Phần B: Các sửa đổi đối với mô hình thoải mái nhiệt ngoài trời COMFA cho ứng dụng đối với những người thực hiện hoạt động thể chất

Natasha A. Kenny1, Jon S. Warland2, Robert D. Brown3, Terry G. Gillespie2
1Teaching Support Services, University of Guelph, Guelph, Canada
2Department of Land Resource Science, University of Guelph, Guelph (Canada)
3School of Environmental Design and Rural Development, University of Guelph, Guelph, Canada

Tóm tắt

Mục đích của bài báo này là cải thiện độ chính xác của mô hình thoải mái nhiệt ngoài trời COMFA để áp dụng cho những đối tượng thực hiện hoạt động thể chất. Một phân tích độ nhạy đã được thực hiện để xác định các điều kiện mà mô hình COMFA đưa ra ước lượng sai về sự trao đổi nhiệt và độ ẩm giữa cơ thể con người và môi trường xung quanh, dựa trên dữ liệu từ những đối tượng thực hiện hoạt động thể chất từ vừa đến mạnh. Các lỗi xảy ra ở tốc độ trao đổi chất cao (> 400 W m–2), tốc độ gió cao (> 4 m s–1) và nhiệt độ không khí ấm (> 28°C). Các sửa đổi cho độ kháng của quần áo (r c), độ kháng hơi nước của quần áo (r cυ), độ kháng của mô da (r t), và các phương trình nhiệt độ da (T sk) đã được đề xuất. Đánh giá sửa đổi cho thấy các đối tượng có một dải chấp nhận nhiệt độ rộng (B = −20 W m–2 đến +150 W m–2), điều này đã lệch về phía nhiệt độ ấm hơn trong thang đo thoải mái. Mô hình sửa đổi (COMFA*) hoạt động tốt, dự đoán cảm giác nhiệt thực tế của các đối tượng trong khoảng 70% trường hợp. Nghiên cứu này đã tích hợp hiệu quả các nghiên cứu thực nghiệm hiện tại liên quan đến ảnh hưởng của gió và hoạt động đối với vi khí hậu quần áo nhằm cải thiện ứng dụng của mô hình thoải mái nhiệt ngoài trời cho những đối tượng thực hiện hoạt động thể chất.

Từ khóa

#mô hình thoải mái nhiệt #COMFA #hoạt động thể chất #độ chính xác #độ kháng quần áo #vi khí hậu

Tài liệu tham khảo

Ahmed K (2003) Comfort in urban spaces: defining boundaries of outdoor thermal comfort for the tropical environments. Energy Build 35:103–110 Bouskill L, Havenith G, Kuklane K, Parsons K, Withey W (2002) Relationship between clothing ventilation and thermal insulation. Am Ind Hyg Assoc J 63:262–268 Brown R, Gillespie T (1986) Estimating outdoor thermal comfort using a cylindrical radiation thermometer and an energy budget model. Int J Biometeorol 30(1):43–52 Campbell G (1977) An introduction to environmental biophysics. Springer, New York Campbell G, Norman J (1998) An introduction to environmental biophysics, 2nd edn. Springer, New York Fanger P (1972) Thermal comfort. McGraw-Hill Book Company, New York Fukazawa T, Lee G, Matsuoka T, Kano K, Tochihara Y (2004) Heat and water vapour transfer of protective clothing systems in a cold environment, measured with a newly developed sweating manikin. Eur J Appl Physiol 92:645–648 Ghali K, Ghaddar N, Jones B (2002) Modeling of heat and moisture transport by periodic ventilation of thin cotton fibrous media. Int J Heat Mass Transfer 45:3703–3714 Havenith G, Nilsson H (2004) Correction of clothing insulation for movement and wind effects, a meta-analysis. Eur J Appl Physiol 34:581–591 Havenith G, Heus R, Lotens W (1990a) Clothing ventilation, vapour resistance and permeability index: changes due to posture, movement and wind. Ergonomics 33:989–1005 Havenith G, Heus R, Lotens W (1990b) Resultant clothing insulation: a function of body movement, posture, wind, clothing fit and ensemble thickness. Ergonomics 33:67–84 Havenith G, Holmer I, Den Hartog E, Parsons K (1999) Clothing evaporative heat resistance—a proposal for improved representation in standards and models. Ann Occup Hyg 43:339–346 Havenith G, Holmer I, Parsons K (2002) Personal factors in thermal comfort assessment: clothing properties and metabolic heat production. Energy Build 34:581–591 Holmer I, Nilsson H, Havenith G, Parsons K (1999) Clothing convective heat exchange—proposal for improved prediction in standards and models. Ann Occup Hyg 43:329–337 ISO9920 (2007) Ergonomics of the thermal environment - estimation of the thermal insulation and the water vapour resistance of a clothing ensemble. Technical Report ISO9920, International Standards Organization Jay O, Reardon F, Webb P, DuCharme M, Ramsay T, Nettlefold L, Kenny G (2007) Estimating changes in mean body temperature for humans during exercise using core and skin temperatures is inaccurate even with a correction factor. J Appl Physiol 103:443–451 Kerslake D (1972) The stress of hot environments. Cambridge University Press, London Kreith F, Black W (1980) Basic heat transfer. Harper and Row, New York Lotens W, Havenith G (1991) Calculation of clothing insulation and vapour resistance. Ergonomics 34:233–254 Lotens W, Wammes L (1993) Vapour transfer in two-layer clothing due to diffusion and ventilation. Ergonomics 36:1223–1240 Mairiaux P, Malchaire J, Candas V (1987) Prediction of mean skin temperature in warm environments. Eur J Appl Physiol 56:686–692 Maw G, Boutcher S, Taylor N (1993) Ratings of perceived exertion and affect in hot and cool environments. Eur J Appl Physiol 67:174–179 McCullough E, Jones B, Tamura T (1989) A database for determining the evaporative resistance of clothing. ASHRAE Trans 95:316–328 Monteith J, Unsworth M (1990) Principles of environmental physics, 2nd edn. Butterworth-Heinemann, Boston, Mass Nielsen R, Olesen B, Fanger P (1985) Effect of physical activity and air velocity on the thermal insulation of clothing. Ergonomics 28:1617–1631 Nikolopoulou M, Lykoudis S (2006) Thermal comfort in outdoor urban spaces: analysis across different European countries. Build Environ 41:1455–1470 Nikolopoulou M, Steemers K (2003) Thermal comfort and psychological adaptation as a guide for designing urban spaces. Energy Build 35:95–101 Nikolopoulou M, Baker N, Steemers K (2001) Thermal comfort in outdoor urban spaces: Understanding the human parameter. Sol Energy 70(3):227–235 Oke T (1987) Boundary layer climates, 2nd edn. Routledge Taylor and Francis Group, New York Parsons K (2003) Human thermal environments, 2nd edn. Taylor and Francis, New York Parsons K, Havenith G, Holmer I, Nilsson H, Malchaire J (1999) The effects of wind and human movement on the heat and vapour transfer properties of clothing. Ann Occup Hyg 43:347–352 Spagnolo J, de Dear R (2003) A field study of thermal comfort in outdoor and semi-outdoor environments in subtropical Sydney Australia. Build Environ 38:721–738 Sparks S, Cable N, Doran D, Maclaren D (2005) The influence of environmental temperature on duathlon performance. Ergonomics 48:1558–1567 Thorsson S, Lindqvist M, Lindqvist S (2004) Thermal bioclimatic conditions and patterns of behaviour in an urban park in Goteborg, Sweden. Int J Biometeorol 48:149–156 Thorsson S, Honjo T, Lindberg F, Eliasson I, Lim E (2007) Thermal comfort and outdoor activity in Japanese urban public places. Environ Behav 39:660–684