2024年3月22日，國家自然科學基金委員會建筑與土木工程學科在長沙召開重點項目結(jié)題審查學術(shù)交流會議，我院楊旭東教授承擔的國家自然科學基金重點項目“未來城市建筑室內(nèi)環(huán)境營造理論與設計方法（51838007）”順利通過績效評價和驗收。

本項目由清華大學和中國建筑股份有限公司技術(shù)中心共同承擔，清華大學建筑學院副院長、建筑技術(shù)科學系教授楊旭東為項目負責人，項目主要參與人員包括清華大學燕翔副教授、曹彬副教授、余娟高級工程師、張一副教授、單明助理研究員，中國建筑股份有限公司技術(shù)中心馮雅教授級高工、周輝研究員。項目執(zhí)行周期為2019年1月至2023年12月（5年）。

項目重點針對我國未來城市建筑所面臨的高品質(zhì)建筑環(huán)境營造問題，研究了人與室內(nèi)環(huán)境的關系的作用機理，以及全面提升室內(nèi)環(huán)境的方法和設計策略，主要成果包括：

1.探索了人與環(huán)境污染物相互作用機理，明確了室內(nèi)空氣質(zhì)量多污染物的分級指標，構(gòu)建了各類室內(nèi)污染源特性機理數(shù)據(jù)庫與預評價模擬方法，通過模擬分析先導性預判建筑運行階段室內(nèi)環(huán)境污染物動態(tài)變化指標，為滿足高標準室內(nèi)空氣質(zhì)量提供理論及方法支撐。主要技術(shù)應用成果包括在設計階段能主動預防室內(nèi)空氣污染并提升室內(nèi)空氣品質(zhì)的預評價模擬方法及支撐軟件、數(shù)據(jù)庫、工程案例。

2.定量描述了群體之間的熱舒適需求差異性，基于群體分類聚焦人員狀態(tài)與個體偏好差異的熱舒適，構(gòu)建了多工況多類型的熱環(huán)境主客觀數(shù)據(jù)庫，補充了熱環(huán)境及健康相關性數(shù)據(jù)缺失，建立了客觀生理參數(shù)預測主觀熱評價的數(shù)學模型，為營造經(jīng)濟舒適的個性化室內(nèi)熱環(huán)境奠定了基礎。主要技術(shù)應用成果包括個性化人體舒適性調(diào)控裝置和評價方法，以及在冬奧場館等多個實際工程應用案例。

3.基于醫(yī)工結(jié)合探究了噪聲對睡眠、工作以及腦電影響的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了噪聲強度與大腦中的激活范圍正相關，噪聲條件下腦激活范圍均大于非噪聲條件下，為制定不同類型建筑聲環(huán)境控制目標提供理論支撐；搭建了多通道照明調(diào)節(jié)實驗系統(tǒng)，實現(xiàn)了影響節(jié)律照明關鍵參數(shù)精確調(diào)節(jié)，明確了光對于人的非視覺效應影響。主要技術(shù)應用成果包括利用天然砂粒間隙的多孔吸聲效應，研制了裝飾吸聲板材（砂巖板），可降低室內(nèi)噪聲3-10dB，并基于人體非視覺效應開發(fā)新型多通道燈具，實現(xiàn)光環(huán)境調(diào)節(jié)能力的提升。

4. 提出了考慮人的健康及可變舒適性需求的建筑熱形態(tài)與自然能源耦合調(diào)節(jié)室內(nèi)熱環(huán)境設計方法，建立了性能可調(diào)的動態(tài)建筑圍護結(jié)構(gòu)熱工模型，改變了傳統(tǒng)建筑圍護結(jié)構(gòu)常物性設計方法，為未來建筑功能性可調(diào)建筑圍護結(jié)構(gòu)提出了新思路。主要技術(shù)應用成果包括我國典型氣候分區(qū)可調(diào)圍護結(jié)構(gòu)自適應調(diào)控模式，可實現(xiàn)不同舒適與健康環(huán)境下建筑冷熱負荷時空匹配。成果在多個示范工程中得到應用。

圖1 主要研究成果及其關系示意圖

由院士及行業(yè)著名專家組成的驗收專家組聽取了項目的工作匯報，審核了相關資料，認為項目組在建筑環(huán)境室內(nèi)空氣品質(zhì)營造、熱濕環(huán)境營造、聲-光環(huán)境營造、綜合營造策略及設計方法等方面取得了包括高水平學術(shù)論文、中英文專著、標準、專利等具有國際影響力的創(chuàng)新性成果，并在雄安、北京、成都等地開展了示范工程應用。項目實施期間開展了廣泛的國際學術(shù)交流，主辦大型國際學術(shù)會議。項目負責人擔任本領域著名國際學術(shù)期刊Building and Environment主編、美國供熱制冷與空調(diào)工程師協(xié)會會士（ASHRAE Fellow）、國際室內(nèi)科學院會士（ISIAQ Fellow），任國際能源署建筑與社區(qū)節(jié)能委員會（IEA-EBC）執(zhí)委和分委員會主席。專家組經(jīng)過質(zhì)詢討論，一致同意課題通過績效評價和驗收，評定結(jié)果為“A（優(yōu)秀）”。

供稿：宋修教

審核：楊旭東