西安建筑科技大學(xué) 楊 柳 童媛媛 高斯如 史明洋 趙勝凱 翟永超

0 引言

在實(shí)際生活中，人們所處的建筑環(huán)境并不總是均勻的。當(dāng)周?chē)目諝鉁囟忍幵谝粋€(gè)舒適的水平時(shí)，涼的墻壁或窗戶(hù)也可能會(huì)使人感到寒冷，同樣，溫暖的表面也可能使人感到溫暖。處于這種由冷熱表面產(chǎn)生的不對(duì)稱(chēng)輻射造成的不均勻熱環(huán)境中，人們的熱反應(yīng)與熱舒適不同于傳統(tǒng)的均勻環(huán)境。

Fanger等人提出了用來(lái)描述輻射場(chǎng)不對(duì)稱(chēng)性的術(shù)語(yǔ)——不對(duì)稱(chēng)輻射溫度Δtpr(即0.6 m高度受試者所在處微元面上下兩側(cè)平面輻射溫度之差)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究確定了熱中性條件下熱頂棚輻射的舒適極限值，同時(shí)給出了冷、暖墻和冷、暖吊頂分別對(duì)應(yīng)的不對(duì)稱(chēng)輻射溫度設(shè)計(jì)限值[1-2]。McNall等人研究了在由冷墻、熱墻、冷頂棚和熱頂棚4種實(shí)驗(yàn)工況組成的不對(duì)稱(chēng)輻射熱環(huán)境下受試者的熱感覺(jué)及熱舒適情況，發(fā)現(xiàn)在不對(duì)稱(chēng)輻射環(huán)境中，即使受試者的熱感覺(jué)為中性也表現(xiàn)出明顯的不舒適[3]。Olesen等人研究了中性條件下人體的不對(duì)稱(chēng)輻射舒適極限值，并給出了熱地板設(shè)計(jì)限值[4-5]。Yen等人研究了熱墻體產(chǎn)生的不對(duì)稱(chēng)輻射對(duì)人體熱舒適的影響，指出人體熱感覺(jué)會(huì)隨著不對(duì)稱(chēng)輻射溫度的升高而增強(qiáng)[6]，但相關(guān)的參數(shù)閾值并未給出。傅俊萍等人實(shí)驗(yàn)研究了輻射板壁溫度在夏季對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境及受試者熱舒適的影響，得出結(jié)論：夏季中性溫度SET為26.73 ℃[7]。以上研究主要關(guān)注輻射供暖、供冷的環(huán)境，為保持固定的平均輻射溫度，在升高輻射板溫度的同時(shí)降低空氣溫度，實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)也多為1～2 h。在實(shí)際建筑中，空氣溫度多采用固定的設(shè)定值，平均輻射溫度難以控制。以辦公建筑為例，人們常連續(xù)暴露于不對(duì)稱(chēng)輻射環(huán)境中3～4 h或更長(zhǎng)，現(xiàn)有研究難以反映人們的真實(shí)反應(yīng)。

在不均勻環(huán)境中，由于人體不同部位處于不同熱環(huán)境中，各部位的熱感覺(jué)和熱舒適及皮膚溫度會(huì)有差異，從而影響全身的熱感覺(jué)和熱舒適。大量研究發(fā)現(xiàn)，局部熱感覺(jué)與整體熱感覺(jué)間存在相關(guān)關(guān)系，局部對(duì)整體的熱感覺(jué)具有不同程度的影響。Hensel等人提出熱感覺(jué)可表示成皮膚溫度、皮膚溫度的變化率和受刺激區(qū)域面積的函數(shù)[8]。Arens等人通過(guò)人體熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，得到局部皮膚溫度與局部熱感覺(jué)、局部熱感覺(jué)與整體熱感覺(jué)之間的關(guān)系，并給出不同部位的影響權(quán)重[9-10]。張宇峰等人在研究局部熱暴露對(duì)人體熱反應(yīng)的影響中發(fā)現(xiàn)，部位間熱感覺(jué)之差對(duì)整體不滿意率有顯著影響[11]。史明洋等人研究了不均勻冷輻射對(duì)人體熱舒適的影響，發(fā)現(xiàn)局部熱感覺(jué)、皮膚溫度隨暴露時(shí)長(zhǎng)增加而降低，顯著影響整體熱感覺(jué)[12]。然而，關(guān)于不對(duì)稱(chēng)輻射對(duì)人體局部熱感覺(jué)的影響、不對(duì)稱(chēng)輻射下局部熱感覺(jué)與整體熱感覺(jué)之間關(guān)系的研究仍較少。

綜上，為了明確在熱輻射下的暴露時(shí)間對(duì)人體熱反應(yīng)與熱舒適的影響、熱輻射舒適溫度限值及熱輻射下局部熱感覺(jué)與整體熱感覺(jué)之間的關(guān)系，本文進(jìn)行了側(cè)墻熱輻射對(duì)人體局部熱舒適的影響研究，擬對(duì)中性環(huán)境溫度(26 ℃)、不同表面溫度熱墻、3 h暴露時(shí)長(zhǎng)下，不均勻熱輻射對(duì)人體熱舒適的影響進(jìn)行研究，以得到不均勻熱輻射環(huán)境中暴露時(shí)間對(duì)人體熱舒適的影響規(guī)律及人體局部與整體的熱反應(yīng)規(guī)律，建立適用于相應(yīng)環(huán)境下的人體熱舒適評(píng)價(jià)模型。

1 研究方法

在西安建筑科技大學(xué)建筑學(xué)院的人工氣候?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室由受控小室A和B組成，A室尺寸為3.0 m×2.4 m×2.1 m(長(zhǎng)×寬×高)，B室尺寸為4.5 m×3.9 m×2.6 m(長(zhǎng)×寬×高)，兩室之間通過(guò)保溫隔熱的門(mén)連接。空氣溫度由獨(dú)立的空氣處理設(shè)備控制，空氣經(jīng)空調(diào)箱處理后，從穿孔板吊頂送入室內(nèi)，由架空穿孔地板回風(fēng)，形成靜壓活塞流，確保室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)均勻分布。壁面(B室)的溫度由U形管道水循環(huán)控制，輻射水管分別安裝在地板、天花板及墻面a、b、c的表面，所有墻面溫度均按面積加權(quán)的平均值計(jì)算。圖1a顯示了人工氣候室的布置，圖1b顯示了各壁面溫度和空氣溫度。為確?？刂凭_，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)物理環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，儀器精度與測(cè)試方法(見(jiàn)表1)均滿足ISO 7726:1998標(biāo)準(zhǔn)[13]的要求。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)采用乳白色墻紙裝飾，地面鋪地毯，家具布置類(lèi)似辦公室環(huán)境，以消除對(duì)受試者心理的影響，見(jiàn)圖1c。

表1 測(cè)試儀器參數(shù)

圖1 人工氣候室

1.1 受試者

招募了24名(12男、12女)身體健康的大學(xué)生作為受試者(基本信息見(jiàn)表2)，每位受試者參加全部實(shí)驗(yàn)工況。根據(jù)ISO 7730:2005[14]，受試者統(tǒng)一穿著服裝熱阻為0.6 clo的夏季標(biāo)準(zhǔn)服裝參加實(shí)驗(yàn)，包括薄長(zhǎng)袖襯衣、薄長(zhǎng)褲及受試者自己的內(nèi)衣和鞋襪。辦公椅為塑料網(wǎng)椅，其增加的服裝熱阻可忽略不計(jì)。

表2 受試者基本信息

1.2 實(shí)驗(yàn)控制及工況

共設(shè)計(jì)了5個(gè)墻面溫度工況。墻面a設(shè)計(jì)的溫度分別為26、28、31、34、37 ℃，其余壁面溫度與空氣溫度保持一致(26 ℃)，26 ℃中性均勻工況作為對(duì)照組。4名受試者相對(duì)于墻面a的角系數(shù)相同(0.3)，中間2名受試者距墻面a的暴露距離為0.7 m，兩側(cè)2名受試者距墻面a的暴露距離為0.5 m。所有工況設(shè)定情況具體見(jiàn)表3。

表3 實(shí)驗(yàn)工況

1.3 主觀問(wèn)卷與生理測(cè)試

實(shí)驗(yàn)前對(duì)所有受試者進(jìn)行背景調(diào)查，包括受試者的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及生活習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)中，受試者按要求重復(fù)填寫(xiě)主觀問(wèn)卷，內(nèi)容包括全身熱可接受度、全身與局部熱感覺(jué)和熱舒適(見(jiàn)圖2)。

圖2 主觀問(wèn)卷(部分)

生理測(cè)試包括皮膚溫度測(cè)量和心率測(cè)量。測(cè)量皮膚溫度采用紐扣式溫度自記儀(iButton)(精度為±0.2 ℃，量程為-40～85 ℃)，測(cè)量時(shí)間間隔為10 s)，并用醫(yī)用膠帶貼于受試者相應(yīng)部位皮膚表面，皮膚溫度測(cè)量位置為胸、左右上臂、左右大腿、左右小腿、左右手和左右腳11個(gè)點(diǎn)，具體見(jiàn)圖3。通過(guò)測(cè)得的局部皮膚溫度，利用加權(quán)法可求得平均皮膚溫度[15]，計(jì)算公式如下：

(1)

注：t8、t9、t10、t11分別為左手、右手、左腳、右腳的皮膚溫度。圖3 皮膚溫度測(cè)點(diǎn)

為保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確度，心率測(cè)量設(shè)備采用Polar H10，測(cè)量時(shí)間間隔為1 s。實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)工作人員將心率胸帶綁于受試者胸前，具體測(cè)點(diǎn)見(jiàn)圖3。

1.4 實(shí)驗(yàn)步驟

為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，所有受試者確保在實(shí)驗(yàn)前無(wú)劇烈運(yùn)動(dòng)、正常飲食和充足睡眠。受試者提前到達(dá)實(shí)驗(yàn)室更換服裝并佩戴測(cè)試儀器，隨后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)艙。實(shí)驗(yàn)流程如圖4所示，每組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3.5 h，受試者首先進(jìn)入A室靜坐30 min，以消除實(shí)驗(yàn)前熱經(jīng)歷的影響，隨后進(jìn)入B室靜坐180 min，并每間隔10 min填寫(xiě)一次電子問(wèn)卷，每位受試者每組工況共填寫(xiě)19次問(wèn)卷；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中連續(xù)測(cè)量受試者的皮膚溫度與心率。

圖4 實(shí)驗(yàn)流程

1.5 統(tǒng)計(jì)分析方法

采用軟件Graphpad Prism7進(jìn)行顯著性差異分析，得到各影響因素間的顯著性結(jié)果。若P<0.05，則該因素間具有顯著性差異?；貧w分析同樣采用軟件Graphpad Prism7，對(duì)受試者數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸。

2 研究結(jié)果

2.1 物理參數(shù)

通過(guò)監(jiān)測(cè)室內(nèi)熱環(huán)境物理參數(shù)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室物理環(huán)境控制精準(zhǔn)，符合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各物理參數(shù)較穩(wěn)定，各工況測(cè)試平均值見(jiàn)表4。

表4 實(shí)測(cè)物理參數(shù)

2.2 熱感覺(jué)

圖5顯示了各工況下受試者全身熱感覺(jué)逐時(shí)變化情況。由圖5可以看出：各工況下受試者熱感覺(jué)均隨時(shí)間推移呈下降趨勢(shì)，暴露180 min后，各工況下受試者熱感覺(jué)分別下降了0.41、0.49、0.47、0.10、0.49，變化顯著(P<0.000 1)；受試者熱感覺(jué)受不對(duì)稱(chēng)輻射影響明顯(P<0.000 1)，不對(duì)稱(chēng)輻射溫度越高，熱感覺(jué)投票值越高。

圖5 不同工況下全身熱感覺(jué)的逐時(shí)變化

圖6顯示了各工況下受試者身體局部熱感覺(jué)在暴露時(shí)間τ為60、120、180 min時(shí)的情況。由圖6可以看出：隨時(shí)間的推移，局部熱感覺(jué)與整體熱感覺(jué)變化一致，均顯著降低(P<0.000 1)，其中背部熱感覺(jué)投票值最低，其次為臉部和上臂；暴露180 min后，在26 ℃均勻環(huán)境下，背部熱感覺(jué)投票值降低最多；在熱輻射下，胸部及上臂和大腿熱感覺(jué)投票值降低最多。

2.3熱舒適

圖7顯示了不同工況下受試者全身熱舒適的逐時(shí)變化情況。由圖7可以看出：各工況下受試者熱舒適隨時(shí)間推移呈上升趨勢(shì)，包括26 ℃均勻環(huán)境；隨暴露時(shí)間的增加，各工況間熱舒適投票差異減小，暴露180 min后，各工況受試者均為“舒適”，變化顯著(P<0.000 1)。

圖7 不同工況下全身熱舒適的逐時(shí)變化

圖8顯示了受試者在暴露時(shí)間為60、120、180 min時(shí)局部熱舒適投票的變化情況。由圖8可知：各局部熱舒適程度隨時(shí)間推移顯著提高(P<0.000 1)；暴露時(shí)間為60 min時(shí)，各工況下上半身各部位間熱舒適差異較大；暴露時(shí)間為120 min時(shí)，各工況下下半身各部位間熱舒適差異較大；下半身(大腿、小腿)熱舒適變化滯后于上半身，但在180 min結(jié)束后，各部位熱舒適投票趨近一致。

2.4 熱可接受度

圖9顯示了各工況下受試者熱可接受度的逐時(shí)變化情況。由圖9可知：受試者熱可接受度隨時(shí)間推移呈上升趨勢(shì)；不對(duì)稱(chēng)輻射溫度對(duì)熱可接受度影響明顯，但隨著暴露時(shí)間增加，影響變?nèi)?；?dāng)暴露時(shí)間小于60 min時(shí)，熱可接受度投票值隨不對(duì)稱(chēng)輻射溫度的升高而明顯增大；此后，隨暴露時(shí)間增加，各工況間的熱可接受度差異逐漸減??；當(dāng)暴露時(shí)間大于120 min時(shí)，各工況熱可接受度趨于一致。

圖9 不同工況下熱可接受度的逐時(shí)變化

2.5 皮膚溫度

圖10顯示了受試者平均皮膚溫度隨時(shí)間的變化。由圖10可知：平均皮膚溫度受不對(duì)稱(chēng)輻射溫度影響明顯，各工況間差異隨暴露時(shí)間增加而增大；在26 ℃均勻環(huán)境及不對(duì)稱(chēng)輻射溫度較低的情況下，平均皮膚溫度隨時(shí)間推移呈下降趨勢(shì)，在Δtpr=6.3 ℃及Δtpr= 8.6 ℃時(shí)，平均皮膚溫度全程保持穩(wěn)定。

圖10 不同工況下平均皮膚溫度的逐時(shí)變化

圖11顯示了各工況下近墻側(cè)與遠(yuǎn)墻側(cè)的局部平均皮膚溫度(tsk)在暴露時(shí)間為60、120、180 min時(shí)的變化情況。由圖11可知：受試者近墻側(cè)的局部皮膚溫度僅在上臂處隨時(shí)間的推移略有上升，其余各部位均隨時(shí)間的推移逐漸降低，但變化均不顯著(P>0.05)；該側(cè)受試者局部皮膚溫度隨不對(duì)稱(chēng)輻射溫度的升高逐漸升高，但僅在180 min時(shí)工況1(Δtpr=0 ℃)與工況5(Δtpr=8.6 ℃)的上臂處皮膚溫度具有差異(P<0.05)；受試者遠(yuǎn)墻側(cè)局部皮膚溫度均隨時(shí)間的推移逐漸降低，但差異不顯著(P>0.05)，隨不對(duì)稱(chēng)輻射溫度的升高無(wú)顯著變化；側(cè)向不對(duì)稱(chēng)輻射對(duì)受試者遠(yuǎn)離墻面身體各部位皮膚溫度的影響較小。

3 討論

3.1 熱輻射環(huán)境下暴露時(shí)間對(duì)人體熱舒適的影響

受試者各工況下的熱感覺(jué)隨暴露時(shí)間的增加逐漸下降并趨近于中性，熱舒適程度與熱可接受度隨之增加。與文獻(xiàn)[12]的側(cè)墻冷輻射實(shí)驗(yàn)結(jié)果“熱反應(yīng)隨暴露時(shí)間增加而下降”不同，原因是冷輻射下受試者熱感覺(jué)隨時(shí)間推移偏離中性，而熱輻射下受試者熱感覺(jué)趨近于中性。

圖12顯示了各工況下受試者心率的逐時(shí)變化情況。由圖12可知，各工況下心率隨時(shí)間的推移逐漸下降并趨于穩(wěn)定，不對(duì)稱(chēng)輻射對(duì)心率無(wú)影響。研究證明，心率與人體的新陳代謝率存在明顯正相關(guān)關(guān)系，心率作為新陳代謝率的預(yù)測(cè)指標(biāo)已被寫(xiě)入ISO 8996：2004[16]標(biāo)準(zhǔn)。心率隨時(shí)間推移下降，受試者的代謝產(chǎn)熱可能隨之減少，導(dǎo)致熱感覺(jué)下降。

圖12 各工況下心率的逐時(shí)變化

圖13顯示了暴露時(shí)間為60、120、180 min時(shí)受試者局部熱不舒適百分比與不對(duì)稱(chēng)輻射的關(guān)系。由圖13可知：局部熱不舒適百分比隨不對(duì)稱(chēng)輻射溫度升高而增大，但增大的速率不同；暴露時(shí)間影響受試者對(duì)不對(duì)稱(chēng)輻射的敏感性，暴露時(shí)間越長(zhǎng)，受試者對(duì)不對(duì)稱(chēng)輻射越不敏感。ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)[17]基于Fanger實(shí)驗(yàn)[1-2]建議取5%的局部不舒適百分比確定不對(duì)稱(chēng)輻射溫度上限值，得到中性環(huán)境下熱墻不對(duì)稱(chēng)輻射溫度限值為25 ℃。本實(shí)驗(yàn)得到的不對(duì)稱(chēng)輻射溫度限值在不同暴露時(shí)間下分別為1.7 ℃(60 min)、1.9 ℃(120 min)、4.4 ℃(180 min)，遠(yuǎn)低于ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)[17]、ISO標(biāo)準(zhǔn)[14]與Fanger實(shí)驗(yàn)結(jié)果[1-2]。Fanger實(shí)驗(yàn)[1-2]是在中性環(huán)境下進(jìn)行的，在提高側(cè)墻表面溫度時(shí)降低空氣溫度以保持受試者熱中性，且暴露時(shí)間僅為30 min，受試者可能未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)更為貼近實(shí)際建筑環(huán)境，室內(nèi)空氣溫度與其余表面溫度均為26 ℃，實(shí)驗(yàn)時(shí)間為180 min，期間各工況下受試者全身熱感覺(jué)逐漸下降并保持在中性與稍暖之間，這可能是不同于Fanger實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因。當(dāng)室內(nèi)存在不對(duì)稱(chēng)輻射時(shí)，若通過(guò)降低空氣溫度與壁面溫度來(lái)提高人體舒適程度是不易實(shí)現(xiàn)且不節(jié)能的。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間逗留房間，建議在前120 min內(nèi)提供可調(diào)節(jié)風(fēng)扇等個(gè)性化設(shè)備，增加對(duì)流散熱提高人體舒適程度。隨著暴露時(shí)間增加，人體的熱感覺(jué)降低，對(duì)不對(duì)稱(chēng)輻射的敏感性降低，人體達(dá)到舒適。對(duì)于短時(shí)逗留房間，可以降低空氣溫度以補(bǔ)償壁面溫度升高產(chǎn)生的熱作用，但從節(jié)能的角度出發(fā)，建議增加個(gè)性化熱舒適設(shè)備提高人體舒適程度。

圖13 不同暴露時(shí)間下局部熱不舒適百分比與不對(duì)稱(chēng)輻射溫度的關(guān)系

3.2 熱輻射環(huán)境下整體與局部熱感覺(jué)的關(guān)系

文獻(xiàn)[9]研究發(fā)現(xiàn)身體各部位的熱感覺(jué)對(duì)整體熱感覺(jué)會(huì)有不同程度影響。局部對(duì)整體熱感覺(jué)的影響權(quán)重和影響因子均能較好地反映局部熱感覺(jué)與整體熱感覺(jué)之間的關(guān)系[9-10]。利用主成分分析法，對(duì)整體熱感覺(jué)與局部熱感覺(jué)進(jìn)行多元回歸，得到側(cè)墻熱輻射下整體熱感覺(jué)與局部熱感覺(jué)的回歸方程，見(jiàn)式(2)，其相關(guān)系數(shù)R2=0.898，表明局部熱感覺(jué)與整體熱感覺(jué)之間具有較強(qiáng)的線性相關(guān)關(guān)系。

TSVw=0.194TSVf+0.172TSVc+0.191TSVb+0.207TSVab+0.180TSVa+

0.194TSVt+0.216TSVl-0.118

(2)

式中TSVw為全身熱感覺(jué)；TSVf為臉部熱感覺(jué)；TSVc為胸部熱感覺(jué)；TSVb為背部熱感覺(jué)；TSVab為腹部熱感覺(jué)；TSVa為上臂熱感覺(jué)；TSVt為大腿熱感覺(jué)；TSVl為小腿熱感覺(jué)。

由此得到各部位熱感覺(jué)對(duì)整體熱感覺(jué)的影響權(quán)重，由大到小依次為:小腿(0.216)、腹部(0.207)、臉部(0.194)、大腿(0.194)、背部(0.191)、上臂(0.180)和胸部(0.172)，其中小腿影響權(quán)重最大，胸部最小。

同樣，對(duì)整體熱舒適與局部熱舒適進(jìn)行主成分分析法多元回歸，得到回歸方程，見(jiàn)式(3)，相關(guān)系數(shù)R2=0.825，表明局部熱舒適與整體熱舒適具有較強(qiáng)的線性相關(guān)關(guān)系。各部位熱舒適對(duì)整體熱舒適的影響權(quán)重由大到小依次為：背部(0.219)、胸部(0.207)、大腿(0.170)、小腿(0.163)、上臂(0.158)和臉部(0.123)。

TCVw=0.123TCVf+0.207TCVc+0.219TCVb+0.158TCVa+0.170TCVt+

0.163TCVl+0.035

(3)

式中TCVw為全身熱舒適；TCVf為臉部熱舒適；TCVc為胸部熱舒適；TCVb為背部熱舒適；TCVa為上臂熱舒適；TCVt為大腿熱舒適；TCVl為小腿熱舒適。

3.3 熱輻射環(huán)境下皮膚溫度與熱感覺(jué)的關(guān)系

研究發(fā)現(xiàn)，人體的皮膚溫度與熱感覺(jué)相關(guān)[18-19]。Arens等人通過(guò)研究得出，當(dāng)平均皮膚溫度在29～34 ℃范圍內(nèi)變化時(shí)，全身熱感覺(jué)與平均皮膚溫度間呈現(xiàn)出較好的線性關(guān)系[10]。表5給出了實(shí)驗(yàn)中受試者局部平均熱感覺(jué)與局部皮膚溫度的線性回歸關(guān)系式(TSV=atsk+b)中的各參數(shù)。由各回歸方程的回歸系數(shù)R2可知，僅受試者大腿與小腿右側(cè)和平均熱感覺(jué)與對(duì)應(yīng)皮膚溫度具有較好的線性關(guān)系外，受試者身體其他部位及全身熱感覺(jué)與皮膚溫度之間均無(wú)線性相關(guān)關(guān)系(R2較小)。由各回歸關(guān)系式的斜率a可知，受試者大腿熱感覺(jué)隨相應(yīng)部位皮膚溫度的變化率較高。令TSV=0，得到相應(yīng)部位中性皮膚溫度，受試者全身中性平均皮膚溫度為32.8 ℃，大腿中性平均皮膚溫度為33.4 ℃，小腿為32.5 ℃。全身中性平均皮膚溫度約為33 ℃，受試者整體與局部的中性皮膚溫度與其所處實(shí)驗(yàn)環(huán)境及方式無(wú)關(guān)。同時(shí)，從表5可以看出，上半身中性皮膚溫度比全身中性皮膚溫度高，而下半身中性皮膚溫度比全身中性皮膚溫度低。

表5 各部位平均熱感覺(jué)與皮膚溫度的線性回歸關(guān)系

本文研究了側(cè)墻熱輻射環(huán)境下暴露時(shí)間對(duì)人體心理和生理反應(yīng)的影響，得到不同暴露時(shí)間下人體的不對(duì)稱(chēng)輻射舒適溫度限值，并對(duì)比國(guó)際現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，給出符合中國(guó)實(shí)際情況的室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)參數(shù)。本研究?jī)H設(shè)定了一個(gè)室內(nèi)溫度，當(dāng)側(cè)墻溫度升高時(shí)，平均輻射溫度隨之升高，因此受試者可能不處于熱中性。后續(xù)研究應(yīng)增加室內(nèi)溫度工況，排除全身熱感覺(jué)對(duì)不對(duì)稱(chēng)輻射敏感性的影響?？紤]到室內(nèi)空氣流速對(duì)人體熱舒適的影響，增加空氣流速實(shí)驗(yàn)，得到更加節(jié)能的室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)策略。

4 結(jié)論

1) 隨著受試者在不均勻輻射環(huán)境中暴露時(shí)間的增加，受試者熱感覺(jué)逐漸降低并趨近中性，熱舒適度和熱可接受度逐漸增大，平均皮膚溫度無(wú)顯著變化。

2) 在暴露時(shí)間為60、120、180 min時(shí)，5%局部熱不舒適的不對(duì)稱(chēng)輻射溫度限值分別為1.7、1.9、4.5 ℃。建議在人們進(jìn)入不對(duì)稱(chēng)環(huán)境的前120 min內(nèi)提供可調(diào)節(jié)風(fēng)扇等個(gè)性化設(shè)備，增加對(duì)流散熱，提高人體舒適程度。

3) 建立了適用于中性環(huán)境溫度下側(cè)墻熱輻射環(huán)境的人體熱感覺(jué)、熱舒適評(píng)價(jià)模型。其中小腿和腹部對(duì)整體熱感覺(jué)影響較大，小腿和大腿對(duì)整體熱感覺(jué)和熱舒適影響均較大。