严寒地区人体热适应机理及适宜的采暖温度研究

In severe cold zone, the winter is very long and the energy consumption for heating is big. The indoor air temperature during heating period is too high to save energy and to improve human thermal comfort. The national norms related to indoor environment referred to ISO standard and ASHRAE standard. The clothing insulation in the foreign standards is smaller than the winter clothing insulation for the inhabitants in severe cold zone. The PMV model and the adaptive model are not applied in the evaluation on winter indoor thermal environment with central heating systems. The behavior adjustments, physiology adaptation and psychology adaptation may influence human thermal responses. However, at present, the explanations to the experiment results come from the deduction and concept analyses. We cannot analyze the mechanism that the behavior adjustments, physiology adaptation and psychology adaptation influence human thermal comfort. We will get the characteristics of outdoor climate, building indoor environment, physiology responses, thermal responses and behavior adjustments separately through climate chamber and field studies. We will study further how the season and outdoor temperature influence human thermal responses through three thermal adaptation modes. How the thermal history and perceived control influence expectation will be analyzed. The reasonable indoor air temperature during heating period is to be studied to improve and correct the indoor environment standard in severe cold zone.

严寒地区冬季漫长，采暖能耗大。采暖期间室温过高，既浪费能源又不舒适。现行国家相关设计标准是参照国外标准制定的，服装热阻取值偏小，不符合我国国情。PMV模型和适应性模型都不适用于严寒地区集中供热系统的热环境评价。行为调节、生理适应和心理适应会影响人体热响应。目前对实验现象的解释仅停留在定性推断和概念分析阶段，不能定量分析其影响人体热响应的客观规律。本课题拟采用现场研究和实验室研究相结合的方法，获取严寒地区冬季采暖期以及采暖期前后的气候变化特征、建筑环境特征，以及人体生理响应、心理热响应和行为调节特征等。通过合理的实验方案设计，定量研究当室外气候或室外气温变化时行为调节、生理适应和心理适应对人体热响应的作用规律，定量研究热经历和感知控制对人体心理适应的影响规律，以完善热适应理论。研究严寒地区冬季采暖期间适宜的室内温度，为制定该地区健康舒适的室内热环境标准提供理论依据。

严寒地区冬季漫长，供暖能耗大。供暖期间室温过高，既浪费能源又不舒适。严寒地区冬季室外气温变化幅度大，在不同的供暖阶段室外气温不同，人体热反应可能不同。此外，供暖前后人体热反应也可能不同。因此，有必要研究不同阶段人体热反应的差异性以及产生这些差异的原因。通过严寒地区人体热适应机理的分析，可提出冬季舒适节能的供暖温度。.本课题对严寒地区的住宅、办公建筑、教室和宿舍等室内和室外热环境进行了连续跟踪测试与主观热反应调查；获得了建筑室内热环境参数2664组原始数据。得到了不同阶段的室外气候特征和建筑热环境特征、人体热响应特征和行为调节特征等；研究了人体热响应与建筑环境特征参数之间的变化规律。.在人工微气候实验室进行了相关的实验研究，包括9个工况、共计264人次。得到了不同阶段的气候室环境参数特征、人体生理响应和心理响应特征参数。研究了人体生理响应和心理响应随气候室环境参数变化的规律。.研究了不同室外温度下行为调节、生理适应、心理适应对人体热响应的作用规律；研究了以往热经历和感知控制影响人体心理适应的客观规律。探讨了严寒地区人体热适应性机理，提出了严寒地区人体适应性模型，以及冬季适宜的供暖温度。.主要结论如下：.1）供暖期间4种建筑环境平均室温均接近甚至超过相关标准的上限值24℃。.2）人们主要靠减衣物和开窗适应室内偏暖的热环境。.3）人们认为偏暖的环境为“好”的环境，在心理上更能接受偏暖的环境。.4）秋季过渡季和供暖初期，人体热反应主要受室外气候适应性影响；从供暖中期到供暖结束，人体热反应主要受室内热经历影响。.5）人们适应了较高的室温环境后，对室温降低更敏感。.6）严寒地区供暖室温宜采用热舒适标准推荐的下限值。..课题组已按计划圆满完成了预期目标，截至目前已发表国际学术期刊论文6篇，中文核心期刊论文7篇、国际学术会议论文10篇，共计23篇。其中SCI期刊论文6篇，EI收录论文5篇。