運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下空氣流動(dòng)對(duì)人體熱舒適的影響

運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下人體產(chǎn)熱量增加，需要較低的環(huán)境溫度保持人體熱平衡和熱舒適；空氣流動(dòng)作為一種低能耗的身體降溫方式，可在保證人體熱舒適的前提下降低建筑能耗。本項(xiàng)目以實(shí)驗(yàn)研究為基礎(chǔ)并結(jié)合統(tǒng)計(jì)分析，系統(tǒng)探索了代謝率對(duì)人體熱反應(yīng)的影響和空氣流動(dòng)對(duì)代謝率升高的補(bǔ)償規(guī)律。本項(xiàng)目取得的主要成果包括：（1）通過(guò)嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)測(cè)定了不同活動(dòng)狀態(tài)下我國(guó)青年人群的代謝率特征，指出我國(guó)青年人群代謝率與ISO 7730和ASHRAE 55等基于歐美人群研究結(jié)果給出的典型活動(dòng)的代謝率數(shù)值存在顯著差異，在靜坐和站立時(shí)的代謝率值低于標(biāo)準(zhǔn)給出的數(shù)值，走步時(shí)則高于標(biāo)準(zhǔn)給出的數(shù)值。（2）實(shí)驗(yàn)研究了活動(dòng)量為1.0-2.5 met時(shí)人體的熱偏好、可接受溫度范圍和氣流偏好，指出活動(dòng)量為1.9-2.5 met時(shí)，PMV模型預(yù)測(cè)舒適溫度顯著低于人體實(shí)測(cè)偏好溫度和中性溫度；指出活動(dòng)量為1.0-1.4 met時(shí)，可控氣流可在24-30℃范圍內(nèi)保持人體熱舒適，并給出了不同溫濕度組合下人體偏好風(fēng)速取值。（3）實(shí)驗(yàn)研究了活動(dòng)量為3.0-4.5 met下人體的風(fēng)速和溫度偏好，發(fā)現(xiàn)可控氣流可顯著提高人體偏好溫度，具備較好的舒適和節(jié)能效果；研究結(jié)果同時(shí)指出PMV模型在3.0-4.0 met時(shí)預(yù)測(cè)舒適溫度偏低，不適用于活動(dòng)量較高的情況。（4）實(shí)驗(yàn)研究了在30℃環(huán)境中進(jìn)行不同活動(dòng)量（1.0-4.5 met）后進(jìn)入26℃中性環(huán)境以后人體的熱反應(yīng)規(guī)律，指出活動(dòng)強(qiáng)度越高，恢復(fù)至中性舒適的時(shí)間越長(zhǎng)，這主要是因?yàn)樵谄珶岘h(huán)境中進(jìn)行較高活動(dòng)量的運(yùn)動(dòng)（3.0-4.5 met）時(shí)人體蓄熱造成；進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究了在30℃環(huán)境中進(jìn)行4.5 met運(yùn)動(dòng)后進(jìn)入24，26和28℃環(huán)境時(shí)，有無(wú)可控氣流時(shí)人體熱反應(yīng)，指出空氣流動(dòng)可顯著提高運(yùn)動(dòng)后人體熱舒適，縮短恢復(fù)至中性舒適時(shí)長(zhǎng)，在環(huán)境溫度28℃時(shí)可達(dá)到環(huán)境設(shè)定溫度24℃無(wú)氣流時(shí)的效果。以上研究結(jié)果將對(duì)我國(guó)體育運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所低能耗設(shè)計(jì)與控制提供有效指導(dǎo)。 依托本項(xiàng)目共發(fā)表SCI論文3篇。 2100433B

體育運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所因人員活動(dòng)量高，所需舒適的環(huán)境溫濕度偏低，夏季空調(diào)能耗高?？諝饬鲃?dòng)作為低能耗的夏季降溫方式，在體育運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所的設(shè)計(jì)中卻使用不足，其關(guān)鍵原因是對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下空氣流動(dòng)對(duì)人體熱舒適的影響缺乏系統(tǒng)研究，無(wú)法對(duì)體育場(chǎng)所空氣流動(dòng)的應(yīng)用進(jìn)行指導(dǎo)。本課題擬以“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下空氣流動(dòng)對(duì)溫濕度升高的補(bǔ)償規(guī)律”為關(guān)鍵點(diǎn)，系統(tǒng)研究運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下人體對(duì)空氣流動(dòng)的熱舒適反應(yīng)規(guī)律，提出運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下空氣流動(dòng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，獲取不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下人體舒適的溫濕度和風(fēng)速范圍，提出空氣流動(dòng)在體育運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所的應(yīng)用策略。研究成果將有助于擴(kuò)展對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下人體熱舒適的認(rèn)識(shí)，提升我國(guó)體育運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)計(jì)水平，在保證建筑熱環(huán)境質(zhì)量的同時(shí)縮短空調(diào)運(yùn)行時(shí)間，從而大大節(jié)省建筑能耗。

工位空調(diào)是一種既具有提高熱舒適性和改善空氣品質(zhì)功能、同時(shí)又具備降低能耗優(yōu)勢(shì)的新的空調(diào)方式。根據(jù)其基本原理和送風(fēng)結(jié)構(gòu)，勢(shì)必在空調(diào)房間內(nèi)形成一定的、人為控制的環(huán)境參數(shù)差異，因而人體的舒適性已不能采用穩(wěn)態(tài)空調(diào)環(huán)境下評(píng)價(jià)人體熱感覺(jué)的國(guó)際通用指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)。目前這種環(huán)境參數(shù)的差異化對(duì)人體舒適性的影響尚未得到充分的揭示，因而無(wú)法實(shí)現(xiàn)這種舒適節(jié)能的空調(diào)方式。本課題旨在通過(guò)深入的實(shí)驗(yàn)研究和理論分析，揭示人體在不同環(huán)境參數(shù)間活動(dòng)時(shí)生理熱平衡狀態(tài)與人體熱感覺(jué)之間的關(guān)系，基于人體熱平衡理論探討環(huán)境參數(shù)差異條件下人體熱感覺(jué)的機(jī)理和規(guī)律，其成果有望為空調(diào)方式的新突破打下理論基礎(chǔ)。 2100433B

項(xiàng)目針對(duì)醫(yī)療建筑熱濕環(huán)境對(duì)人體健康舒適影響的基礎(chǔ)問(wèn)題，綜合建筑環(huán)境學(xué)、微生物學(xué)、流行病學(xué)和衛(wèi)生學(xué)的相關(guān)科學(xué)理論及國(guó)內(nèi)外最新研究成果，采用理論方法研究醫(yī)療建筑主要空氣微生物的生態(tài)特性、感染毒性及生長(zhǎng)熱濕響應(yīng)特性，建立微生物單因子特性與熱濕參數(shù)的數(shù)學(xué)描述；通過(guò)對(duì)醫(yī)療建筑主要功能區(qū)域的舒適性問(wèn)卷調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)測(cè)試和空調(diào)系統(tǒng)濾塵采集，獲取主客觀基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及微生物群落樣本;采用云模型結(jié)合熱舒適理論和灰色系統(tǒng)理論分析熱濕環(huán)境主客觀數(shù)據(jù)，挖掘影響病人熱舒適的關(guān)鍵參數(shù)，建立病人熱舒適反映描述和預(yù)測(cè)方法；采用實(shí)驗(yàn)方法研究濾塵樣本微生物群落生態(tài)結(jié)構(gòu)、污染水平、菌種豐度及生長(zhǎng)熱濕響應(yīng)特性，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論分析微生物群落存活階段感染毒性，形成醫(yī)療建筑熱濕環(huán)境健康舒適評(píng)價(jià)理論及預(yù)測(cè)方法。研究成果將對(duì)空調(diào)系統(tǒng)營(yíng)造舒適安全醫(yī)療服務(wù)環(huán)境設(shè)計(jì)及運(yùn)行調(diào)控提供理論支撐，也為將來(lái)修訂《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》提供科學(xué)依據(jù)。