噪聲及振動擾量複合作用對人體熱舒適影響機理的研究

《噪聲及振動擾量複合作用對人體熱舒適影響機理的研究》是依託同濟大學，由周翔擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：噪聲及振動擾量複合作用對人體熱舒適影響機理的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：周翔
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

公共運輸工具（如軌道列車、公共汽車等）內的噪聲和振動水平與建築環境有顯著差異，研究交通工具內噪聲及振動擾量複合作用對人體熱舒適的影響機理，有助於將經典的建築熱舒適模型從建築環境領域擴展到其他人工環境領域。本研究採用心理學、生理學、建築環境學、人機工程學等交叉學科的基礎理論與實驗分析方法，在不同噪聲和振動擾量及溫濕度水平下開展人體熱反應實驗，分別研究噪聲和振動擾量對表征熱舒適的生理、心理指標的影響，進而研究噪聲、振動和熱環境參數複合作用對生理、心理指標影響的協同或拮抗作用，篩選反映噪聲、振動和熱環境參數複合影響的代表性生理指標；分析噪聲和振動擾量對熱舒適閾值產生的偏移，建立可反映噪聲和振動擾量複合作用的熱感覺評價模型及模糊神經網路熱滿意度預測模型。為交通工具環境中熱環境參數的範圍界定提供理論依據。

結題摘要

熱舒適是人體本身通過綜合感受到的環境狀況和熱平衡而獲得是否舒適的感覺，由物理、生理和心理因素綜合決定。現代社會中人們在公共運輸工具花費的時間逐漸增加，與經典的室內熱舒適研究相比，公共運輸工具特有的振動和噪聲水平與建築環境有顯著差異，噪聲和振動對主觀舒適感受的影響不可忽略。本文以公共運輸工具（大巴、捷運為代表）內噪聲和振動暴露水平下人體熱舒適閾值為研究對象，開展了以下研究工作: （1） 對表征振動與噪聲參數的指標進行篩選，選擇等效連續振級和等效連續A聲級作為振動和噪聲的評價與測試量。確定了交通工具內現場測試的測試方法，設計大巴、捷運內調查問卷。 （2） 在大巴、捷運內開展現場測試與問卷調查，得到實際運行路況下的噪聲和振動頻率譜分布特性及暴露水平，同時獲得人體熱舒適、噪聲振動評價、環境滿意度等主觀投票，熱舒適結果表明，在噪聲和振動影響下，交通工具內實際熱感覺大於PMV方程預測值，受熱感覺變化影響，中性溫度與計算中性溫度相比降低了1.4℃。根據調查問卷和測試結果，擬合得到包括溫濕度、噪聲、振動、CO2濃度和光照度在內的相關環境參數及各環境參數滿意度之間關係曲線，計算得到乘客對各分項環境參數的滿意範圍或限值。 （3）實驗室中再現了實際大巴、捷運運行時的噪聲振動環境，進行了單噪聲環境、噪聲振動複合環境下受試者實驗。結果表明：噪聲與振動暴露會影響人體熱感覺，且設計範圍內噪聲暴露會影響人體熱舒適；擬合得到噪聲環境、噪聲振動複合環境下中性溫度隨噪聲振動強度變化的關係式。探討了噪聲、振動、熱環境對相互間滿意度和生理參數影響的協同或拮抗作用，結果表明噪聲、振動在對人體熱環境滿意度和總體環境滿意度評價影響上有明確的協同作用，聲環境滿意度評價不受溫度和振動影響，振動環境滿意度評價同樣不受噪聲影響，但當溫度偏離中性條件時，受試者偏向於對當前振動環境做出較低的評價；此外振動暴露會增加人體收縮壓，噪聲、振動和溫度對皮膚溫度的影響有協同效應，皮膚溫度隨噪聲、振動等級增加而增加，其中胸部皮膚溫度隨噪聲振動等級增加逐漸增加趨勢最為明顯，可作為表征噪聲振動下人體熱反應代表性生理指標。 （4）參考車內實測與實驗總結得到的規律，分別建立車內環境整體滿意度與各分項環境參數之間的多元回歸模型和基於BP神經網路的車內環境總體滿意度預測模型，並進行了比較，同時利用實驗數據對人工神經網路模型進行了改進。