2020年,中国提出了“争取在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”的“双碳”目标。室内环境是人们工作和学习的主要场所,在响应国家节能减排政策的同时,保证室内人员的热舒适性成为现今室内热环境营造的重要目标。重庆地处长江流域,热工分区属于夏热冬冷地区,该地区的气候特点是冬季寒冷高湿。由于没有集中供暖,该地区的室内热环境较差,国内外的诸多学者对该地区的室内热环境情况做了大量的调研工作,并针对该地区的室内环境营造,提出了许多行之有效的路径。其中,局部供暖作为一种个性化、使用便利的方式得到了比较广泛的认可。本文以静坐办公、学习环境作为研究背景,设计了一种与办公桌相结合使用的四面围合式局部供暖设备。设备采用发热均匀、热响应速度快的碳纤维作为发热材料,用粘胶将电热板粘在隔热板上之后组装成四面围合结构。加热板表面温度采用K型热电偶进行测量,并用数采仪实时监测。设备的底面为1号板,竖直方向上分别为2、3、4号板,四块加热板的加热功率独立可控,针对人体下肢各部位进行供暖,其结构充分考虑了人体工程学的设计要求。考虑重庆地区冬季房间内无供暖措施时的实际热环境状况,在室温12～16℃范围内设计实验方案,探究这种局部供暖设备对人体热舒适的改善效果。实验设计了6种工况条件,每种工况招募了20名在校大学生作为受试者,男女各半。在12～14℃、14～16℃两个温度段内对20名受试者进行有局部供暖和全程没有局部供暖的对比实验,受试者在实验过程中实时填写问卷,问卷内容包括受试者实时的热感觉、热舒适、热期望和热可接受度等,实验期间受试者处于静坐办公、学习状态。实验对空气温度、相对湿度、风速、黑球温度、房间内壁面温度等室内热湿参数和受试者下肢各部位（脚部、小腿、大腿）的皮肤温度进行了测量,后续用SPSS 23.0对实验数据进行处理。实验结果表明,在室温12～16℃温度范围内使用这种四面围合式局部供暖设备可以显著提升受试者的热舒适性,实验结束时受试者的热感觉投票在-0.1～0.3之间,整体热舒适投票均在“舒适”侧。在使用局部供暖设备的工况中,受试者整体的热反应在打开局部供暖设备15min后达到稳定。配对t检验结果显示,与同温度段内全程没有局部供暖的工况相比,打开3块、4块加热板对人体热感觉和热舒适的提升都非常显著（p＜0.01;p值代表了两组数据之间的显著性差异水平,P＞0.05,表示两组数据的差异性不大;0.01＜p≤0.05,说明两组数据存在差异;P＜0.01,说明两组数据存在显著差异;打开3块加热板的工况不打开底面的1号板,打开4块加热板的工况所有加热板均打开）。局部热感觉方面,上肢部位是人体上半身冷感最明显的部位,小腿和大腿是下半身冷感最明显的部位。使用局部供暖设备之后,人体脚部和小腿的热感觉投票值提升均超过1,大腿的热感觉投票值提升也接近1。局部皮肤温度方面,使用局部供暖设备之后,人体下肢各部位的皮肤温度相较于没有局部供暖的工况均有提升,小腿部位的皮肤温度提升最为明显（p＜0.01）。性别差异方面,不管男性还是女性,使用局部供暖设备之后的热改善效果均非常显著（p＜0.01）,但女性在更温暖的环境中的热舒适投票值更高,说明女性更喜欢温暖的环境。此外,采用曲线拟合的方法得到了整体热感觉投票（m TSV）、PMV、a PMV与室内温度之间的关系,三者与室内温度均存在明显的线性关系。基于m TSV与室内温度的拟合曲线,计算出打开3块、4块加热板时的热中性温度分别为15.7℃、13.5℃。整体热感觉与热舒适的关系方面,有局部供暖的工况和没有局部供暖的工况均呈现明显的线性关系,整体热感觉、热舒适与局部部位间热感觉之差最大值的拟合结果表明,在低温环境中使用局部供暖设备可以显著提升全身的热感觉、热舒适。通过与现有研究进行对比,得出局部供暖设备的加热效率从低到高分别为辐射型、导热/对流+辐射型、导热型,且加热部位越多,补偿力（CP）更高。最后,对实验房间内一台热泵型空调设定22℃时的能耗进行了测试,在整体热舒适水平相近的前提下,计算得出当室内有1人使用局部供暖设备时,相比使用热泵型空调供暖节能率最大可达85.6%;有2人使用时,节能率最大可达72.9%。利用Design Builder对重庆市区一个典型办公房间在一个冬季供暖期内运行空调的能耗进行了模拟计算,使用热泵空调分别维持室温14℃、16℃,再辅以本文设计的下肢四面围合式局部供暖设备,与仅采用热泵空调供暖、设定室温22℃时相比较,在人员热舒适水平相近的情况下,节能率在45.7%～58.9%之间,节能潜力比较可观。