基于人体生理参数的热舒适综合评价及应用

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随着社会的发展,人们对健康、舒适的室内环境要求越来越高,空调能耗也逐年增高,因此,室内环境的热舒适评价越来越受到研究者的关注。本文强调结合人体生理参数(体表温度、体表阻抗)进行人体热舒适评价及应用的研究。论文以20名青年大学生(男、女各10人)为受试者,在人工气候室内进行实验,测试环境热湿参数、人体体表温度和体表阻抗,并进行热舒适问卷调查,在此基础上进行定量分析。首先分析了环境操作温度Top对人体热舒适(心理)和人体体表温度、体表阻抗(生理参数)的影响。之后,运用简单的距离判别法,通过人体平均体表温度、平均体表阻抗对偏热环境人体热舒适、出汗感进行判别。在此基础上,运用偏最小二乘法初步建立了一种热舒适综合评价模型,并开发了相应的热舒适综合评价软件。本文研究结论和成果可以总结为以下几个方面:①操作温度Top对人体热舒适(心理)和人体体表温度、体表阻抗(生理参数)的影响。1)操作温度Top对人体的主观的热感觉、热舒适、出汗感投票有显著性的影响,且Top在[28.6,32.4]℃时,具有良好的线性关系。2)操作温度Top对人体体表温度有显著性的影响,Top在[26.7,30.5]℃时,两者线性关系良好。Top超过30.5℃后,受出汗的影响,体表温度上升速度变慢。3)操作温度Top对人体体表阻抗有显著性的影响,Top在[28.6.,32.4]℃时,随着操作温度的升高,体表阻抗逐渐降低,两者线性关系良好。4)同样的操作温度下,男性的平均体表温度MST高于女性。并且,随着环境操作温度的升高,这种差异越来越小。当环境操作温度升高到30.5℃后,这种差异变得很小并逐渐消失。②运用距离判别法,基于体表温度、体表阻抗,分别对人体热舒适和出汗感进行判别分析。室内偏热环境下,3个热舒适总体之间有2个阈值点,热中性(I)与暖舒适(II)的阈值点为34.38℃;暖舒适(II)与热不舒适(III)之间的阈值点为34.83℃,同时也是舒适与不舒适之间的阈值点。③运用偏最小二乘回归法建立了一种人体热舒适综合评价模型。考虑到操作温度Top、平均体表温度MST和平均体表阻抗MSI对热舒适的影响属于典型的多重共线性问题,特运用偏最小二乘回归法建立了一种人体热舒适综合评价模型,该模型能够较好地评价、预测人体热感觉TSV,且能反映Top、MST和MSI对热感觉TSV影响的权重大小。④人体热舒适综合评价软件的开发。为了便于实际应用,开发了相应的人体热舒适综合评价软件,通过该软件可以方便地计算环境操作温度Top、人体平均体表温度MST和平均体表阻抗MSI等,对人体热舒适进行评价和预测,为热舒适实验和理论分析带来便利。
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