侧墙冷辐射对人体局部热舒适的影响研究

以20名身着热阻1.0 clo冬季室内服装的受试者为研究对象,研究了中性环境温度(22℃)下,侧墙冷辐射条件对局部与全身生理和主观热反应的影响,分析了整体与局部热感觉、皮肤温度与热感觉、局部热感觉与热可接受度的关系。结果表明:局部热感觉中小腿投票最低且最不舒适;局部(除胸部和臂部外)皮肤温度与其热感觉具有较强的线性关系;全身与局部在热感觉和热舒适方面均具有较强的线性关系。基于局部对整体的影响权重,建立了适用于侧墙冷辐射环境的人体热感觉和热舒适的评价模型。     

工位辐射供暖末端对人体局部及整体热感觉的影响

将辐射供暖末端与工位相结合,组成一种新型个性化舒适系统。为了探索工位辐射末端的供暖效果,通过实验收集了24名受试者在不同环境温度下的局部与整体热感觉,并与传统空调环境进行对比。实验结果表明:当环境温度偏离舒适温度区间时,工位辐射末端能有效地提升受试者的热感觉;使用工位辐射末端后,受试者上肢和下肢热感觉改善明显,躯干热感觉变化不大;在16℃的环境下,受试者整体热感觉也能达到热中性。工位辐射末端在保证人体热舒适的同时,拓展了舒适温度区间。     

均匀和不均匀热环境下热感觉、热可接受度和热舒适的关系

对30名受试者采用问卷调查的方式,研究了均匀热环境和不均匀热环境下人体全身热感觉、热可接受度和热舒适的关系。结果显示,在均匀热环境下,全身热感觉、热可接受度和热舒适具有较强的线性相关关系,可接受范围涵盖了(0,1.5)的热感觉投票和"舒适"与"稍有不适"标度范围内的热舒适投票;在不均匀热环境下,全身热可接受度与热舒适密切相关,而全身热感觉与热可接受度和热舒适出现分离,热感觉不均匀度是其原因。综合考虑全身热感觉和热感觉不均匀度的影响,提出了综合评价模型。经验证,该模型适用于全身热状态为中性偏热的均匀和不均匀热环境。     

我国湿热地区人群基础热舒适反应研究(1):实验方法与结果

采用经典热舒适研究方法,于2008年夏季对我国湿热地区典型人群受试者作了气候室实验,在凉-暖范围内6个不同温湿度组合的工况下进行了问卷投票和生理指标测试。结果显示,受试者的热中性温度为26.9℃(修正温度);受试者夏季偏爱稍凉的热感觉(-0.2);潮湿感中性对应的水蒸气分压力约为3500Pa;热中性对应的平均皮肤温度为33.2℃;平均皮肤温度与皮肤湿润度是预测热感觉与热舒适的重要参数;心率与热感觉存在线性关系,血压在偏凉环境下与热感觉呈线性关系,在偏暖环境下变化不大。     

不同供暖末端室内热舒适实验研究

实验测量了室内设计温度为18℃时,分别采用风机盘管、顶板辐射、侧墙辐射、地板辐射4种不同供暖末端时的室内温湿度、空气流速和壁面温度等。结合16名受试者的皮肤温度测试和主观问卷调查,对比分析了这4种供暖末端的热舒适性。结果表明:4种供暖末端室内竖直温差和辐射非对称性均满足热舒适要求;地板辐射的竖直温差最小,脚背温度及脚部热感觉和热舒适投票最高,整体热舒适和热可接受度都高于其余3种末端;顶板辐射的头部和上身热感觉和热舒适投票高于其余3种末端;毛细管网底端距地面0.5m的侧墙辐射,头脚温度梯度最大,其整体热感觉与热舒适投票均偏低;对于顶板辐射和风机盘管,在空气温度相差不大时,有较高黑球温度的顶板辐射的热感觉和热舒适投票更高;PMV预测评价辐射环境热舒适时,需对其进行修正。     

偏冷环境局部辐射供暖对热舒适性的影响

偏冷环境下,利用局部辐射供暖可以改善热舒适性。在12.5℃和14.5℃的环境温度下,使用200 W、300 W、500 W的局部辐射热源分别对脚踝及背部进行局部辐射供暖,测试了35名受试者的皮肤温度,采用主观调查问卷的方式统计受试者的热感觉投票。研究结果表明,局部供暖可以改善人体的热舒适性,其中背部供暖方式对改善人体热舒适的效果更好。在环境温度为12.5℃,对人体背部辐射功率为300 W时,TSV可达0.05;环境温度为14.5℃时,对人体背部辐射功率为200 W时,TSV也可达到-0.2。节能计算分析表明,偏冷环境下局部辐射供暖具有一定的节能效果。在人数一定的情况下,房间面积越大,由于环境温度降低而减小的供热量也越大,节能效果越好。     

夏季湿热环境下温度-风速适宜值实验研究

一定温度环境下增大风速可以提高人体热舒适并降低能耗,但较高温度环境下增大风速对人体热舒适的改善作用降低。为了探究夏季湿热环境下风速对温度的补偿作用,提出适宜的风速值,本文系统地研究了高湿环境(80%相对湿度)下从偏热到高温范围内风速的积极改善作用和改善效率。通过在人工气候室营造4种温度水平(28、30、32、34℃),采用落地扇正面吹风,控制风速为0.8～1.4 m/s,共完成8个工况、168人次受试者热舒适实验,获取了受试者的主观感受及生理反应。建立了整体热感觉与温度和风速之间的预测评估模型,得到热中性状态下不同温度对应的舒适风速;在32、34℃环境下,提高风速不能使受试者达到热舒适状态,但对热感觉及皮肤温度仍具有改善作用,进而提出利用平均皮肤温度变化率评价不同风速下的吹风效率,得到对应温度下的有效风速值。将舒适风速与有效风速相结合,得到了夏季湿热环境下不同温度的适宜风速推荐值。     

环境控制能力对人体热感觉影响的实验研究

对于室内人员心理上的差异是否能改善其自身的热感觉这一问题,目前学术界仍存在争议。本文设计了环境参数完全相同仅控制手段不同的心理学实验,受试者分别参加"无空调"、"免费空调"和"收费空调"工况的实验。研究表明,具有环境控制能力能显著改善受试者的热感觉和热舒适,如果人员具有对"温度"的控制能力,热感觉可以整体降低0.4～0.5,热舒适度可以提高0.3～0.4;付费削弱了控制能力对受试者热感觉和热舒适的改善作用,但在本实验设计的付费水平下,其影响并不显著。研究结果为环境控制中实现节能和舒适的统一提供了新的有效途径。     

足部供暖改善冬季车间人员热舒适性的实验研究

营造局部热环境可在较低能耗条件下有效改善人员热舒适性,也易于满足人员的个性化热环境需求。有关个体热舒适的研究较多,主要针对办公、睡眠等轻度体力活动环境,对从事体力活动的车间厂房内局部热环境的研究较少。本文通过实验模拟冬季无集中供暖的企业车间内常见的温度及体力活动,研究加热足垫对人员热感觉、热舒适、皮肤温度以及工作效率等的影响。实验结果发现:局部加热足垫可显著提高人员的足部热感觉、整体热感觉及热舒适;足部热感觉与整体热感觉呈显著相关性;当足部热感觉投票为1. 0左右时,整体热感觉处于热中性状态;随着整体热感觉和热舒适的提高,工作效率也明显提高。     

寒冷地区人体主观反应季节性评价研究

为探索寒冷地区实际建筑环境下,人体热感觉与热舒适之间存在的季节性分离情况,本文以寒冷地区焦作市某高校32名大学生作为研究对象,分别测试四季室内外环境参数、皮肤温度以及调查受试者主观评价等,共获得854份有效数据。结果表明：受服装热阻、情绪等因素影响,人们四季热感觉为“适中”(TSV=0)时不一定达到“舒适”状态,四季热感觉与热舒适之间均存在分离现象,人们在春秋季节热感觉分别为0.76、0.83时,人们感觉相对更舒适;而在夏冬极端季节,当热感觉分别为-1.13、1.37时才达到相对最“舒适”状态,越是极端季节,热感觉与热舒适分离程度越显著。当平均皮肤温度与室内空气温度差值(T_dif)为6～12℃范围内,人们四季热感觉、热舒适及对当前热环境满意程度均达到最佳范围且人们情绪相对更稳定。综合考虑季节变化、主观反应等因素影响,提出T_dif作为热环境评价指标。研究结果可为寒冷地区人体热反应季节性研究以及未来室内环境智能化控制提供理论依据。     

热湿工况下工位辐射空调的热舒适实验研究

为研究热湿工况下使用工位辐射空调的人体热舒适情况,在人工环境实验室内,通过改变环境背景温度来影响人体的热感觉,并采用热感觉投票(TSV)作为评价标准,重点研究了人体头部、躯干、上肢、下肢以及整体热感觉情况。实验结果表明,尽管背景环境参数超出舒适范围,但使用工位辐射空调能维持受试者的舒适状态,即背景温度稳定在28℃时,平均整体热感觉投票值低于+0.2;背景温度为30℃时,受试者热感觉仍能满足ASHRAE规范中规定的80%可接受范围要求。     

冬季工况体力活动时人体热舒适实验研究

为了确定体力活动时人体对热环境的温度需求,通过测试和问卷调查的方法进行了冬季实验研究。实验中模拟了2种不同的体力活动。结果表明,在不同环境温度条件下,皮肤温度随代谢量的变化规律有一定差异。通过热感觉投票分析,建立了各活动条件下热感觉与环境温度的关系,并进一步得到了在实验体力活动范围内(1.3~2.8met)舒适的环境温度区间为14.5~17.5℃。     

关于"热感觉"与"热舒适"的讨论

对哈尔滨市居民的热感觉与热舒适状况的调查结果表明：热感觉投票值分布频率与热舒适投票值分布频率是有差异的。对新加坡现场调查结果的分析数据也表明：热感觉与热舒适是不同的,热感觉和热舒适既仔在于稳态热环境中又存在于动态热环境中。     

我国湿热地区自然通风建筑夏季热舒适研究——以广州为例

2008年夏季对广州某高校学生在自然通风建筑中进行了501人次的热舒适现场调查,调查内容包括热感觉、热舒适度、热可接受度及潮湿感,并对相应的室内干球温度、相对湿度、黑球温度和风速等热环境参数进行了测试记录。通过对数据的整理分析发现,自然通风建筑的夏季室内温湿度均高于ASHRAE标准的舒适区域,但人们对该环境有较好的适应性。调查结果表明,我国湿热地区自然通风建筑的热中性温度为28.1℃(ET*=29.3℃),可接受的热环境温度的上限为29.7℃(ET*=30.9℃),相对湿度上限为78%。     

辐射壁作用下的室内热环境及人体热舒适研究

本文分别在冬季和夏季的情况下,通过实验研究了辐射板壁温对室内热环境及受试者热舒适的影响。结果表明,利用改变辐射壁温对室内空气调节的方式可达到人体的热舒适要求,其冬季中性温度SET*为23.43℃,夏季中性温度SET*为26.73℃。     

北京校园建筑夏冬两季室内热舒适性现场调查研究

测试了空气温度、平均辐射温度、相对湿度、风速等环境参数,采用问卷的形式调查了受试者的主观热感觉,建立了热感觉与室内操作温度的对应关系。在夏季,人们对偏热环境的耐受力强于PMV预测结果;在冬季,人体对于偏冷环境具有适应性,若室内温度偏高,人会感觉不适,实际热感觉高于PMV预测值;由于供暖条件的差异,长期生活在我国南方的人冬季对于偏冷环境的适应性要强于北方人。     

稳态环境耐寒与非耐寒人体热反应实验研究

为了探究不同体质人体对冷环境的生理和心理热反应,开展了耐寒与非耐寒受试者热反应稳态实验研究。分析了不同体质受试者的皮肤温度、热流、心率、心率变异性、热感觉和热舒适投票随环境温度的变化。结果发现:无论是在生理还是心理上,非耐寒与耐寒受试者存在一定的差异性。非耐寒受试者皮肤温度、心率高于耐寒受试者,而热流低于耐寒受试者;在相同的低温环境下,非耐寒受试者比耐寒受试者感觉更冷,更不舒适。由此推出,在稳态环境中,皮肤温度、热流、热感觉和热舒适投票等可以作为区分耐寒和非耐寒体质的指标,但是心率有待进一步验证。此外,心率变异性随环境温度变化规律不明显,个体差异对其影响大于环境温度的影响。     

夏热冬冷地区某高校宿舍春季热舒适调查研究

为研究夏热冬冷地区自然通风学生宿舍春季室内热环境与热舒适状况,采用现场环境参数测试及问卷调查相结合的方式,对桂林市某高校宿舍热环境和人体热感觉进行调研,运用统计学分析法对服装热阻、热感觉(TSV)和操作温度之间的关系进行回归分析.结果显示,春季服装热阻与操作温度负相关,操作温度每升高1℃,服装热阻减少0.0529clo;该地区春季热中性操作温度为21.8℃,实测及TSV所对应的80％可接受温度范围分别为20.29～27.29℃和15.3～28.4℃,可接受相对湿度上限为83％.该结果可为桂林高校宿舍热环境与热舒适研究提供参考.     

过渡季节不同气候区公共建筑热环境研究(Ⅰ)

选择长沙、广州、沈阳和西安4个不同气候区公共建筑作为研究对象,于2008年过渡季节通过采用现场建筑内热湿参数实测和室内人员问卷调查相结合的方式对公共建筑热环境现状进行了研究.实测结果得到过渡季节我国不同气候区公共建筑室内空气温度、空气相对湿度、空气流速、操作温度和服装热阻的分布特征,而问卷调查分析则表明,过渡季节各地区公共建筑内绝大部分人员热感觉投票值TSV都在-1～+1之间,热感觉比较合适,但各地区公共建筑内都还有约30%的人感觉稍不舒适,热感觉与热舒适存在差异.进一步的线性回归分析得到了不同地区建筑内的热中性温度和热舒适温度范围.过渡季节各地区公共建筑室内实测热中性温度都要小于理论热中性温度,人们更偏向低于理论值的室内温度,而实际热舒适温度范围则要比理论热舒适温度范围更加宽泛,说明过渡季节各地区的人们对环境的适应性更强了.     

电热坐垫和暖脚板作用下局部热舒适分析

采用电热坐垫和暖脚板对人体足部、大腿和臀部进行局部加热,分析了受热部位热感觉和热舒适的变化及局部热感觉(热舒适)与整体热感觉(热舒适)的关系。实验结果表明:电热坐垫和暖脚板能够显著提高人体局部和整体热舒适;随着电热坐垫和暖脚板表面温度的提高,臀部、大腿和足部的热感觉明显改善;足部热感觉投票值(TSV)高于大腿和臀部,但当背景温度为16℃和18℃时,大腿对整体热感觉和热舒适的影响最大;不均匀偏冷环境中,人体局部热感觉大于热中性时,局部热舒适较好,整体热感觉接近热中性时,整体热舒适较好。