嚴寒地區(qū)室內外過渡空間人體舒適性研究

李宗昆，鄒惠芬

(沈陽建筑大學市政與環(huán)境工程學院，遼寧 沈陽 110168)

一直以來國內外研究學者對于室內外的空間環(huán)境研究較多。然而，有關過渡空間人體熱舒適相關研究卻寥寥無幾，環(huán)境溫度突變對人體熱舒適影響的研究仍不充分。由于人體對過渡空間突變環(huán)境的熱反應具有特殊性，不能用PMV指標作為評價依據(jù)，那么突變過程中如何對其進行評價或預測等等一系列關鍵性問題需要進一步研究。

1 室內外過渡空間的概念

室內外過渡空間由于其自身的雙重特性而顯現(xiàn)出一種概念模糊的狀態(tài)。在日常生活中，我們所經歷的環(huán)境大多數(shù)為動態(tài)的，是由多個不同的熱環(huán)境構成，人們不斷的從一個環(huán)境過渡到另一個環(huán)境，室內外過渡空間類型有很多，主要有以下兩類：第一，暫留區(qū)的過渡，人們在乘坐交通工具的過程，交通工具候車室環(huán)境與室外自然環(huán)境的過渡；第二，建筑的周邊區(qū)與中心區(qū)間的過渡，辦公室環(huán)境與走廊或大廳間的過渡，室內大廳與室外環(huán)境間的過渡等等。暫留區(qū)和過渡區(qū)間往往是連接兩個環(huán)境的中間場所，在公共建筑中所占的體積大約占10%-40%。

2 人體熱舒適性研究

縱觀國內外以往與人體熱舒適有關的研究方法，主要包括以下三種方法：物理學方法、生理學方法、心理學方法。

(1)物理學方法。物理學方法是將人體視為一個熱源，其內部不斷產熱，并不斷與外界環(huán)境進行熱交換以維持機體熱平衡。物理方法在處理環(huán)境變量對散熱的影響是一種有效的方法。純物理方法不充分考慮人體對冷熱環(huán)境的熱反應，也不考慮人體的的舒適性。

(2)生理學方法。生理學方法是研究人體對冷熱刺激的反應，目的在于研究人體生理各項指標在冷熱刺激下的響應規(guī)律，其中包括如體溫調節(jié)、血管收縮、血壓調節(jié)、出汗等一系列人體熱反應的機理。但因為人體本身是一個復雜的系統(tǒng)，是由多個相互影響的控制系統(tǒng)組成，所以通常難以區(qū)別各種刺激對人體熱舒適性的作用。

圖1 體溫調節(jié)基本原理

(3)心理學方法。心理學方法是基于生理學方法，以人的感覺為基準點開展的。感覺是往往不能直接通過測量得到，必須通過觀察有關反應來推論。心理生理學家通常借助測量心率或皮膚阻抗等生理參數(shù)的反應，用以觀察人的情緒和感覺之間的相互關系，并采用數(shù)值標尺要求受試者評定自己的感覺，以此來量化感覺。目前熱舒適研究都是直接采用ASHRAE熱感覺7級標尺來研究人體熱反應。

表1 ASHRAE熱感覺標度

3 室內外過渡空間研究

(1)室內外過渡空間人體主觀熱反應規(guī)律。通過在實際的過渡空間或人工氣候室營造典型的冬夏季溫度突變環(huán)境，分析從偏熱/冷環(huán)境—中性環(huán)境—偏熱/冷環(huán)境溫度時，人體主觀熱感覺、熱舒適的變化規(guī)律及其相互關系，建立熱—中性過渡的溫度突變環(huán)境下動態(tài)熱感覺預測模型；尋求人體局部部位對冷、熱刺激的敏感部位，為工位空調局部送風改善人體熱舒適提供理論依據(jù)和方向。

(2)室內外過渡空間人體客觀生理熱反應規(guī)律。通過在實際的過渡空間或人工氣候室營造典型的冬夏季溫度突變環(huán)境，分析從偏熱/冷環(huán)境—中性環(huán)境—偏熱/冷環(huán)境溫度時，人體客觀生理反應(皮膚溫度、皮膚表面換熱)規(guī)律關系。

圖2 人體熱平衡示意圖

(3)室內外過渡空間動態(tài)環(huán)境下人體主觀熱反應與客觀生理反應內在關系的探討。針對溫度突變到熱反應達到穩(wěn)定之前的階段，探討人體熱感覺與皮膚溫度、皮膚溫度變化率、皮膚表面熱損失的關系，分析不同季節(jié)溫度突變環(huán)境下熱反應和生理反應的影響因素。

總之，室內外過渡空間的研究不僅可以改善人們從寒冷的室外環(huán)境機內到溫暖的室內環(huán)境時人提的熱舒適度，緩解人們由于空間熱環(huán)境的突變而帶來的熱舒適突然改變狀況，以增強過渡空間在建筑本體結構的過渡性作用，提高建筑功能性。還可以通過過渡空間的動態(tài)環(huán)境下人體熱反應特征及理論，從建筑節(jié)能的角度出發(fā)，提出適用于過渡空間的空調調控策略與建議，調節(jié)室內外過渡空間的溫度，減少能耗以達到節(jié)能減排的目的。

參考文獻：

[1] 廖建科.溫度突變的動態(tài)環(huán)境下人體熱舒適研究[D].重慶大學,2013.

[2] 于連廣,端木琳.溫度突變環(huán)境下人體平均溫度變化及熱感覺預測[J].發(fā)電與空調,2006,27(1):8-12.