基于知觉适应的寒地建筑室内外过渡空间热-光作用机理与评价体系研究

Based on architectural space design, thermal engineering and optics theory, taking the transitional space between buildings and natural environment in cold area as the research object, this study focus on the heat-light mechanism of interaction in the consideration of perceptual adaptation. Some methods of passive climatic gradients are summarized to satisfy transitional space’s comfort and energy-saving requirements. By means of fuzzy mathematics and decision tree algorithm a mathematical model will be established to analyze the comprehensive parameters of heat-light interaction qualitatively and quantitatively. Furthermore, the transitional space comfort evaluation system and optimization measures will be put forward. The specific contents include four aspects:.(1) The typical model of transitional space in cold area and the passive design methods will be proposed on the basis of climate buffer principle..(2) Through analyzing the heat-light action mechanism, the requirement of men’s perceptual adaptation to the combined index of heat and light interaction will be defined, then the reasonable range of comfort parameters will be put forward..(3) With the aids of fuzzy mathematics theory and decision tree method, this study analyze the heat-light combination weight and rules that affect the transitional space in cold area, and to build up a comprehensive evaluation system..(4) According to the heat-light mechanism of interaction and evaluation system of transitional space, the heat-light comprehensive comfort will be evaluated, and the design optimization be carried out.

本项目以建筑空间设计、建筑热工学、建筑光学理论为基础，以寒地建筑室内外过渡空间为载体，基于人体的知觉适应性，通过热-光交互作用下气候梯度的被动式设计途径，实现过渡空间舒适性和节能性要求；并借助模糊数学理论和决策树算法，建立数学模型，对热-光交互作用下的综合参数定性与定量分析，提出寒地建筑室内外过渡空间舒适性评价体系及优化方法。具体内容包括四个方面：.（1）运用气候梯度缓冲原理，提出寒地建筑室内外过渡空间典型模式，及其被动式设计方法。.（2）分析空间环境热-光交互作用机理，确定知觉适应对室内外过渡空间热、光组合参量的要求，提出舒适参数的合理区间。.（3）借助模糊数学理论和决策树法，分析室内外过渡空间热、光组合权重及影响规律，建立热-光交互作用下的过渡空间舒适性评价体系。.（4）依据热-光交互作用机理和评价体系，对寒地室内外过渡空间的热-光综合舒适性进行评价和设计优化。

寒地冬季室内外温差大，频繁的热交换会产生很大的热量损失，同时在建筑室内外的交界处，不同的亮度变化也会产生视觉障碍。所以合理的空间布局与设计，可以在冷热交融或明暗交替等关节点，形成气候缓冲梯度，保障人体健康和舒适，满足建筑节能。.（1）寒地商业和医院建筑室内外过渡空间热环境研究.①归纳寒地商业建筑和医院建筑室内外过渡空间典型模式，并分析其空间温度场以及影响因素。②基于人体知觉适应，提出动态环境下人体可接受的温度范围。③提出寒地室内外过渡空间适宜的温度缓冲梯度被动式设计方法和改造策略。.（2）建筑过渡空间光环境研究.①以不同亮度环境过渡空间作为研究对象，人体主观舒适度和反应时间为评价依据，对实验数据进行评价与分析，提出符合人眼舒适度感受的照度变化区间。②通过模拟分析光环境照度分布的影响因素。③提出不同亮度环境建筑过渡空间光环境舒适度的具体优化设计方法和改造策略。.（3）建筑环境热-光交互作用与评价研究.①完成热、光环境实验研究，探索多种物理指标对人体的交互作用。②提出室内热-光交互作用的模糊数学模型与决策树模型，作为以视觉效率为指标，评价与改善建筑室内热、光环境的手段。③总结基础实验室环境下以视觉反应时间为评价基准标度的热-光交互作用的一般规律。.完成《基于知觉适应的寒地建筑室内外过渡空间热-光作用机理与评价体系研究》研究报告。在专业期刊以及国内外学术会议上发表和录用相关论文9篇，其中1篇获沈阳市优秀论文奖励；在国内外学术会议宣讲交流4次；授权发明专利1项，实用新型专利2项，申请发明专利1项；培养硕士研究生5名，指导辽宁省大学生创新创业训练项目2项，其中1项获校级一等奖；参编辽宁省地方标准1部。.本项目提出寒地公共建筑室内外过渡空间被动式设计方法与评价体系。为国家和地方有关部门制定公共建筑设计和建筑热、光环境设计方面的相关标准提供依据；也为既有建筑空间环境评价和优化改造提供技术支持。