微气候环境参数测定与评价系统开发(2)

本课题通过对模拟的室内气温、空气湿度、室内空气流速以及实验室内本来的气压四项微气候参数进行检测和采集,并根据测量结果以PMV(预计平均热感觉


本课题通过对模拟的室内气温、空气湿度、室内空气流速以及实验室内本来的气压四项微气候参数进行检测和采集,并根据测量结果以PMV(预计平均热感觉指数)以及PPD(预计不满意者的百分数)作为评价标准来综合评价实验室环境下的微气候生产条件。使用自主开发的微气候评价系统对微气候环境参数进行实时监测与数据采集,并结合人因工程的有关原理和模型对生产条件做出评价,找出能够显著影响工作效率的微气候环境要素并提出可行的改进方案,以期达到改善作业场所微气候条件的目的。

1.2 国内外研究概况

国际上关于人体舒适度的研究经过了三个主要阶段。最初对于舒适度的研究仅仅是采用定性描述或利用经验公式进行探讨,后来逐渐发展到对人在环境中的舒适度进行量化研究。而微气候环境对人体舒适度的影响则是近几年讨论的课题。由于对微气候的舒适度目前只有描述性的表述,因此如何评价微气候舒适度就显得十分重要。

在国外学者提出的微气候评价模型中,比较广为人知的是“TS-Givoni法”以及“Comfa法”。“TS-Givoni法”着重于研究人体的户外热舒适度[1],通过实验数据建立回归方程,如式(1-1):

式中:TS——人体户外热舒适度;

Ta——阴影下的空气温度;

SR——太阳辐射;

WS——空气流速;

RH——相对湿度;

ST——地表温度。

而“Comfa法”则是建立了计算人在户外能量的平衡值,如式(1-2):

式中:Eb——人体户外能量平衡值;

M——人体新陈代谢积累的能量;

Conv——由对流引起的体感热量散失;

Evap——由蒸发引起的热损失;

TR——人体辐射到陆地的热量。

除了一些适用性较为广泛的评价体系之外,还有一些基于个体独特性的热舒适度评价理论。例如Igor Kneza等利用问卷调查等手段,分析不同文化背景下的日本人在大致相同的环境条件中对舒适度的不同反映。

   部分学者专注于如何建立室内环境综合评价的指标,并提出了各种基于数学方法的评价体系[2]。但是,由于实验目的、实验条件以及关注的工作领域等各方面的差异,不同的学者提出了各有侧重的不同指标,而目前并没有一个大家公认的普适性较强的评价方法[3]。况且,近年来,随着对微气候环境研究的拓展和深入,评价微气候条件的评价因子也从早期单一的温湿度、风速等单一的物理特征[4]因子拓展到了包括性别、年龄甚至文化背景等在内的综合特征因子[5]。因此,微气候环境的评价变得更加多元化,可以根据不同的实际需要调整评价系统中评价因子的种类和权重,以此作为改善微气候环境的参考依据。

无论是什么样的研究方法,采用什么样的评价体系,对微气候以及舒适度理论的研究始终是以大量的作业现场数据和调查作为基础的。这其中又包括对人体生理参数的客观测量和对人心理感受的主观调查。客观测量既可以通过仪器直接测量如人的心跳、脉搏、体表皮肤温度等参数直接反映人体的舒适度[6],也可以通过测量工作效率间接测量人的工作状态。主观调查则主要通过现场提问、问卷等方式获得被调查者对于环境舒适度的感觉,以此评价微气候环境质量的好坏。

1.3 研究内容与章节安排

1.3.1 研究内容

(1)学习并了解微气候环境参数监测装置和仪器的基本功能、原理和操作使用;

(2)进行微气候环境参数监测与评价的典型试验;

(3)对空气温湿度、风速和气压等微气候环境参数的实时数据进行采集、传输与存储;

(4)根据所建立的模拟工作环境,建立微气候环境参数的分析方法与评价指标;