西藏高海拔地区台站生态化建设研究

论文摘要

结合成都某部“雪域兵心工程”的科研目标和目前西藏高海拔地区台站生态化建设所面临的紧迫性课题,拟着重研究解决我国西藏高海拔地区台站生态化建设需求与现有的生态化理论和技术之间的对接问题。以西藏高海拔地区的导航台、雷达站、通信站等营区的生态化建设为研究对象,采用资料搜集、实地调研、现场测试、计算机模拟、理论体系构建、实例检验等方法,对西藏高海拔地区台站的建筑环境、太阳能利用、生态化建设技术策略以及生态化建设评价等问题进行了深入系统的研究。完成的主要工作和取得的主要成果如下：首先,在相同的舒适室内热环境条件下,通过对移居人群在西藏高海拔地区（5300m）和中海拔地区（3550m）的单因素工效对比实验研究表明,打字正确率有显著性差异,样本工效受海拔高度因素的影响显著。对海拔5000米的西藏高海拔、低气压地区的建筑室内热环境和人体热舒适性特征的现场研究发现,该地区自然通风条件下被动式太阳房内人体热感觉（TS）中性温度为：19.42℃（ta；IcI=1.0clo）,并得出了高海拔台站室内热舒适温度的范围：14.25～24.60℃（ta；Icl=1.0clo）,完全不同于以往的相似研究的结果,且符合TSV=0.0966tα-1.6452线性变化规律。对高海拔地区既有建筑室内热环境和热工性能进行了现场测试,发现高海拔地区室内热环境的首要特征是空气湿度相对于公认标准（ISO7730）明显偏低。现场测试了外围护结构传热系数等基本热工特征参数,发现高海拔地区墙体传热系数与室外空气相对湿度存在相关关系：K=5×10-6φ4-O.0009φ3+0.0593φ8-1.6327φ+16.795。通过对现有建筑的热工性能测试结果、太阳辐射强度的实地观测结果以及人体热舒适温度处于更宽范围的现场研究成果的分析,认为西藏高海拔地区利用太阳能供暖是可行的。通过对西藏高海拔地区台站建筑的环境调查和监测,获得了台站环境影响评价的第一手基础数据,包括台站生活垃圾的人均日产生量（1.257kg/人.d）和组分以及台站人均日用水量（26.0L/人.d）、人均污水排放量和环境噪声等数据,并据此定量分析了台站对周围生态环境的影响程度。在对高海拔地区自然环境现场调研,台站建筑环境现状测试以及当地可再生能源——太阳能被动利用研究经验进行分析的基础上,指出了高海拔地区台站建筑的发展方向——生态建筑。构建了以太阳能被动利用为基础的高海拔地区台站生态化建设的技术策略体系。通过对现有的绿色建筑/生态建筑评价系统的分析,指出现有的绿色建筑/生态建筑评价系统不能简单化地用于高海拔地区台站生态化建设的评价。建立了高海拔地区台站生态化建设指标体系和评价数学模型。通过对实例评价的分析,结果显示这种评价方法对高海拔地区台站生态化建设的评价更为准确,解决了通常评价方法中存在的“主观赋权”问题对评价结果的影响。以上研究表明,在西藏高海拔地区,采取以太阳能被动利用技术为基础的生态化技术进行生态化台站建设是必要而可行的。同时,利用生态化技术解决西藏高海拔地区台站面临的诸多生态环境问题,对保障驻站人员身心健康,提高工作效率,保护西藏高海拔地区特有的生态系统都具有重要的理论意义和实用价值。本研究为西藏高海拔地区台站生态化建设的规划、设计、施工以及评价提供了理论依据和实用技术。同时,也为该地区的其他建筑的生态化建设提供了有益借鉴,有助于推动生态建筑和环境保护理论的深入研究与进一步发展。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 西藏地区独特的自然环境特征
• 1.1.2 高原生理与工效对比实验
• 1.1.3 西藏高海拔台站建筑环境现状
• 1.1.4 课题的来源
• 1.2 研究意义与价值
• 1.2.1 本研究的意义
• 1.2.2 本研究的理论与实践价值
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 生态建筑与生态化技术
• 1.3.2 室内热环境的研究现状
• 1.3.3 太阳能建筑的研究现状
• 1.3.4 生态建筑评价方法的研究现状
• 1.3.5 相关研究存在的问题
• 1.4 本文的研究目标和主要研究内容
• 1.4.1 研究目标
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 研究方法和技术路线
• 第2章 高海拔台站室内热环境与人体热舒适性研究
• 2.1 室内热环境与人体热舒适理论基础
• 2.1.1 热环境、热感觉、热舒适
• 2.1.2 人体与环境的热交换
• 2.1.3 影响人体热舒适的因素
• 2.1.4 热舒适方程
• 2.1.5 室内环境热舒适评价指标
• 2.1.6 热舒适评价标准
• 2.1.7 高海拔地区人体热舒适性地区差异性
• 2.2 高海拔台站室内热环境现场研究
• 2.2.1 研究目标和内容
• 2.2.2 西藏高海拔台站既有建筑热环境现状
• 2.2.3 台站既有建筑室内热环境分析
• 2.2.4 室内热环境现场测试
• 2.3 高海拔台站室内人体热舒适现场研究
• 2.3.1 研究目的
• 2.3.2 调查的时间地点描述
• 2.3.3 数据采集方法
• 2.3.4 样本特征
• 2.3.5 调查方法及问卷设计
• 2.3.6 调研结果分析
• 2.3.7 热舒适温度、中性温度和可接受温度确定
• 2.4 本章小结
• 第3章 高海拔台站太阳能利用实例研究
• 3.1 太阳能采暖建筑实例的技术分析
• 3.1.1 被动式设计
• 3.1.2 被动调控策略分析
• 3.2 实例太阳能建筑的设计与计算
• 3.2.1 建筑基本参数与构造作法
• 3.2.2 SLR法稳态计算
• 3.3 新建实例太阳房的热环境模拟分析
• 3.3.1 新建实例太阳房的热环境模拟
• 3.3.2 基于Ecotect对新建太阳房的模拟分析
• 3.3.3 基于Ecotect对新建太阳房的热工模拟计算
• 3.4 新建太阳房室内外热环境实证研究
• 3.4.1 实验方法
• 3.4.2 新建实例太阳房测试结果与分析
• 3.5 新建太阳房墙体传热系数现场测试研究
• 3.6 本章小结
• 第4章 西藏高海拔台站生态化建设技术策略研究
• 4.1 西藏高海拔地区台站生态化建设技术策略的构建
• 4.1.1 技术策略构建原则
• 4.1.2 技术策略框架
• 4.2 生态环境保护的技术策略
• 4.2.1 节水
• 4.2.2 节地
• 4.2.3 污水处理
• 4.2.4 固体废物处置
• 4.2.5 废气污染治理
• 4.2.6 噪声污染防治
• 4.2.7 本节小结
• 4.3 室内环境质量营造的技术策略
• 4.3.1 安全防护
• 4.3.2 室内环境品质的营造
• 4.3.3 本节小结
• 4.4 建筑节能与新能源利用的技术策略
• 4.4.1 西藏高海拔地区建筑节能
• 4.4.2 西藏高海拔地区新能源利用
• 4.4.3 本节小结
• 4.5 本章小结
• 第5章 西藏高海拔台站生态化建设评价方法研究
• 5.1 台站生态化建设评价的目的
• 5.2 台站生态化建设评价模型
• 5.2.1 评价指标体系的确立
• 5.2.2 评价模型确定
• 5.3 台站生态化建设的综合评价法
• 5.3.1 确定指标权数
• 5.3.2 综合评价
• 5.3.3 实例验证
• 5.4 动态时变专家评价法
• 5.4.1 评价主体的心理分析
• 5.4.2 动态时变评价的理论背景
• 5.4.3 动态时变评价的理论依据
• 5.4.4 动态时变评价方法的应用
• 5.5 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的论文和科研工作
• 附录1 室内热湿环境调查表
• 附录2