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题目:基于人体热调节模型的室内热舒适研究

关键词:热舒适,人体热调节模型,皮肤温度,热感觉标度

  摘要



在现今热舒适领域研究中,简单易于计算的单节点、两节点模型的使用较为广泛。但是随着科技进步和生活水平提高,复杂而精准的人体热模型和更准确的热舒适预测及判断方法作为一项发展趋势逐渐出现在热舒适研究中。本文使用了十五节段的人体热调节模型对人体热舒适性进行研究,建立了可精确计算15点皮肤温度的“人体-服装-环境”系统数学模型。同时,对75名不同年龄段和性别的居民进行人体热舒适性测试实验,建立人体皮肤温度、热环境和热舒适三者间的关系,从而建立依据皮肤温度预测热舒适性的方法。

人体热舒适性实验中考虑到不同人群间(性别和年龄)以及着装(夏装和冬装)的差异,做出了分组对照实验和对比分析。在皮肤温度-热环境-热舒适的分析过程中使用了标准有效温度来表示热环境,使用预测平均热感觉指数来分析不同人群的热偏好。分析结果表明,性别和年龄对人体皮肤温度和热舒适偏好存在一定的影响,而着装对于局部皮肤温度与热感觉关联的影响也较为密切。实验中还测量了人体在室内正常状态下的能量代谢率,为对比分析和模型的参数设置提供准确的数据。

在实验获得的皮肤温度数据上,对人体热调节舒适性模型进行验证。模型计算结果与实验结果相符,在平均和局部皮肤温度的计算都较为精确,证明了所建立的舒适性模型是合理可靠的。

因此,在人体热调节模型和热舒适性分析的基础上,建立一种通过热模型计算人体各部位皮肤温度,根据年龄、性别和着装预测和判断人体热舒适状态的方法。