摘要
随着社会经济的发展，人们对室外热环境的舒适度要求在逐步提升，室外热舒适研究对于城市设计规划以及提升居民生活质量具有重要意义。本研究从人体客观生理参数的角度深入探讨室外人体热舒适。从2019年12月到2020年12月，对天津市校园公共空间进行跨度一年的室外实验研究，获得人体生理参数、微气候参数、主观热反应等数据信息。实验获得的各项室外微环境参数范围覆盖了天津地区全年环境参数变化范围的80%以上，共计获取调查问卷3584份。 首先，采用统计学方法探究了人体生理参数随室外全年热环境变化的响应机制。研究发现人体的平均皮肤温度、血压与室外空气温度、平均辐射温度之间呈现显著的线性变化趋势，与UTCI之间呈现出明显的二次曲线关系；室外人体皮肤温度变化程度以及变化速率受到室内、外热环境的阶跃方向以及阶跃步长这两个因素的影响；室外热环境对人体不同部位的局部皮肤温度的影响存在较大差异。室外暴露时长导致的血压差异远小于室内外热环境阶跃导致的血压差异。 其次，进一步研究了人体客观生理参数与主观热舒适之间的关系。分析了每一种主观热舒适参数与五种生理参数之间的量化关系。同时，采用典型相关分析法，从宏观角度揭示了室外不同热环境中的人体主观组和客观组这两组多维变量之间的联系。研究发现，不同室外热环境下对主观热舒适解释能力最高的生理参数均是皮肤温度；心率与主观热舒适之间的相关程度最低，低压对主观参数的解释能力优于高压。得到了人体室外热舒适程度对应的UTCI区间排序。 最后，基于上述研究结论，选择人体局部皮肤温度作为生理研究对象。采用支持向量机算法，使用人体10处局部皮温建立了室外人体热状态预测模型。通过比较10处局部皮温不同组合下对于热感觉的预测精度，发现暴露部位皮温的预测性能最佳，四肢以及脚部对热感觉的预测性能次之，预测性能最差的是躯干遮掩部位。本研究中三处暴露部位组合对于冷热状态的预测精度达到了90.58，高出衣物遮掩部位20%。此外，研究发现在室外动态热环境下监测两个局部身体部位的皮肤温度，可以以合理的精度捕获人体室外热状态。
NETL