摘要：

睡眠是人的一種重要生理現(xiàn)象,大多數(shù)人一生中的睡眠時間超過生命的1/3.睡眠是恢復(fù)體力,消除疲勞,改善精神活力的重要方式.睡眠不足嚴(yán)重?fù)p害人們的認(rèn)知功能,免疫能力等,導(dǎo)致心臟病等健康問題.室內(nèi)環(huán)境是影響人體睡眠質(zhì)量的重要因素之一.本研究與醫(yī)學(xué)結(jié)合,通過主觀問卷,腦電波和皮溫等生理參數(shù)測量,結(jié)合人員工作效率的神經(jīng)行為能力測試,研究環(huán)境溫度對人體睡眠質(zhì)量的影響,并基于個性化送風(fēng)理念,提出床頭個性化送風(fēng)系統(tǒng),實驗研究床頭個性化送風(fēng)系統(tǒng)對人體睡眠質(zhì)量的作用.實驗研究了夏季工況下三種水平的空氣溫度(23,26,30℃)對人體睡眠質(zhì)量的影響.基于腦電測量結(jié)果,采用睡眠分期和腦電頻譜分析兩種方法評價人體睡眠質(zhì)量.本實驗主要得到以下結(jié)論:(1)熱感覺投票結(jié)果顯示,在床褥系統(tǒng)熱阻為1.5clo時,睡眠熱中性環(huán)境溫度接近28℃,而清醒狀態(tài)下人員的熱中性環(huán)境溫度為24℃左右(服裝熱阻約0.61clo時).睡眠狀態(tài)下人員的熱中性環(huán)境溫度比清醒狀態(tài)的要高.這證實了目前直接照搬基于人體在清醒狀態(tài)下的各種標(biāo)準(zhǔn)于睡眠環(huán)境的空調(diào)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和住宅空調(diào)應(yīng)用是不合適的,有必要建立針對家用空調(diào)和夜間睡眠環(huán)境空調(diào)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn).(2)在床褥系統(tǒng)熱阻為1.5clo時,人員在室內(nèi)溫度為接近中性的26℃環(huán)境下的睡眠質(zhì)量高于室內(nèi)溫度為23℃和30℃環(huán)境下的睡眠質(zhì)量,且負(fù)面情緒下降.環(huán)境溫度偏高或偏低都不利于人員睡眠.(3)人員工作績效與其睡眠質(zhì)量直接相關(guān).睡眠質(zhì)量越高,人員的任務(wù)績效越高.因此,人員工作效率測量都可作為人體睡眠質(zhì)量的客觀,定量評價指標(biāo).(4)采用腦電頻譜分析與基于腦電測量進行睡眠分期評價睡眠質(zhì)量可得到一致的結(jié)果.因此,腦電頻譜分析得到的各波段相對能量密度也可作為人體睡眠質(zhì)量的客觀,定量評價指標(biāo).(5)睡眠時人體皮膚溫度值高于清醒狀態(tài)時人體皮膚溫度值,且受室內(nèi)溫度影響很大,隨室內(nèi)溫度的升高而升高.環(huán)境溫度偏高或偏低都會激活人體熱調(diào)節(jié)防御機制,干擾睡眠.另外,人體皮膚溫度在睡眠過程中呈現(xiàn)動態(tài)變化,這說明根據(jù)人體所處的睡眠階段對睡眠環(huán)境空調(diào)進行動態(tài)控制也許有助于提高人們的睡眠質(zhì)量.從理論上認(rèn)證了睡眠環(huán)境床頭個性化送風(fēng)的可行性,具體表現(xiàn)在:①該送風(fēng)方式有利于平衡人體頭部溫度和腳部溫度,因此可能有利于提升睡眠質(zhì)量.②該送風(fēng)方式可有效帶走人體產(chǎn)生的污染物,降低人體呼吸區(qū)附近的二氧化碳濃度,提高呼吸區(qū)附近的空氣品質(zhì),因此可能有利于人體健康和提高睡眠質(zhì)量.③該送風(fēng)方式可改變?nèi)梭w局部的熱感覺,從而影響整體熱感覺,并可減少室內(nèi)所需要的總新風(fēng)量,具有節(jié)能潛力.此外,對中醫(yī)專家,西醫(yī)專家和建環(huán)專家開展了問卷調(diào)查.結(jié)果表明:大部分醫(yī)學(xué)專家和建環(huán)專家認(rèn)為床頭送風(fēng)方案可行,在改善睡眠環(huán)境的熱環(huán)境和空氣品質(zhì)具有較好的優(yōu)勢,對人體健康和睡眠質(zhì)量也有一定的改善作用.最后以實際人體受試者為對象,在實際住宅臥室中就夏季工況開展實驗研究,分析睡眠環(huán)境床頭個性化送風(fēng)系統(tǒng)的參數(shù)要求及該系統(tǒng)對人體睡眠質(zhì)量的影響.本實驗主要得到以下結(jié)論:(1)人體短期暴露實驗結(jié)果表明,由于送風(fēng)風(fēng)速較低,當(dāng)送風(fēng)溫度與環(huán)境溫度相差不大時,在不同設(shè)計送風(fēng)溫度下,到達人員面部的送風(fēng)溫度均接近相應(yīng)的環(huán)境溫度.因此夏季床頭個性化送風(fēng)不會因為溫度過低造成人員的冷不舒適感.(2)在23℃左右的環(huán)境溫度下,當(dāng)送風(fēng)溫度為20℃時,在短期暴露時就有較多的受試者反映額頭偏涼,抱怨送風(fēng)溫度偏低.因此,對睡眠環(huán)境,床頭個性化送風(fēng)的送風(fēng)溫度不能太低,應(yīng)高于20℃.(3)整晚的人體睡眠實驗結(jié)果表明,本研究中測試的三種工況(環(huán)境溫度為23℃,送風(fēng)溫度低于環(huán)境溫度0～1℃,送風(fēng)風(fēng)速為0.1m/s和0.2m/s)的床頭個性化送風(fēng)均對人體健康沒有負(fù)面影響.對整晚的睡眠環(huán)境,送風(fēng)風(fēng)速為0.2m/s,人體舒適度和睡眠質(zhì)量都有所下降,因此送風(fēng)風(fēng)速不宜過高,控制在0.1m/s左右為佳.(4)與無床頭送風(fēng)相比,合適的床頭送風(fēng)有利于提高人體舒適度和睡眠質(zhì)量.因此,經(jīng)進一步的研究及開發(fā),床頭個性化送風(fēng)有可能成為一種健康,舒適,節(jié)能的室內(nèi)睡眠微環(huán)境調(diào)節(jié)技術(shù).

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