中國(guó)南北人群在中性環(huán)境下的生理適應(yīng)性和主觀評(píng)價(jià)

林宇凡，楊柳，任藝梅，鄭武幸

(西安建筑科技大學(xué) a.土木學(xué)院；b.建筑學(xué)院，西安 710055)

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中國(guó)南北人群在中性環(huán)境下的生理適應(yīng)性和主觀評(píng)價(jià)

林宇凡a，b，楊柳b，任藝梅b，鄭武幸b

(西安建筑科技大學(xué) a.土木學(xué)院；b.建筑學(xué)院，西安 710055)

研究中國(guó)南北人群在中性環(huán)境下，生理適應(yīng)的自主神經(jīng)調(diào)節(jié)和主觀評(píng)價(jià)差異。采用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，遴選16名南方大學(xué)生和16名北方大學(xué)生，測(cè)試生理參數(shù)，包括皮膚溫度、心率、心率變異性(HRV)、血容量(BVP)、肌電(EMG)，填寫(xiě)主觀問(wèn)卷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1)中性環(huán)境，北方人群感覺(jué)是舒適的，各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)接近中性和適中，數(shù)據(jù)較集中；南方人群感覺(jué)稍熱，評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)較離散，但熱舒適(TCV)(p=0.106>0.05)、可接受程度(p=0.838>0.05)等幾個(gè)主觀評(píng)價(jià)與北方人群相比沒(méi)有顯著差異，說(shuō)明南方人群有較寬的熱中性溫度區(qū)和較好的環(huán)境忍耐力；2)南北人群在中性環(huán)境下，平均皮膚溫度有顯著差異(p=0.006<0.05)，且身體軀干部位的皮膚溫度顯著高于四肢皮膚溫度(p=0.009<0.05；p=0.043<0.05；p=0<0.05；p=0<0.05；p=0.002<0.05)，四肢皮膚溫度差異不顯著,肌電無(wú)顯著差異(p=0.961>0.05)。心率和心率變異性的LF/HF比值，均值有差異，但不顯著((p=0.265>0.05；p=0.618>0.05)，但BVP有顯著差異(p=0<0.05)。

地域；中性環(huán)境；生理適應(yīng)性；主觀評(píng)價(jià)

基于現(xiàn)場(chǎng)研究的熱適應(yīng)模型發(fā)現(xiàn)了室內(nèi)熱中性溫度與室外氣候有緊密的聯(lián)系，但熱適應(yīng)模型研究思路是關(guān)注熱中性溫度與氣候要素建立函數(shù)關(guān)系，關(guān)注的是結(jié)果，忽略了二者建立函數(shù)關(guān)系的生理適應(yīng)機(jī)理的揭示。因此，有學(xué)者開(kāi)始關(guān)注生理熱適應(yīng)，更多地關(guān)注人體在偏冷和偏熱環(huán)境下的生理反應(yīng)，包括寒冷季節(jié)體溫調(diào)節(jié)規(guī)律[1-3]；人體皮膚溫度差異與熱感覺(jué)(TSV)、熱舒適(TCV)[4-6]；人體的耐受生理指標(biāo)及耐受性[7-9]；人體電生理參數(shù)研究[10-11]。上述研究雖然揭示了生理熱適應(yīng)對(duì)熱舒適的影響機(jī)理，但現(xiàn)場(chǎng)熱舒適研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)南北人群的熱中性溫度區(qū)有明顯差異。在中國(guó)，秦嶺淮河線是中國(guó)南北分界線，它是以氣候、溫度和降水量為劃分依據(jù)。在氣候上，秦嶺淮河線是南方亞熱帶季風(fēng)氣候和北方溫帶季風(fēng)氣候的分界線；在氣溫上，秦嶺淮河線是1月平均溫度南方地區(qū)0 ℃以上和北方地區(qū)0 ℃以下的分界線；在降水上，秦嶺淮河線是水量800 mm以上(南方地區(qū))和800 mm以下(北方地區(qū))的分界線。氣候、溫度和降水量的差異使中國(guó)南北人群的生活方式、飲食習(xí)慣等有顯著差異，這條分界線也是中國(guó)冬季采暖和非采暖的分界線，導(dǎo)致南北人群對(duì)氣候的適應(yīng)能力有顯著差異[12-14]，但從生理適應(yīng)性的角度揭示這個(gè)差異的文獻(xiàn)很少，特別是還沒(méi)有文獻(xiàn)從人體生理適應(yīng)的自主性調(diào)節(jié)來(lái)解釋這個(gè)差異。人體在適應(yīng)環(huán)境時(shí)，除了行為性體溫調(diào)節(jié)外，還有自主性體溫調(diào)節(jié)，即通過(guò)調(diào)節(jié)其產(chǎn)熱和散熱的生理活動(dòng)，如寒顫、發(fā)汗、血管舒張收縮等，以保持體溫相對(duì)恒定的調(diào)節(jié)過(guò)程。這個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程主要由自主性神經(jīng)調(diào)節(jié)完成。因此，論文以北方地區(qū)人群和南方地區(qū)人群為研究對(duì)象，采用實(shí)驗(yàn)研究，目的是發(fā)現(xiàn)我國(guó)南北人群生理適應(yīng)的自主性調(diào)節(jié)和主觀感受的差異，揭示人體在中性環(huán)境下的生理適應(yīng)機(jī)理，完善熱適應(yīng)模型。

1 實(shí)驗(yàn)方法與材料

1.1 測(cè)試者

分別遴選16名來(lái)自北方地區(qū)的大學(xué)三年級(jí)學(xué)生和南方地區(qū)的大學(xué)一年級(jí)新生。北方地區(qū)學(xué)生全部選擇出生在北方且一直在北方地區(qū)生活學(xué)習(xí)，已適應(yīng)的北方氣候環(huán)境；南方地區(qū)學(xué)生全部選擇出生在南方，在南方地區(qū)生活學(xué)習(xí)，測(cè)試時(shí)已在西安生活學(xué)習(xí)2個(gè)半月，尚未適應(yīng)北方氣候環(huán)境。南北人群的體重均值、身高均值和年齡均值分別是59.18 kg、171.06 cm、18.5歲和65.56 kg、171.25 cm、20.75歲。實(shí)驗(yàn)對(duì)測(cè)試者的要求有：測(cè)試者身體健康；測(cè)試者應(yīng)確保實(shí)驗(yàn)當(dāng)天身體狀況和精神狀態(tài)均良好；實(shí)驗(yàn)前保持皮膚清潔，避免干擾生理指標(biāo)的正常測(cè)試；測(cè)試前，對(duì)測(cè)試者進(jìn)行動(dòng)員，包括閱讀實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書(shū)和主觀問(wèn)卷調(diào)查；按照ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)[15], 要求測(cè)試者服裝為：內(nèi)衣褲(0.04 col)、普通秋衣秋褲(0.2 col+0.15 col)、薄外衣和薄外褲(0.22 col+0.28 col)、普通短襪(0.03 col)、單鞋(0.04 clo)，測(cè)試者需衣著寬松，禁穿緊身衣服；實(shí)驗(yàn)階段保持安靜，保持坐姿進(jìn)行測(cè)試。

1.2 人工氣候室

氣候室平面尺寸4.2 m×2.6 m，高度3.3 m。氣候室內(nèi)設(shè)空調(diào)，調(diào)節(jié)空氣溫度?？照{(diào)型號(hào)KFR-26GW(26556)FNDc-3；制熱面積10～15 m2，制熱量3 500 W，制熱功率1 075 W。循環(huán)風(fēng)量610 m3/h。

1.3 室內(nèi)熱環(huán)境測(cè)試參數(shù)和儀器設(shè)備

室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)(室內(nèi)空氣溫度、室內(nèi)空氣濕度、室內(nèi)風(fēng)速)的測(cè)試方法參照ISO-7726[16]標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，在進(jìn)行測(cè)試之前，對(duì)測(cè)試儀器進(jìn)行了調(diào)試和校核。測(cè)試儀器距離測(cè)試者50 cm以內(nèi)處。環(huán)境參數(shù)測(cè)試儀器是溫濕度計(jì)(RT-72ui；自記式；精度±0.3 ℃；精度±5%)；微風(fēng)儀(SWA03；手持式；精度±0.03 m/s)。

1.4 主觀問(wèn)卷設(shè)計(jì)

問(wèn)卷內(nèi)容涉及測(cè)試者對(duì)室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的主觀評(píng)價(jià)、主觀感覺(jué)的評(píng)價(jià)和主觀生理感覺(jué)的評(píng)價(jià)3個(gè)方面。

1.5 生理參數(shù)及儀器設(shè)備

人體適應(yīng)性的自主性調(diào)節(jié)是通過(guò)神經(jīng)中樞下丘腦綜合分析后，由交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的活躍或低迷變化導(dǎo)致皮膚血液流量、皮膚溫度、骨骼肌放電等發(fā)生變化，調(diào)整人體的產(chǎn)熱和散熱，保持人體體溫相對(duì)穩(wěn)定。因此，生理參數(shù)選取心率、心率變異性(HRV)(采用頻域分析法)觀察交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的變化、指尖脈搏血容量(BVP)觀察皮膚血液流量來(lái)判斷血管舒張或收縮狀態(tài)、皮膚溫度指標(biāo)觀察皮膚溫度變化、肌電量(EMG)觀察骨骼肌放電。

皮膚溫度通過(guò)熱電偶測(cè)出(Pt1000精度±0.1 ℃)；心率變異性(HRV)、心率、通過(guò)生理參數(shù)檢測(cè)儀測(cè)出(天津京津醫(yī)療器械廠)，生參儀見(jiàn)圖1和圖2，數(shù)據(jù)通過(guò)生參儀軟件讀?。恢讣饷}搏血容量(BVP)、肌電(EMG)通過(guò)生理參數(shù)反饋儀測(cè)出(荷蘭Spirit-Mind生物反饋技術(shù)公司)；EMG指標(biāo)選擇人體背部斜方肌，貼附一次性肌電電極片(可用一次性心電電極片代替)，然后連接肌電電極連線，與測(cè)試軟件連接測(cè)出。

圖1 生理參數(shù)記錄檢測(cè)儀Fig 1 Physiological parameters

圖2 生參儀佩帶示意圖Fig 2 A sketch of wearing physiological parameters

1.6 實(shí)驗(yàn)流程

實(shí)驗(yàn)在西安建筑科技大學(xué)綠色建筑研究中心氣候室進(jìn)行，考慮南方人群在西安居住時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)北方氣候產(chǎn)生生理適應(yīng)性可能性會(huì)增強(qiáng)，雖然有文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)[8]居住在日本的熱帶人居住時(shí)間長(zhǎng)達(dá)61個(gè)月，熱帶人的生理適應(yīng)特點(diǎn)依舊有保留，但考慮到實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)在2014年12月進(jìn)行，這時(shí)南方人群在西安居住較短，尚未形成對(duì)北方氣候的生理適應(yīng)。實(shí)驗(yàn)時(shí)間全部選擇在白天進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)流程見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)流程表Table 1 Experimental process table

1.7 數(shù)據(jù)整理和分析方法

室內(nèi)環(huán)境參數(shù)、測(cè)試者基本信息、主觀問(wèn)卷調(diào)查、皮膚溫度數(shù)據(jù)通過(guò)人工錄入，在EXCEL里匯總成表。心率、心率變異性(HRV)通過(guò)生理參數(shù)記錄檢測(cè)儀數(shù)據(jù)分析軟件(北京保邁科技有限公司)讀取。指尖脈搏血容量(BVP)和肌電(EMG)數(shù)據(jù)通過(guò)16通道認(rèn)知神經(jīng)生物反饋測(cè)試儀軟件讀取。

平均皮膚溫度采用不同部位測(cè)得的皮膚溫度乘以該部位占體表面積的百分比再相加[17]，計(jì)算式為

式中:Tmsk為平均皮膚溫度,℃；Ti為各區(qū)域皮膚溫度,℃；Si為對(duì)應(yīng)區(qū)域面積,m2。

皮膚各部位測(cè)點(diǎn)溫度采用14點(diǎn)，此外，再增加測(cè)試了左手指和左腳指兩點(diǎn)。14點(diǎn)平均皮膚溫度計(jì)算公式為

心率、心率變異性(HRV)數(shù)據(jù)通過(guò)生參儀分析軟件進(jìn)行，可通過(guò)分析處理和結(jié)果回顧得到信號(hào)波形，分析后的數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出并在EXCEL里匯總成表。指尖脈搏血容量(BVP)和肌電(EMG)數(shù)據(jù)通過(guò)生物反饋儀軟件進(jìn)行，通過(guò)分析界面看到信號(hào)波形，分析數(shù)據(jù)后導(dǎo)出在EXCEL里成表。見(jiàn)圖3和圖4。

圖3 BVP波形圖Fig 3 BVP Waveform

圖4 EMG波形圖Fig 4 EMG Waveform

采用SPSS22.0版數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。中性環(huán)境下南北人群的差異性分析采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)。數(shù)據(jù)分析前，先分析數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布，采用3種方法分析，分別是直方圖分析、Q-Q圖分析和非參數(shù)K-S檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果符合正態(tài)分布，采用上述方法，不符合正態(tài)分布，采用非參數(shù)秩和檢驗(yàn)。上述統(tǒng)計(jì)分析方法均以P<0.05為差異，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 環(huán)境參數(shù)測(cè)試結(jié)果

室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。表中對(duì)中性環(huán)境的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行了描述性統(tǒng)計(jì)分析，包括測(cè)試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)量及總和、數(shù)據(jù)極大值、極小值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差的統(tǒng)計(jì)量。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析表明，室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)的測(cè)試均控制良好。

表2 中性環(huán)境測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表Table 2 Statistics table of neutral environment test results

2.2 主觀問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果

圖5描述了南北人群在24 ℃的中性環(huán)境下的主觀問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果。包括6個(gè)問(wèn)題，分別是對(duì)24 ℃環(huán)境下的潮濕感、氣流感、熱感覺(jué)(TSV)、熱舒適(TCV)、期望溫度和對(duì)環(huán)境可接受程度的主觀評(píng)價(jià)。由圖5(a)(b)看出，南北人群對(duì)室內(nèi)濕度和室內(nèi)風(fēng)速的評(píng)價(jià)均接近于適中，但北方人群的評(píng)價(jià)要好于南方人群；由圖5(c)看出北方人群的熱感覺(jué)(TSV)好于南方人群，評(píng)價(jià)指標(biāo)約為0.2，而南方人群的評(píng)價(jià)指標(biāo)約為0.6，說(shuō)明這個(gè)中性環(huán)境對(duì)于南方人群來(lái)說(shuō)是稍熱的；但從圖5(d)看出，雖然南北人群的熱感覺(jué)(TSV)有少許差異，但熱舒適(TCV)差異不大，評(píng)價(jià)指標(biāo)均接近中性；圖5(e)看出，北方人群對(duì)這個(gè)環(huán)境溫度是滿意的，因此評(píng)價(jià)指標(biāo)約為2，既希望溫度保持不變，而南方人群卻認(rèn)為稍熱，評(píng)價(jià)指標(biāo)約為2.4；但從圖5(f)看出，南北人群對(duì)這個(gè)環(huán)境的可接受程度評(píng)價(jià)差異不大，指標(biāo)均約為1.5，這個(gè)指標(biāo)介于“剛剛可接受”和“完全可接受”之間。

主觀問(wèn)卷調(diào)查另外3個(gè)問(wèn)題，分別是出現(xiàn)什么生理反應(yīng)、與上次比較出現(xiàn)什么生理癥狀和說(shuō)出環(huán)境不太舒適的原因。研究發(fā)現(xiàn)，北方人群在中性環(huán)境下沒(méi)有生理反應(yīng)，93.75%的人沒(méi)有生理癥狀，12.5%的人表示環(huán)境舒適，提出環(huán)境不舒適的原因較多，主要集中表示空氣悶；南方人群有12.5%人出現(xiàn)排汗生理反應(yīng)，12.5%的人出現(xiàn)手冷和腳冷癥狀，提出環(huán)境不舒適的原因也主要集中表示空氣悶，占68.75%。被測(cè)試人員的上述反應(yīng)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的風(fēng)速有關(guān)，還有本次實(shí)驗(yàn)在2014年12月進(jìn)行，室外的環(huán)境溫度也會(huì)影響測(cè)試者出現(xiàn)局部手冷腳冷癥狀。

圖5 主觀問(wèn)卷調(diào)查高低圖Fig 5 high and low figure of subjective questionnaire

綜上所述，本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的中性環(huán)境，北方人群感覺(jué)是舒適的，各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)接近中性和適中，數(shù)據(jù)較集中；南方人群感覺(jué)稍熱，評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)較離散，但熱舒適(TCV)、可接受程度、出現(xiàn)的生理癥狀、評(píng)價(jià)環(huán)境不舒適的原因這幾個(gè)主觀評(píng)價(jià)與北方人群相比沒(méi)有顯著差異，數(shù)據(jù)均較集中，說(shuō)明南方人群有較寬的熱中性溫度區(qū)和較好的環(huán)境忍耐力。

2.3 生理反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖6看出，南方人群平均皮溫高于北方人群。由圖7看出，除左手外，身體各部位皮溫均高于北方人群，特別是軀干部位的皮溫顯著高于北方人群。南方人群左手皮溫低于北方人群，是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)在冬季進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)前，作者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，南方人群衣著量普遍少于北方人群，通過(guò)咨詢得知南方人群認(rèn)為北方冬季不冷，故無(wú)需穿太多衣服，加之左手暴露于寒冷環(huán)境中，影響了左手溫度，作者在隨后的指尖脈搏血容量(BVP)測(cè)試中，通過(guò)對(duì)左手指的測(cè)試，也印證了這個(gè)結(jié)論。

圖6 南北人群平均皮膚溫度Fig 6 Average skin temperature between residents of southern and northern

圖7 南北人群各點(diǎn)皮膚溫度Fig 7 skin temperature between residents of southern and

由圖8～9看出，中性環(huán)境下，南北人群心率沒(méi)有明顯差異，心率值約為82～85次/min。南北人群的心率變異性(HRV)有少許差異。北方人群LFNU稍高，HFNU稍低，LF/HF稍高。根據(jù)心率變異性(HRV)頻域分析方法可知[18-19]，LFNU和HFNU分別反映交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)對(duì)心率調(diào)控的一個(gè)相對(duì)水平，LF/HF比值反映交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)活動(dòng)的平衡狀態(tài)。中性環(huán)境下，南方人群的LF/HF比值稍小于北方人群，反映交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)活動(dòng)的平衡狀態(tài)稍弱于北方人群，實(shí)驗(yàn)結(jié)果印證了前面對(duì)南北人群的主觀問(wèn)卷調(diào)查得知，南方人群認(rèn)為這個(gè)環(huán)境稍熱，因此，交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)活動(dòng)的平衡狀態(tài)稍弱于北方人群。

圖8 南北人群心率Fig 8 Heard rate between residents of southern and northern

圖9 南北人群心率變異性Fig 9 HRV between residents of southern and

生理參數(shù)反饋儀的指尖脈搏血容量通過(guò)傳感器測(cè)量指尖血液流量。每次心跳過(guò)程中，血液流過(guò)動(dòng)脈和皮膚血管，血流量最大時(shí)，血容量信號(hào)最強(qiáng)，即波峰,見(jiàn)圖3。波峰的高度表示此時(shí)手指血流量與血管舒張或血管收縮之間的關(guān)系。信號(hào)波通過(guò)軟件分析裝換成數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)大小判斷手指血管的舒張和收縮。由圖10看出，北方人群的BVP顯著高于南方人群。北方人群的BVP值約為40～50 mV，南方人群的BVP值約為20 mV,作者在論述中性環(huán)境下南北人群左手及左手指皮膚溫度差異時(shí)已經(jīng)闡述。由圖11看出，中性環(huán)境下，南北人群的肌電量(EMG)均值差異不大，約為16.7 uV。南北人群肌電數(shù)據(jù)離散程度差異也不大，數(shù)據(jù)中位數(shù)有少許差異，南方人群中位數(shù)稍低于北方人群。

圖10 南北人群指尖脈搏血容量Fig 10 BVP between residents of southern and northern

圖11 南北人群肌電量圖Fig 11 EMG between residents of southern and

3 中性環(huán)境下南北人群的差異性分析

3.1 主觀評(píng)價(jià)差異性分析

表3～4是南北人群在中性環(huán)境下中的TSV和TCV主觀投票差異性分析的非參數(shù)秩和檢驗(yàn)結(jié)果。秩均值是秩和除以樣本量得出。南方人群的TSV秩均值大于北方人群，且差異顯著(p=0.013<0.05)。但TCV的秩均值差異不顯著(p=0.106>0.05)。

表3 秩Table3 Rank

表4 檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Table 4 Statistic test

其它主觀評(píng)價(jià)差異性分析發(fā)現(xiàn)，南北人群的潮濕感評(píng)價(jià)和環(huán)境可接受程度評(píng)價(jià)無(wú)顯著差異(p=0.381>0.05；p=0.838>0.05)；氣流感評(píng)價(jià)和期望溫度評(píng)價(jià)有顯著差異(p=0.03<0.05，p=0.016<0.05)。

3.2 生理參數(shù)結(jié)果差異性分析

表5～6是南北人群的平均皮膚溫度的差異性分析結(jié)果。分析發(fā)現(xiàn)，中性環(huán)境下，南方人群平均皮膚溫度均高于北方人群。

表5 檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Table 5 Statistic test

表6 獨(dú)立樣本檢驗(yàn)Table 6 Independent sample test

表6是南北人群在相同環(huán)境下的平均皮膚溫度獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)分析結(jié)果。中性環(huán)境下，F(xiàn)=0.373，p=0.546>0.05，說(shuō)明滿足假設(shè)方差相等。則t=-2.964,p=0.006<0.05；說(shuō)明南北人群平均皮膚溫度有顯著性差異。

除左手和左手指外，南方人群皮膚溫度均值均高于北方人群，但只有胸、腹、腰、大腿前側(cè)、大腿后側(cè)、左手指有顯著差異(p=0.009<0.05；p=0.043<0.05；p=0<0.05；p=0<0.05；p=0.002<0.05；p=0.017<0.05)。南方人群在中性環(huán)境下心率值低于北方人群，分別為82.99次/min(南)和84.52次/min(北)，但無(wú)顯著差異(p=0.265>0.05)。北方人群的LF/HF秩和和秩均值比南方人群稍高，但差異不顯著(p=0.618>0.05)。同樣，心率變異性(HRV)的低頻(LFNU)和高頻(HFNU)也呈上述結(jié)果,中性環(huán)境下差異不顯著(p=0.365>0.05；p=0.368>0.05)。北方人群在中性環(huán)境下的BVP均值均高于南方人群，且均有顯著性差異(p=0<0.05),但南北人群在中性環(huán)境下的肌電均值有少許差異，肌電均值分別為16.7 uV和16.76 uV，但無(wú)顯著性差異(p=0.961>0.05)。

綜上所述，南北人群在中性環(huán)境下，平均皮膚溫度有顯著差異(p=0.006<0.05)，并且，身體軀干部位的皮膚溫度顯著高于四肢皮膚溫度(p=0.009<0.05；p=0.043<0.05；p=0<0.05；p=0<0.05；p=0.002<0.05)，四肢皮膚溫度差異不顯著。心率、心率變異性的LF/HF比值和肌電量均值有差異，但不顯著(p=0.265>0.05；p=0.618>0.05；p=0.961>0.05)，但BVP有顯著差異(p=0<0.05)。

4 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)人體在中性環(huán)境的生理適應(yīng)性機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，得出以下結(jié)論。

1)在中性環(huán)境中，北方人群感覺(jué)是舒適的，各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)接近中性和適中，數(shù)據(jù)較集中；南方人群感覺(jué)稍熱，評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)較離散，表現(xiàn)為氣流感(p=0.03<0.05)、熱感覺(jué)(TSV)(p=0.013<0.05)、期望溫度(p=0.016<0.05)有顯著差異，但熱舒適(TCV)(p=0.106>0.05)、可接受程度(p=0.838>0.05)、出現(xiàn)的生理癥狀、評(píng)價(jià)環(huán)境不舒適的原因這幾個(gè)主觀評(píng)價(jià)與北方人群相比沒(méi)有顯著差異，數(shù)據(jù)均較集中，說(shuō)明南方人群有較寬的熱中性溫度區(qū)和較好的環(huán)境忍耐力。

2)在中性環(huán)境下，平均皮膚溫度有顯著差異(p=0.006<0.05)，并且，身體軀干部位的皮膚溫度顯著高于四肢皮膚溫度(p=0.009<0.05；p=0.043<0.05；p=0<0.05；p=0<0.05；p=0.002<0.05)，四肢皮膚溫度差異不顯著。心率、心率變異性的LF/HF比值和肌電量均值有差異，但不顯著(p=0.265>0.05；p=0.618>0.05；p=0.961>0.05)，但BVP有顯著差異(p=0<0.05)。

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(編輯 胡玲)

National Outstanding Youth Science Fund of China (No. 51325803); Soft Science Research Project of Mohurd (No. 2015-R1-007).

Physiological adaptability and subjective evaluation between different regions residents in neutral environment

Lin Yufan1,2,Yang Liu2,Ren Yimei2,Zheng Wuxing2

(a.School of Civil Engineering;b.School of Architecture,Xi'an University of Architecture and Technology University, Xi'an 710055, P.R. China)

The difference on physiological adaptation of autonomic nervous regulation and subjective evaluation between residents of southern and northern in a neutral environment in China were studied. Using the experimental design, selection of 16 south college students and 16 north of the college students, the physiological parameters test including skin temperature, heart rate, heart rate variability (HRV), blood volume pulse(BVP), electromyography(EMG), Filling in the subjective questionnaire. The results showed that: 1) the north crowd feeling was comfortable, evaluation index was near to neutral and moderate, data was relatively concentrated compared with the south people feeling was a bit hot, evaluation data was discrete in neutral environment, but thermal comfort (TCV) (p= 0.106 > 0.05), an acceptable level (p= 0.838 > 0.05) were no significant differences compared with the north people; 2) The average skin temperature had significant difference (p= 0.006 < 0.05), and the body skin temperature was significantly higher than limb skin temperature(p=0.009<0.05；p=0.043<0.05；p=0<0.05；p=0<0.05；p=0.002<0.05), limb skin temperature difference was not significant, electromyography was not significant difference (p= 0.961 > 0.05). Heart rate value and LF/HF value of heart rate variability were both differences, but not significance(p=0.265>0.05；p=0.618>0.05). But BVP was significant difference (p= 0 < 0.05).

region; neutral environment; physiological adaptability; subjective evaluation

10.11835/j.issn.1674-4764.2016.05.017

2015-12-21

國(guó)家杰出青年科學(xué)基金(51325803); 住建部軟科學(xué)研究項(xiàng)目(2015-R1-007)

林宇凡(1974-)，女，副教授，博士生，主要從事建筑氣候與節(jié)能研究,(E-mail)376077580@qq.com。

楊柳(通信作者)，女，教授，博士生導(dǎo)師,(E-mail)626224056@qq.com。

TU111.3

A

1674-4764(2016)05-0130-08

Received:2015-12-21

Author brief：Lin Yufan(1974-)，associate professor, PhD condidate, main research interests: bioclimatic building and energy saving, (E-mail)376077580@qq.com.

Yang Liu(corresponding author),professor,doctoral supervisor,(E-mail)626224056@qq.com.