全国9座城市住宅主观睡眠热舒适及人员适应性行为长期监测研究

为研究我国不同气候区居民的睡眠热舒适,对位于全国5个气候区9座城市的166户住宅居民进行了为期1年的睡眠热舒适调研。通过对获得的4260份问卷的分析发现,住户睡眠热感觉为中性时,主观睡眠质量最好,偏暖的热感觉下睡眠质量比偏冷的热感觉下差。住户为改善睡眠环境会积极地调节寝具热阻、开关窗和使用空调,因此热感觉投票在"稍暖""中性"和"稍冷"区间内的比例高达84%。但位于北方城市的调研住户由于夏季不开空调或冬季供暖过度,总体夜间睡眠时感觉到"暖"和"热"的比例高于感觉到"凉"和"冷"的比例(高1.2%~4.0%);而位于南方城市的调研住户冬季没有供暖,总体夜间睡眠时感觉到"凉"和"冷"的比例高于感觉到"暖"和"热"的比例(高1.0%~4.4%)。因此从全国范围来看,针对不同气候区的特点和行为调节习惯有重点地改善季节性睡眠热不舒适是住宅睡眠环境控制的关键。

通过改变人体导热实现睡眠热舒适性的研究

本文结合实测数据和理论研究,得出考虑人体导热时的睡眠热平衡方程,并根据该方程计算出不同睡眠环境温度下,为满足睡眠热舒适需要的导热量。设计出一种合理利用导热来满足睡眠热舒适的睡眠床模型,针对该模型进行数值计算,得出睡眠床进水速度,温度对导热量和传热系数的影响。

基于三维传热模型的婴儿抱被热舒适性分析

为开发保障婴儿睡眠热舒适的抱被,并指导消费者科学使用婴儿抱被,构建了“婴儿-抱被-卧室”系统三维传热模型,阐明了抱被面料厚度及卧室环境温度对婴儿热生理反应的作用规律。模型计算结果显示,受抱被开口位置的影响,婴儿胸部皮肤温度低于其他被包裹部位,婴儿平均皮肤温度随抱被面料厚度的变化规律为0.35℃/1 mm,随环境温度的变化规律为1.03℃/1℃。由于抱被开口及被下微空间尺寸较大,卧室环境温度对婴儿皮肤温度的影响效果高于抱被面料厚度,且当被下微空间尺寸大于12 mm时,微空间内开始出现对流。厚度为0.56~5.60 mm的抱被可至少满足婴儿在20.8~24.6℃卧室环境内的睡眠热舒适需求。研究结果为婴儿抱被的开发提供了理论指导及数据支撑。

面向老年人局部差异热需求的加热被褥设计

为改善老年人冬季睡眠热舒适性,提高睡眠质量,基于老年人睡眠局部差异热需求研究了分区加热被褥。使用暖体假人及人工气候舱模拟老年人冬季睡眠场景,进行睡眠实验,探究老年人冬季睡眠的加热需求,并比较电加热和热水袋2种加热方式的作用机制,以此为依据提出分区加热被褥设计方案。结果表明:当被褥无加热时,老年人胸部、背部、手部和脚部皮肤温度低于热舒适温度0.5~2.6℃,而背部和脚部更适宜进行局部加热;热水袋加热方式因升温速率高且水温下降后给人体带来接触冷感,而电加热方式升温速率平缓且能维持皮肤温度在34.5~35℃的舒适范围;在背部和脚部组合电加热作用下,被下微环境整体温度得以提升,胸部和手部皮肤温度也升高至热舒适温度范围,即分区电加热方案可有效改善老年人整体及局部睡眠热舒适性。本文研究结果可为开发高性能分区加热被褥提供理论参考及数据支撑。

基于睡袋温标模型的被子舒适温度测定与可行性验证

为提高人体睡眠质量,满足热舒适需求,探究被子的舒适温度,基于睡袋温标模型提出了被子舒适低温和舒适高温的计算方法。为验证计算方法的可行性,测试了4种不同填充量的蚕丝、鹅绒和化纤被的热舒适性。通过睡眠实验获得10名受试者在所计算的舒适温度下使用各类被子时的皮肤温度和主观热感受。结果表明:不同种类被子的舒适高温和舒适低温存在差异,且二者的差值随着被子填充量的增加而增大;使用不同种类的被子时,平均皮肤温度和远端-近端皮肤温度梯度存在显著差异,与主观感觉评价相一致,表明了基于睡袋温标模型计算的被子舒适温度对于不同填充物被子的适用性不同;舒适低温用于鹅绒和化纤被较合理,可满足人体的睡眠热舒适需求,而对于蚕丝被偏低,受试者感觉偏冷;舒适高温适用于蚕丝被,对于鹅绒和化纤被偏高,受试者感觉偏热。

上海地区夏季夜间通风对睡眠环境的影响研究

本文通过对上海市卧室睡眠环境进行问卷和实测调查,了解了上海市卧室环境热舒适性和室内空气品质的现状。建立了基于Trnsys平台的通风对睡眠环境热舒适性影响的模型,分别研究了白天换气次数、夜间换气次数、卧室居住人数三个因素对能够满足睡眠环境热舒适性的时间比例的影响,并利用SPSS软件进行了三因素线性回归的敏感性分析,得到的结论通风可以长时间保持夏季夜间室内热舒适性,并且夜间通风次数对睡眠环境热舒适性影响最大,其次是白天换气次数,室内居住人数。

弹性供暖下2种太阳能供暖系统保证率对比研究

众多学者对冬季睡眠热舒适的研究表明,人体在夜间睡眠状态下对温度的需求低于白天水平。在此基础上,对太阳能供暖的常用末端方式——地板辐射供暖系统与低温强制对流散热器供暖系统进行了实测。结果显示:低温强制对流散热器供暖工况下的太阳能保证率比地板辐射供暖高7%左右;夜间降低供暖温度后,地板辐射供暖和低温强制对流散热器供暖的太阳能保证率均提高11.5%。

睡眠过程中不同被子组合的热阻

人体在睡眠过程中,被褥热阻对睡眠热舒适性的影响是不可忽略的.被褥热阻作为睡眠热舒适性方程中的一个重要变量,会受被子结构、材料、空气渗透率和被子组合层序等主观因素影响,同时也会受到睡眠环境中的风速、空气湿度、空气层间隙等客观因素的影响.本文通过分析被子覆盖层序、被子厚度以及被子之间存在的空气层厚度对满足睡眠保温性能的影响,提出3种计算模型,最终根据实际情况和理论知识基础,建立一种计算被褥热阻的数学模型,并根据该模型得出最有利于睡眠保温的被子组合层序.