基于工作效率最大化的室内热环境控制研究

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在现代社会中,人类一生绝大部分的时间都是在室内,办公或是日常生活,那么室内环境品质的高低会直接影响人们在室内一天的工作或休息状态。适宜的室内热环境会使人们保持心情舒畅,同时也有助于提高其工作效率,使其最大化。本文以北京市某高校一间教师办公室为实验场所,搭建实验台模拟办公环境并招募被试人员,采用了实验研究、理论分析和搭建控制系统的研究方法,探究了办公室内人员的工作效率与人体热感觉指标PMV的关系,并在实验分析结果的基础上提出一套使工作效率最大化的室内热环境控制系统。本文的主要研究成果如下:(1)实验测试与主观评价。本次研究将季节偏好纳入研究范围内,采用实验测试与主观评价相结合的方法,在供暖季对被试人员进行了任务测试和问卷自评,收集、处理数据后分析供暖季实验中有待改善的实验步骤,在过渡季、供冷季实验中进行测试方法的完善及实验数据的补充。(2)实验数据处理与结果研究。对实验数据进行了二次回归分析,得到了室内办公人员的工作效率与PMV之间的关系。发现室内办公人员工作效率、休息效率和热舒适都在偏好的环境下达到最高,而不是出现在热中性状态:被试者在供暖季偏好较暖的室内环境,在过渡季和供冷季偏好较凉的室内环境,但它们对应的最佳PMV值并不相同。(3)控制系统的搭建。在实验结果的基础上,提出了一种基于工作效率最大化的控制方法,以室内人员的工作效率、舒适度最大化为目标,进行室内环境控制,兼顾舒适度的要求。根据夏季、过渡季和冬季三个阶段中工作效率最大化时室内工作人员的工作效率-PMV关系,利用学习模型,控制PLC系统的动作调节。(4)运行效果估算。通过对该系统运行效果的估算发现,相对于传统的基于PMV指标的控制系统,该系统下室内人员的工作效率约提高5.4%,休息效率约提高3.17%,工作阶段舒适度约提高5.92%,休息阶段舒适度约提高5.62%。该系统不仅满足了对室内人员的工作效率、休息效率的提高,还为室内人员提供了更舒适的环境。本文可以为研究室内人员工作效率的影响因素提供一定的参考价值,提出的基于工作效率最大化的室内环境控制系统还需要进一步完善,该系统的搭键为人们提供一个更加高效、舒适的工作及学习环境具有积极意义。
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