热环境参数瞬变过程人体热反应研究

人体热舒适理论是创造人工环境的基础，也应成为指导空调系统节能设计和节能运行的主要依据。传统的基于稳态的热舒适研究已有近一个世纪的历史，其主要特征是考查人体在稳态热环境下的热反应，在这种环境参数均匀一致思想的指导下，导致了建筑室内环境的不舒适、不健康和高能耗等诸多问题。热环境中温度突变和递变的过渡过程在日常生活中大量存在，而过渡空间在一些公共建筑中所占体积可以达到10％～40％，具有非常大的节能潜力。本课题致力于瞬变过程人体热反应的研究，采用主观实验、数学分析和计算机模拟相结合的手段，分析环境温度的突变幅度和递变率对人体热反应的影响；探究从局部刺激的环境到均匀环境人体的热可接受程度；用数学手段量化根据客观的环境参数与生理参数变化获得的主观热反应的过程，揭示人体对热环境变化的感知机理，丰富人体热舒适理论，为建筑内各个区域的环境参数设置和空调系统节能提供基本理论依据。

人体热舒适理论是构建人工热环境的基础，也是指导建筑能源系统设计运行的重要依据。传统的研究基于稳态均匀环境下人体的热反应，在很多情况下不能准确客观地评价热舒适性，如非稳态非均匀环境，而这种环境在日常生活中大量存在。本项目在人工环境气候室内模拟办公环境，构建工位空调系统，重点研究了非均匀过渡环境过程的人体热感觉和热反应问题，包括温度突变、渐变和过渡过程。实验发现人体在工作区和背景环境之间过渡时，整体热感觉有“滞后”和“超越”的现象。分析了环境参数对人体不同部位的皮肤温度影响，构建了非均匀热环境过渡过程皮肤温度数据库，建立了夏季非均匀热环境下送风部位皮肤温度的二元线性方程。将人体分为7个部位，以皮肤温度为人体生理参数的主要评价指标，分析权重和相关性，建立了以皮肤温度的变化量为函数的人体局部热感觉评价模型、非均匀热环境过渡过程整体热感觉的预测模型，揭示了非均匀环境皮肤温度与热感觉变化关系。此外，分析过渡过程环境参数对人体的影响，建立了基于过渡环境参数的人体热感觉预测模型。在此基础上，定性、定量分析影响人体热舒适性的各个参数，剖析了部分生理参数对人体热调节功能的影响程度，揭示了人体热感觉变化的基本规律。研究成果丰富了人体热舒适理论，可以指导空调系统的节能设计和运行参数的优化。