嚴(yán)寒地區(qū)室內(nèi)外過渡空間人體舒適性研究

李宗昆，鄒惠芬

(沈陽(yáng)建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110168)

一直以來國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者對(duì)于室內(nèi)外的空間環(huán)境研究較多。然而，有關(guān)過渡空間人體熱舒適相關(guān)研究卻寥寥無(wú)幾，環(huán)境溫度突變對(duì)人體熱舒適影響的研究仍不充分。由于人體對(duì)過渡空間突變環(huán)境的熱反應(yīng)具有特殊性，不能用PMV指標(biāo)作為評(píng)價(jià)依據(jù)，那么突變過程中如何對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)或預(yù)測(cè)等等一系列關(guān)鍵性問題需要進(jìn)一步研究。

1 室內(nèi)外過渡空間的概念

室內(nèi)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(jīng)歷的環(huán)境大多數(shù)為動(dòng)態(tài)的，是由多個(gè)不同的熱環(huán)境構(gòu)成，人們不斷的從一個(gè)環(huán)境過渡到另一個(gè)環(huán)境，室內(nèi)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?cè)诔俗煌üぞ叩倪^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(nèi)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(gè)環(huán)境的中間場(chǎng)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(guó)內(nèi)外以往與人體熱舒適有關(guān)的研究方法，主要包括以下三種方法：物理學(xué)方法、生理學(xué)方法、心理學(xué)方法。

(1)物理學(xué)方法。物理學(xué)方法是將人體視為一個(gè)熱源，其內(nèi)部不斷產(chǎn)熱，并不斷與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換以維持機(jī)體熱平衡。物理方法在處理環(huán)境變量對(duì)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(duì)冷熱環(huán)境的熱反應(yīng)，也不考慮人體的的舒適性。

(2)生理學(xué)方法。生理學(xué)方法是研究人體對(duì)冷熱刺激的反應(yīng)，目的在于研究人體生理各項(xiàng)指標(biāo)在冷熱刺激下的響應(yīng)規(guī)律，其中包括如體溫調(diào)節(jié)、血管收縮、血壓調(diào)節(jié)、出汗等一系列人體熱反應(yīng)的機(jī)理。但因?yàn)槿梭w本身是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，是由多個(gè)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(duì)人體熱舒適性的作用。

圖1 體溫調(diào)節(jié)基本原理

(3)心理學(xué)方法。心理學(xué)方法是基于生理學(xué)方法，以人的感覺為基準(zhǔn)點(diǎn)開展的。感覺是往往不能直接通過測(cè)量得到，必須通過觀察有關(guān)反應(yīng)來推論。心理生理學(xué)家通常借助測(cè)量心率或皮膚阻抗等生理參數(shù)的反應(yīng)，用以觀察人的情緒和感覺之間的相互關(guān)系，并采用數(shù)值標(biāo)尺要求受試者評(píng)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(jí)標(biāo)尺來研究人體熱反應(yīng)。

表1 ASHRAE熱感覺標(biāo)度

3 室內(nèi)外過渡空間研究

(1)室內(nèi)外過渡空間人體主觀熱反應(yīng)規(guī)律。通過在實(shí)際的過渡空間或人工氣候室營(yíng)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(shí)，人體主觀熱感覺、熱舒適的變化規(guī)律及其相互關(guān)系，建立熱—中性過渡的溫度突變環(huán)境下動(dòng)態(tài)熱感覺預(yù)測(cè)模型；尋求人體局部部位對(duì)冷、熱刺激的敏感部位，為工位空調(diào)局部送風(fēng)改善人體熱舒適提供理論依據(jù)和方向。

(2)室內(nèi)外過渡空間人體客觀生理熱反應(yīng)規(guī)律。通過在實(shí)際的過渡空間或人工氣候室營(yíng)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(shí)，人體客觀生理反應(yīng)(皮膚溫度、皮膚表面換熱)規(guī)律關(guān)系。

圖2 人體熱平衡示意圖

(3)室內(nèi)外過渡空間動(dòng)態(tài)環(huán)境下人體主觀熱反應(yīng)與客觀生理反應(yīng)內(nèi)在關(guān)系的探討。針對(duì)溫度突變到熱反應(yīng)達(dá)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(guān)系，分析不同季節(jié)溫度突變環(huán)境下熱反應(yīng)和生理反應(yīng)的影響因素。

總之，室內(nèi)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(jī)內(nèi)到溫暖的室內(nèi)環(huán)境時(shí)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(qiáng)過渡空間在建筑本體結(jié)構(gòu)的過渡性作用，提高建筑功能性。還可以通過過渡空間的動(dòng)態(tài)環(huán)境下人體熱反應(yīng)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(diào)調(diào)控策略與建議，調(diào)節(jié)室內(nèi)外過渡空間的溫度，減少能耗以達(dá)到節(jié)能減排的目的。

參考文獻(xiàn)：

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