环境风速和温度的热舒适组合模型

在合理假定的前提下,从人体与热环境的基础理论出发,着重对影响人体与环境之间的对流换热的主要因素,即温度和气流速度在热舒适条件下二者的最佳组合关系进行了理论研究,并在实验研究的基础上对理论模型进行了校核,证明了该模型的可信度.     

舒适性与空调系统能耗研究

分析了热舒适性与空调系统负荷之间的关系，通过调查统计数据研究了温度和相对湿度对人体热舒适性的影响。结果表明，在所统计的人群范围和一定热舒适性温度范围内，改变相对湿度几乎不影响环境热舒适性，同时发现在人体热舒适性范围内，改变相对湿度将更多地影响空调系统负荷，空调系统的节能和保证舒适的热环境在一定条件下可达到相对统一。     

辐射耦合空调系统的局部热舒适实验研究及仿真分析

为研究辐射冷板与独立新风耦合系统下人体局部热舒适,以长沙某住宅小区某用户房间为研究对象,进行了实验研究;并对该热环境相关参数进行仿真分析。通过实测数据与仿真数据对比,从辐射温度不对称、室内气流分布、人体垂直温差和地面温度四个方面定量分析了辐射耦合空调系统的热舒适环境。同时,通过多表面模型与离散坐标模型模拟结果的对比,分析了两种辐射模型的适用性。结果表明:在采用辐射冷板+独立新风空调系统而且空间包含人体热源的情形下,DO辐射模型的仿真结果更接近实验测试结果;室内测试及仿真结果符合ASHRAE对局部热舒适的标准要求;利用CFD仿真方法可以对局部热舒适进行较准确的分析。     

冬季夜间乘员舱内热环境及人体热舒适性研究

采用试验与数值模拟相结合的方法对冬季夜间乘员舱内热环境不均匀性进行了研究,得到不同送风模式下乘员舱内温度、速度不均匀度.接着基于Stolwijk人体热调节模型,采用Berkeley热舒适评价模型对乘员热舒适状态进行模拟,对比分析了2种送风方式下的人体热舒适性.最后通过对实际送风工况、基于相同送风焓值的等温送风工况以及基于驾驶员前方等效来流的均匀热环境工况的研究,发现在不均匀热环境下人体更易处于不舒适的状态.     

冬季温度漂移下心率变异性对人体热舒适的影响

研究显示，环境温度的变化对人体心脏活动的影响显著，寒冷或极端温度会给人们带来心血管疾病。本文基于人体心率变异性指标，探讨了温度漂移热环境在室内热舒适方面的优势，并分析了人体主观热评价、皮肤温度与心率变异性之间的关系。本文设置16名受试者从初始稳定温度（24℃或18℃）经历半小时的温降漂移，最后再经历升温回到初始温度。实验收集了受试者的主观热评价与皮肤温度，并全程监测了其心电信号。通过频域分析法，得到了心率变异性的低频功率/高频功率比值（LF/HF）。结果表明：在冬季，适当的温度漂移可以改善受试者对相同温度热环境的热舒适评价；温度漂移对人体热舒适的影响可以通过LF/HF值表征出来；冬季温度漂移热环境下，人体的LF/HF值与平均皮肤温度、热感觉显著相关。     

空气流速对人体热舒适影响的研究

在温湿度较高的场合，通过加强室内空气流动保证热舒适是最简单的节能途径．通过在实验室内由不同温湿度与空气流速组合的环境下进行热舒适实验来确定在热湿环境下空气流动对受试者热舒适性的影响程度．统计分析表明：稳定条件下中性温度的了TSE是26．3℃，热舒适温度了TSE是25．6℃，可接受的空气流速上限为0．8m／s，得出了TSE与热感觉的线性拟合方程式．     

顶板辐射供冷下不同姿态人体的热舒适性

为了探究辐射供冷环境下人体姿态对热舒适的影响,本文采用主观调查问卷与生理指标测试的方法对夏季顶板辐射供冷下坐姿人体和卧姿人体的热舒适性进行了实验研究。结果表明：人体卧姿状态与坐姿状态皮肤温度的分布有一定差异,两种姿态下热感觉在-0.5—0.5范围内时,卧姿人体所需要的操作温度比坐姿人体高0.5℃左右;最佳热舒适点的操作温度,卧姿状态比坐姿状态高0.7℃。     

人体热舒适客观评价指标

在人体、动物实验基础上,对有可能作为人体热舒适客观评价指标的重要生理参数进行探讨.人体热反应实验在人工气候室内进行,对不同环境温度下受试者的生理参数和主观感觉同时进行测量.研究结果表明:受自主性体温调节活动影响的生理参数如人体皮肤温度、心率变异性、新陈代谢率、脑电波、肌电、排汗率与人体热舒适具有较好的生理相关性,并且在人体处于热舒适与不舒适状态时差异显著,具备作为人体热舒适客观评价指标的生理基础;平均皮肤温度反映热舒适程度的灵敏性较高,具备较高的可靠性,而且其测量与计算较为简单,可作为一个有效的客观指标来评价稳态热环境下的人体热舒适程度.     

基于驾乘人员热感觉的车内空调送风参数设计

由于车内热环境的高度不均匀性,适用于均匀热环境的平均热感觉（PMV）评价方法无法对乘员热舒适状态做出客观评估。等效均匀温度（EHT）评价方法则考虑了不均匀热环境对人体的影响。通过建立计算流体力学（CFD）与人体热调节模型的耦合模型,采用最优拉丁超立方设计法,建立乘员舱空调送风参数和太阳参数与EHT和PMV等参数之间关系的近似模型。基于两种评价方法,通过序列二次规划优化算法（NLPQL）,对不同热舒适需求下的送风参数进行设计。对比两种评价方法所设计的送风参数下,人体平均皮肤温度、人体与车内热环境的潜热/显热交换量等参数的区别。发现同一热舒适需求下,相较于PMV评价方法,基于EHT评价方法设计出的送风状态更偏向高风温及高风速。     

复合材料墙体室内温度响应的研究

针对建筑物内人体的热舒适性与内墙壁面温度的相关性，建立了具有复合材料墙体的房间内温度响应的数学模型。结果显示，在相同的加热(制冷)条件下，由相同材质、相同尺寸组合构成的复合材料墙体，在不同的材料排列方式的情况下，室内的温度响应有很大的不同，这对间歇性供热房间内人体的热舒适性有较大的影响。     

家用热泵空调送风方式对热舒适性的影响

为研究家用热泵空调送风方式对热舒适性的影响,在人工环境实验室内测试了中送风、下送风和分布式送风的环境参数,并对15名受试者的热感觉和热舒适进行了问卷调查.实验结果表明:初始背景温度为0℃时,分布式送风可快速、均匀地提升人体各部位的空气温度,受试者的整体热感觉以及整体热舒适上升最快,受试者的热舒适性可得到显著改善;室内热环境稳定后,分布式送风温度均匀度最小为1.9℃,在送风区域内的受试者各部位感觉较暖,局部热感觉差异最小,且其他位置的受试者都不觉得冷;稳态局部热感觉与整体热舒适的拟合结果表明,足部热感觉对整体热舒适影响显著,下送风与分布式送风垂直温差小于3℃,在送风区域内,可以明显提升人体足部的热感觉,约75％的受试者对热环境表示满意.综合环境参数测试及问卷调查的结果,分布式送风热舒适性的综合效果最好.     

-10℃～5℃低温环境下体育锻炼人员人体热反应关键参数的实验研究

低温环境中,人体热反应规律研究是人员热安全与热舒适评价的基础。现有研究的对象尚局限于低运动强度的低温暴露人员,缺少针对冬季体育锻炼人员的研究。为研究体育锻炼人员在低温环境下的人体热反应规律及其影响机理,该文在环境舱中开展人体实验,考虑5、 0、-5和-10℃的低温条件及2.57 clo和1.34 clo两种冬季运动着装条件,对6名体育锻炼男性青年的皮肤温度、核心温度、热感觉等热反应关键参数进行了测量。结果表明：人体平均皮肤温度及局部皮肤温度受到环境温度的线性影响,拟合斜率随服装保暖性能的提升而减小;人体核心温度变化速率与人体热积累速率成线性关系,拟合斜率随服装保暖性能的提升而增大;人体热感觉在中低运动强度下受到环境温度与着装影响,而在高运动强度下影响不显著;且体育锻炼人员的热感觉未表现出与生理温度间的统计相关性。基于实验结果为低温环境下体育锻炼人员的服装选择提出了建议。该研究可为体育锻炼人员的热安全、热舒适、运动能力及服装性能评价提供参考。     

辐射供冷空调系统下的人体热舒适性研究

为了深入研究辐射供冷空调系统下的人体热舒适性,对辐射供冷空调系统的传热机理进行了分析,合理简化了人体热平衡方程,获得了人体显热散热量、辐射对流散热量比与热舒适性的关系。实验及数值模拟结果表明:在辐射供冷空调系统下,人体热舒适性指标(PMV)与人体显热散热量之间具有较好的线性关系,利用该线性关系,可从人体热平衡的角度直接对人体热舒适性进行评价;人体辐射对流散热量比与热舒适性指标之间没有明显的相关关系,即人体辐射对流散热量比对热舒适性没有影响。因此,在保证人体热舒适性的基础上,可以通过提高人体辐射对流散热量比,即使辐射供冷空调系统具有较大的辐射末端面积、较低的辐射末端温度或较高的送风温度,从而达到建筑节能的效果。此项研究可为辐射供冷空调系统的热舒适性评价及系统设计提供参考。     

不同散热末端下直膨式热泵供暖系统热舒适性的实验与模拟研究

采用实验和模拟的方法,对不同散热末端下直膨式空气源热泵供暖系统的热舒适性进行研究。通过实验对比研究采用新型热虹吸散热末端的直膨式空气源热泵(direct expansion air-source heat pump using thermosiphon radiator,DE-HP-T)与传统热风空调散热末端时,直膨式空气源热泵供暖系统的室内空气温度分布特征,重点分析系统启动阶段的动态热环境变化差异;在验证模型的可靠性后,通过数值模拟的方法对直膨式空气源热泵耦合不同末端供暖时,室内的非均匀稳态热环境进行研究分析,并采用等效温度指标对人体局部及整体的热舒适性进行评价。结果表明,DE-HP-T系统在启动阶段室内空气温升速度较快,可达到10.8℃/h,略小于传统热风空调系统的13.8℃/h;但与传统热风空调系统相比,DE-HP-T系统可以避免人体头脚温差过大以及"冷辐射"所造成的热舒适问题,有效提高人体小腿及脚部的热舒适性,具有更加舒适的整体热感觉。     

环境色彩对着装温度舒适性的影响

环境、服装、人体是一个统一系统，环境中温湿度以及其他物理指标的变化对人体着装舒适性产生显著影响。讨论环境色彩的改变对人体着装温度舒适性的影响，从而为舒适的环境色彩设计提供理论依据。采用试验方法，在人工气候室内进行人体主观评价和客观生理量测试，并对所获得的数据进行统计分析。通过数据分析认为环境色彩的改变对着装温度舒适性产生影响，并引起皮肤温度的波动从而影响着装温度舒适性，同时环境色彩的变化刺激人体神经系统从而影响舒适感觉，但在正常环境下这个影响因素为非主要影响因子，因此，在正常环境中可以通过调节环境色彩来改变和提高人体着装温度舒适性。     

动态辐射热环境对人体生理与热反应的影响

为了探索辐射空调形式下温度突变对人体热舒适的影响,给控制调节辐射空调系统提供一定的参考,通过人工气候室营造偏凉-中性温度突变环境,开展了对流、辐射地板与辐射吊顶三种不同空调形式下,20名受试者的整体-局部主观热感觉、热舒适投票以及皮肤温度等生理参数随时间的变化研究 . 根据生理参数测量结果显示,突变到中性温度的辐射热环境中皮肤温度存在滞后现象且动态辐射热环境下人体交感神经表现得更为活跃;由主观问卷分析得出,动态辐射热环境下受试者舒适感及热愉悦感更佳,主观热感觉出现心理超前现象,其中动态辐射地板的优势更为突出;背部、小腿、足部对于瞬态热刺激最敏感,可用于热感觉预测. 最后,根据人体平均皮肤温度随时间变化规律,建立了基于修正的Knothe时间函数相关预测模型,量化了三种工况下人体生理调节的响应特性;根据人体平均皮肤温度及其变化率与平均热感觉的变化规律,建立了三种工况下的热感觉预测模型,简化了动态环境下人体热感觉预测的求解过程.     

人工神经网络在热舒适实验研究中的应用

使用人工神经网络(ANN)方法处理影响人体热舒适的多种环境因素和人体的热反应之间的关系,以探讨用于各类环境热舒适性预测的可行性.针对稳定热环境和非稳定热环境下的热舒适实验,建立了BP神经网络模型,利用实验数据对网络进行训练和测试,检验其预测的准确性.评测结果表明,对稳态环境,该模型较传统的线性回归方法有更高的预测精度;对非稳态环境,避免采用回归方法遇到的非线性关系处理问题,能合理地预测非稳态条件下热反应的变化.因此,合理建立各类热环境的ANN模型,用已有的热反应数据训练该模型,实现对环境热舒适性的预测是可行的.     

人体脚部着鞋袜条件下热湿舒适性测试

基于自行研制的人体脚部热湿舒适性测试仪器,测试分析了人体在静止、运动条件下的鞋内脚的各部位相对湿度和温度以及其变化规律,并对穿着不同材料的袜子对鞋内脚部热湿舒适性的影响进行了对比研究。研究结果表明,所研制的测试装置能够满足人体脚部热湿舒适性的测试评价;人体在穿着鞋袜后,无论是休息静止还是运动,鞋内脚部的相对湿度和温度均会按指数规律发生变化,而且鞋内脚部的热湿舒适性受袜子原材料的影响。     

汽车空调送风格栅优化与乘员热舒适性改进

文章综合考虑太阳辐射以及人体散热对乘员舱热环境的影响,以汽车空调风道双叶片型出风口的水平格栅和垂直格栅的角度为设计变量,利用当量温度作为热舒适评价指标,将人体的头部、胸部、左小腿、右小腿的当量温度定义为设计目标;通过设计实验DOE(design of experiment)选取30个样本点,采用Kriging模型建立近似模型,最后利用连续二次规划法(NLPQL)对该近似模型进行优化设计。优化结果表明驾驶员上身部位的当量温度有明显降低,其中头部降低1.78℃,胸部降低1.43℃,驾驶员的热舒适性得到显著提高;同时也表明汽车空调送风格栅角度对乘员舱内流场及乘员热舒适性有明显的影响,在今后的热舒适性研究中不可忽略。     

基于脑电的温度阶跃变化环境下的人体热舒适研究

热环境作为评价建筑物理环境的重要部分,影响着人的工作效率和情绪变化。不同环境温度下的脑电信号与人体主观投票相结合是一种评价热舒适的新方法。本研究选取14名身体健康的成年人在人工气候室经历由低温15°C分别突变到18°C、24°C和30°C三个过程,通过快速傅里叶变换,将温度阶跃变化环境下测得的脑电信号转化为脑电频谱功率值,与主观投票和额头温度相结合,进一步探究脑电各分区和各波段与热舒适的相关性。研究表明,额叶区频谱功率值变化可作为人体热舒适的评价指标,频谱功率值与热舒适显著相关,且随着舒适程度的增加而降低,当温度突变到接近人体中性温度24°C时,功率值最低。同时发现与热愉悦情绪和注意力有关的额叶区θ波段功率值随着舒适程度的增加而增加,当温度突变到24°C时,θ波相对脑电功率变化最明显,增加了20%左右。