softx.2020.100563.4 中国建筑科学研究院.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范：GB 50736-2012S.北京：中国建筑工业出版社，2012：6-7.5 谈美兰.夏季相对湿度和风速对人体热感觉的影响研究D.重庆：重庆大学，2012.6 中国建筑科学研究院.公共建筑节能设计标准：GB 50189-2015S.北京：中国建筑工业出版社，2015：8-15.Study on Thermal Comfort of Indoor Water Park EnvironmentCUI Na，CHEN Xin，LIN Xuefeng（China Jingye Engineering Co.， Ltd.， Beijing? 100088）Abstract： This paper introduces the equation of human bodys response to steady-state thermal environment.