广州地区不同行走代谢水平下人体动态热舒适研究

来源 :广州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lazysheep85
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城市化进程的不断推进促使人们提高对生活水平的要求。由于生产生活等原因,人们不得不长时间滞留室内,而愈来愈多丰富的休闲活动也偏好开展在室外,这致使人们逐渐关注室内外热舒适。尽管步行在现代社会的日常通勤中是最为常见的出行方式,关于人类行走时的热舒适情况研究却非常有限。人类无论是处于静止状态、行走状态,还是从事其他类型的运动,新陈代谢活动都是影响舒适度的关键因素,运动状态人体的代谢率是实时变化的。然而,目前常用的热舒适指数PMV(Predicted Mean Vote)模型在准确预测热环境的动态变化方面受到了限制。因此,本研究针对行走这一动态过程中热舒适变化情况进行探究,并对运用于动态运动过程中的热舒适指标进行了相关改进,这对人类运动规范的制定以及城市规划提供指导依据。本调研于2019年3月至4月以及2019年6月至7月份分别在广州的室内空间和室外空间开展,通过环境参数测量、动态生理指标监测以及主观问卷调查相结合的方式进行。共招募受试者30名,以四种不同匀速行走速度指代不同代谢条件,各开展16组行走实验(其中每个速度重复4组实验),共回收有效问卷480份。本文首先对收集到的环境参数、主观热感觉投票情况以及动态生理指标数据进行统计分析,得到不同空间中动态行走过程中人体热舒适变化情况,并揭示了生理指标变化情况与主观热感觉投票之间的对应关系。结果表明,室内空间的环境参数相对稳定,而过渡空间中环境参数存在较大波动,其中环境空气速度波动最为明显,对人体热舒适性影响显著。在动态人体代谢率变化的观测中,发现,通常在室内行走时人体需要花费3-5分钟以达到新的代谢水平,在过渡空间需要9-11分钟,这与人体人体热感觉的变化不同步,热感觉的变化滞后于生理指标的变化。其次,在研究行走过程扰动风速对热舒适变化的影响时,可以发现过渡空间中风速波动明显,如果忽略湍流风的影响,动态人体最大蓄热量将被高估了大约20%。再次,本文对PMV、SET*、PET以及UTCI热指数在评价动态热舒适时的适应性进行了分析验证。结果表明,所有热模型都不能准确评价不同代谢条件下的连续运动情况下的热舒适情况,并且剔除了PMV在评价动态热舒适方面的可能性。最后,本文对上述热指数模型进行了改进,使其适用于广州地区人体动态热舒适的评价,得到改进的热指数模型αPET、αUTCI以及αSET,并且通过ENVI-met建模探究改进模型与模型运算之间的差异,为软件输出的热指数结果改进提供参考。本研究揭示了动态行走过程人体热舒适变化规律,为人类科学行走提供指导依据。并且,本文对热舒适模型的改进扩展了热舒适模型的适用评价范围,建立了广州地区动态热舒适经验模型。本研究结果对广州地区的城市规划、市民出行提供向导,对未来国内外热舒适模型研究具有参考价值。
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