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局部热暴露对人体热反应的影响

作　者: 张宇峰
导　师: 赵荣义
学　校: 清华大学
专　业: 土木工程
关键词: 局部热暴露影响因子部位间热感觉之差最大值热环境评价指标
分类号: TU831
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

随着传统全身热暴露调节方式能源消耗问题的出现,局部热暴露作为一种新的调节方式受到关注,同时,局部热暴露作为一种现象是普遍存在的,研究方向从全身热暴露到局部热暴露的转变不但具有广泛的应用背景,还将有助于揭示人体热反应的深层次规律。本文通过受试者主观实验的方法,对单一部位热暴露条件下的人体热反应进行了探索性的研究。在空气温度为28-35°C的房间背景中,局部气流分别作用于三个较为敏感的身体部位:脸部、胸部和背部,作用温度为22-28°C,送风速度保持1m/s不变。共有30名随机挑选的男性受试者穿着短裤参加所有工况的实验,期间以一定的时间间隔在投票标尺上回答身体各个部位的局部热感觉、全身热感觉、全身热可接受度和全身热舒适反应。以部位间热感觉的变化存在显著的相互影响为依据,提出基于影响因子的分析方法,指出稳态下暴露部位对全身热感觉的影响因子和影响权重与房间背景温度和局部送风温度无关。影响因子是局部热暴露影响全身热感觉的外在表现,影响权重是其内在原因,二者通过部位间热感觉的相互影响联系在一起。基于影响因子和影响权重得到全身热感觉的预测模型。生理热调节反应可能是局部热暴露条件下热感觉反应的生理机制。提出以部位间热感觉之差的最大值作为衡量热感觉不均匀程度的参数,得到它与不满意百分比的定量关系式,据此提出新的不均匀热环境的评价模型。应用评价模型分析指出,暴露部位对全身热感觉的影响因子和暴露部位对部位间热感觉之差最大值的影响因子共同决定了暴露效果的优劣,脸部对全身热感觉的影响因子的绝对值大于对部位间热感觉之差最大值的影响因子的绝对值,暴露效果较好,胸部和背部则反之。给出全身热感觉、全身热舒适和全身热可接受度三种热环境评价指标在稳态均匀热环境和稳态不均匀热环境下的联系与区别,以及其投票均值与相应百分比的数学关系式。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章引言  10-17
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 研究现状  11-16
    1.2.1 局部热感觉对全身热感觉的影响研究  12-13
    1.2.2 局部热感觉对全身热可接受度、热舒适的影响研究  13-16
  1.3 本文的研究工作  16-17
第2章实验方法  17-32
  2.1 暴露部位和方式的选择  17-18
    2.1.1 暴露部位的选择  17
    2.1.2 暴露方式的选择  17-18
  2.2 实验装置  18-20
    2.2.1 人工环境气候室  18-19
    2.2.2 局部热暴露装置  19-20
  2.3 实验工况设计  20-22
  2.4 局部送风特性的测量  22-28
    2.4.1 沿中心方向的送风特性  23-25
    2.4.2 沿断面方向的送风特性  25-28
  2.5 调查问卷的设计  28-29
  2.6 实验方法与步骤  29-31
  2.7 本章小结  31-32
第3章实验结果的初步分析  32-41
  3.1 统计分析基础  32-33
  3.2 稳定时间  33-36
  3.3 适应期稳态投票与PMV  36-37
  3.4 暴露部位的局部热感觉  37-40
  3.5 本章小结  40-41
第4章局部热感觉对全身热感觉的影响  41-63
  4.1 基于影响因子的分析方法  41-47
    4.1.1 非暴露部位热感觉的变化  41-43
    4.1.2 多元线性回归的问题  43-45
    4.1.3 单元变化值回归的问题  45
    4.1.4 基于影响因子的分析方法  45-47
  4.2 局部热感觉对全身热感觉的影响分析  47-57
    4.2.1 局部热感觉对全身热感觉的影响因子  47-50
    4.2.2 局部热感觉对身体其它部位热感觉的影响因子  50-52
    4.2.3 局部热感觉对全身热感觉的影响权重  52-53
    4.2.4 全身热感觉的预测模型  53-55
    4.2.5 局部热感觉对全身热感觉的影响随时间的变化  55-57
  4.3 实验结果的讨论  57-61
    4.3.1 不同影响权重研究结果的比较  57-58
    4.3.2 局部热感觉影响全身热感觉的生理机制探讨  58-61
  4.4 本章小结  61-63
第5章不均匀热环境的评价  63-75
  5.1 部位间热感觉之差的最大值  64-65
  5.2 不均匀热环境的评价模型  65-67
  5.3 部位间热感觉之差最大值的影响因子  67-69
  5.4 局部热暴露条件下人体热反应的预测模型  69
  5.5 不同部位暴露效果的比较  69-72
  5.6 脸部热暴露的可接受温度范围  72-74
  5.7 本章小结  74-75
第6章热环境评价指标的比较  75-88
  6.1 稳态均匀热环境  75-77
  6.2 稳态不均匀热环境  77-79
  6.3 热舒适  79-81
  6.4 热可接受度投票均值与不满意百分比的关系  81-83
  6.5 热舒适投票均值与舒适百分比的关系  83-84
  6.6 投票均值与百分比的数学关系  84-86
  6.7 百分比之间的比较  86-87
  6.8 本章小结  87-88
第7章结论  88-89
参考文献  89-93
致谢  93-94
附录  94-98
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  98

局部热暴露对人体热反应的影响

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