座舱环境下热舒适性别差异的实验研究

摘要

在满足人体热舒适的情况下实现节能已经成为座舱热舒适研究的一个重要方向。男女的生理和心理差异导致了热舒适的性别差异,目前还没有针对座舱热环境下热舒适性别差异的研究。本文通过受试者主观实验和客观生理参数相结合的方法,对喷嘴个性化送风条件下的人体热反应性别差异进行了试探性研究。
　　依据前期调研和相关适航标准,在26℃和28℃两个环境温度下,喷嘴送风气流分别作用于人体两个比较敏感部位:头部和上身,喷嘴的气流与环境保持5℃温差,喷嘴设置三个开度:1/3、2/3和全开。共有男女各8名受试者参加了全部实验。期间受试者填写相关问卷,并测试其皮肤温度。
　　分析男女生理参数和主观投票差异发现:①男女的平均皮肤温差不大,但具有显著性差异,女性的四肢皮肤温度显著低于男性;②相同座舱热环境下,男性整体和局部热感觉均高于女性;③相同送风工况下,女性气流感强于男性;头部气流感在小于0和大于+0.5两侧时,整体气流感与头部气流感有显著的线性关系,头部气流感在0~+0.5范围内变化时,不会引起整体气流感的明显变化。
　　分析热舒适与热感觉关系时发现,对于偏冷和偏热的热感觉导致的热不舒适感,女性有强于男性的趋势;在分析气流感与热感觉关系时发现,整体热感觉偏冷时女性的气流感强于男性;而皮肤温度与热感觉的关系显示,皮肤温度可以很好的预测整体热感觉,女性的皮肤温度随环境温度升高而升高的速率高于男性。
　　通过因子分析,获得不同送风工况下男女各局部对整体热感觉的影响权重,结果表明,男女的上身的影响权重最大,下身次之,头部最小。对于女性的局部气流刺激会引起女性送风部位对整体热感觉影响权重的明显增加。
　　分析得出上身是人体较适宜的送风部位。通过多元线性回归,结合皮肤温度和热感觉的关系,获得喷嘴吹上身时,喷嘴风速和操作温度共同作用下男女的热感觉预测模型。
　　座舱热环境分区控制和喷嘴送风区别设计是空间性别化的科技,能更好的实现节能和热舒适,本文基于喷嘴风速和操作温度共同作用下的热感觉预测模型,从飞机环控系统的制冷制热原理分析节能的可行性,结合现役飞机热环境分区控制的基础,提出基于性别的座舱热环境分区控制和喷嘴送风区别设计的策略和建议。