偏熱環(huán)境下適宜風速實驗與理論研究.pdf

1、風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，提高室內空氣流動速度可以有效地降低人體熱感覺，但過高的風速也會引起吹風不適感。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)境下熱不適與吹風不適之間存在的關系、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)境適宜風速推薦值。
　　研究通過實驗研究與理論研究相結合的方式進行。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℃，風速為0.6~1.4m/s，總暴露時間約150小時；理論研究則結合課題組近期重要研究成果——人體在熱環(huán)境中的生理反應模型（Human Thermal Physiological Model，以下簡稱“人體生理模型”），對偏熱環(huán)境下風速對人體熱反應的影響進行了理論分析。
　　對實驗結果進行分析發(fā)現(xiàn)：在實驗工況下男女主客觀熱反應都存在差異，包括熱感

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

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環(huán)境下統(tǒng)計學意義上準確預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速的關系，并基于風速升高時平均皮膚溫度的變化率提出了有效風速的