【摘 要】
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传统热舒适评价以稳态环境为主,但忽略了实际建筑中无处不在的动态性。因此,复杂动态热环境参数及其热舒适评价研究成为了目前热门研究方向,但有关室外活动水平变化对不同功能建筑室内人体热舒适的动态过程影响的研究较少,虽然建筑室内人体从事各类活动代谢率差异不大,但从室外不同活动状态抵达室内静坐的过程中,室内外热环境参数和人体代谢率都会发生明显动态变化。此外,进入不同类型建筑中从事不同活动,例如教学楼学习、办
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传统热舒适评价以稳态环境为主,但忽略了实际建筑中无处不在的动态性。因此,复杂动态热环境参数及其热舒适评价研究成为了目前热门研究方向,但有关室外活动水平变化对不同功能建筑室内人体热舒适的动态过程影响的研究较少,虽然建筑室内人体从事各类活动代谢率差异不大,但从室外不同活动状态抵达室内静坐的过程中,室内外热环境参数和人体代谢率都会发生明显动态变化。此外,进入不同类型建筑中从事不同活动,例如教学楼学习、办公楼工作、影剧院娱乐等,人员的舒适性心理需求也会有一定的差异。与稳态环境相比,动态热环境人体热舒适受到人体心理和生理适应性特点的影响,但是以往动态热舒适研究主要是针对动态热环境参数方面,综合环境参数、人体活动水平与建筑类型差异的研究不多。而冬季供暖环境室内外温差差异较大,高服装热阻下活动水平影响更为复杂。因此有必要对其进行进一步的探索。本研究采用人工气候室模拟实验的研究方法,来分析冬季环境下室外活动水平变化对不同功能建筑室内人体热舒适的影响规律,以及人员行为热适应性对热不舒适的改善效果。本研究经过统计功效学分析,共招募20名青年受试者(男女各半),并共设置了24组实验工况:室外低等、中等、高等强度活动水平;模拟教学楼、办公楼、影剧院娱乐场所三种不同功能建筑,其中静坐为参照组;人员行为调节的可控气流。实验持续50min,室外适应10min,室外运动8min,室内恢复32min,通过对人体皮肤温度、核心温度、心率和血压等生理参数与主观问卷的热感觉、热舒适、环境满意度等分析,主要得出以下结论:不同强度活动水平变化下人体生理热响应呈现不同的变化规律。随着活动水平的提高,平均皮肤温度也会升高,其中以高强度活动水平运动后进入室内的平均皮肤温度与静坐时相比差距最大为1.31℃,心率随着活动水平的提高会有显著变化,血压变化不明显。当人体以高强度活动水平进入室内时,皮肤温度与热感觉呈现分离状态,平均皮肤温度不能较好的表征人体热感觉。可控气流行为调节可以有效改善活动水平和环境变化带来的热不舒适。可控气流行为调节对活动水平改变后所引起的生理参数(心率、血压、核心温度)变化影响不大,但是对平均皮肤温度和皮肤湿润度有显著影响。以高强度活动水平进入室内中性环境时,有76%人期望增大气流,可控气流对经过高强度活动水平后所积累的短暂热不舒适和体内蓄热有明显的改善作用。活动水平变化对进入不同功能建筑室内热环境的主观评价影响存在差异。以步行中等活动水平进入室内后,不同建筑类型室内活动对室内热感觉评价影响显著,办公类建筑平均热感觉投票值达到1.22,整体热感觉呈现稍暖状态,影剧院娱乐类型建筑室内热感觉的平均投票较其他类型为最低为0.556;但是以跑步高强度活动水平进入室内后,在恢复期间(活动水平变化后8~15min)各室内工作活动类型对热感觉影响不显著,但是舒适度有所差异,说明由于室外高代谢带来的热不舒适占主要部分对热舒适影响显著。在高强度活动水平下,室内各类工作活动类显著影响人体的心情情绪,但是由于高强度活动水平变化后人体自身的蓄热,在不同功能型建筑从事不同工作活动对室内热舒适影响不显著。综上,结果表明,室内人体热感觉受到室外活动水平的短期影响,皮肤温度和湿润度受到室外活动水平的较长期影响,但他们都没有受到不同类型建筑室内活动状态的显著影响。而人体在不同类型建筑中从事不同室内活动时的热舒适水平,不仅受到室外活动水平的不同影响,还受到从事活动的心情影响,并体现在心率和血压等生理参数的对应变化关系上。本研究结果可以为更加充分理解人体实际生活热舒适需求提供科学数据支撑,为不同功能建筑室内热环境动态控制策略提供依据,同时对丰富和拓展动态热舒适性理论具有重要意义。
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