等温条件下气流运动的选择频率.doc

1 等温条件下气流运动的选择频率 Preferred frequency of air movement in an isothermal environmen 摘要气流脉动频率是描述气流特征的因素之一,同时也是影响人体热感觉的一项重要因素。该文能过 106 名受试者在 26~ ℃温度范围内, 两种相对湿度条件下的选择频率的研究, 探讨了频率对人体热感觉的影响作用。利用主观评价法( 投票法) 的试验, 结果发现, 环境温度和相对湿度对人体选择频率的作用不显著。在实验工况下,超过 80% 的受试者选择了 ~ 范围内的气流脉动频率,选 2 择频率的平均值为 。随着频率的增加,人体感受到的吹风强度逐渐减小, 存在”感觉风速”的现象。本研究和 Fange r 的实验结果都证明: 频率在 ~ 范围内的气流对人体产生的冷作用最强。关键词气流脉动频率,人体热感觉,气流速度 Abstract Frequency is one factor describing air motion which is also an important parameter affecting human thermal response. This study investigated preferred frequencies in an isothermal environment for subjects ina the neutral-to-warm state. The temperature ranged from 26℃ to ℃ and the relative humidity ranged from 35% to 65%. The results using a subjective assessment method (votes) showed that temperature and humidity do significantly affect the preferred frequencies with more than 80 percent of the subjects chosing frequencies from to . With increasing frequency, the “ sensed velocity ” of the air movement decreased. This study and Fanger ’s experimental results both prove that air movements with frequencies from to Hz have the strongest cooling effect on the human body. 3 Keywords air motion frequency; human thermal response; air movement 本文的目的是考察按不同频率周期性变化的气流对人体热感觉的影响作用。对于它的研究, 不仅会减少气流引起的冷吹风感的产生, 而且能更好的利用空气流动, 改善人体在较热环境中的热感觉。根据紊流的统计理论[1] , 我们可以按频率来讨论紊流能量的分布问题, 这就是用功率谱密度的方法进行研究。因此,频率是描述紊动气流的不可缺少的特征之一,它也必然是影响人体热感觉的一项重要因素。 Fanger[2] 等人的实验发现, 频率为 ~ 的周期性变化的气流对于处于冷一中性状态的受试者容易引起更大的不舒适感觉。 Tanabe[3] 等人考察了不同波动形式的气流作用下人体的热感觉情况, 发现按照正弦形式变化的气流比恒定的气流对人体的冷作用更大, 而且频率分别为 , 33. 0 和 100mHz 的气流对人体的作用没有显著的不同。在比较了相同速度,不同模式的气流作用后, Arens[4] 等人认为,最 4 大功率谱密度在 ~ z 的恒定模式比最大值 ~ z 的波动气流对人体的冷却作用更好。 1 实验方法实验在清华大学的气候室中进行。该气候室提供等温气流的静压箱, 出口设置纵向百叶, 能方便地调节百叶的摆动速度和送风机的转速。受试者周围布置有半导体测温计、干湿球温度计和等温式的热线风速仪。受试者年龄 18~ 20 岁。服装热阻约为 ( 1clo= ·K· W-1 ), 加上金属折叠椅的热阻[5] , 总的服装热阻为 ( ·K· w-1) 。气候室的温度设定点分别为 , , 29