基于人体生理参数的热舒适综合评价及应用

摘要

随着社会的发展，人们对健康、舒适的室内环境要求越来越高，空调能耗也逐年增高，因此，室内环境的热舒适评价越来越受到研究者的关注。本文强调结合人体生理参数(体表温度、体表阻抗)进行人体热舒适评价及应用的研究。
　　 论文以20名青年大学生(男、女各10人)为受试者，在人工气候室内进行实验，测试环境热湿参数、人体体表温度和体表阻抗，并进行热舒适问卷调查，在此基础上进行定量分析。
　　 首先分析了环境操作温度Top对人体热舒适(心理)和人体体表温度、体表阻抗(生理参数)的影响。之后，运用简单的距离判别法，通过人体平均体表温度、平均体表阻抗对偏热环境人体热舒适、出汗感进行判别。在此基础上，运用偏最小二乘法初步建立了一种热舒适综合评价模型，并开发了相应的热舒适综合评价软件。
　　 本文研究结论和成果可以总结为以下几个方面：
　　 ①操作温度Top对人体热舒适(心理)和人体体表温度、体表阻抗(生理参数)的影响。
　　 1)操作温度Top对人体的主观的热感觉、热舒适、出汗感投票有显著性的影响，且Top在[28.6，32.4]℃时，具有良好的线性关系。
　　 2)操作温度Top对人体体表温度有显著性的影响，Top在[26.7，30.5]℃时，两者线性关系良好。Top超过30.5℃后，受出汗的影响，体表温度上升速度变慢。
　　 3)操作温度Top对人体体表阻抗有显著性的影响，Top在[28.6，32.4]℃时，随着操作温度的升高，体表阻抗逐渐降低，两者线性关系良好。
　　 4)同样的操作温度下，男性的平均体表温度MST、高于女性。并且，随着环境操作温度的升高，这种差异越来越小。当环境操作温度升高到30.5℃后，这种差异变得很小并逐渐消失。
　　 ②运用距离判别法，基于体表温度、体表阻抗，分别对人体热舒适和出汗感进行判别分析。
　　 室内偏热环境下，3个热舒适总体之间有2个阈值点，热中性(Ⅰ)与暖舒适(Ⅱ)的阈值点为34.38℃；暖舒适(Ⅱ)与热不舒适(Ⅲ)之间的阈值点为34.83℃，同时也是舒适与不舒适之间的阈值点。
　　 ③运用偏最小二乘回归法建立了一种人体热舒适综合评价模型。
　　 考虑到操作温度Top、平均体表温度MST和平均体表阻抗MSI对热舒适的影响属于典型的多重共线性问题，特运用偏最小二乘回归法建立了一种人体热舒适综合评价模型，该模型能够较好地评价、预测人体热感觉TSV，且能反映Top、MST和MSI对热感觉TSV影响的权重大小。
　　 ④人体热舒适综合评价软件的开发。
　　 为了便于实际应用，开发了相应的人体热舒适综合评价软件，通过该软件可以方便地计算环境操作温度Top、人体平均体表温度MST和平均体表阻抗MSI等，对人体热舒适进行评价和预测，为热舒适实验和理论分析带来便利。