夏季室内热环境与分区控温床垫的被褥气候匹配舒适域

通过设计一款能够进行3个分区独立控温的床垫探究在夏季室内24℃、26℃和28℃的热环境下人体局部和整体的热感觉关系以及与被褥气候的匹配舒适域。局部平均皮肤温度与局部热感觉呈现较好的线性关系且腿足部热感觉随其皮肤温度变化最敏感。头部其次,腰背部最后。头部的最佳舒适室内操温度为24.6～27.6℃,热中性温度为26.1℃;腰背部最佳舒适的人-床界面温度为33.0～34.8℃,热中性温度为33.9℃;腿足部最佳舒适的人-床界面温度为32.1～33.0℃,热中性温度为32.6℃。平均心率的数据变化的趋势随着整体热舒适性数据进行变化,当全身热感觉投票均增大时,心率也会逐渐升高。     

管道式通风服头部与躯干部位的热湿舒适性评价

热环境中人体躯干与头部都是大量出汗的部位,且头部的热感能在很大程度上影响整体的热感,因此通风降温服的设计应兼顾这两大区域进行针对性的降温。为探究热环境中头部联合躯干降温方式的效果,制作了管道通风背心与通风帽,并进行了躯干降温和躯干联合头部降温的对比试验。在温度为30 ℃、相对湿度为40%的人工气候室内,8位男性受试者完成了2次运动试验,试验中记录受试者的生理响应与主观感觉评价。结果显示:在总通风量恒定(9 L/s)的情况下,躯干与头部联合降温可显著降低额头部位的皮肤温度,对促进头部散热有积极作用;增加头部降温有助于降低受试者运动过程中的热感、湿感与不舒适感,特别是能显著缓解整体热感,但对湿感和不舒适感无统计学上的显著作用。     

低温环境下电加热服装对人体热舒适性的研究

在冬季偏冷的环境中，由于人体局部部位的热特性不同，从而影响着人体穿着电加热服装（Electric heating garments/EHG）的整体及局部热感觉投票（Thermal sensation vote/TSV)、热舒适投票(Thermal comfort vote/TCV)。文章在人工气候室通过记录受试者在不同环境温度及不同加热档位工况下人体整体及局部TSV、TCV以及皮肤温度，分析不同环境温度及EHG加热方式对整体及局部热感觉及热舒适性的影响。     

空气纤维材料床垫对人-床界面温度及人体热舒适的影响

床垫与人体接触时的界面温度会影响人体热舒适性并进一步影响睡眠质量,而人—床界面温度受床垫材料的影响较大。选择4种床垫材料,在两种室温下对其进行床垫与人体接触的热舒适性测试。通过界面温度曲线,结合受试者主观评价测试结果,分析床垫材料、界面温度与热舒适度之间的关系。结果表明无铺垫层的空气纤维材料床垫的人—床界面温度低于铺垫层用其他3种材料的床垫;记忆海绵和乳胶海绵的床垫界面温度相近;普通海绵的床垫界面温度最高;在较高温度时,空气纤维材料床垫处于适中等级,人体热感觉处于舒适状态。     

冷环境下局部电加热对人体热反应的影响

为探究冷环境下电加热服加热位置对人体热生理及心理的影响，利用碳纤维加热片分别对人体8个部位进行加热，探究局部热敏感性及热偏好的差异，并根据局部热敏感分区的结果进行两两组合加热，校验局部热敏感分区的科学性。结果表明：不同部位间的热敏感性与偏好加热温度存在显著差异，脚部对整体热感觉影响最大(影响因子为0.112),其次是背部(影响因子为0.082),四肢偏好加热温度高于躯干2.1～3.7℃;单部位加热时(除脚部)不能达到全身热舒适性，应采用组合加热，且组合加热脚部与背部效果最佳；从能耗角度分析，局部加热时应首先加热脚部，其次可组合加热胸腰、腹腰部位，加热需求更大时可组合加热背部与脚部。本文研究结果为局部电加热服的设计提供了理论参考。     

相变降温矿工服的设计与评价

为缓解井下作业人员的热应激,利用相变材料设计降温矿工服。通过模拟高温高湿环境(温度为30 ℃,相对湿度为80%),采用真人着装实验,获得人体着装时的皮肤温度和主观热湿感受,对该相变降温矿工服的降温效果进行评价。结果表明:穿着相变降温矿工服能显著降低局部皮肤温度、平均皮肤温度和躯干皮肤温度;不同部位的降温效果存在差异,后腰和腹部皮肤温度降低幅度最大,腿部降温持续时间较短;平均皮肤温度和躯干皮肤温度最高分别下降约0.91 ℃和1.70 ℃;主观热感降低,热舒适感升高,但湿感无显著变化。     

通风服装对人体热舒适的影响

为研究高温环境中降温服装对人体热舒适的影响,通过出汗暖体假人实验和真人着装实验分别研究了通风服的热湿性能以及对人体热舒适的影响。研究发现：当通风量为0.012 m3/s 时,通风系统的引进使服装的湿阻减小58%。男性受试者穿着通风服在25℃、相对湿度50%的环境条件下运动,其局部皮肤温度、平均皮肤温度均比风扇未打开时低;其中,胸部和腿部皮肤温度降低幅度最为明显;打开与关闭风扇两种实验条件下,受试者的局部皮肤温度以及平均皮肤温度有显著性差异。运动20 min 和休息20 min后,风扇打开时的平均皮肤温度比未打开时分别低2.4、0.9 ℃;研究表明该通风服装可用来作为改善人体热舒适的服装雏形。     

睡袋的热舒适模型

鉴于目前已有的睡袋热舒适模型预测值与试验观察值一致性较差的情况,在详尽分析和计算人体与环境热交换数据的基础上,结合人体热平衡方程,提出一种新的预测睡袋舒适温度的模型。为验证该模型,将60名受试者分成3组,分别做热阻值为4.3、5.6、6.6 clo的睡袋试验。对受试者热感觉数据的分析结果表明,该模型的预测值与实际热中性温度非常接近。模型预测值与受试者的试验结果吻合,该模型适合于预测户外休闲活动使用睡袋时的舒适温度。     

基于睡袋温标模型的被子舒适温度测定与可行性验证

为提高人体睡眠质量,满足热舒适需求,探究被子的舒适温度,基于睡袋温标模型提出了被子舒适低温和舒适高温的计算方法。为验证计算方法的可行性,测试了4种不同填充量的蚕丝、鹅绒和化纤被的热舒适性。通过睡眠实验获得10名受试者在所计算的舒适温度下使用各类被子时的皮肤温度和主观热感受。结果表明：不同种类被子的舒适高温和舒适低温存在差异,且二者的差值随着被子填充量的增加而增大;使用不同种类的被子时,平均皮肤温度和远端-近端皮肤温度梯度存在显著差异,与主观感觉评价相一致,表明了基于睡袋温标模型计算的被子舒适温度对于不同填充物被子的适用性不同;舒适低温用于鹅绒和化纤被较合理,可满足人体的睡眠热舒适需求,而对于蚕丝被偏低,受试者感觉偏冷;舒适高温适用于蚕丝被,对于鹅绒和化纤被偏高,受试者感觉偏热。     

基于管道排列的背心式液冷服研发与测评

为了提高夏季高温作业人员的舒适性，设计研发了3款液冷管道降温服。该液冷服由基础服装和液冷系统构成，液冷管道排列于躯干不同部位。气候舱以温度32℃、相对湿度50%模拟高温环境，进行真人着装试验，并对液冷服热湿舒适性及降温效果进行评价。结果表明:3款液冷服均具有一定的降温效果;与对照组服装相比，液冷服使人体平均皮肤温度、躯干皮肤温度、衣下温度、热感觉均有所下降，而热舒适感提升;其中，躯干前后均排列液冷管的冷却服对人体的降温效果最为显著。     

相变降温军训服的设计开发与评价

为了减轻学生作训时的热应激反应,提高其热湿舒适性,将相变材料应用于学生军训服装中,开发出一款新型相变降温军训服装。通过模拟军训高温环境(温度32℃、相对湿度50%),采用真人着装实验,对传统军训服和新开发服装进行客观和主观热湿舒适性能评价。结果表明:穿着新型军训服时,受试者的局部皮肤温度、平均皮肤温度与躯干温度均有显著性降低,平均皮肤温度较传统军训服最大降低0.95℃;整个实验过程中,受试者穿着新型军训服时的舒适感、热感和湿感都显著优于传统军训服;虽然相变材料在实验30 min后完全融化,使新型服装的降温效果逐渐减弱,但其主观舒适感仍然优于传统军训服。     

医用防护服的热湿舒适性与人体疲劳度的关系

针对医护人员长时间穿着医用防护服工作导致体感闷热潮湿、疲劳增加、工作效率降低的问题,设计真人穿着试验,分析人体的热生理和主观感觉参数,从医用防护服的热湿性能角度分析对人体疲劳度的影响。试验结果表明:搭配短袖套装的防护服热湿舒适性最好,搭配长袖厚款套装的防护服热湿舒适性最差;穿着不同热湿性能的防护服在进行不同强度的运动中对人体疲劳度的影响不同,穿着防护服在静坐状态下,人体疲劳程度差异较小;在低、中、高强度运动和恢复状态下,防护服热湿舒适性越差,人体疲劳程度越深;平均皮肤温度、心率、能量代谢当量参数与主观疲劳感呈显著相关性,通过回归分析得到疲劳感与心率的模型,心率可以反映人体的疲劳程度。     

环境温度突变时人体热感觉变化机制研究进展

为完善人体热感觉评价体系,从环境温度突变特征参数、热感觉动态变化规律、热感觉预测模型3个方面对热感觉变化机制相关研究现状进行总结发现:环境温度突变的研究集中于中小温差突变,从热舒适的角度提出 5 ℃ 可能是不同环境温度突变的最大可接受温差阈值;动态热感觉与皮肤温度及其变化率、核心温度及其变化率有关;已有的热感觉模型预测精度较高,但在冷热环境温度突变下的适用性仍需大量人体实验进行优化与验证。最后指出有必要扩展环境温度突变研究的应用范围至特殊高温作业人群,建立突变强度分级规则,细化服装在温度突变下的作用,建立适用范围更广的热感觉预测模型。     

多季节适用型环卫服的研发与性能评价

为提升环卫服对季节变化和昼夜交替温差的适用性,通过优化环卫服的开口方式及内部结构,开发了一款多季节适用型的环卫服。在对多季节适用型环卫服工效性进行评价的基础之上,采用人工气候舱模拟高温(30℃)和低温(10℃)环境,通过人体着装实验对新型环卫服的舒适性进行评价。结果表明:相较普通环卫服而言,多季节适用型环卫服肩部和肘部的活动方便性显著提升;在高温环境下能显著降低局部皮肤温度和局部皮肤水汽压,热感、湿感和舒适感优势显著;在低温环境下能显著提高局部皮肤温度、保持适中的热感和舒适感,可以适应不同季节气候变化。     

电加热高空清洁作业服研制与性能评价

高空清洁人员在高空环境下常面临严重的低温气候威胁,为提高高空清洁作业服的保暖性能,设计开发了一款电加热高空清洁作业服。在模拟的高空作业环境(温度为(5 ± 0.5) ℃,相对湿度为(60 ± 5)%)下,通过人体穿着电加热高空清洁作业服的实验对皮肤温度和运动舒适性进行测试和评价。结果表明:穿着电加热高空清洁作业服可更好地维持人体平均皮肤温度,且时间越长,保暖效果越显著;将电加热片放置在后背可有效提高躯干皮肤温度,同时不会影响人体背部局部的主观热舒适性;结构上采用局部插片和暗褶设计可有效提高高空清洁作业服的活动自由度。     

青年女性生理内裤温湿度舒适性比较

为研究青年女性穿着不同生理内裤时的热湿舒适性,选取5款市售号型为165/72A的浅肤色中高腰三角款生理内裤(基本款1#、带兜款2#、加绒款3#、远红外款4#、磁石款5#),设计穿着实验模拟女性生理期日常活动,测试10名受试者在静坐、运动、静坐恢复3个阶段时腰、腹、大腿根部以及臀部的皮肤温度和微环境湿度,结合主观温湿舒适性评分建立温湿度舒适性模型。结果表明：生理内裤腰、腹部的主观温湿度舒适性显著影响整体舒适性,1#生理内裤热湿舒适性最差,4#最佳;功能生理内裤可通过细部结构设计、面料组合选取来提升和保持适度的人体皮肤温度、内裤微环境湿度,形成良好的穿着热湿舒适性。文章为女性消费者生理内裤的选购及内衣企业功能产品的设计开发提供理论指导和参考。     

衣服内气候与衣着

一、前言根据《热生理学》一书所述,在28℃～30℃的气温条件下,人的裸体感最为舒适。当外界温度较低时,人体便会本能地以收缩皮肤、减少四肢血流量、体表的暖血流流回体内,或蜷缩身子等形式来控制体温的下降。而当外界温度过高时,人便会通过皮肤来释放体内多余的热量,乃至以出汗来降低体温。人体就是这样无时不在进行着自我的生理调节,以适应不断变化的气候环境。但当人的头部、躯干部的体温超过42℃或低于28℃时,则仍会威胁人的生命。     

选购小贴士

冬天使用电暖器可使室内暖和,为使室内温度维持适合人体温度’般客厅应17～19℃,小孩房间18～20℃,卧室14～16℃为佳。现今电暖器大多有定时定温控制,当暖房达到适当温度,即停止出热,可减少不必要的电能浪费。 家用电暖器有多种型式,选购时请依用途选购适当机种。局部暖     

运动文胸衬垫材料对人体体温调节的影响

研究两款不同衬垫材料的运动文胸在温度30.00℃、相对湿度44%、风速0.4 m/s的热环境下对运动女性体温调节的影响。两种文胸衬垫材料分别是普通立棉SW和三明治三维针织材料CW。选择5名罩杯号型为75B、年龄为(23±2)岁的女大学生分别穿着两款运动文胸进行运动,运动过程包括静坐30 min、3次5 min的5 km/h快走和10 min的7 km/h慢跑的交替循环运动、30 min恢复休息,测试试验对象整个运动过程中的直肠温度、皮肤温度和心率。结果表明,穿着文胸SW的直肠温度比穿着文胸CW高,温度差高达0.26℃;穿着文胸SW的平均皮肤温度和心率也比穿着文胸CW高;运动文胸衬垫材料对文胸热湿舒适性和人体体温调节具有明显影响。     

人体局部皮肤的气流敏感性及其影响因素

为探究人体不同体段皮肤对气流的敏感性差异及影响因素,测试了人体前胸、后背上、后背下、大腿前和大腿后5个体段在接受低于皮肤温度5 ℃、等于皮肤温度和高于皮肤温度5 ℃的气流刺激时,各体段的局部皮肤温度变化率以及主观气流强度感觉,应用韦伯分数分析各体段对气流的敏感性差异。结果表明:通风温度对人体气流敏感性有显著影响,当通风温度与局部皮肤温度相等时,皮肤气流敏感性最差,说明温度感受器对皮肤气流感知发挥重要作用;后背上部与大腿前部对热气流最敏感,而后背下部与大腿后部对冷气流最敏感,但各部位之间并未发现显著的统计学差异。