办公环境下基于额头温度预测人体热感觉的研究

作     者：成奕雪 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：翟志强;李祥立

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：热舒适 皮肤温度 额头温度 红外热像仪 热感觉预测模型 

摘      要：随着社会的快速发展,人们的工作时间也在不断延长,提出了更高的室内舒适性要求。根据热适应观点,实际建筑中的人不仅是环境的被动接受者,而且是自我调节的主动适应者。人的热舒适感受不是一成不变的,同时每个人的热偏好也各不相同。因此,需要提出一种能够实现无监督非接触的个性化热舒适模型的研究方法。个性化热舒适模型的建立主要依靠受试者的生理参数,而目前基于皮肤温度的方法要求测试仪器直接连接或贴在人体身上。这种方式显然无法得到广泛应用,也会给建筑使用者造成不便。为了实用并能被建筑使用者所接纳,应该考虑使用非侵入式传感技术收集到的生理参数来建立热舒适预测模型。针对上述问题,本文通过设计现场实验展开了基于额头温度的个性化预测热感觉研究,主要包括如下内容:首先,分析办公环境下人体表面各部位的皮肤温度和热舒适的变化规律,通过对各个部位的皮肤温度以及平均皮肤温度和热感觉进行相关性分析,得出其中额头皮肤温度与人体热感觉具有显著相关性。其次,利用多元线性回归方法建立基于人体皮肤温度预测热感觉的多元线性回归模型。同时通过标准化回归系数的方法得出各个自变量对因变量TSV的影响程度,在该多元线性回归模型中,额头温度对因变量TSV具有较大影响。然后,在辽宁省大连市展开办公室热舒适现场实验,采用非接触式测量(红外热像仪)和接触式测量(eTact)两种方式对受试者额头温度展开测量,探究额头温度与人体热舒适关系。同时考虑太阳辐射对人体热感觉的影响,设计对照组进行实验,研究太阳辐射是否对额头温度和人体热舒适造成显著影响。最后,采用基于无序多分类的Logistic回归方法建立基于红外热像仪测得的额头温度的个性化热感觉预测模型,利用模糊判定方式将热感觉定义为偏冷、舒适和偏热三种情况,分别得到不同受试者个性化热感觉预测概率模型。除此以外,在实际生活场景中,一个室内环境下会有多个不同热舒适偏好的人存在,对此建立了多人融合的热感觉预测概率模型。