民用建筑室内热环境设计与评价指标体系研究

In China many contents in national standards such as indoor thermal environment are simply the copy from the ASHRAE or ISO standards that is suitable for American or European people. To establish the standards specifically for Chinese people, the effect of indoor environmental quality (IEQ) on human health, comfort, productivity and sleep quality etc. should be investigated, due to their own physiological and habitation characteristics. In this interdisciplinary research, we will use knowledge on physiology and psychology theory, to investigate the different requirements in thermal comfort for Chinese people in different areas and building types. By measurement of such physiological parameters as brain wave, heart rate variability, and saliva etc, we will investigate thoroughly the basic science issues regarding the effect and mechanisms of the large difference in temperature on human health, the personalized ventilation on thermal comfort, and the IEQ on productivity and sleep quality. Consequently, we will establish quantitative relationships between IEQ and human health, comfort, productivity and sleep quality and finally we will develop an integrative system for evaltion of indoor thermal environment considering the effect of IEQ on human health, comfort, productivity and slepp quality. The achievements of this study will help to create a healthy, comfortable and productive indoor environment with less energy consumption. More importantly, this study achievements can be expected to lay the fundation of the standards for the design of indoor thermal environments and other corresponding fields.

我国建筑室内热环境等多个国家标准目前很多还是直接套用国外标准的相关内容，而制定适合中国人自身特点的设计标准需要对室内热环境对人体健康、舒适、工作效率及睡眠质量等的影响进行系统完整的研究。本项目拟结合医学，引入人体生理学和心理学理论，研究不同地域和不同建筑类型下人员热舒适的要求，通过主观（问卷调查）和客观（脑电、心率变异、唾液等生理生化参数测量）相结合的方法，对大温差对人体健康的影响机理与改善、个性化空调的热舒适机理与评价、人员工作效率和睡眠质量的评价指标和方法、室内热环境参数与人体健康与舒适等的定量化关系等进行系统深入的研究，希望建立室内热环境的综合评价指标体系，以期用较少的能耗营造更健康和谐的室内环境，真正实现"以人为本、健康舒适" 的宗旨，为建筑室内热环境及其它领域室内热环境的设计标准的制订奠定基础。

我国建筑室内热环境等多个国家标准目前很多还是直接套用国外相关标准，而制定适合中国人自身特点的设计标准需要对室内热环境对人体健康、舒适、工作效率及睡眠质量等的影响进行系统完整的研究。为真正实现"以人为本、健康舒适"的宗旨，本项目结合医学，引入人体生理学和心理学理论，对大温差对人体健康的影响、个性化空调的热舒适问题、人员工作效率和睡眠质量的评价、中国人的热感觉模型、室内热环境参数与人体健康与舒适等的量化关系等进行了系统深入的研究。结果发现，温度突变和气温变化一样对人体健康和热舒适的影响不但有时间效应也有方向效应，量化了频繁使用空调和采暖对人体健康的影响，也揭示了温度突变对感知环境质量和人体生理生化参数的影响均存在显著的性别差异；得到了局部热感觉对提高整体热可接受度的规律，开发了床头送风装置，并给出了最佳的送风参数组合；指出了在室内二氧化碳允许浓度范围内（<5000ppm）纯CO2暴露对健康成年人的主观感知、健康、舒适和工作效率无不良影响。揭示了室内人员代谢污染对其主观感知、舒适、健康症状和工作效率的影响机理；相比于传统房间，木质室内环境确实能有效改善人的情感状态，缓解紧张感和疲劳感，增加积极情绪。探索并发现了木质室内环境对人体生理反应和调节的影响，找出了敏感性生理参数。也尝试建立了适用于木质室内环境的评价指标及设计策略；提出除了主观评价方法外还可采用入睡潜时、慢波睡眠时长和比例等客观指标来评价室内热环境对人体睡眠质量的影响，发现在环境温度偏离中性温度时人体睡眠质量显著下降，且睡眠状态下人员的热中性环境温度比清醒状态的要高；提出了办公建筑的经济最优化环境控制策略与方法，得到了兼顾人员工作效率和空调能耗之间的关系模型与评价方法，给出的新空调系统智能控制方法在稳态条件下热需求的判断准确度可达90%以上。本项目研究成果为建筑室内热环境及其它领域室内热环境的设计和评价标准的制订奠定了基础。