偏熱環(huán)境下適宜風(fēng)速實驗與理論研究.pdf

1、風(fēng)速作為影響人體熱感覺的六個主要因素之一，對人體熱舒適的影響有利有弊。已有研究發(fā)現(xiàn)，偏熱環(huán)境下，提高室內(nèi)空氣流動速度可以有效地降低人體熱感覺，但過高的風(fēng)速也會引起吹風(fēng)不適感。本文則基于研究現(xiàn)狀，對偏熱環(huán)境下氣流的補償作用展開了進一步研究，以探尋偏熱環(huán)境下熱不適與吹風(fēng)不適之間存在的關(guān)系、以及男女性別差異對氣流補償作用的影響，并提出一組偏熱環(huán)境適宜風(fēng)速推薦值。
　　研究通過實驗研究與理論研究相結(jié)合的方式進行。其中實驗研究通過主觀問卷與

2、生理參數(shù)測量相結(jié)合的方式，招募男女受試者各10名，分為6個工況，空氣溫度為30~34℃，風(fēng)速為0.6~1.4m/s，總暴露時間約150小時；理論研究則結(jié)合課題組近期重要研究成果——人體在熱環(huán)境中的生理反應(yīng)模型（Human Thermal Physiological Model，以下簡稱“人體生理模型”），對偏熱環(huán)境下風(fēng)速對人體熱反應(yīng)的影響進行了理論分析。
　　對實驗結(jié)果進行分析發(fā)現(xiàn)：在實驗工況下男女主客觀熱反應(yīng)都存在差異，包括熱感

3、覺、氣流感、環(huán)境滿意率以及平均皮膚溫度；風(fēng)速不變，隨著環(huán)境溫度越高，氣流感逐漸變小，人體對吹風(fēng)不適癥狀的敏感性也漸漸降低；隨著吹風(fēng)時間的增長，氣流感并不會發(fā)生顯著變化，但人均吹風(fēng)不適癥狀個數(shù)逐漸增加，并與吹風(fēng)時間之間呈現(xiàn)良好的對數(shù)關(guān)系。
　　通過一套均值預(yù)測模型評價方法，結(jié)合實驗所得皮膚溫度數(shù)據(jù)對人體生理模型預(yù)測精度進行驗證，發(fā)現(xiàn)該模型能夠?qū)嶒灩r條件下的男性平均皮膚溫度進行統(tǒng)計學(xué)意義上的準(zhǔn)確預(yù)測，但對女性平均皮膚溫度進行預(yù)測時

4、精度欠佳。在針對生理模型中女性控制系統(tǒng)進行優(yōu)化后，最終得到了一個在偏熱吹風(fēng)環(huán)境下統(tǒng)計學(xué)意義上準(zhǔn)確預(yù)測人體平均皮膚溫度、且能夠正確反映男女性別差異的優(yōu)化模型。
　　將優(yōu)化后的人體生理模型與實驗數(shù)據(jù)回歸所得人體熱感覺模型相結(jié)合，首先做出了偏熱環(huán)境下的等TSV線，得到了男女偏熱環(huán)境下的舒適風(fēng)速范圍（0≤TSV≤0.5）。然后使用人體生理模型得到了不同溫度下人體平均皮膚溫度與風(fēng)速的關(guān)系，并基于風(fēng)速升高時平均皮膚溫度的變化率提出了有效風(fēng)速的