基于體表溫度感應(yīng)的舒適度模型研究和應(yīng)用研發(fā)(夏季)概述

基于體表溫度感應(yīng)的舒適度模型研究和應(yīng)用研發(fā)（夏季）研發(fā)內(nèi)容技術(shù)方案QCD指標(biāo)研發(fā)成果風(fēng)險及措施一、研發(fā)內(nèi)容1基于紅外傳感器的應(yīng)用研究，建立紅外偵測溫度運行模式，完成多點偵測數(shù)據(jù)比對算法

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建立體表溫度與活動模式的關(guān)系模型和數(shù)據(jù)庫3基于算法的模式自動處理機制4完成功能庫接口定義與研發(fā)二、技術(shù)方案1舒適度模型分析人體內(nèi)部調(diào)節(jié)機制變化的自然界環(huán)境概念：熱舒適

b動態(tài)

a穩(wěn)態(tài)中性

特點：完全無差別、對人感覺無刺激型層次：卓越環(huán)境品質(zhì)追求特點：對人感覺具一定刺激的、環(huán)境參數(shù)具波動性層次：人體基本能接受+電力節(jié)能人類生存矛盾之一自然通風(fēng)、無空調(diào)非均勻環(huán)境局部熱舒適

動態(tài)含義:空氣參數(shù)(tairtfVairφ)中一個或幾個隨時間波動變化a穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境簡介

評價指標(biāo)：

PMV-PPD（預(yù)測平均投票數(shù)-預(yù)期不滿意百分率）應(yīng)用參數(shù)：環(huán)境四要素（氣溫、相對濕度、空氣流速、表面（輻射）溫度）+人體熱反應(yīng)感覺（人體活動程度、衣著及其熱阻）計算方程：人體熱平衡方程熱舒適方程技術(shù)判斷：PMV-PPD要素全面、科學(xué)性高，已歸入ASHRAE和ISO標(biāo)準(zhǔn)目錄--->室內(nèi)熱環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)

二、技術(shù)方案b動態(tài)熱環(huán)境簡介評價對象的環(huán)境模式兩種評價方法：二、技術(shù)方案

空調(diào)人群的流行病學(xué)調(diào)查；

人體在動態(tài)熱環(huán)境中的熱反應(yīng)狀況；

改變室內(nèi)熱環(huán)境調(diào)節(jié)策略的節(jié)能效果；

其他可能的采取的具體調(diào)節(jié)方式；空調(diào)環(huán)境非空調(diào)環(huán)境評價指標(biāo)：TSV（熱感覺評價）

計算方程：TSV=-8.068+0.319*t0

（條件:自然通風(fēng)無空調(diào)）注:t0--操作溫度t0=（hc*tair+hr*tmrt）/（hc+hr）hc--對流換熱系數(shù)tair--室內(nèi)溫度hr--輻射換熱系數(shù)tmrt--室內(nèi)表面平均輻射溫度二、技術(shù)方案b.1動態(tài)熱環(huán)境研究成果時間地點季節(jié)類型、方法結(jié)論1992年泰國曼谷夏季兩種類型研究（自然通風(fēng)、有無空調(diào)）t舒適溫高于PMV的空氣溫度1998年北京夏季自然通風(fēng)模式PPD用數(shù)值比較：TSV（熱感覺評價）<PMV（預(yù)測平均評價）2000年8～9月安徽涇縣查濟村夏季自然通風(fēng)模式PPD用數(shù)值比較：TSV普遍低于PMV與PPD對應(yīng)來講，一般為TSV≈0.7*PMV

結(jié)論：動態(tài)風(fēng)在較暖環(huán)境中對人體的致冷作用強于穩(wěn)態(tài)氣流二、技術(shù)方案b.1動態(tài)熱環(huán)境研究成果解決常見的“空調(diào)病”較佳的處理方案項目優(yōu)點與PMV比較動態(tài)或仿自然的較熱環(huán)境的熱舒適處理1）熱舒適同效果2）人的生理體溫調(diào)節(jié)機制處于活躍狀態(tài)改進3）保持自我保護能力改進4）提高室內(nèi)溫度達(dá)到電力節(jié)能舉例：北京夏季辦公室南向24℃升至28℃，冷負(fù)荷降低15%、供冷時間縮短22%二、技術(shù)方案b.2最新的動態(tài)熱環(huán)境成果：

非均勻熱環(huán)境(環(huán)溫26℃～30℃時)下，人的頭部、面部、頸部的熱感覺對全身熱感覺有主導(dǎo)性影響，局部致冷起到全身冷卻的相同效果。試驗項目生理作用優(yōu)點夏季對人體面部通風(fēng)（風(fēng)速0.4～0.8m/s環(huán)溫28℃等溫送風(fēng);環(huán)溫30℃時,26℃風(fēng)溫送風(fēng)）1）提高人體吸入空氣質(zhì)量極好2）降低空調(diào)冷負(fù)荷（夏季）電力節(jié)能二、技術(shù)方案ｃ本人對體表溫度感應(yīng)舒適性的含義分析計算方程：人體熱平衡方程熱舒適方程（借鑒PMV-PPD）技術(shù)依據(jù)：對室內(nèi)熱環(huán)境分析，PMV-PPD全球認(rèn)可。

原因：PMV要素全面、科學(xué)性高，已歸入ASHRAE和ISO標(biāo)準(zhǔn)目錄原概念所用參數(shù)與體表(tb)之相關(guān)量（動態(tài)時）PMV環(huán)境四要素氣溫√(強)相對濕度弱相關(guān)空氣流速√(弱風(fēng)時,關(guān)聯(lián)性弱)表面（輻射）溫度√(墻壁隔熱差時:強)人體熱反應(yīng)感覺人體活動程度√(強)衣著及其熱阻√(強)面對研究環(huán)境:室內(nèi)空調(diào)熱環(huán)境分析人體:久居室內(nèi)居民tb與PMV參數(shù)的相關(guān)性：二、技術(shù)方案ｃ.1本人初步分析結(jié)果從相關(guān)量分析:體表狀況(符號tb)與PMV的四個參數(shù)強烈相關(guān),tb是這些參數(shù)變化后的綜合結(jié)果體現(xiàn)。從人體生理現(xiàn)象觀察：人體有適應(yīng)熱環(huán)境的自我調(diào)整生理機能，表現(xiàn)之一即體表狀態(tài)（汗液、皮溫等）計算方程：人體熱平衡方程熱舒適方程（使用tb使參數(shù)值模糊化）個人認(rèn)為:tb是PMV中幾個參量變化后的集中體現(xiàn)，對熱舒適評價講是較接近人體生理現(xiàn)狀的生理指標(biāo)，具有變化性。該指標(biāo)穩(wěn)定后，即認(rèn)為達(dá)到了最后主動人體機能調(diào)節(jié)與外部被動影響下相適應(yīng)、確定的結(jié)果。二、技術(shù)方案項目工作思路用途tb模式1測定舒適性指標(biāo)tb建立tb標(biāo)準(zhǔn)庫2計算運行1）確定動態(tài)tb與標(biāo)準(zhǔn)值的偏差2）進行比較計算3）提出空調(diào)當(dāng)前設(shè)定值的修正量4）發(fā)送數(shù)據(jù)c.1.1工作思路

對于tb模式（暫時簡稱），有一定的參數(shù)非定量化特性。如果要實施之，下面為本項組工作思路，正確與否請評價。二、技術(shù)方案項目要素判斷分析渠道解決措施tb模式1紅外傳感器的確認(rèn)市場化關(guān)鍵項2tb<--->“舒適性”之間符合度確認(rèn)試驗數(shù)據(jù)修改或補充c.1.2技術(shù)難點

二、技術(shù)方案２基于紅外傳感器的應(yīng)用研究體表溫度的獲得方式：紅外傳感器或紅外測溫儀①紅外傳感器特點區(qū)域性--根據(jù)待測目標(biāo)的紅外輻射特性可進行紅外系統(tǒng)的設(shè)定。高復(fù)雜性--對人體的多區(qū)域識別并找到最高的、移動目標(biāo)體表溫度的技術(shù)難度較大且成本較高注：

熱探測器對入射的各種波長的輻射能量全部吸收，它是一種對紅外光波無選擇的紅外傳感器熱探測器是利用輻射熱效應(yīng)，使探測元件接收到輻射能后引起溫度升高，進而使探測器中依賴于溫度的性能發(fā)生變化。檢測其中某一性能的變化，便可探測出輻射。多數(shù)情況下是通過熱電變化來探測輻射的。當(dāng)元件接收輻射，引起非電量的物理變化時，可以通過適當(dāng)?shù)淖儞Q后測量相應(yīng)的電量變化。熱敏探測器對紅外輻射的響應(yīng)時間一般在ms以上。

現(xiàn)有產(chǎn)品特點應(yīng)用廠家人體空間傳感器可探測移動人體紅外目標(biāo)并跟蹤可選擇GE近距體表溫傳感器探頭距目標(biāo)距離：10～30cm；精度較高可選擇GE紅外傳感器的應(yīng)用思路：二、技術(shù)方案②紅外測溫儀分析：包括幾個重要概念其中，發(fā)射率分析：影響發(fā)射率的主要因素材料種類表面幾何形狀(平面,凹面,凸面)透過率(例如塑料薄膜)測量溫度（有變化趨勢）測量角度（有變化趨勢）波長發(fā)射率距離系數(shù)物體紅外能量的傳播

發(fā)射率決定了實際物體的紅外輻射特性

“理想黑體”“實際物體”既是完全吸收體也是完全發(fā)射體部分能量被反射部分能量透過IIIIRATEEEE二、技術(shù)方案探頭到目標(biāo)的距離測量斑直徑大小2.50.17.50.3140.6210.8331.3mm英寸002515027631305mm英寸測斑直徑測量距離=D:S距離系數(shù)分析：二、技術(shù)方案實際物體的測溫示意圖目標(biāo)探頭RTE三要素：反射率,透射率,發(fā)射率環(huán)境溫度II =入射能量R = 反射能量T = 透射能量E = 發(fā)射能量二、技術(shù)方案目標(biāo)與視場要確保目標(biāo)大于儀器所測圓點的大小。目標(biāo)越小，則應(yīng)離得越近。如果精度非常重要，則要確保目標(biāo)至少是測量圓點大小的兩倍。最好一般差探頭目標(biāo)大于測量視場目標(biāo)等于測量視場目標(biāo)小于測量視場二、技術(shù)方案紅外測溫儀工作原理窗口和光學(xué)系統(tǒng)目標(biāo)環(huán)境探測器顯示及輸出453SP1470EMS?85紅外測溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統(tǒng)匯聚其視場內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量，紅外能量聚集在光電探測器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號，該信號再經(jīng)換算轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標(biāo)的溫度值。二、技術(shù)方案測溫范圍/響應(yīng)波長距離系數(shù)（測量距離與目標(biāo)大?。┌l(fā)射率設(shè)定測量精度/重復(fù)性響應(yīng)時間瞄準(zhǔn)方式（激光、透鏡、視頻、目視、瞄準(zhǔn)燈/鏡）現(xiàn)場環(huán)境要求/輸出方式測溫儀的選型參數(shù)二、技術(shù)方案與“真實值”比較當(dāng)測量位置不同或使用不同儀器測同一物體時，精度非常重要

指相同條件下輸出比較(距離、發(fā)射率、精度）建立當(dāng)?shù)亍盎鶞?zhǔn)”，測量與基準(zhǔn)的偏差工藝監(jiān)控中實際起作用，“工藝精度”精度重復(fù)性二、技術(shù)方案優(yōu)點缺點應(yīng)用易操作精度高屬獨立產(chǎn)品；成本較高備選方案紅外測溫儀的應(yīng)用思路：二、技術(shù)方案人員分類（i）1老年人2兒童3孕婦4成年男子5成年婦女活動模式（j）a站著活動（家務(wù)）b坐著休息（辦公、住房、學(xué)習(xí)）c躺著d睡眠e（夏季默認(rèn)）著衣量=0.8mettb范圍記錄測量Δti,j(其中，i=1,5j=a,e)方法1：將人員及活動模式分類，分別計量體表的測量范圍（特點：建立大數(shù)據(jù)庫）方法2：從某時刻開始測量室內(nèi)人體的體表溫度并記錄，然后讓測試人員按方法1進行定時活動，同時計量體表的變化量。（特點：建立小數(shù)據(jù)庫）測量順序測量初始tb--->人體活動--->測量tb變化量３建立體表溫度與活動模式的關(guān)系模型和數(shù)據(jù)庫３.1建立測試人員與活動模式數(shù)據(jù)庫，進行數(shù)據(jù)采集二、技術(shù)方案變量默認(rèn)值

1風(fēng)速0.3m/s2輻射溫度室內(nèi)干球溫度3衣著0.5clo4大氣壓當(dāng)?shù)刂担?3測試數(shù)據(jù)tb與PMV比較，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫３.2建立PMV的初始默認(rèn)值，并計算結(jié)果

熱舒適方程：f(M,W,ta,Pa,tf,Icl,hc)=0;三、QCD指標(biāo)Q指標(biāo)：1基于紅外傳感器的應(yīng)用研究1.1、確認(rèn)紅外傳感器應(yīng)用方案（室內(nèi)使用）（此為關(guān)鍵項）；感測紅外輻射距離：1.5～5ｍ獲取溫度范圍：20～50℃溫度感應(yīng)精度：＜1％掃描區(qū)域：水平范圍：±50℃垂直范圍：水平向下5～32℃或±30℃1.2、對該方案進行技術(shù)驗證，完成多點偵測數(shù)據(jù)比對算法。1.3、在試驗過程中，申請“紅外偵測體表溫度新模式”的實用新型專利；2建立體表溫度與活動模式的關(guān)系模型和數(shù)據(jù)庫2.1、制定“體表溫度差-設(shè)定值（室內(nèi)溫度、風(fēng)速、風(fēng)向）修正量”對應(yīng)曲線：2.2、申請“體表溫度感應(yīng)的舒適度模型”發(fā)明專利。三、QCD指標(biāo)Q指標(biāo)（續(xù)）3基于算法的模式自動處理機制3.1、申請“

”發(fā)明專利。4完成功能庫接口定義與研發(fā)4.1、申請“

”發(fā)明專利。三、QCD指標(biāo)C指標(biāo)：一人力資源計劃

子項目經(jīng)理：項目責(zé)任人1建立體表溫度與活動模式的關(guān)系模型和數(shù)據(jù)庫2基于紅外傳感器的應(yīng)用研究，建立紅外偵測溫度運行模型，完成多點偵測數(shù)據(jù)比對算法3基于算法的模式自動處理機制4完成功能庫接口定義與研發(fā)三、QCD指標(biāo)項目數(shù)量價格廠家MicrothermWBGT熱指數(shù)測定儀黑球溫度計11北京博隆藍(lán)譜科技有限公司/矩陣式人體空間傳感器5GE多點體表紅外傳感器5GE/盛榮株式會社樣機1ＣＯ２傳感器１GEPM611非接觸測溫傳感器2深圳市唐正電子有限公司LZ118額溫計1東莞市虎門立置豐電子廠傳感器demo板2精密公司空調(diào)公司二基于紅外傳感器的應(yīng)用研究1、該項目需外購相應(yīng)的器件：總計成本：18260元～22060（人民幣）三、QCD指標(biāo)三建立體表溫度與活動模式的關(guān)系模型和數(shù)據(jù)庫1、該項目需測試人員及勞務(wù)報酬：人員分類數(shù)量報酬1老年人130元/小時2兒童130元/小時3孕婦130元/小時4成年男子130元/小時5成年婦女130元/小時2、需一間溫度可控的房間

（房間面積：4*6=24m2）每個人員共需10小時，共支付300元?？傆嬛Ц?*300＝1500元（人民幣）三、QCD指標(biāo)D指標(biāo)：項目關(guān)鍵節(jié)點進度1建立體表溫度與活動模