动态热环境与人体热舒适的基础研究

由于营造健康舒适的室内热环境牵涉巨大的建筑能耗和室内人员健康，因此是关系到国计民生的大问题。尽管在现实世界中动态热环境是更普适的存在，但现有国内外的室内热环境控制标准却均以现有的稳态环境热舒适理论为依据，导致在付出巨大的能耗代价的同时又出现了各种类型的与热环境有关的建筑关联病和病态建筑综合症。由于缺乏对动态热环境与人体热舒适及健康关系的规律的认知以及对其机理的了解，因而无法得出对动态热环境舒适健康程度的评价方法与指标，成为健康节能的室内热环境控制技术发展的理论瓶颈。本课题目标在于：1）完善动态热环境人体热响应的科学理论体系，为推动这一国际性学术课题的发展做出创新性贡献；2）为完善、制定我国各种建筑节能以及健康室内热环境相关的标准、规范提供科学依据，同时为发展健康舒适节能的人工环境控制技术和产品，为健康节能建筑的规划、设计和运行管理提供指导，为我国长期载人航天事业的发展提供安全保障服务。

营造舒适的室内热环境牵涉巨大的建筑能耗和室内人员健康，因此是关系到国计民生的大问题。尽管在现实世界中动态热环境是更普适的存在，但现有国内外的室内热环境控制标准却均以稳态热环境舒适理论为依据，导致在付出巨大的能耗代价的同时出现了各种类型与热环境有关的建筑关联病和病态建筑综合症。由于缺乏对动态热环境与人体热舒适及健康关系的规律的认知以及对其机理的了解，因而无法给出动态热环境对舒适健康影响程度的评价方法与指标，成为发展健康节能的室内热环境控制技术的理论瓶颈。. 基于上述背景，清华大学在以往研究工作基础上，联合中国人民解放军总装备部航天医学工程研究所和华南理工大学，在国家自然基金（重点项目）支持下，围绕动态热环境研究的若干重要基础科学问题展开深入研究。具体包括：(1)反映人体热舒适的生理指标研究；(2)现有稳态热舒适预测模型对中国人的适用性研究；(3)气流动态化研究；(4)人体热适应研究；(5)环境控制能力对人体热舒适的影响。. 课题成果的创新点主要包括：. 1、基于湍流度和频率两个维度，在国际上首次对气流动态化做出了科学界定，明确了气流的低频波动和高频脉动对人体换热的不同影响机理。. 2、发现了自然通风环境、混合通风环境和稳态空调环境对人体的热适应与健康的不同影响，表明长期使用稳态空调环境的人群热适应能力发生显著变化，可接受的舒适温度范围变窄，生理热调节能力显著降低。. 3、系统地分析了季节与地域因素对人体热适应性的影响，针对不同季节和气候区得到了室内舒适温度条件。. 4、对现有热适应性模型存在的问题和局限性进行了辨析，对热适应性模型的机理进行了探讨，分析了室外温度和室内热经历影响室内舒适条件的作用过程，对热适应的时间尺度进行了分类界定，给出了人体热适应的理论框架，提出了热适应性模型新的表述形式。. 5、比较了不同室内控制方式对人体热适应性的影响，发现人们若具有对室内环境的独立调控能力，能够调动人们主动适应环境的积极性，结果是有效改善热感觉，提高室内舒适性。因此从热适应的角度出发，应鼓励采用居住者能自主调控的空调采暖设备。. 课题组已按照计划圆满完成了各项研究任务，截至目前已发表和正式接收SCI期刊论文12篇，EI收录论文12篇，中文核心期刊26篇，获得授权国家专利1项，成果获得了国际同行的高度认可和业界密切关注。