严寒地区火炕农宅冬季睡眠环境热舒适现场研究

发布时间：2020-08-11 08:12

【摘要】：近年来,随着对睡眠质量的重视,睡眠热舒适研究成为热点。我国东北地区冬季严寒,农村采暖形式落后,室内气温特别是夜晚气温较低,对当地村民健康造成一定影响。因此,有必要对严寒地区农宅睡眠环境与热舒适开展现场研究。本课题采用主观调查与客观测试相结合的方法,对严寒地区火炕农宅冬季睡眠环境开展调查。样本为黑龙江省海伦市周边农宅,首先选取29户、共58名村民开展普查,连续测试村民睡眠热环境参数,并对村民的睡眠热舒适、睡眠质量开展主观问卷调查。随后在普查基础上,选取代表性的2户、共4名村民开展为期5天的跟踪测试和主观问卷调查,并对受试者睡眠时皮肤温度进行连续测试。测试结果表明,严寒地区火炕农宅冬季睡眠环境平均空气温度为12.8℃,远低于集中供暖城市住宅室内平均气温。相对湿度平均值为50.4%,室内空气流速平均值为0.07m/s,处于热舒适范围内。火炕表面平均温度为34.2℃,远高于睡眠环境的平均空气温度。受试者平均皮肤温度分布较集中,80%的平均皮肤温度分布在32.7~35.2℃,平均值为34.3℃。虽然农宅冬季睡眠环境的室内气温较低,但94.8%的受试者对所处环境可以接受,79.3%的受试者感到舒适。研究发现,严寒地区火炕农宅冬季睡眠环境黑球温度与空气温度呈显著的线性关系,操作温度、室内空气温度均与火炕表面温度呈现出较好的线性关系。睡眠热环境会对受试者的睡眠质量产生直接的影响。偏冷(8.8℃)、适中(13.4℃)和偏暖(17.8℃)三种环境中的受试者,睡眠质量投票结果存在显著性差异。适中环境受试者睡眠质量最佳,偏暖环境其次,偏冷环境最差。严寒地区火炕农宅冬季睡眠环境中人体皮肤温度受睡眠环境温度影响,两者呈现正相关的关系。对人体热感觉而言,相比于外界环境温度,皮肤温度的影响更直接。即使环境温度在较大的范围内波动,只要人体皮肤温度能够相对稳定在舒适的范围内,人体也会保持良好的热感觉。对于严寒地区火炕农宅冬季睡眠环境,比较人体热感觉与空气温度、炕表面温度以及操作温度之间的相关性,发现热感觉与操作温度之间的相关性最高。因此,本文选择操作温度作为人体热舒适的评价指标,建立严寒地区农宅睡眠环境热舒适预测模型。并引入期望因子,对睡眠环境人体热舒适预测模型进行修正,使之更适用于严寒地区火炕农宅冬季睡眠环境。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU111;TU832
【图文】：

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文室内空气流速在受试者入睡前测量并记录一次。重点样本调查则增加了整个睡眠过程中受试者皮肤温度的连续测试，同样每隔 5 分钟记录一次。同时，放置 1 块温湿度自记仪连续记录调查期间的室外温湿度。其中，室内空气温湿度测点设置在受试者床头，高度约 0.6m；火炕表面温度测点设置在火炕表面中心，直接与火炕接触，测点上方有炕席、被褥等覆盖物；黑球温度测点设置在睡眠环境的正中心。人体皮肤温度测试采用 iButton DS1922L 温度传感器，有学者将 iButton 温度传感器与高精度温度传感器开展对比实验，结果表明 iButton 温度传感器应用于睡眠研究时，具有较好的准确性[74]。环境参数测量所选仪器包括 Testo 425 热线风速仪、iButton DS1922L 温度传感器等。具体测试仪器如图 2-1 所示，其量程与精度见表 2-4，符合 ISO 7726:1998标准对测量仪器的要求[75]。

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文分钟一次连续记录火炕表面温度数据。此外，受黑球温度自记仪数量的限制，天从所调查的村民中选择一户布置 HWZY-1 黑球温度自记仪连续记录室内黑球度数据，频率同样为每 5 分钟一次。此外，室外布置有一台 WSZY-1A 温湿度自仪于整个调查过程中连续记录室外空气温湿度数据。主观调查问卷主要包括睡质量问卷和睡眠环境热舒适调查问卷，由测试人员指导受试者填写。图 3-1 给出现场测试中部分建筑的外观图以及调查过程照片。a) 部分建筑外观 b) 部分建筑外观

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文范围为 22.2％~68.6%。室内空气流速在 0.01~0.24m/s 内波动，平均值为 0.表 3-1 普查中受试者睡眠环境参数统计结果环境参数 平均值 标准偏差 最大值 最小值内空气温度(℃) 12.8 3.0 18.2 7.4黑球温度(℃) 11.6 3.2 17.4 5.8均辐射温度(℃) 11.4 3.2 17.1 4.7操作温度(℃) 12.1 3.1 17.7 6.0炕表面温度(℃) 34.2 10.9 57.4 16.5内相对湿度(%) 50.4 10.8 68.6 22.2气流速(m/s) 0.07 0.05 0.24 0.01.3 室内空气温度选取普查期间典型农宅，其 24h 室内气温波动情况如图 3-2 所示。热舒适录的该农宅受试者睡眠时间显示，其睡眠时间为 22：00~次日 7：00。

【参考文献】

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本文编号：2788819