中国西南高海拔寒冷地区预制施工现场办公室中 SET 与 PMV 的适用性:一项四季实地研究

《BUILDING AND ENVIRONMENT》:Applicability of SET and PMV in Prefabricated Construction Site Offices in High-Altitude Cold Regions of Southwest China: A Four-Season Field Study

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月28日 来源:BUILDING AND ENVIRONMENT 8.4

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   摘要随着川藏铁路的快速发展,装配式工地板房已在高海拔寒冷地区得到广泛应用。本研究在西藏林芝川藏铁路沿线的三处装配式工地板房中开展了跨越四季的实地调查,包括室内热环境测量和主观问卷调查,共获得1,668条有效问卷记录,对应的是人次响应而非独立个体。基于这些实地数据,本研究评估了

  

摘要

随着川藏铁路的快速发展,装配式工地板房已在高海拔寒冷地区得到广泛应用。本研究在西藏林芝川藏铁路沿线的三处装配式工地板房中开展了跨越四季的实地调查,包括室内热环境测量和主观问卷调查,共获得1,668条有效问卷记录,对应的是人次响应而非独立个体。基于这些实地数据,本研究评估了标准有效温度(SET*)和预测平均投票(PMV)在该特殊建筑类型和气候背景下的适用性,并建立了本地化修正模型。结果表明,SET*与平均热感觉投票(MTSV)高度相关,但标准SET*热感觉量表无法准确代表使用者的实际热感觉。PMV总体上低估了实际热感觉,但MTSV与PMV之间仍保持明显的线性关系,这使得开发本地化的MTSV到PMV修正模型成为可能。此外,实地调查得出的MTSV-PD关系与传统的PMV-PPD框架存在明显差异,表明在该特定情境下,实际热不满意度无法完全由标准不满意模型代表。基于在林芝三处装配式工地板房跨越四季收集的实地观测数据,本研究记录了在当地高海拔气候、轻质装配式围护结构和季节性运行模式共同影响下,SET*、PMV、实际平均热感觉和实际不满意百分比之间的特定情境偏差。所提出的关系应视为从受调查板房中得出的初步场地特异性经验相关性。它们可能为具有相似气候、建筑和运行特征的临时装配式工地板房提供参考,但其更广泛的适用性需要使用更大和地理多样性更强的实地数据集进行验证。

引言

热舒适是建筑环境研究的核心问题,因为它直接影响使用者的健康、幸福感和工作效率,同时还影响建筑能耗和运行策略[1,2]。近年来,热舒适评估逐渐从稳态实验室方法向基于实地和情境敏感的方法发展。在可用的指标中,预测平均投票(PMV)和标准有效温度(SET*)仍然是评估室内热舒适最广泛使用的两个模型[3,4]。PMV基于人体热平衡框架构建,长期以来一直被用作预测受控室内条件下平均热感觉的标准指标[3,8,9]。相比之下,SET*是一种基于生理学的指标,以标准环境下的等效温度来描述人体热状态[10,12]。凭借坚实的理论基础,PMV和SET*已被广泛应用于办公室、住宅建筑、医院、教室和混合模式建筑中[7,13,20]。然而,大量实地证据表明,直接应用这些标准模型往往会导致预测值与实际热感觉之间的偏差,特别是当气候条件、建筑运行模式和使用者的适应机会与原始模型的基本假设存在显著差异时[5,6,9]。
这些局限性使得适应性热舒适理论日益受到重视,该理论强调室内舒适度是由室外气候、建筑特征、使用者期望、行为调整和长期热适应共同塑造的[14,15]。在办公建筑中,来自不同气候区域的实地研究反复报告,PMV可能高估或低估实际热感觉,且舒适温度随运行模式和当地适应而变化[[16], [17], [18], [19]]。类似的担忧也适用于SET*,尽管它通常被认为对生理效应更具响应性,更适合动态室内环境。现有研究表明,SET*也需要进行本地验证,在许多情况下,在它能可靠地代表实地条件下使用者的实际反应之前,必须进行区域修正[[10], [11], [12], [13]]。
与此同时,热舒适研究逐渐从传统永久性建筑扩展到更多专业的建筑类型。大多数现有研究集中在办公室和住宅建筑上,因为它们的居住周期长,且热舒适与工作效率和能耗之间有密切关系[21,25]。相比之下,装配式临时建筑尽管在建设工程、基础设施开发和应急安置中得到广泛应用,却远未受到同等关注。这一差距尤为重要,因为装配式工地板房在围护结构性能、热惯性、环境稳定性和运行条件方面与传统办公建筑存在显著差异,这使得其室内热环境更容易受到室外气候波动的影响[29,30]。亚热带地区的现有实地研究已经表明,在装配式工地板房中直接应用PMV和SET*可能产生明显的预测误差,凸显了需要进行特定情境验证和本地修正的必要性。
在高海拔寒冷地区,这一问题变得更加关键。该地区的建筑面临低气温、强太阳辐射、低气压和大昼夜温差,所有这些因素都会影响室内热条件和使用者的适应反应[25,28,31,32]。在青藏高原和其他寒冷地区开展的实地研究表明,热中性、热可接受性和适应行为可能与传统热舒适标准中嵌入的假设存在显著差异[25,28]。与此同时,涉及特殊建筑类型和弱势群体的研究,包括老年护理中心和护理设施的研究,进一步证明热舒适受到建筑特征和使用者属性强烈影响,且标准模型并不能总是直接跨不同情境迁移[33,38]。综合来看,这些发现表明,在将经典热舒适模型应用于高海拔寒冷地区的临时办公建筑之前,必须进行特定气候和特定建筑的验证。
在此背景下,关于PMV和SET*能否准确评估高海拔寒冷气候条件下装配式工地板房热舒适的系统性证据仍然缺乏。特别是,标准SET*量表能否充分代表该建筑类型中使用者的实际热感觉,PMV能否可靠地预测实地条件下的平均热感觉,以及传统的PMV-PPD框架能否准确捕捉该特定气候、建筑特征和使用者适应组合下的实际热不满意度,仍不清楚。
为解决这些问题,本研究调查了西藏林芝川藏铁路沿线的典型装配式工地板房。基于跨越春夏秋冬四季开展的实地测量和主观问卷调查,本研究评估了SET*和PMV在高海拔寒冷地区装配式工地板房中的适用性,确定了季节中性SET*和偏好SET*,并开发了本地化的SET*-MTSV、MTSV-PMV和MTSV-PD关系。
本研究的贡献不仅在于将现有热舒适模型应用于新的地理区域或建筑类型,更在于考察它们在林芝三处轻质装配式工地板房中所遇到的综合条件下的适用性,包括当地高海拔寒冷气候、低室内热稳定性和季节性变化的运行模式。基于跨越四季收集的实地观测数据,本研究调查了在受调查板房内标准热舒适指标、实际平均热感觉和实际不满意百分比之间的耦合偏差。通过联合考察SET*-MTSV、MTSV-PMV和MTSV-PD关系,本研究为该特定工地板房情境提供了初步的场地特异性经验结果。这些结果并非旨在作为所有临时办公室或高海拔寒冷地区的通用评估标准,其适用于其他地区、建筑类型和使用者群体的能力需要进一步验证。

章节摘要

研究地点

实地调查在中国西藏自治区林芝的川藏走廊区开展,大致位于东经93°至95°、北纬29°至30°之间,如图1所示。林芝具有典型的温带高原湿润气候,特征为高海拔、大昼夜温差、相对较高湿度和复杂的辐射条件。调查从2023年2月至2024年2月进行,包括春季、夏季、秋季

参数变化特征

影响人体热舒适的主要因素包括空气温度(Ta)、相对湿度(RH)、空气流速(Va)、平均辐射温度(Tmrt)、服装绝缘值(Icl)和代谢率。由于本研究所有参与者的代谢率统一设定为1.2 met,样本间变化有限,表5主要呈现其余热环境和个人参数的统计结果。
如表6所示,室内热

研究意义与结论

基于在林芝三处装配式工地板房开展的四季实地调查,本研究评估了SET*和PMV与实地报告的热感觉和不满意度的对应关系。主要研究结果总结如下。
  • (1)
    SET*在四个季节中与MTSV均呈正相关,但标准SET*热感觉类别在所调查条件下与实地投票不直接对应。由模型得出的nSET*估计值

未引用参考文献

[[22], [23], [24],26,27,[34], [35], [36], [37]]

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苏柳锋:写作 – 审阅与编辑,写作 – 原稿撰写,可视化,验证,软件,项目管理,方法论,形式化分析,数据整理,概念构思。 严其翔:可视化,验证,监督,资源,项目管理,资金获取。 崔跃中:写作 – 审阅与编辑,写作 – 原稿撰写,可视化,形式化分析,数据整理。 任俊楠:写作 – 审阅与编辑,写作 – 原稿撰写,形式化分析,
苏柳锋|严其翔|崔跃中|任俊楠|李学
西南交通大学智能岩土与隧道国家重点实验室,成都 610031,中国。
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