基于使用者舒适认知的高铁客站建筑热、光、声环境交互作用机理与优化设计研究

The large open sharing space in modern new high-speed railway station has been main design stream, However, research found that there are many problems on the indoor thermal, natural light and acoustic environment after construction, and they are difficult to meet the comfort needs of users. The project takes thermal, natural light and acoustic environment in typical space of high-speed railway station as the research object. Under the influence of climatic conditions, through the filed investigation, experimental analysis and tests to the comfort cognitive character, the project refines the key impact factors, analyzes the influence degree, and studies the interaction effect of thermal, natural light and acoustic environment parameters on the users; A variety of data analysis methods, simulation and data visualization technology are used to establish the relationship between spatial information elements and thermal, natural light, acoustic environment parameters; From the perspective of space and human factors, this project constructs a quantitative forecasting model of thermal, natural light and acoustic environment, combining with the data-graphic building information analysis technology, and explore ways to further optimize the thermal, natural light and acoustic environment. The purpose of this subject is to establish a systematic analysis method of the interaction mechanism of thermal, natural light and acoustic in railway station space, explore the objective law of the interrelation and interaction between space, user and thermal/natural light/acoustic environment, which will provide theoretical and method basis for optimizing the design of thermal, natural light and acoustic environment in high-speed railway station.

现代新型高铁客站中开放式共享大空间成为设计主流，然而，调研发现实际使用中室内热、光、声环境存在诸多问题，难以满足使用者舒适需求。本课题以高铁客站典型空间的热、光、声环境为研究对象，在气候条件影响下，通过对使用者舒适认知特性的现状调查、试验分析与实测检验，提炼关键影响因素，解析其影响程度，研究客站热、光、声环境参数对使用者的交互作用效果；利用多种数据分析方法、仿真模拟与数据可视化技术，建立空间信息元素与热、光、声环境参数之间的关联关系；综合从空间与人因角度，构建热/光/声环境定量化预测模型，结合数据-图形的建筑信息分析技术，探寻进一步优化客站热、光、声环境的方法。本课题旨在建立客站建筑空间热、光、声交互作用机理的系统性分析方法，探究空间—使用者—热/光/声环境三者之间相互关联、相互作用的客观规律，为更高效地进行高铁客站热、光、声环境优化设计提供理论和方法依据。

本课题针对新型铁路客站建筑，重点研究了客站候车厅热、光、声环境参数对使用者的交互作用效果，探讨空间元素、热、光、声环境参数之间的关联，对室内热/光/声环境舒适度定量评价进行分析。研究发现：（1）乘客在中等规模的客站候车厅空间中，光环境和整体物理环境舒适度评价相对更高。过大的候车厅规模会对室内光环境造成不利影响，降低乘客的光环境舒适度和整体环境舒适度感知。客站候车厅长宽比的变化对室内采光与室内通风具有一定影响，对空间尺寸提出建议值。（2）为获得较为舒适的光环境，天窗面积应达到屋顶面积的建议百分比以上，天窗形式应采取均匀布置型方案，并需要考虑光热环境的平衡。剖面高宽比影响候车厅室内采光及室内气流环境。（3）在声场分布特征相同的情况下，乘客在拱形屋面候车厅中的声环境感知更为舒适。优化拱形屋面候车厅声环境，适当降低空间高度，缩小空间容积。（4）客站室内物理环境因子对乘客环境舒适度感知存在交互作用，对影响旅客舒适感知的各向环境因子进行属性分类和评价，基于实测数据、调研信息与实验数据，针对单一物理因子与多个物理因子不同情况，分类提出了优化高铁客站候车厅物理环境及设计建议。（5）基于KANO模型构建了高铁客站候车厅室内物理环境舒适度评价模型，开发了冬季高铁客站室内物理环境舒适度预测系统。研究成果对于量化评价高铁客站室内物理环境，优化热、光、声环境参数，提高室内舒适度，具有重要的工程实践指导意义。依托本项目发表高质量学术论文7篇，其中以第一/通讯作者发表的SCI检索论文2篇，国内建筑类核心期刊论文5篇；开发对应软件获得3项软件著作权，研究成果也同步用于教学工作，指导参加学科专业竞赛先后获得4次奖项。