基于医学生理学的空调环境下人体睡眠质量研究

人的一生大约有1/3的时间是在睡眠中度过的。睡眠质量问题不仅可能引起人体各种生理功能的低下，而且还会导致一系列周身性病变。夜间睡眠质量高，才能保证人体的健康和白天的生活和工作效率，这对国计民生和社会稳定都有着至关重要的作用。目前关于热环境对人体睡眠质量影响的研究还很缺乏，夜间睡眠时空调温度设定为多少、恒温还是变温睡眠环境更有利于提高人体睡眠质量等问题都没有得到解答。本项目拟通过与医学结合，通过不同热环境下的睡眠过程中包括脑电波、心率变异性在内的人体生理参数的监测，揭示室内热环境对人的睡眠的作用机理与影响，并通过人体生理指标和工作效率测量，结合主观评价方法合理地评价热环境对人体睡眠质量的影响，同时分析变温以及恒温热环境对睡眠质量的影响，提出舒适睡眠环境空调系统的控制策略，为创造健康、舒适、节能的睡眠环境提供理论基础。

项目整体工作均按计划执行。通过与医学结合，研究了不同睡眠空调热环境下人体脑电波和皮肤温度等生理参数的变化状况和主观评价结果，主要取得以下成果：（1）初步得到了热环境对人体睡眠质量影响的生理机理。环境温度对人体血氧饱和度、呼吸率、指尖血流量和心率影响显著，从而影响到人体舒适性和睡眠质量。（2）提出了热环境下人体睡眠质量的评价指标。基于脑电信号分析得到的入睡潜时、慢波睡眠时长以及δ波所占的能量比例与睡眠质量主观评价结果一致，因此可以结合这三项生理参数客观指标和主观问卷来合理评价热环境下人体睡眠质量。频谱分析的结果和睡眠分期的结果是高度一致的，因此频谱的分析方法可以作为一个更简洁的来反映睡眠质量的方法。（3）分析得到了稳态热环境对人体睡眠质量的影响。温度对睡眠质量影响显著。环境温度偏高或偏低都不利于人员睡眠。夏季，在床褥系统热阻为1.8clo时，人员在室内温度为接近中性的26℃环境下的睡眠质量主观评价高于室内温度为23℃和30℃环境下的睡眠质量。冬季，在床褥系统热阻为3.12clo时，23°C的环境温度是最舒适的睡眠温度，而17°C最不利于睡眠。（4）得到了动态热环境对人体睡眠质量的影响，提出了新的睡眠空调控制策略。在整晚睡眠过程中，环境温度在中性区域内小幅度波动对人员睡眠质量影响程度不大。本项目研究结果不仅为创造健康舒适的睡眠环境和建立行业设计标准提供理论基础和实际指导，也有利于能源的合理利用。