北京高校宿舍供暖前后室内热环境变化及其对学生睡眠热舒适的影响

为探究供暖前后宿舍内热环境差异及其对学生睡眠热舒适的影响,在北京某高校实地调研了8个不同朝向宿舍的室内热环境,并采用问卷调研和睡眠手环监测结合的方式获得了16名高校学生的睡眠质量情况。结果表明:供暖前宿舍内夜间平均温度为(18.6±1.1)℃,供暖初期为(20.2±1.4)℃,满足标准要求;实测期间宿舍夜间相对湿度高于30%,满足舒适度要求;床褥系统总热阻约为3.5~4.9 clo,其中,睡衣热阻大约为0.03~0.40 clo;供暖初期受试者睡前热中性温度为18.0℃,可接受温度范围为16.0~19.8℃,早晨醒后倾向更暖的环境;睡前热感觉与睡眠质量存在显著关联,当受试者睡前热感觉偏暖时,睡眠满意度及深睡眠比例较高,有利于睡眠。

南昌高校宿舍夏季睡眠环境现场调查与统计分析

以南昌某高校学生宿舍为研究对象,测量了夏季夜间室内温度、相对湿度、风速、CO_(2)浓度等环境参数,并对26名受试者睡前和醒后的主观环境评价及睡眠质量进行了调查。利用统计学方法对测量和调查结果进行了分析,结果表明:睡眠状态与睡前清醒状态热中性温度都为25℃,睡眠状态有比清醒状态更宽的可接受温度范围;宿舍夜间CO_(2)浓度较高,醒后室内空气品质满意度比睡前显著降低,应适当增强通风;睡眠期间较高的室内温度、相对湿度和CO_(2)浓度都会导致睡眠质量下降;夜间凉爽且通风良好的室内环境更有利于提高学生睡眠质量。

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。

太阳能炕的蓄热特性研究及其对睡眠热舒适度的影响

结合北方传统火炕的特点,建立了与太阳能热水系统结合的太阳能炕理论模型,并搭建太阳能炕系统实验台,进行了实验测试,模拟计算结果与实验测试结果吻合较好.依据通过实验验证的模型,采用合肥实测的气象数据,分析了太阳能炕系统在冬天工作时对睡眠热舒适度和室内热环境的影响.结果显示:在室外平均温度0℃左右和炕面温度不超过35℃的条件下,室内空气温度维持在8～15℃之间,在晚上21点太阳能热水系统对炕停止加热后,人所处的睡眠环境能保持在28.5～34℃的热舒适温度区间,太阳能贡献率为34.5%.

睡眠环境热舒适性模型的建立

在Fanger舒适性模型的基础上,探讨了睡眠环境热舒适条件,建立了睡眠环境下热舒适性模型;进而讨论了所建模型的初步应用,并利用MATLAB编程对睡眠环境的热舒适方程进行求解,得到了热中性温度与寝具总热阻之间的关系值及不同温度、相对湿度下睡眠环境的PMV与PPD值,以期为睡眠环境的空调设计提供一定的理论参考。

严寒地区火炕农宅冬季睡眠环境热舒适研究

对黑龙江省某农村29户农宅冬季睡眠环境进行了现场测试和主观问卷调查,并连续跟踪测试了其中2户4位居民睡眠期间的皮肤温度。得到了火炕农宅睡眠环境热舒适评价模型和人体各部位舒适的皮肤温度,进行了热适应分析。结果表明:严寒地区火炕农宅冬季睡眠环境的平均室温为12.8℃,但受试者睡眠质量较高,并且绝大多数受试者对所处环境表示满意;农宅受试者感觉舒适时的皮肤温度略高于城市集中供暖环境中居民的皮肤温度,这主要是由于火炕+被褥微气候环境温度较高。农宅采用火炕供暖的形式,有助于在村民身体周围营造一个温暖的睡眠微气候环境。

列车空调卧铺包厢不同送风方式热舒适模拟研究

采用k-ε湍流模型,对不同尺寸的散流器风口、条缝风口送风方式下全封闭和不封闭4人卧铺包厢的三维空气流场和温度场进行了数值计算,利用PMV(Predicted Mean Vote)和空气龄(age of air)指标分析优化各通风方式下车厢内上、下铺位人体的热舒适性,讨论不同工况下各送风方式的空调效果。根据数值模拟结果,包厢封闭时,按照厢内人体区的气流组织效果,条缝风口送风优于散流器送风方式;包厢不封闭时,各种送风方式均引起冷热不均现象,条缝风口送风引起上、下铺人体头部、手臂外侧区温度偏低,散流器送风人体内侧区温度偏高。

冬季温控床垫对人体热舒适的影响机理

为研究温控床垫的不同温控条件对人体冬季热舒适和睡眠质量的影响,以及获得适宜的被褥微环境温度,研制了基于水管和水垫调温的温控床垫,调控的温度分别为29和32℃。通过睡眠实验,测试并记录睡眠过程中人 床界面温度、被褥微环境温度与睡眠各个阶段时间,以及睡前和醒后的主观热反应调查。结果表明,在受试者睡眠期间,受温控条件水垫29℃影响的人 床界面与被褥微环境的温度值最低,热感觉处于稍凉水平,导致睡眠效率较低。水管29℃热感觉处于适中水平,水垫32℃与水管32℃处于稍暖水平,二者之间受试者热感觉差异不显著,而与水垫29℃差异显著。同时,适中或偏暖被褥微环境在人体热舒适和热可接受度方面表现最佳,也实现了较高的睡眠效率。基于睡眠效率、被褥微环境的温度及整体热感觉,得出适宜的被褥微环境温度范围为31.45~32.50℃,受试者的满意率可达85%以上。此外,睡眠时被褥微环境的整体热感觉与各睡眠参数之间显著相关,稍暖或稍凉的热感觉会显著影响人的睡眠质量。

浅谈寝床系统总热阻对人体睡眠热舒适度的影响

随着生活压力的增大,睡眠质量问题越来越受到人们重视。良好的睡眠需要健康的睡眠环境,而寝床系统的总热阻作为影响睡眠环境的重要因素,显得尤为重要。笔者在考虑包含被子及其覆盖率、床垫及睡衣等诸多因素的寝床系统总热阻基础上,通过分析睡眠环境人体热舒适方程,推导出寝床系统总热阻对热舒适性影响的计算模型,并得到了空气温度、寝床系统总热阻和人体热舒适度三者之间的定量关系。

动车组软卧车包厢气流组织方案比较分析

利用CFD方法对200 km/h动车组软卧车包厢内的气流组织进行了模拟分析.首先,根据现车的空间布局和美工设计要求提出了4种可行的送风口布置方案,然后根据CFD模拟结果,分析了包厢内微风速、速度场和温度场均匀性以及热舒适性等指标,对4种方案进行了综合比较,确定了较优的方案,可为实车的空调系统方案设计提供依据.

偏热环境下睡眠热舒适研究综述

热环境与睡眠之间的联动有生理基础,不恰当的睡眠热环境对睡眠质量的影响显著。在偏热环境下,清醒人体可直接表达热感觉和热舒适度并且能够自行调节热环境,对于睡眠人体的热舒适状态而言则更多地是通过测量客观生理指标来表达,睡眠人体对热环境的调控也较为被动。由于睡眠人体与清醒人体的生理状态不同,两者对同样的偏热环境的感知有一定的差异。随着热舒适和睡眠学科的研究方法趋于成熟,研究者于过去20年间对偏热环境下睡眠热舒适的相关课题进行了研究,包括人体热调节系统和睡眠控制系统的关系、人体各热生理参数在睡眠过程中的变化趋势、睡眠热舒适的评价方法、夏季睡眠热中性的温度范围、床褥热阻和湿度对夏季睡眠热中性温度的影响、气流在偏热环境下对睡眠质量的改善作用,以及可用于综合评价热环境对睡眠热舒适影响的数学模型。

卧室工位空调舒适性的实验与CFD模拟研究

近年来,针对于工位空调(TAC)的应用研究越来越多,原因在于它有助于提高热舒适性,改善室内空气质量.而把工位空调引入到睡眠环境下的卧室中使用,可以提高夜间睡眠状态下的热舒适性.为此,设计了两种应用于睡眠环境的工位空调系统模式,采用实验研究与CFD数值模拟研究的方法,分析两种设置方式的热环境控制性能,以期找到更适合睡眠环境热舒适性的设置模式.实验数据和模拟分析表明,第二种设置模式是更适用于作为睡眠环境下卧室的空调方式.

寒地睡眠舒适性主观评价指标适用性研究

探究寒地农宅睡眠热舒适及睡眠质量问题,对严寒地区不同建筑形态的100户256名居民进行实地调研,根据匹兹堡睡眠质量指数、热感觉ASHRAE七点指标量表、热舒适五点标尺量表进行调查,并自定义寒地各调查量表。采用SPSS 20.0软件对睡眠质量评价结果进行分析,结果表明寒地居民存在睡眠问题达25.4%,而且随着室内环境温度升高呈现先减少再升高的趋势。

被服系统热舒适性研究进展

被服系统作为调节人体睡眠舒适性必不可少的产品,比室内环境对睡眠热舒适性的影响更大。为合理评价被服系统的热舒适性能,通过回顾国内外相关研究,从实验研究和舒适性模型研究的角度总结睡眠热舒适性研究中常用的评价方法;基于“人体—被服—环境”系统热湿交换理论,从被服系统热阻、湿阻、被内微气候等被服因素,人体热生理、性别和工作状态差异性等人体因素,环境温度、湿度、风速等环境因素3个角度分析了各类因素对睡眠热舒适性的具体影响;剖析当前研究中的不足和缺陷,展望被服系统睡眠热舒适性的研究趋势。提出建立普遍适用的“人体—被服—环境”系统舒适性模型,以提高对睡眠热舒适性评价的准确性。

交通工具上的小空间睡眠区不同气流组织的数值分析

长途旅行中的睡眠区气流组织设计对于人体热舒适和空气质量控制是极其重要的。为了给小空间睡眠区提供更加舒适和空气质量更佳的气流组织,本文首次针对置换通风、个性通风、混合通风三种通风方式,利用CFD(计算流体力学)对睡眠区速度场、温度场、污染物CO2的浓度分布进行了数值模拟分析。对利用CFD计算出的面部舒适速度比例(FSR)、吹风感(DR)、空气龄(MA)进行比较,得出:在睡眠区采用个性送风可以在最节能的情况下得到更好的面部舒适速度比例和空气质量,优于置换通风和混合通风;1.5m3/min为个性通风的最佳通风量;为了避免在睡眠区使用个性通风时产生吹风感,应该保证送风温度不能过低;增大个性送风口送风面积可以有效降低吹风感。

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。

平均辐射温度对睡眠环境人体热舒适的影响

本文从睡眠环境人体热舒适角度出发,分析了Fanger PMV模型直接应用于睡眠环境时与修正方程之间的差别。Fanger PMV模型所得结果在一般情况下均高于修正方程,且前者所得结果可通过修正公式得到与后者相同的PMV计算结果。根据睡眠环境PMV修正方程分别分析了在夏季工况与冬季工况下,空气温度与平均辐射温度对人体热舒适的影响情况,得出空气温度对睡眠环境热舒适的影响大于平均辐射温度的影响,且由于冬季床褥系统热阻值的增大,使得两者对PMV的影响幅度均小于夏季工况。

睡袋的热舒适模型

鉴于目前已有的睡袋热舒适模型预测值与试验观察值一致性较差的情况,在详尽分析和计算人体与环境热交换数据的基础上,结合人体热平衡方程,提出一种新的预测睡袋舒适温度的模型。为验证该模型,将60名受试者分成3组,分别做热阻值为4.3、5.6、6.6 clo的睡袋试验。对受试者热感觉数据的分析结果表明,该模型的预测值与实际热中性温度非常接近。模型预测值与受试者的试验结果吻合,该模型适合于预测户外休闲活动使用睡袋时的舒适温度。

偏热环境下气流对睡眠人体的冷补偿上限初探

认为人体长时间躺卧后的散热状态可近似模拟人体临睡时的散热状态,对长时间躺卧的人体进行气候室投票实验,探索人体在睡眠状态下达到热中性时的气流速度上限。实验中的温湿度工况根据受试者对热环境的可接受度、热感觉以及风扇使用的需求进行设置:当且仅当温湿度工况为30℃/70%时,所有的受试者认为该热环境可以接受而且需要使用风扇,同时觉得偏热。各工况的测试时间根据无风和有风工况下人体热感觉的稳定时间来确定。在实验过程中,受试者经历4个给定风速工况并投票,通过分析风速与热感觉投票、热舒适度投票、气流期望投票以及综合环境可接受入睡程度投票的关系,得到在30℃/70%的温湿度工况下,人体在睡眠过程中达到热中性和热舒适时的气流速度上限为1~1.2m/s。

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。