课题基金 / 基金详情

自体污染物与环境温度对人体的耦合影响及其机理

批准号:
51778625
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
刘蔚巍
依托单位:
学科分类:
建筑物理
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
Pawel Wargocki、杨培志、赵金萍、邓琳静、杜亚娜、唐明远、范小军、朱明慧

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
人体舒适健康受到室内热(热环境)、污(污染物)因素的共同影响。自体污染物,即人体代谢产生的挥发性化学污染物,可导致人体生理和精神应力升高,对健康状态和认知表现造成不利影响,是室内通风必须消除的污染物。围绕自体污染物的现有研究均未考虑环境温度的影响,常将温度保持在热中性值。然而,空气温度作为最重要的热环境参数也会对人体舒适、健康和工作效率产生显著影响。由此产生了一个重要科学问题:自体污染物与环境温度对人体会有什么样的耦合影响?即温度的改变会强化还是弱化自体污染物的影响或者产生新的影响?现有的针对自体污染物或温度单一因素影响的研究无法给出答案。因此,本项目深入研究自体污染物与环境温度对人体生理反应、主观感觉、健康症状和认知表现的耦合影响,并对影响规律的形成机理进行探讨。这一项目的成功实施将为实现室内温度和通风率的合理匹配与耦合控制提供可靠理论依据,以满足现代化室内环境舒适、健康又节能的高要求。
英文摘要
Human comfort and health are jointly influenced by the thermal environment and pollutants. Human bioeffluents, the chemical volatile pollutants from human metabolism, could lead to the increase of the physical and mental stress and have negative effects on people’s health and cognitive performance. Therefore, the human bioeffluents must be removed by indoor ventilation. The previous and current studies on human bioeffluents only maintained the environmental temperature to the thermoneutral temperature, rather than consider the effects of environment temperature. However, as the most important parameter of thermal environment, the air temperature can have a significant impact on human comfort, health and productivity. So an important scientific question must be answered: what are the coupling effects of the human bioeffluents and environmental temperature on the human body? Will the change of temperature strengthen or weaken the effects of human bioeffluents or create new effects? The current researches couldn’t give the answers. To fill in the research gap, this project will study the coupled impacts of human bioeffluents and environment temperature on the human physiological responses, subjective feeling, health symptoms and cognitive performance. The formation mechanism of the influence will also be investigated. This project will provide the reliable theoretical basis for the reasonable matching and coupling control of room temperature and ventilation rates to satisfy the high requirements of the comfort, health and building energy efficiency.
人体舒适健康受到室内热、污因素的共同影响。由此产生的一个重要科学问题是室内污染物与环境温度对人体会有什么样的耦合影响?现有相关研究没有给出答案。. 针对上述问题,本项目开展了一系列温度与污染物综合环境暴露实验。实验温度在22-35度之间。污染物包括自体污染物、建材散发污染物以及纯二氧化碳。实验中测量关键热生理参数,评估热感觉、空气品质感知度和急性健康症状,进行认知测试。. 基于实验数据,围绕环境温度与污染物浓度对人体生理反应、主观感觉和认知表现的综合影响开展了深入分析。主要结果包括:.(1)随着环境温度的升高,呼吸频率显著升高,呼出的气体量显著增加,二氧化碳呼出量显著增加。.(2)舒适温度下呼吸区高浓度自体污染物导致认知表现降低,受试者完成神经行为测试的准确率随着暴露时间增加显著降低。.(3)舒适温度下呼吸区高浓度自体污染物导致心率变异性指标pNN50显著升高,表明人体承受的心理负荷增强。.(4)呼吸区保持高浓度自体污染物时,环境温度升高引起某些急性神经行为症状增强,如眼部疼痛感和困倦度有显著增加趋势。.(5)呼吸区保持高浓度自体污染物时,环境温度升高对人体生理状态造成不利影响,如更高的呼吸末二氧化碳浓度,更高的局部皮肤温度,更低的血氧饱和度。.(6)室内温度与建材散发污染物浓度对急性神经行为症状有耦合影响。环境温度30度且室内建材污染源存在时,受试者更疲劳,幸福感降低,工作意愿降低。.(7).室内温度增加与建材散发污染物浓度提升的耦合作用引起认知表现降低。受试者的完成神经行为测试和工作记忆力测试的效率降低,反应时增加。.(8)35度高温下,室内二氧化碳浓度增加至3000ppm时人体生理参数和主观感觉以及认知表现没有显著差异,但完成认知测试的准确率具有升高的趋势。. 本项目成果为深入理解室内温度和污染物浓度同时变化对舒适、健康和认知的影响提供了理论基础,也为建立考虑环境温度差异的室内通风量的确定给出了依据。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
High temperature impairs cognitive performance during a moderate intensity activity
高温会损害中等强度活动期间的认知能力
DOI: 10.1016/j.buildenv.2020.107372
发表时间: 2020-12-01
期刊: BUILDING AND ENVIRONMENT
影响因子: 7.4
作者: [Chen, Yuyan, Tao, Meihui, Liu, Weiwei]
通讯作者: Liu, Weiwei
Learning effect and its prediction for cognitive tests used in studies on indoor environmental quality
室内环境质量研究中认知测试的学习效果及其预测
DOI: 10.1016/j.enbuild.2019.05.044
发表时间: 2019-08
期刊: Energy and Buildings
影响因子: 6.7
作者: [M. Tao, D. Yang, W. Liu]
通讯作者: W. Liu
DOI: 10.1016/j.enbuild.2020.110086
发表时间: 2020-08
期刊: Energy and Buildings
影响因子: 6.7
作者: [X. Xu, W. Liu, Z. Lian]
通讯作者: Z. Lian
Evaluation of individual thermal sensation at raised indoor temperatures based on skin temperature
根据皮肤温度评估室内温度升高时的个人热感觉
DOI: 10.1016/j.buildenv.2020.107486
发表时间: 2021-01
期刊: Building and Environment
影响因子: 7.4
作者: [W. Liu, X. Tian, D. Yang, Y. Deng]
通讯作者: Y. Deng
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    高温环境中热辐射对认知表现的影响及其机理
    • 批准号:
      --
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      54万元
    • 批准年份:
      2022
    • 负责人:
      刘蔚巍
    • 依托单位:
    基于脑电波的高温环境人员认知表现评价
    • 批准号:
      51978661
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      57.0万元
    • 批准年份:
      2019
    • 负责人:
      刘蔚巍
    • 依托单位:
    高温暴露对人员作业能力的影响规律与机理
    • 批准号:
      51478471
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      83.0万元
    • 批准年份:
      2014
    • 负责人:
      刘蔚巍
    • 依托单位:
    室外环境人体心理适应对热舒适的影响规律与预测
    • 批准号:
      51208512
    • 项目类别:
      青年科学基金项目
    • 资助金额:
      25.0万元
    • 批准年份:
      2012
    • 负责人:
      刘蔚巍
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金