空气湿度与个性送风风速对人体整体舒适感的影响研究

摘要

随着社会的高度城市化，人均公共建筑面积越来越小。房间面积小，人员密度大是建筑环境中非常普遍的一种现象，生活中诸如办公室，课堂，甚至公共汽车内，地铁内，均可以看做是人员密度较大的狭小空间。在这样的房间中，常常背景空调温度设置得相当得舒适，却因为空气沉闷或者觉得空气不舒适，常常有想要开窗或者增大空气流速的诉求。当今社会，健康舒适的室内环境已经不再是热舒适可以一言以蔽之，而研究表明，现代人85％以上的时间在室内度过，甚至有部分人是室内渡过的时间长达22~23小时。想要健康舒适度的室内环境就需要了解导致室内环境不舒适的每一个因素。而闷在这种狭小而人员密集的空间中一直扮演着影响人体舒适度的重要角色。研究PAQ，闷感等主观空气评价，如果通过传统热暴露实验，气流可以同时改善人体与热环境的热交换与吸入空气与鼻腔内呼吸道粘膜的热交换。而气流对人体整体舒适度的改善究竟因为主观热反应的改善还是主观空气评价的改善，或者说气流对于主观空气评价的改善是否受到主观热反应的干扰，一直是传统热暴露实验在研究主观空气评价上存在的重大问题。这个问题归结到实验方法上，关键点是人体与气流接触的方式，因为这将直接决定气流对主观空气评价的影响是否具有独立性。故而实验的难点就是如何隔离吸入空气的气流与外界气流的联系，进而区分鼻腔内的气流与人体周围环境的气流对主观空气评价的影响。本研究采用呼吸面罩进行对比实验尽可能减少风速对主观热反应的影响，减少了额外变量。这也是本研究最大的创新点。
　　本研究通过实验研究与理论分析的方法来探讨闷感的外延与内涵。实验形式为局部吹风对比实验，通过呼吸面罩隔离吸入空气风速做为对比工况。实验招募16名受试者，均为健康在校大学生（男生8名，女生8名），在12个工况下（环境温度为29.5℃，30%、50%、85%三种相对湿度，0、1、1.4、2m/s四种风速），每个工况进行45min的热暴露，其中20min带面罩，5min休息，20min不带面罩。实验按逻辑顺序可以分为三组：静风时三种湿度的热暴露实验、三种湿度与四种风速的热暴露实验、戴面罩前后的对比实验。实验通过湿度与风速的变化营造闷热环境，再根据热感觉、热舒适、湿感觉、PAQ、闷感等投票值随湿度、风速的变化，探究闷感在众多投票指标中的地位，随风速与湿度的变化规律；闷感、PAQ等主观空气评价的真正作用部位；以及闷感与风速的之间真正的关系。研究得出以下主要结论：人体舒适感主要受到热感觉的影响，其次是闷感，然后才是湿感觉，并且湿感觉只能发挥较为微弱的作用。而随着风速的增加，闷感、PAQ、气味等主观空气评价具有非常好的线性增加趋势（R2＞0.9），并且风速达到2m/s后，可以完全补偿30%，50%，85%三者在闷感之间的差异。对于PAQ、气味而言，风速的受体部位主要是鼻道，而闷感对于风速变化的感知受到身体与鼻道双重影响。身体周围风速变化通过改善身体与周围热环境热交换的可以显着地改善闷感，而鼻道内风速的变化也会通过改善鼻道内热交换显着地改善闷感，这两种改善作用均与风速具有较好的线性关系。

目录

1 绪 论

1.1 研究背景以及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究现状分析

1.4 研究目的和主要研究内容

2 实验方案

2.1 实验目的

2.2 实验平台

2.3 实验测试参数与仪器设备

2.4 受试者基本信息

2.5 实验工况

2.6 问卷设计

2.7 实验步骤

3 湿度对人体热舒适的影响

3.1 热感觉的影响

3.2 热舒适的影响

3.3 湿感觉的影响

3.4 湿舒适的影响

3.5 空气品质可接受度的影响

3.6 闷感的影响

3.7 总体舒适度的影响

3.8 总体分析

3.9 本章小节

4 风速对人体舒适度的影响

4.1 热感觉的影响

4.2 热舒适的影响

4.3 湿感觉的影响

4.4 湿舒适的影响

4.5 PAQ的影响

4.6 闷感的影响

4.7 吹风可接受度的影响

4.8 总体舒适度的影响

4.9 总体分析

4.10 本章小结

5 隔离鼻部前后风速对人体舒适性的影响的对比

5.1 使用呼吸面罩的合理性考证

5.2 吸入空气的风速对人体舒适度的影响

5.3 总体分析

5.4 本章小节

6 结论与展望

6.1 研究结论

6.2 工作展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

B. 作者在攻读硕士学位期间参与的项目