清醒时段生理节律对人体热舒适的影响研究

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人体的各项生理参数每天都会在一定范围内波动,这种波动的存在不以人的意志与行动为转移,虽然各项参数基本都会保持在正常范围内,但从热舒适的角度来看,生理参数的节律性变化可能会导致热不舒适。当前有关于生理节律变化的热舒适研究更多聚焦于昼夜差异,着重将清醒状态与睡眠状态进行对比。但相比于睡眠时间,人一天保持清醒的时间更多,时间跨度从清晨到深夜长达十余小时,但目前针对清醒时段生理节律变化的热舒适研究却不够完善。本文将以此为切入点进行调查研究。本文从建筑环境学、生理学和心理学基础理论出发,采用生理参数、环境参数测量和主观问卷调查相结合的方式,采集一天中不同时间段健康青年的生理参数与问卷数据,分析并量化评估各个生理指标随时间变化的显著性与作为热舒适指标的适用性,以帮助设计不同时间段最适合人体的室内热环境。实验在恒温恒湿实验室内进行,招募了12名健康青年学生作为受试者,进行了两部分实验。第一部分实验选取3种稳态工况,保持相对湿度与空气流速不变,以空气温度为变量,让受试者分别在18、21、24的室内填写调查问卷并采集他们的生理参数。第二部分实验需要参考受试者的热反馈,实验开始后缓慢提升室内气温,根据受试者自评得出热舒适温度范围。实验中采集的生理参数包括:心电、血压、皮肤温度、腋下温度。实验进行时间为一天中的上午9:30~10:30,下午3:30~4:30,晚上9:30~10:30。实验数据处理采用方差分析、T检验、线性回归分析等方法。研究结果显示生理节律会对人体热感觉产生显著的影响,具体表现为上午的热感觉显著低于下午和夜晚。在较舒适的热环境中生理节律对于热舒适影响较小,但偏冷环境中的热舒适会因时间变化而出现差异。皮肤温度、腋下温度与偏冷环境中的心率变异性与生理节律显著相关。室内人员在上午更偏爱温暖的环境,下午和夜晚的御寒能力更强。该结论将为以后室内热环境设计提供优化意见,对于暖通行业来说,根据人体节律设计热环境将会为节能与热舒适研究提供新思路,同时这也符合当前空调智能化、人性化的发展趋势,具有很强的现实意义。
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