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严寒地区冬季人体热适应实验研究

康诚祖  
【摘要】:严寒地区冬季漫长,采暖期长达6个月以上。目前很多居住建筑和办公建筑冬季室温偏高,人们只能开窗降温,既不舒适又浪费能源。为了合理确定严寒地区冬季室内适宜的采暖温度,拟在微气候室中模拟该地区传统的散热器采暖热环境,通过受试者实验研究室外气候变化和室内热环境对人体热适应的影响,为健康、舒适、节能的可持续的室内采暖环境设计提供理论依据。 本文选取30名健康在校大三学生作为受试者,在微气候室实验研究冬季不同采暖阶段人体生理热反应和心理热反应变化的规律性。实验期间,受试者统一着1.01clo的冬季服装。实验中测试了微气候室的空气温度、湿度、空气流速、表面温度和黑球温度等环境参数;测量了受试者皮肤温度、心率、血压和体重等生理参数,同时请受试者填写主观热反应调查问卷。 实验结果表明,相同室温下采暖中期的人体热感觉比采暖初期的热感觉高,小腿对室外气温的变化最敏感,采暖中期与采暖末期的热感觉变化不大;全身热舒适水平接近人体最不舒适的部位(小腿),即遵循“抱怨”模式;不同采暖阶段皮肤温度、血压和皮肤湿润度都没有显著性差异;热舒适、皮肤温度和心率与热感觉之间都有较好的线性相关关系。综合考虑热舒适和节能,提出了不同采暖阶段适宜的采暖温度。 在中性环境下,心理适应对人体热反应有显著影响。随着冬季室外气温越来越低,人们会更容易从心理上接受偏冷的环境,在相同室内环境中人们感到越来越热,而随着冬季室外气温逐渐升高,人们对相同室内环境的热感觉投票几乎没变。说明人们对室外气温的降低适应速度快,而对室外气温的升高适应速度慢。 不同采暖阶段心率有显著性差异。即当室外气温不同,而室内温度相同时,采暖中期受试者的心率高于采暖初期和采暖末期;当室内温度变化时,心率随着室温的升高而增加;这为人们从生理上适应室外气候和室内环境的变化提供了证据。 采用逐步回归法得到了局部热感觉与全身热感觉之间的关系,并建立了散热器采暖热环境中人体的热感觉预测模型。综合考虑热感觉不均匀度和全身热感觉的影响,提出了分阶段评价热可接受度的综合模型和用热舒适评价热可接受度的模型。


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