湿热环境下空气流动对人体热舒适的影响(1):不可控气流

实验研究了温度26,28,30℃,相对湿度60%,80%工况下,16名中国受试者对吊扇不可控(即固定)气流的热反应。结果表明:吊扇气流可显著提高热湿环境下的人体舒适度,受试者可接受的温湿度上限可达30℃,80%,偏好风速随温湿度上升而上升,最大至1.6m/s,超出了ASHRAE 55标准给出的不可控气流适用范围。     

偏热环境下空调非等温可感送风对人体热舒适影响的实验研究

通过实验研究在2个工况下,低温稳态气流、低温仿自然风动态气流以及等温仿自然风动态气流方式下,受试者热感觉、热舒适和热环境满意度投票情况。实验结果表明,在室温为28~30℃、相对湿度为40%~45%的热环境下,平均送风速度为0.5~0.7m/s、送风温度为28℃的气流能够使受试者达到舒适水平。建议当室温为28℃时,使用风扇提供平均风速为0.5m/s的仿自然风动态气流进行人体降温;当室温为30℃时,使用空调提供平均风速为0.5m/s、送风温度为28℃的仿自然风动态气流进行人体降温。     

动态气流作用下的人体可感频率

搭建了动态气流个体送风装置,产生出0.005～2.5Hz范围内不同频率的气流,对受试者进行人体热反应投票实验。结果显示,28℃下气流的波动可感频率范围为0.2～1.3Hz,无波动感范围为气流频率小于0.08Hz和大于2.1Hz;在0.5Hz和1Hz气流作用下,受试者热感觉投票值较低,甚至达到了偏凉的状态,由此可以推断,在平均风速相同的情况下,气流的波动增强了人体的冷感。     

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。     

夏季局部气流对人体热舒适影响的实验研究

利用实验的方法,研究了夏季不同环境温度下局部气流对人体热舒适的影响.热感觉和气流感是研究热舒适的重要指标,通过热感觉和气流感变化讨论分析了环境温度、局部风速以及不同的吹风部位对人体热舒适的影响.研究发现,环境参数中环境温度和局部风速对热感觉均有显著性影响,且影响程度温度风速.对于人体不同部位,局部气流作用于前胸时,对热感觉和气流感的影响效果最为明显;作用于手部时,气流感和热感觉随环境温度的变化趋势与无风工况(0.10m/s)下相似.     

冬季室内热环境与被褥微气候的匹配

冬季睡眠状态下,室内热环境与被褥微气候分别对人体头部和被覆躯体的热感觉造成直接影响。为了分析两个热环境的匹配关系以满足睡眠人体的热舒适水平,实验在不同的室内温度下,调节被褥微气候温度,测试了受试者的皮肤温度,并记录了热感觉和热可接受水平。研究结果表明:睡眠状态下,相比于室内热环境,人体热感觉对被褥微气候更敏感;此外,通过分析室内热环境和被褥微气候分别与整体热感觉和整体不满意率的关系,得到了睡眠热环境舒适区间。     

冬季室内风速对人体热舒适的影响

我国建筑热环境的舒适性标准规定冬季风速不大于0．15m／s，很多学者对这一风速的适宜性提出了质疑。本实验也进行了专门的研究。采用问卷调查、物理测试加生理测试的方法，通过在冬季室内自然工况下改变室内空气流速，测试受试者在每一情况下的体温，运动（MCS）、感觉神经传导速度（SCS），并记录受试者在不同风速下的主观热感觉和热舒适状况。得出在冬季室内自然状态下，长时间有风状态对人体的运动、感觉神经传导速度的影响，以及神经传导速度的变化趋势。随着吹风时间的增加，SCS、MCS趋于减小并呈现出一定的规律；人体体温变化不显著；吹风感越来越强烈，热感觉投票由适中向微凉及凉迅速变化。本实验也说明人体的热舒适感可以以生理指标量化的形式表示。     

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。     

偏热环境下睡眠热舒适研究综述

热环境与睡眠之间的联动有生理基础,不恰当的睡眠热环境对睡眠质量的影响显著。在偏热环境下,清醒人体可直接表达热感觉和热舒适度并且能够自行调节热环境,对于睡眠人体的热舒适状态而言则更多地是通过测量客观生理指标来表达,睡眠人体对热环境的调控也较为被动。由于睡眠人体与清醒人体的生理状态不同,两者对同样的偏热环境的感知有一定的差异。随着热舒适和睡眠学科的研究方法趋于成熟,研究者于过去20年间对偏热环境下睡眠热舒适的相关课题进行了研究,包括人体热调节系统和睡眠控制系统的关系、人体各热生理参数在睡眠过程中的变化趋势、睡眠热舒适的评价方法、夏季睡眠热中性的温度范围、床褥热阻和湿度对夏季睡眠热中性温度的影响、气流在偏热环境下对睡眠质量的改善作用,以及可用于综合评价热环境对睡眠热舒适影响的数学模型。     

湿热环境下空气流动对人体热舒适的影响(2):可控气流

实验研究了温度(26,28,30℃)、相对湿度(60%和80%)和不同活动量(动态及静坐)下,可控气流对16名中国受试者的热反应和气流偏好的影响。结果显示,静坐时提供可控气流,受试者可接受的温湿度可达30℃,60%,可控气流可在一定量活动后快速改善热舒适度,与ASHRAE 55标准对比可见,受试者舒适的温湿度范围和偏好风速高于标准规定。     

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。     

夏热冬冷地区夏季风扇对人体热舒适的影响

通过问卷调查和现场测试方法对武汉、南京与庐江3个城市的居住建筑室内热环境进行了调研,获得了非供暖空调环境下364套环境参数和人体热反应数据。以中性温度和80%的居民可接受温度范围的形式,量化了使用风扇对人体热舒适的影响程度。结果显示:该地区夏季未使用风扇状态下热中性温度为26.6℃,80%的居民可接受温度上限值为29.5℃;使用风扇状态下热中性温度为27.3℃,80%的居民可接受温度上限值为30.7℃。     

胸部送风工位空调的局部送风参数范围研究

工位空调由于可提高吸入空气品质和热舒适度的同时节能而备受关注。本文提出胸部送风的工位空调方式,并通过人体热舒适实验的方法研究了在背景温度为28℃,即略高于混合通风一般设定温度时,采用不同局部送风口面积、送风温度及风速的工位送风改变人体热感觉及提高人体热舒适度的可能性。实验采用主观投票方法调查人体的热感觉和热舒适。研究结果表明,人体的热感觉在所研究的胸部工位送风工况下比背景环境下更加偏中性或偏凉;相对于背景环境,胸部工位送风可以使人体的热舒适度显著升高,且热不满意度可降低至小于15%。进一步分析了可提高人体热舒适度的局部送风温度、风速和风口尺寸3个因素的合理范围,可为设计开发提供参考。     

等温工况下分体空调送风动态化与人体热舒适实验研究

研究了分体空调动态化送风装置。频谱特征分析表明,该装置可在风口和人员活动区产生与真实自然风信号接近的动态气流。通过气候室实验研究了等温送风工况下,不同背景温度时人体对气流的需求,并比较了仿自然风与稳态机械风(简称稳态气流)对人体热舒适的影响。结果表明,在28℃和30℃工况下,分别采用0.4~0.6m/s和0.7~0.9m/s的风速可以满足人体热舒适需求;相比于稳态气流,仿自然风具有更强的冷作用和更好的接受度,60%以上的受试者喜好仿自然风。     

高温高湿对湿热地区人群热湿反应的影响

针对湿热地区夏季高温高湿特点,对人群的热湿反应进行了气候室实验。选取30名大学生作为受试者,在不同高温(29,32℃)和高湿(50%,70%,90%)环境下获取受试者的热湿心理和生理反应。结果表明:温湿度交互作用对人体热湿反应有显著影响,温度越高,湿度对人体热湿反应的影响越大;湿热地区人群90%可接受的新有效温度ET*上限为30.3℃,80%可接受的ET*上限为32.3℃。     

基于等效温度的工位空调环境下热舒适区研究北大核心

针对工位送风空调形式营造的非均匀热环境,利用等效温度指标对人体的局部和整体热感觉进行了评价。在准办公室环境对受试者进行了人体热反应实验,得到了不同刺激工况下人体各部位的热感觉和等效温度值,对比分析后发现:刺激部位等效温度值与非刺激部位等效温度值出现明显的分离现象;刺激温度和风速是影响刺激部位等效温度值的重要因素。由热感觉投票值与等效温度值的散点图发现,二者有很好的线性关系,通过拟合得到了适用于工位送风非均匀环境的等效温度舒适区范围。     

基于等效温度的工位空调环境下热舒适区研究

针对工位送风空调形式营造的非均匀热环境,利用等效温度指标对人体的局部和整体热感觉进行了评价。在准办公室环境对受试者进行了人体热反应实验,得到了不同刺激工况下人体各部位的热感觉和等效温度值,对比分析后发现:刺激部位等效温度值与非刺激部位等效温度值出现明显的分离现象;刺激温度和风速是影响刺激部位等效温度值的重要因素。由热感觉投票值与等效温度值的散点图发现,二者有很好的线性关系,通过拟合得到了适用于工位送风非均匀环境的等效温度舒适区范围。     

焦作夏季居住建筑人体热舒适现场研究

采用环境参数测量与问卷调查同步进行的方式,研究了混合供冷模式下人们的热舒适性。结果显示,该地区夏季实测热中性温度为27.7℃,预测热中性温度为25.4℃,由热感觉法和直接询问法得到的80%可接受温度范围的上限分别为28.8℃和29.2℃,由这两种方法得到的期望温度分别为27.4℃和24.0℃;在混合供冷模式下,由于存在由空调环境进入非空调环境的情况,所以对热环境的不满意率要高于自然通风状态,可接受温度上限比自然通风状态低。     

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。     

局部热暴露对人体热反应的影响研究(2):不均匀热环境的评价

通过受试者主观投票的方法,对有局部热暴露存在的不均匀热环境的评价进行了实验研究。实验发现,全身热感觉不再是决定不均匀热环境可接受程度的唯一因素,热感觉不均匀性是另一个重要的影响因素。提出以部位间热感觉之差的最大值作为衡量热感觉不均匀程度的参数,基于此提出了新的不均匀热环境评价模型。模型显示,应用脸部热暴露可将夏季80%可接受的房间操作温度上限提高4.5℃。