《建筑环境中的人因工程》是一部系统阐述人因工程在建筑环境领域应用的教材,旨在探索人与建筑环境之间的交互规律,构建以“需求驱动-方法创新-智能技术-案例应用”为核心的研究框架。全书共分为六章,内容涵盖人因工程的基本理论、建筑环境与人因工程的内在联系、建筑中人的需求分析、研究方法以及实际应用案例。
书中首先介绍了人因工程的基本概念、发展历程及其在建筑环境中的应用范畴,强调了其在建筑设计、施工建造及运行调控中的重要性。接着,探讨了建筑环境与人因工程的深度融合,分析了建筑环境的演变趋势及其对人因工程的意义,提出了宜居性评价的方法与指标体系。
在对建筑中人的需求分析中,书中从生理、心理和社会三个维度展开,结合马斯洛需求理论,深入挖掘人在建筑环境中的行为模式及其驱动因素,并分析了这些需求与建筑环境调控之间的关联。
此外,《建筑环境中的人因工程》还系统介绍了人因工程的研究方法,包括人员行为建模、能耗预测、照明与遮阳控制等前沿技术,并结合数字孪生调控等创新手段,构建了建筑环境智能调控的理论框架。
最后,通过多个实际案例(如北京冬奥会首钢滑雪大跳台、北京光科技馆等),展示了人因工程在建筑环境营造中的实践应用,进一步验证了其理论价值与现实意义。
作为国内首部聚焦建筑环境与人因工程交叉领域的教材,《建筑环境中的人因工程》不仅填补了相关领域的空白,还为建筑环境与能源应用工程专业的教学与科研提供了重要的理论支持与实践指导。
丁研,天津大学环境学院副教授,天津大学建筑环境与能源应用工程系工学博士毕业,美国劳伦斯伯克利国家实验室访问学者,中国建筑节能协会绿色商业建筑委员会委员,APEC可持续能源中心培训师。入选天津市“131”创新型人才培养工程第三层次人选和天津大学北洋青年骨干教师项目。曾获得天津市优秀勘察设计奖1项,获得天津市科学技术发明奖二等奖1项,获得华夏建设科学技术奖一等奖1项、二等奖2项、三等奖1项,作为第一作者或者通讯作者已发表学术论文40余篇,被SCI收录27篇,JCR一区论文9篇,总他引287次。王翘楚,女,工程硕士,天津大学资源与环境专业工程博士在读,研究方向为建筑能源系统优化及负荷仿真模拟技术,发表多篇SCI检索的国际期刊论文与国内核心期刊论文,作为研究骨干参与了国家重点研发计划项目、天津市科技支撑重点项目在内的多项科研项目,曾获天津市工程专业学位硕士研究生优秀学位论文、“天津大学-南开大学”生态环境能源领域博士生学术论坛优秀论文奖。陈琬玥,女,工学博士,天津大学供热、供燃气、通风及空调工程专业,研究方向为建筑人行为模拟及室内热环境智慧化调控,发表多篇SCI检索的国际期刊论文与国内核心期刊论文,参与编撰建筑人行为相关专著和技术导则各1项,作为研究骨干完成多项国家级及省部级科研项目,曾获全国暖通空调制冷学术年会“青年优秀论文”奖。
第1章 人因工程概述 1
1.1 概念 1
1.2 发展历程 4
1.2.1 人因工程总的发展历程 4
1.2.2 我国人因工程发展历程 8
1.3 应用范畴与技术发展 10
1.3.1 人因工程的应用范畴 10
1.3.2 人因工程的新技术与新途径 12
1.3.3 建筑环境领域中的人因工程 15
第2章 人因工程与建筑环境的关系 17
2.1 建筑环境的发展历程 17
2.1.1 建筑与环境 17
2.1.2 人类与建筑环境 18
2.1.3 建筑环境的演变过程 19
2.1.4 未来建筑环境的展望与趋势 22
2.2 价值和意义 24
2.2.1 人因工程在建筑设计中的价值 24
2.2.2 建筑环境对人因工程的意义 26
2.2.3 人因工程与建筑智能化的融合 27
2.2.4 社会和文化层面的价值 28
2.3 宜居性评价 30
2.3.1 宜居性评价的概念和原则 30
2.3.2 宜居性评价的指标体系 32
2.3.3 宜居性评价方法 33
第3章 建筑中人的需求 36
3.1 基于马斯洛理论的人行为需求层次结构 36
3.2 人的生理需求 38
3.2.1 姿势与运动 38
3.2.2 工作负荷 48
3.2.3 环境因素 52
3.2.4 人体生理作用规律 59
3.2.5 生理需求与空调使用行为的关联 65
3.3 人的心理需求 67
3.3.1 思维,推理与决策 67
3.3.2 情绪 69
3.3.3 注意与持续警觉 71
3.3.4 人的认知 73
3.3.5 心理需求与空调使用行为的关联 76
3.4 人的社会需求 77
3.4.1 合作与协调 77
3.4.2 群体差异 82
3.4.3 社会需求与空调使用行为的关联 84
第4章 人因工程的研究方法 87
4.1 一般研究方法 87
4.1.1 研究方法的基本原则 87
4.1.2 人因工程的研究方法 87
4.2 建筑内人员行为建模方法 89
4.2.1 人员行为模型的建立方法 91
4.2.2 人员移动模型的研究 91
4.2.3 人员用能模型的研究 94
4.3 人员用能行为研究 98
4.3.1 人员行为模式影响因素分析 98
4.3.2 单人用能行为模型的构建 99
4.3.3 多人环境下的人员交互模式 101
4.4 建筑能耗预测模型构建 104
4.4.1 建筑负荷与能耗预测方法 104
4.4.2 基于ABM的动态预测 108
4.5 人员行为与照明、遮阳控制研究 117
4.5.1 照明与遮阳行为建模方法 117
4.5.2 联动控制行为模型 122
4.6 考虑人员需求的电力需求响应研究 126
4.6.1 基于博弈论的用能策略优化 127
4.6.2 多策略博弈模型与均衡分析 128
4.6.3 设备参与时序优化的博弈模型 129
第5章 人因化的建筑环境营造 133
5.1 人因化的建筑环境设计 133
5.1.1 作业空间设计 133
5.1.2 空间环境设计 139
5.2 人因化的建筑环境控制 149
5.2.1 建筑热环境控制 149
5.2.2 建筑光环境控制 167
5.2.3 建筑声环境控制 180
第6章 人因工程的建筑应用案例 185
6.1 北京冬奥会首钢滑雪大跳台“雪飞天” 185
6.2 北京光科技馆 188
6.3 人因工程方法在轨交站域空间人性化设计中的应用 191
6.4 新型人因技术在居家适老化改造中的应用 195
6.5 人体热舒适研究中的建筑环境人因工程学 200
6.6 人因工程学的月球建筑空间设计框架构建 203
参考文献 205
