非均匀环境下人体热舒适研究进展

非均匀环境热舒适已成为当前研究的热点。从非均匀环境下的局部热感觉、局部热感觉对整体热感觉的影响、生理参数用于热舒适分析与评价、非均匀热环境热舒适评价方法四个方面对非均匀环境的热舒适研究进行了综述，分析了当前研究中存在的一些问题，探讨了今后研究方向。     

非均匀环境下不同空调形式对人体热舒适的影响

通过对20名受试者在不同空调形式（对流空调、辐射地板空调、辐射吊顶空调等）及个人舒适系统(Personal Comfort System)多工况下生理参数和主观反应的实验研究,得到冬季辐射和对流换热形成的非均匀环境对人体热舒适的影响,同时建立了不同工况下考虑局部影响权重的人体热感觉评价模型。结果表明：①不同空调形式下局部热感觉对整体热感觉影响权重不同;②三种空调形式下不使用PCS时远窗侧人员最冷部位（足部）热感觉投票值均高于近窗侧,全体人员足部热感觉投票值在辐射地板空调中最高。使用PCS可提升局部热感觉和热舒适,局部热感觉提升最显著部位分别是肩胛部（对流）、腹部（辐射地板）和大腿（辐射吊顶）;③此外,PCS可以降低人员期望温度（Preferred Temperature,PT）,在辐射地板组合PCS时期望温度变化最大。     

非均匀的建筑热环境评价研究进展

非均匀建筑热环境评价一直是现行热舒适研究的热点问题,与经典热舒适评价的先决条件不同,非均匀建筑热环境一般伴有各类环境参数的时间变化性和空间分布不均匀性,这决定了其评价方式或评价指标和经典热舒适评价方式有较大不同。通过介绍现行的几类非均匀建筑热环境的评价思路,揭示了非均匀建筑热环境评价的主要考虑角度和要点,为其进一步的准确评价提供整体性的参考。     

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.     

夏热冬冷地区室外广场空间冬季热舒适研究

随着城市发展及居民室外活动时间不断增多，良好的室外空间环境及热舒适性对居民身心健康具有重要影响。针对关注较少的冬季室外环境热舒适问题，以夏热冬冷地区的重庆三峡广场为例，基于冬季热环境实测和热舒适问卷调查，利用Rayman软件计算PET（生理等效温度值）作为热舒适评价参数，建立TCV（热舒适投票值）、TSV（热感觉投票值）与PET的函数关系式，得到不同室外环境空间的冬季热舒适范围，提出适用于夏热冬冷地区的冬季综合舒适度评价模型。研究成果可为完善夏热冬冷地区的室外热舒适研究提供基础数据参考。     

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.     

住宅建筑自然通风对室内热环境的影响

针对自然通风对住宅室内热环境的影响,选取室内热环境状况较为恶劣、风资源贫乏的重庆市住宅为例,通过i d图分析了自然通风在改善住宅建筑热环境,提高人体热舒适的可行性;并通过对典型居民住宅的现场实测数据,进行了室内平均预测投票预测不满意百分比热舒适评价。研究结果表明:即使在风资源贫乏的城市,住宅建筑良好的自然通风既能大量地节约建筑能耗,也能够极大地改善室内热环境,尤其是过渡季节及夏季阴雨天气。     

座椅与人体接触表面最佳热流通量的实验研究

座椅加热或冷却可提高人体对偏冷或偏热环境的可接受度。通过对24名受试者在不同环境温度和座椅温度的投票结果的分析,探讨了座椅接触表面的局部热流通量与热可接受度的关系。分析指出,一定环境温度下热可接受度与局部热流通量呈二次多项式关系,最佳热流通量与使用者的着衣量和热经历无关,是环境温度的线性函数。应用可变温座椅90%可接受的温度范围可达16.0～28.9℃,对比全身均匀热暴露情况,可接受范围下限扩展5.5℃,上限扩展2.3℃。     

低温环境下煤表面吸附的均匀性试验

 等量吸附热是表征固体表面吸附非均匀性的重要参数.采用高低温吸附仿真实验装置,对九里山无烟煤、新元贫煤、潘北气肥煤进行瓦斯吸附测试,通过计算等量吸附热与吸附量的关系,探讨从常温(30、20℃)降至低温(-10、-20、-30℃)对煤表面不均匀性的影响.结果表明,不同变质程度煤的瓦斯吸附量都随温度降低而增大;在常温时(30、20℃)煤的等量吸附热随吸附量的增大而减小,表明煤表面能量是不均匀的.降温至-10、-20、-30℃时煤的等量吸附热几乎和吸附量无关,表明煤表面是均匀的.煤吸附瓦斯理论Langmuir 方程在低温环境(0℃以下)更加适用.     

混凝土天棚辐射空调加独立新风系统住宅热环境与热舒适研究

为了研究混凝土天棚辐射加独立新风系统住宅的热环境和热舒适,笔者对长沙某住宅小区在2016年夏季进行了约一个月现场实测和问卷调查,结果表明混凝土辐射空调加独立新风系统住宅室内温度分布均匀,在1.1 m测点与0.1 m测点空气温差最大值为0.816 ℃,垂直方向从下到上空气温度先增加后减小,靠近中间高度达到最大值,最热面南墙内壁面与最冷面天棚壁面之间的温差为1.9 ℃,室内热舒适评价指标：-0.95＜PMV＜-0.5,室内偏凉,PPD<22 %;从问卷调查分析可知在辐射环境中受试人员局部热感觉符合正态分布,身体的不同部位(除双脚外)对环境的热感觉差别不大。     

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。     

人体热舒适研究进展

回顾了国内外热舒适研究历史及现状,详细介绍了几个热舒适综合评价指标,指出目前人体热舒适研究正在向现场调查测试发展,并且考虑到人体适应性对热感觉的影响,同时指出在我国各个气候区研究热舒适的必要性.     

建筑室内温热环境的预计冷热感指标PMV的探讨

探讨建筑室内温热环境指标的预计冷热感指标PMV,以及冷热舒适感预计不满率PPD的具体计算内涵.阐述PMV的舒适方程式、计算流程和演算方法.通过冬季辐射地板取暖下的建筑室内环境的被验者实验,浅析室内气温与被验者的冷热感、PMV、PPD,以及PMV与PPD的关系.探明应用PMV值来评价温热环境的可行性.     

建筑室内热环境的模糊评判模型

以地板送风空调房间为对象，通过大量调查与人体热舒适实验，引入模糊数学的方法，确定了4个室内环境主要影响因素（环境温度，风速，相对湿度，平均辐射温度）相对于热感7级别的隶属函数，并建立了相应的热舒适模糊综合评判模型，为较好地反映室内人员的热感觉及定量给出室内环境的预测平均反应值奠定了基础。     

严寒地区建筑热舒适适应性模型

为了研究严寒地区建筑的热环境和人体热舒适适应性模型,对哈尔滨某建筑物内的热舒适度进行了现场研究。在测量室内热舒适参数的同时,通过问卷调查,得到了135份人体热反应的样本。结果表明,哈尔滨某自然通风建筑人体热中性温度为25.6℃,热期望温度为25.4℃。男性受试者热中性温度为25.5℃,女性受试者热中性温度为25.7℃。严寒地区热舒适适应性模型为Tcomf=0.28×Tout＋20.4,该模型与其他国家学者的研究有一定的相似性。     

非均匀升温下Timoshenko夹层梁热过屈曲精确数学模型及其数值解

在精确考虑轴线伸长和一阶横向剪切变形的基础上建立Timoshenko夹层梁在热载荷作用下的几何非线性控制方程.采用打靶法数值求解所得强非线性边值问题,获得两端不可移简支夹层梁在横向非均匀升温作用下的静态热过屈曲和热弯曲变形数值解.绘出梁的变形随温度载荷变化的特征关系曲线,分析和讨论材料和几何参数对梁变形的影响.结果表明:梁在均匀加热下不产生拉-弯耦合变形及弯曲变形.在均匀升温条件下,梁的中点无量纲挠度与升温的关系曲线为热过屈曲平衡路径;当升温为横向非均匀的情况下,中心挠度与平均升温之间的关系曲线表现出热弯曲变形的特点.横向剪切变形随梁的长细比增大而显著减小,随变形程度的增大而增大.     

建筑环境气流紊动特性研究综述

气流紊动特性是影响建筑热环境和人体舒适性的重要因素之一。该文从气流紊动特性对人体热舒适的影响和气流紊动特性的物理结构两个方面总结了建筑气流紊动特性的研究进展,其中重点介绍了清华大学在此方面的研究成果。综述表明,气流紊动特性对热舒适的研究目前主要还集中在湍流度和脉动频率两个参数上;自然风和机械风的气流紊动特性有着明显区别和联系,其机理有待于进一步研究。     

农村地区座椅辅助供暖方式下人体热反应的变化规律

针对北方农村地区“煤改电”供暖方式带来运行费较高的问题,以及农居环境室温偏低的问题提出一种座椅辅助供暖方式.分析局部供暖方式下人体热反应的变化规律,研究人体整体热感觉、整体热舒适,以及整体热可接受度在座椅加热前后的变化和相互关系.研究结果表明:座椅加热可以有效改善人体热反应,环境温度偏离热中性环境越多,改善程度越明显;3个热反应指标在加热前密切相关,加热后因热感觉分布不均匀出现分离;以整体热舒适作为评价指标,对整体热感觉与热感觉不均匀度做线性回归分析,拟合度较高(R²=0.896);而引入平均皮肤温度与整体热感觉做拟合分析,拟合度较好(R²=0.916).由此得到结合主观热反应与客观生理指标的综合预测评价模型,经验证预测效果较好(R²=0.903).     

寒冷地区高校教室冬季室内热环境与热舒适性分析

以寒冷地区太原市某大学供暖季教室为研究对象,对教室室内外热环境进行现场实测,同时对室内人体热舒适情况进行主观问卷调查.研究结果表明:教室内实测热中性温度为25.21 ℃,80%满意度热舒适温度范围为19.64~30.78 ℃,而根据PMV(predicted mean vote)计算得到的室内热中性温度为21.07 ℃,80%满意度热舒适温度范围为16.61~25.53 ℃.说明PMV模型预测的热感觉与实测热感觉之间存在一定偏差,而验证Griffiths模型可以准确预测该地区教室内热舒适温度,预测值为24.69 ℃.利用最小二乘法优化PMV-PPD(predicted percent dissatisfied)模型,建立适应性PMV修正方程,最终提出适用于寒冷地区高校教室冬季热环境评价数学模型.