湿热地区瞬变热环境下人体热反应实验与预测

论文摘要

在瞬息多变的实际热环境下,人类在经历漫长的进化过程中所形成的适应和调节模式能够得以激发,成为与环境系统交互作用和多重反馈循环的主动参与者。与稳态热环境相比,热环境动态化更体现了人体的热适应和热调节生理特点。充分了解和认识瞬变环境下人体热反应机制,合理预测热感觉,将有助于探索瞬变热环境下的各种建筑过渡空间设计与技术,同时可以将瞬变热环境的研究方法和成果延伸到其它动态模式领域。本文以湿热地区混合通风建筑环境人群为例,气候室实验研究获取其热反应特征,为理论模型的验证与修正提供基础数据,通过理论研究与气候室实验相结合的方法为湿热地区建筑过度空间热环境设计与评价奠定基础。本文选择出生并成长于珠江三角洲地区,近三年长期生活于混合通风建筑环境的30名健康在校学生作为受试者,于2009年夏季开展了气候室研究。通过气候室研究发现瞬变热环境下平均皮肤温度与热感觉呈二次多项式关系,平均皮肤温度是评价热感觉的重要参数;瞬变热环境下人体的热生理反应具有热惰性,而心理反应迅速而敏感;热中性对应的平均皮肤温度为33.2℃;通过二节点人体热调节模型与Wang、Faila热感觉预测模型验证表明基于欧美人群实验数据基础上的模型均不适用于中国湿热地区人群热环境下热反应的预测。结合受试者热反应特征,对二节点模型的体温调定点、误差信号的敏感因子以及血管收缩系数予以修正使得预测值与实测值有较高吻合度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 热反应研究现状及存在问题概述
• 1.3 本文研究工作
• 1.3.1 论文框架
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 研究目标
• 第二章 研究方法与过程
• 2.1 研究方法
• 2.2 受试者
• 2.3 气候室实验研究
• 2.3.1 气候室和测量仪器
• 2.3.2 工况设计
• 2.3.3 实验过程
• 2.4 理论模型选择
• 2.4.1 人体热调节模型的选择
• 2.4.2 动态热环境热感觉预测模型的选择
• 2.5 本章小结
• 第三章 瞬变热环境下人体热反应实验观察
• 3.1 实验结果分析
• 3.1.1 热感觉
• 3.1.2 热反应稳定时间
• 3.1.3 皮肤温度
• 3.1.4 热感觉与皮肤温度关系
• 3.1.5 热感觉与皮肤温度变化率及皮肤温度的关系
• 3.2 本章小结
• 第四章 瞬变热环境下人体热反应模型
• 4.1 本研究所使用的人体体温调节模型
• 4.1.1 模型的选取
• 4.1.2 二节点模型
• 4.1.3 二节点模型实验验证和分析
• 4.2 瞬变热环境下人体热感觉预测模型
• 4.2.1 模型的选取
• 4.2.2 预测模型的实验验证及分析
• 4.3 湿热地区热感觉预测模型的提出
• 4.4 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件