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不同室内热经历下人体生理热适应对热反应的影响研究

作　者: 余娟
导　师: 沈恒根；朱颖心
学　校: 东华大学
专　业: 供热供燃气通风及空调工程
关键词: 建筑环境热舒适热适应生理适应室内热经历
分类号: TU111
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

热适应研究是人体热舒适研究的重要领域,对于人们正确认识气候、建筑环境对热舒适影响规律具有重要意义,也能为今后建筑设计标准制定和节能设计提供指导。但已有的研究缺少对热适应内在机制的深入探索,尤其在生理适应和热舒适之间的关系上还不够明确；此外,现有的热适应模型将室内舒适温度完全归结为室外气候的影响,忽略了人的室内热经历的重要作用,其合理性和可靠性还需要进一步的研究。针对以上问题,本文开展了以下的研究工作：(1)进行了表征人体热反应的代表性生理指标的实验研究。通过人体热反应实验,对已有文献中提到较多的可能可以用来反映人体热反应的生理指标进行验证,并对一些新的生理指标进行探索,最终筛选出皮肤温度和心率变异性可以作为表征人体热反应的代表性指标。(2)对具有不同夏季室内热经历的人群进行人体热反应的实验研究。该研究比较了长期在空调建筑中的人(空调组)与长期在非空调建筑中的人(非空调组)在相同热冲击环境下的主观热反应、生理反应的差异。结果表明,夏季室内热经历对人体在偏热环境下的热适应性有重要的影响作用,空调组对偏热环境的生理适应性不如非空调组,并且发现对偏热环境的生理适应性能够显著改善人体在偏热环境下的热舒适,但不影响人体在中性环境下的热舒适。(3)对具有不同冬季室内热经历的人群进行人体热反应的实验研究。该研究比较了冬季长期在采暖建筑中的人(采暖组)与长期在非采暖建筑中的人(非采暖组)在相同偏冷环境下的主观热反应、生理反应的差异。结果表明,冬季室内热经历对人体在偏冷环境下的热适应性有重要的作用,采暖组对偏冷环境的生理适应性不如非采暖组,并且发现对偏冷环境的生理适应性能够显著改善人们在偏冷环境下的热舒适。(4)以实验研究为基础,结合生理学、心理学的相关理论进行了人体生理适应与热适应、热经历与热适应性的关系的分析。分析结果明确了生理适应是热适应的本质属性,提出了皮肤温度、出汗率、HRV和HSP70可以作为人体对偏热环境产生生理适应的表征指标,皮肤温度可以作为人体对偏冷环境产生生理适应的表征指标；指出了热经历是影响人体热适应性的重要因素,对多数人而言,室内热经历比室外热经历的影响更显著；对热经历、热适应内在机制、热舒适之间建立了较完善的热适应模型作用框架。本课题研究所积累的人体热反应实验数据和研究分析,能够为热适应模型的合理建立提供数据支持和理论依据；本文所证实的室内热经历对生理适应的重要影响以及生理适应在建筑环境人体热适应中的重要作用,为进一步完善建筑环境控制标准设定提供理论指导。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-10
目录  10-14
主要符号对照表  14-16
第1章绪论  16-40
  1.1 研究背景  16-17
  1.2 文献综述  17-37
    1.2.1 热舒适的基础实验研究  17-20
    1.2.2 非空调建筑的热舒适现场调查  20-24
    1.2.3 热适应研究现状  24-34
    1.2.4 基于生理指标的热舒适、热适应研究  34-36
    1.2.5 总结与评价  36-37
  1.3 课题研究内容  37-40
    1.3.1 研究内容和技术路线  37-38
    1.3.2 拟解决的关键问题  38
    1.3.3 论文框架  38-40
第2章反映人体热反应的生理指标研究  40-65
  2.1 引言  40-41
  2.2 实验设计  41-49
    2.2.1 受试者  41
    2.2.2 实验工况  41-42
    2.2.3 人工气候室  42
    2.2.4 测试参数和测试方法  42-48
    2.2.5 实验流程  48-49
    2.2.6 实验中止条件  49
  2.3 实验结果  49-61
    2.3.1 实测环境参数  49
    2.3.2 环境温度对主观投票的影响  49-51
    2.3.3 环境温度对生理指标的影响  51-57
    2.3.4 主观投票之间的关系  57-58
    2.3.5 生理指标与主观投票的相关性分析  58-61
  2.4 讨论与分析  61-64
    2.4.1 皮肤温度  62
    2.4.2 心率变异性  62-63
    2.4.3 脑电波  63-64
  2.5 本章小结  64-65
第3章夏季空调环境与非空调环境人群人体热反应实验研究  65-84
  3.1 引言  65-66
  3.2 实验设计  66-71
    3.2.1 受试者  66-67
    3.2.2 测试时间  67
    3.2.3 人工气候室  67-68
    3.2.4 实验工况  68
    3.2.5 测试参数和仪器设备  68-69
    3.2.6 实验流程  69-71
  3.3 实验结果  71-75
    3.3.1 环境参数控制结果  71
    3.3.2 主观投票  71
    3.3.3 皮肤温度  71-73
    3.3.4 出汗量比较  73-74
    3.3.5 心率变异性  74-75
    3.3.6 热应激蛋白  75
  3.4 讨论与分析  75-83
    3.4.1 体重对实验结果的影响  75-80
    3.4.2 生理调节对主观投票的影响  80-82
    3.4.3 夏季室内热经历对人体热适应性的影响  82-83
  3.5 本章小结  83-84
第4章冬季采暖环境与非采暖环境人群人体热反应实验研究  84-104
  4.1 引言  84-85
  4.2 实验设计  85-90
    4.2.1 受试者  85-86
    4.2.2 实验工况  86
    4.2.3 测试参数和仪器设备  86-87
    4.2.4 实验流程  87-90
  4.3 实验结果  90-100
    4.3.1 环境参数控制结果  90
    4.3.2 热感觉稳定时间  90-92
    4.3.3 主观投票  92-94
    4.3.4 局部冷感  94-95
    4.3.5 皮肤温度  95-98
    4.3.6 心率变异性  98-99
    4.3.7 肌肉紧张感和身体冷战  99-100
  4.4 讨论与分析  100-103
    4.4.1 生理调节对主观投票的影响  100-102
    4.4.2 冬季室内热经历对人体热适应性的影响  102
    4.4.3 关于制定室内采暖温度差异标准的讨论  102-103
  4.5 本章小结  103-104
第5章热适应对热舒适影响机理探讨  104-123
  5.1 引言  104
  5.2 生理适应在热适应中的作用  104-110
    5.2.1 人体对环境的应激  104-105
    5.2.2 人为什么会有热适应  105-106
    5.2.3 生理适应对热舒适的影响  106-108
    5.2.4 表征人体热适应的生理指标  108-110
  5.3 热经历对人体热适应性的影响  110-115
    5.3.1 环境温度对生理热调节的影响  110-111
    5.3.2 室内热经历对人体热适应性的影响  111-112
    5.3.3 室外热经历对人体热适应性的影响  112
    5.3.4 室内、室外热经历对人体热适应性影响程度的探讨  112-115
  5.4 热适应模型理论框架的探讨  115-122
    5.4.1 对当前热适应模型的讨论  115-118
    5.4.2 热适应对人体热反应影响的实验证据  118-120
    5.4.3 热适应影响热舒适的作用框架  120-122
  5.5 本章小结  122-123
第6章总结与建议  123-125
参考文献  125-133
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  133-135
致谢  135

不同室内热经历下人体生理热适应对热反应的影响研究

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