红外辐射空调房间人体热舒适性实验研究

摘要：本研究针对红外辐射空调房间开展人体热舒适性实验，通过对实验环境的精心构建与控制，测量人体在不同红外辐射强度与环境参数组合下的热感觉、热舒适等指标。此外，还分析了红外辐射对人体热舒适的影响规律，探索了其与传统空调方式在营造舒适环境方面的差异。实验结果为红外辐射空调系统的优化设计以及提高人体在空调房间的热舒适性提供了科学依据与实践指导。

关键词：红外辐射；空调房间；人体热舒适性；实验研究

引言

随着室内环境质量的要求越来越高，空调系统对改善室内热环境起到了至关重要的作用。红外辐射空调是一种全新的空调方式，它在人体热舒适方面的机理不同于传统空调。当传统空调以调节空气温度为主以达到控制室内热环境的目的时，红外辐射空调则是以辐射换热的方式直接对人体表面产生影响。目前针对红外辐射空调室内人体热舒适性方面的研究还比较缺乏，进行相关实验研究将有助于对这一新型空调室内热响应特征的深入了解，这对促进空调技术发展和创新有着十分重要的作用。

一、实验设计

（一）实验房间的安排

红外辐射空调室内人体热舒适性实验研究时，实验室的布局非常关键，需要根据具体的需求来合理规划实验房间的大小，这样可以确保有足够的空间来容纳大量的实验参与者，同时也为各种测量工具提供了足够的存储空间，通常情况下，房间面积不应太小，既不影响空气流通与热分布，又不应该太大，避免实验成本增加与测量困难。实验房间墙壁、天花板及地板要用隔热性能较好的材料装饰，降低外界环境对实验结果造成的影响。比如可采用保温材料保温墙壁，用反射材料装饰天花板，减少热量散失与反射等[1]。同时地板的材质要有一定保温性能才能保证实验对象站着或者走路不觉得脚冷。实验房间要设置红外辐射空调，空调应能稳定辐射热量且能随实验需要调整。红外辐射空调系统一般包括辐射板、控制器以及温度传感器，其中辐射板要设置在室内天花板或者墙壁上以保证能向实验对象均匀地辐射热，控制器要能根据温度传感器反馈的信号自动对辐射板进行温度调节，使室内温度保持稳定。另外，实验室应安装必要通风设备保证空气流通，提供新鲜空气。通风设备可使用自然通风也可使用机械通风，具体要根据实验需求及实际条件来选择。同时在实验房间内应设置空气净化设备来清除空气中灰尘、细菌及有害气体等，保证实验对象身体健康与安全。

（二）实验对象的选择

在红外辐射空调室内人体热舒适性实验研究过程中，实验对象选择是一个至关重要的环节。为保证实验结果可靠、有效，实验对象要具有代表性、普遍性。

第一，实验对象在年龄、性别和身体状况方面应该是多样性的。不同年龄组、不同性别个体在热环境感受及适应能力方面可能会有差别，所以应该选择不同年龄组及不同性别被试进行测试。与此同时，被试身体状况还应该是多样性的，其中既有健康人群又有患某种疾病者，这样才能了解身体状况不同者对热环境所做出的响应与需求[2]。

第二，实验对象在专业、生活习惯等方面还要有多样性。不同专业的人员对于热环境可能有不同的要求，如办公室工作人员、体力劳动者等对于热环境也会有一定的要求。同时不同生活习惯者在适应热环境方面会有差异，如经常参加体育锻炼者与长时间久坐者在应对热环境方面会有所差异。另外实验对象要充足才能保证实验结果有统计学意义。通常情况下，为了确保实验数据的可靠性，实验参与者的数量应当不低于30人。与此同时，对实验对象要在实验之前给予足够的训练与引导，让他们知道实验目的、方法及注意事项等，从而保证实验过程顺利进行，保证实验结果准确。

（三）实验环境的设置

在红外辐射空调室内人体热舒适性实验研究过程中，实验工况设置是最重要的一个环节。实验工况应该包括室内温度、相对湿度、空气流速和辐射强度，其设置要根据实际需要及人体热舒适要求合理选取。

室内温度是人体热舒适过程中最重要的一个参数。通常情况下，人感觉舒服的室内温度区间是20°C-26°C，所以实验工况下室内温度应该在此区间设置。同时室内温度变化要有一定梯度，比如可设置20°C、22°C、24°C、26°C等不同温度梯度来了解人体对不同温度热舒适的感觉。

相对湿度还是影响人身体热舒适最主要的一个参数。通常，当人体感觉到的相对湿度在40%-60%之间时，我们应该在这个范围内设定实验工况的相对湿度。同时，相对湿度的变化也应具有一定的梯度，例如可以设定不同的相对湿度梯度，如40%、45%、50%、55%、60%等，以了解人体在不同相对湿度下的热舒适感受[3]。

空气流速、辐射强度等都是关系到人体热舒适最主要的参数。空气流速大小要根据实验需求及人体热舒适要求来合理选取，通常情况下空气流速不能过大，避免造成身体不适。辐射强度大小要根据实验需求及红外辐射空调系统性能合理选取，通常情况下辐射强度不能过大，避免造成身体不适。

二、测量指标和方法

红外辐射空调室人体热舒适性实验研究时，测量指标选取及测量方法确定非常关键。测量指标要能综合反映机体对热环境的热舒适感受及生理反应等，测量方法要准确可靠，可重复性强。首先要明确的是，热感觉指数是描述人体对热的舒适度的关键指标之一。热感觉指标可采用主观热感觉表决的方法来测定，被试按照其热感在某一热感标尺内表决，如由“很冷”至“很热”分7级。对实验对象投票结果进行统计，可获得不同实验工况的热感觉均值，进而了解人体对不同热环境的热舒适感觉。通过对环境参数的测量，可了解实验工况是否稳定准确，从而为人体热舒适感受分析奠定了基础。

结束语

综上所述，实验结果清楚地显示出红外辐射强度、空气温度和相对湿度共同作用于人的热舒适性。我们发现红外辐射空调能在一些特定的运行条件下提供特殊的热舒适体验，并且比传统空调方式有一定优势。上述研究成果对红外辐射空调系统优化设计具有重要参考意义。比如，在系统设计时，可针对不同使用场景及人群需求对红外辐射强度及其他参数进行灵活调节，使其达到最优热舒适效果。

参考文献：

[1]袁泽安.针对有热源情况下大空间厂房内两种送风方式的对比研究[J].洁净与空调技术，2024（02）：82-86.

[2]赵胜凯，杨柳，高斯如，翟永超.不同供暖末端办公建筑室内热环境和人体热舒适调研[J].暖通空调，2024，54（07）：98-105.

[3]周琴，郑晴，严芳英，柯莹.被服系统热舒适性测评方法研究进展[J].丝绸，2024，61（06）：59-68.