偏热环境下适宜风速实验与理论研究

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1、偏热环境下适宜风速实验与理论研究重庆大学硕士学位论文(学术学位)学生姓名：卫诣凡指导教师：刘红教授专业：供热、供燃气、通风及空调工程学科门类：工学重庆大学城市建设与环境工程学院二O一五年五月ExperimentalandTheoreticalResearchonRecommendedAirVelocityunderWarmandHotEnvironmentAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofMunicipalEngin

2、eeringByWeiYifanSupervisedbyProf.LiuHongSpecialty:Heating,Gassing,VentilationandAir-conditioningengineeringFacultyofUrbanConstructionandEnvironmentalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015中文摘要摘要风速作为影响人体热感觉的六个主要因素之一，对人体热舒适的影响有利有弊。已有研究发现，偏热环境下，提高室内空气流动速度可以有效地降低人体热感觉，但过高的风速

3、也会引起吹风不适感。本文则基于研究现状，对偏热环境下气流的补偿作用展开了进一步研究，以探寻偏热环境下热不适与吹风不适之间存在的关系、以及男女性别差异对气流补偿作用的影响，并提出一组偏热环境适宜风速推荐值。研究通过实验研究与理论研究相结合的方式进行。其中实验研究通过主观问卷与生理参数测量相结合的方式，招募男女受试者各10名，分为6个工况，空气温度为30~34℃，风速为0.6~1.4m/s，总暴露时间约150小时；理论研究则结合课题组近期重要研究成果——人体在热环境中的生理反应模型（HumanThermalPhysiologicalModel，以下简称“人体生理模型”），对

4、偏热环境下风速对人体热反应的影响进行了理论分析。对实验结果进行分析发现：在实验工况下男女主客观热反应都存在差异，包括热感觉、气流感、环境满意率以及平均皮肤温度；风速不变，随着环境温度越高，气流感逐渐变小，人体对吹风不适症状的敏感性也渐渐降低；随着吹风时间的增长，气流感并不会发生显著变化，但人均吹风不适症状个数逐渐增加，并与吹风时间之间呈现良好的对数关系。通过一套均值预测模型评价方法，结合实验所得皮肤温度数据对人体生理模型预测精度进行验证，发现该模型能够对实验工况条件下的男性平均皮肤温度进行统计学意义上的准确预测，但对女性平均皮肤温度进行预测时精度欠佳。在针对生理模型中女

5、性控制系统进行优化后，最终得到了一个在偏热吹风环境下统计学意义上准确预测人体平均皮肤温度、且能够正确反映男女性别差异的优化模型。将优化后的人体生理模型与实验数据回归所得人体热感觉模型相结合，首先做出了偏热环境下的等TSV线，得到了男女偏热环境下的舒适风速范围（0≤TSV≤0.5）。然后使用人体生理模型得到了不同温度下人体平均皮肤温度与风速的关系，并基于风速升高时平均皮肤温度的变化率提出了有效风速的概念。将舒适风速与有效风速有机结合，且考虑性别差异对热反应的影响，最终得到了一组在偏热环境较大温度范围内适用的适宜风速推荐值，为我国热舒适标准的完善提供了一定的参考。关键词：热

6、舒适，偏热环境，风速，性别差异I英文摘要ABSTRACTAsoneofthesixmainfactorswhichwouldinfluencethermalsensation,theeffectsofairvelocityarebothadvantageousanddisadvantageous.Byliteraturereview,it’sfoundthatrisingairvelocitycouldeffectivelydecreasehumanthermalsensation,andimprovehumanthermalcomfort.Butunsuitablea

7、irvelocitywouldcauseuncomfortabledraft.Basedontheresearchcontext,afurtherresearchonthecompensationeffectofairvelocitywascarriedouttofindouttherelationshipbetweenthermaldiscomfortanddiscomfortcausedbyairflowbytakinggenderdifferenceintoaccount,andagroupofrecommendedairveloc