楊志剛，徐 鑫，趙蘭萍，鄭振鵬，林趙敏

（1. 同濟(jì)大學(xué)上海市地面交通工具空氣動(dòng)力與熱環(huán)境模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海201804；2. 同濟(jì)大學(xué)機(jī)械與能源工程學(xué)院，上海201804；3. 北京民用飛機(jī)技術(shù)研究中心，北京102211）

汽車乘員艙內(nèi)部空間狹小且外部環(huán)境復(fù)雜多變，車內(nèi)熱環(huán)境受到空調(diào)送風(fēng)以及外界環(huán)境的影響，使得駕乘人員的熱感覺和熱舒適性發(fā)生改變。Roy［1］采用數(shù)值仿真的方法對(duì)乘員艙內(nèi)不同傳熱方式及不同車體壁面對(duì)人體熱舒適的影響進(jìn)行了分析。Hodder 等［2］從強(qiáng)度、光譜分布以及玻璃種類三方面研究了太陽輻射對(duì)乘員艙內(nèi)人體熱感覺及熱舒適的影響，結(jié)果表明光譜分布的不同對(duì)人體熱感覺并沒有直接的作用，而太陽輻射強(qiáng)度每增大200 W·m-2，熱感覺增大1。倪冬香［3］使用SC/Tetra 將乘員艙內(nèi)的熱環(huán)境與人體熱調(diào)節(jié)模型進(jìn)行迭代計(jì)算，考慮了兩者的相互作用，而不是僅僅被動(dòng)地將人體作為一個(gè)熱邊界條件。申紅麗［4］以某款空調(diào)汽車乘員艙內(nèi)部熱環(huán)境為研究對(duì)象，分析計(jì)算了該車型所需空調(diào)制冷功率的大小。通過C語言編寫了可視化預(yù)測(cè)平均投票數(shù)-不滿意者的百分?jǐn)?shù)（predicted mean vote-predicted percentage of dissatisfied，PMV-PPD）的UDF（用戶定義函數(shù)）程序，并與FLUENT 軟件相結(jié)合得到了車室內(nèi)部的熱舒適指標(biāo)分布規(guī)律。黃木生［5］考慮了窗框、門支柱等金屬面直接延伸到乘員艙內(nèi)部所產(chǎn)生的穿透熱橋影響，對(duì)車身壁面熱傳遞進(jìn)行了機(jī)理性的研究。提出了ACS-DR（自適應(yīng)舒適標(biāo)準(zhǔn)-氣流不舒適感）準(zhǔn)則，其較PMV-PPD 準(zhǔn)則更適用于高度非均勻瞬態(tài)的溫度場(chǎng)。Myoung［6］等研究了局部空調(diào)系統(tǒng)的量化節(jié)能效果，通過調(diào)節(jié)前、頂送風(fēng)比例、送風(fēng)溫度、送風(fēng)速度等從不同角度分析了車廂內(nèi)的熱舒適性。張炳力等［7］對(duì)某款轎車車內(nèi)三維流場(chǎng)和熱環(huán)境進(jìn)行了數(shù)值仿真，得到了速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)和PMV與PPD的分布，并對(duì)乘員艙內(nèi)空氣齡的分布進(jìn)行計(jì)算。Moon 等［8］對(duì)比分析了多波段及單波譜的輻射模型下PMV-PPD與等效溫度兩種熱舒適評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究表明考慮多波段太陽輻射的影響，駕乘人員附近的溫度上升1℃～2℃，等效溫度能夠預(yù)測(cè)乘員艙內(nèi)熱舒適水平的局部變化。Danca 等［9］對(duì)乘員艙內(nèi)各位置測(cè)量了溫度、速度，計(jì)算出PMV-PPD熱舒適評(píng)價(jià)指標(biāo)。通過校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)對(duì)數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，但沒有考慮人在乘員艙中與熱環(huán)境的相互作用。

目前乘員熱舒適性評(píng)價(jià)通常借用從均勻建筑熱環(huán)境中發(fā)展起來的PMV-PPD評(píng)價(jià)法。而汽車乘員艙內(nèi)熱環(huán)境本質(zhì)上呈現(xiàn)高度不均勻狀態(tài)，PMV-PPD評(píng)價(jià)指標(biāo)無法對(duì)乘員熱舒適性作出客觀評(píng)價(jià)。加州大學(xué)伯克利分校的Zhang［10］通過控制環(huán)境室內(nèi)的109次非均勻和瞬態(tài)條件下人體實(shí)驗(yàn)，建立了人體局部熱感覺、局部熱舒適、整體熱感覺與整體熱舒適模型伯克利熱舒適性評(píng)價(jià)模型，但目前該模型在夏季不同環(huán)境條件（特別是太陽輻射）及車內(nèi)送風(fēng)參數(shù)下乘員艙熱舒適性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用還比較少。另一方面，人體與不均勻熱環(huán)境之間的熱量交換是通過皮膚周圍的微環(huán)境進(jìn)行的，但目前熱舒適性研究中較少定量關(guān)注此微環(huán)境。

本文采用實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，分析不同送風(fēng)參數(shù)及環(huán)境條件下駕駛員位置的人體熱感覺與熱舒適性，包括局部熱感覺、局部熱舒適性、整體熱感覺及整體熱舒適性，同時(shí)關(guān)注人體周圍的微環(huán)境參數(shù)。

1 計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值計(jì)算

1.1 網(wǎng)格劃分及模型

針對(duì)實(shí)驗(yàn)用車進(jìn)行3D掃描，將車身及乘員艙內(nèi)的位置信息輸入CATIA 軟件中進(jìn)行逆向建模（圖1）。由于本文只考慮乘員艙內(nèi)部的氣流組織分布及乘員熱舒適性，故對(duì)輪胎及底盤等進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理。乘員艙內(nèi)部保留了方向盤、座椅以及中控臺(tái)，盡可能地還原乘員艙內(nèi)部的幾何信息，使得后續(xù)計(jì)算流體力學(xué)（CFD）仿真得到的熱-流場(chǎng)更加接近真實(shí)情況。

圖1 整車車身幾何模型Fig.1 Geometric model of the whole vehicle body

幾何清理以及面網(wǎng)格的生成是通過Hypermesh軟件完成的。在原始幾何模型的基礎(chǔ)上，刪去了發(fā)動(dòng)機(jī)艙、后備箱以及車身外部細(xì)節(jié)等對(duì)乘員艙內(nèi)部熱-流場(chǎng)影響較小的部分，添加駕駛員模型至乘員艙模型中。將Hypermesh 中生成的面網(wǎng)格導(dǎo)入STAR-CCM+中生成體網(wǎng)格，網(wǎng)格類型選用Trimmer 網(wǎng)格加邊界層網(wǎng)格，乘員艙體網(wǎng)格總數(shù)為351萬，如圖2所示。

圖2 乘員艙體網(wǎng)格模型Fig.2 Mesh model of passenger compartment

車內(nèi)氣體流動(dòng)屬于受限低速流動(dòng)，采用Boussinesq模型，湍流模型選用Realizable k-ε湍流模型，輻射模型采用S2S 輻射模型。人體熱調(diào)節(jié)模型選用Stolwijk提出的人類生理溫度調(diào)節(jié)模型，該模型將人體分為頭、軀干、左上臂、右上臂、左下臂、右下臂、左手、右手、左大腿、右大腿、左小腿、右小腿、左腳、右腳共14 個(gè)節(jié)段，每個(gè)節(jié)段分為核心層、肌肉層、脂肪層及皮膚層。

1.2 邊界條件設(shè)置

邊界條件按照實(shí)驗(yàn)所測(cè)進(jìn)行設(shè)置，4個(gè)送風(fēng)口設(shè)置為質(zhì)量流量入口，質(zhì)量流量分別為：0.09、0.04、0.04、0.08 kg·s-1；送風(fēng)溫度為：19 ℃、15 ℃、14 ℃、15℃，出風(fēng)口為壓力出口。壁面邊界的熱交換考慮熱傳導(dǎo)、對(duì)流以及輻射熱傳遞，壁面熱物性參數(shù)見表1。太陽輻射強(qiáng)度為1 000 W·m-2，其中直射輻射為800 W·m-2，散射輻射為200 W·m-2。實(shí)驗(yàn)時(shí)間在中午12 時(shí)附近，太陽高度角設(shè)為90°，環(huán)境溫度為33.8 ℃。

表1 各壁面邊界參數(shù)Tab.1 Boundary parameters of each wall

1.3 人體熱舒適性評(píng)價(jià)模型

人體熱舒適性評(píng)價(jià)模型采用伯克利的熱舒適性評(píng)價(jià)模型［10］，局部熱感覺回歸公式如下：

式中：Sl為局部熱感覺；Tsl為局部皮膚表面溫度，℃；Tsls為設(shè)定的局部皮膚表面溫度，℃；Tsa為平均皮膚溫度，℃；Tsas為設(shè)定的平均溫度，℃；Tc為核心溫度，℃；C1、K1、C2i、C3i為常數(shù)回歸系數(shù)；t為時(shí)間，s。

式（2）為局部熱舒適的回歸公式。

式中：|So|為整體熱感覺的絕對(duì)值；C3、C6、C7、C8、n 為常數(shù)回歸系數(shù)，且整體熱感覺正負(fù)不同時(shí)，C3和C7的數(shù)值不同；

式（3）為整體熱感覺的回歸公式。

式中：Wi為各部位的影響權(quán)重。

Berkeley 的整體熱舒適與局部熱不舒適相關(guān)，而不是局部熱舒適。整體熱舒適受身體最不舒適部位的影響較大。規(guī)則一是整體熱舒適為2個(gè)最小局部熱舒適的平均值；規(guī)則二是當(dāng)?shù)诙崾孢m值大于-2.5 且試驗(yàn)者可以控制熱環(huán)境或者熱環(huán)境是瞬態(tài)時(shí)，整體熱舒適為2 個(gè)最小局部熱舒適與最大熱舒適的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 CFD數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

圖3為實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)照片。將乘員艙內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。各測(cè)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)、仿真溫度以及溫度差值見表2?？梢钥闯鰧?shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果二者基本吻合，腳部空氣溫度誤差為2℃，右下臂、右手以及左小腿的溫度誤差為2.5℃。這些部位的仿真溫度均高于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，原因是實(shí)驗(yàn)時(shí)受試者會(huì)主動(dòng)去躲避較大的熱刺激，使得身體處于一個(gè)較為舒適的狀態(tài)。

圖3 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)照片F(xiàn)ig.3 Pictures of the experiment site

表2 實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果溫度對(duì)比Tab.2 Temperature comparison of experiment and simulation results

2.2 乘員艙內(nèi)駕駛員位置微環(huán)境及人體熱舒適性

人體在低溫氣流作用下，皮膚通過周圍的微環(huán)境進(jìn)行熱量的交換，本文根據(jù)溫度邊界層的概念確定人體周圍的微環(huán)境。由CFD 計(jì)算結(jié)果，在人體各部位作垂直于表面的線，從皮膚位置往外空氣溫度逐漸減低，直到與外圍空氣溫度接近的點(diǎn)，該點(diǎn)與皮膚表面的距離即為該處的邊界層厚度。本文進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，分別在人體各部位作三條垂直線，根據(jù)三條線上的溫度邊界層厚度確定該人體部位對(duì)應(yīng)的微環(huán)境。數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，人體各部位的邊界層厚度略有不同，但各處邊界層厚度均在1 cm左右。圖4a 為人體的幾何圖，圖4b 則為人體周圍所對(duì)應(yīng)的微環(huán)境圖。汽車乘員艙內(nèi)空間狹小，使得其熱-流場(chǎng)在空調(diào)送風(fēng)以及外界熱環(huán)境影響下速度梯度、溫度梯度遠(yuǎn)大于建筑內(nèi)熱環(huán)境，人體身處在這種不均勻、不對(duì)稱且梯度較大的熱-流場(chǎng)中與周圍熱環(huán)境進(jìn)行著熱交換將直接影響著人體熱舒適性。這種情況下，人體所處的熱-流場(chǎng)并不能像均勻場(chǎng)中一樣，用平均值或者某一點(diǎn)的值來代替身體各部位接觸熱環(huán)境的速度、溫度以及平均輻射溫度，所以采用圖4所示的人體微環(huán)境的平均值來分析乘員艙內(nèi)駕駛員位置的各部位熱-流場(chǎng)分布以及人與微環(huán)境之間的相互作用。設(shè)定微環(huán)境距離人體皮膚表面1 cm，對(duì)應(yīng)人體熱調(diào)節(jié)模型的14 個(gè)節(jié)段，微環(huán)境在人體各部位熱邊界層外也同樣有14個(gè)區(qū)域，認(rèn)為對(duì)應(yīng)區(qū)域空氣的平均性質(zhì)與人體各部位進(jìn)行熱交換的空氣性質(zhì)相同，即對(duì)應(yīng)區(qū)域上的面平均速度、平均溫度為與該部位進(jìn)行熱交換的空氣速度、溫度。

圖4 人體微環(huán)境示意圖Fig.4 Schematic of human microenvironment

采用表3 所示的11 個(gè)工況來分析不同送風(fēng)溫度、送風(fēng)速度、太陽輻射強(qiáng)度、太陽高度角、環(huán)境溫度等5個(gè)因素對(duì)微環(huán)境及人體熱舒適性的影響。

2.2.1 送風(fēng)溫度的影響

工況1、2、3 的送風(fēng)溫度分別為13 ℃、10 ℃、16 ℃，送風(fēng)速度均為5 m·s-1。從圖5 可以看出，送風(fēng)溫度對(duì)駕駛員位置人體各節(jié)段周圍速度幾乎沒有影響，但人體對(duì)稱部位所處的微環(huán)境平均速度與溫度并不相同，其中左手與右手位置平均速度相差約0.17 m·s-1，而下半身由于送風(fēng)模式采用吹面模式，各部位周圍速度差較小。對(duì)比不同送風(fēng)溫度下各部位微環(huán)境平均溫度發(fā)現(xiàn)，與送風(fēng)溫度對(duì)乘員艙內(nèi)整體熱-流場(chǎng)的影響相同，各部位平均溫度隨著送風(fēng)溫度的升高而增大。受平均速度的影響，左手微環(huán)境的平均溫度較低；而大腿部位由于太陽輻射以及較弱的送風(fēng)影響，該部位微環(huán)境平均溫度則較高。可見送風(fēng)溫度只會(huì)影響各部位微環(huán)境的空氣平均溫度，而對(duì)微環(huán)境的平均速度影響較小。不同送風(fēng)溫度下，人體各部位熱感覺和熱舒適主要受對(duì)應(yīng)微熱環(huán)境溫度的影響。

表3 乘員艙內(nèi)熱-流場(chǎng)分析工況Tab.3 Model computing conditions

圖6為不同送風(fēng)溫度下各部位局部及整體熱感覺與熱舒適指標(biāo)的對(duì)比。從圖中可以看出頭部熱感覺在各送風(fēng)溫度工況下均為負(fù)值，隨著送風(fēng)溫度的上升，左上臂與左手的熱感覺由偏冷轉(zhuǎn)變成偏熱，其他部位的熱感覺均為正值。頭部偏冷時(shí)熱舒適處于較為舒適的狀態(tài)，而腳部偏熱時(shí)處于較為舒適的狀態(tài)，這說明人體熱舒適喜好頭部偏冷而腳部偏熱。工況1 局部熱舒適最差的部位為右手與右大腿；工況2 局部熱舒適最差的部位為左下臂與右大腿；工況3 局部熱舒適最差的部位為右手與右小腿?？梢钥闯鲞@三個(gè)工況下，熱舒適較差的部位為右手與右腿，這是因?yàn)轳{駛員位置的右手與右腿區(qū)域受到的太陽輻射強(qiáng)度要大于另一側(cè)，另外送風(fēng)口1 出風(fēng)對(duì)身體左半部分的影響要大于送風(fēng)口2 對(duì)身體右半部分的影響。隨著送風(fēng)溫度的升高，整體熱感覺從1.1 上升至1.66，說明駕駛員感覺到更熱；而整體熱舒適從-0.97 變?yōu)?1.46，人體變得更不舒適。夏季在整體熱感覺偏熱的情況下，人更加喜好較低的送風(fēng)溫度，能夠降低熱感覺，改善熱舒適。

圖5 不同送風(fēng)溫度下各部位微環(huán)境平均速度、溫度Fig.5 Average velocity and temperature of microenvironment at different air supply temperatures

圖6 不同送風(fēng)溫度下局部及整體熱感覺與熱舒適Fig.6 Local and overall thermal sensation and thermal comfort at different air supply temperatures

2.2.2 送風(fēng)速度的影響

圖7 為送風(fēng)速度分別為5、3、7 m·s-1，送風(fēng)溫度為13℃時(shí)，乘員艙內(nèi)整體速度場(chǎng)與溫度場(chǎng)均受空調(diào)送風(fēng)速度的影響。從圖7 可以看出各部位微環(huán)境的平均速度與送風(fēng)速度呈正相關(guān)，而平均溫度與送風(fēng)速度呈負(fù)相關(guān)，但各部位微環(huán)境的平均速度并沒有隨著送風(fēng)速度的增大而均勻增大。觀察圖7a 發(fā)現(xiàn)工況1 與工況4 下頭部和軀干微環(huán)境的平均速度相差不大，而工況5 下該區(qū)域的平均速度明顯增大，說明送風(fēng)速度較小時(shí)，并不能對(duì)頭部以及軀干的微環(huán)境平均速度造成影響，這也表明乘員艙內(nèi)的平均速度與各部位所處微環(huán)境有差別。而人體各部位微環(huán)境的平均溫度隨著空調(diào)送風(fēng)速度的增大而降低，送風(fēng)速度的增大使得人體微環(huán)境平均速度增大，平均溫度降低可影響其熱感覺與熱舒適。

圖7 不同送風(fēng)速度下各部位微環(huán)境平均速度、溫度Fig.7 Average velocity and temperature of microenvironment at different air supply velocities

從圖8 可以看出，將工況4 與工況5 下的人體各部位局部熱感覺與熱舒適與工況1 進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)頭部區(qū)域的熱感覺均為負(fù)值，隨著送風(fēng)速度的增大，軀干、左上臂、右上臂以及左手的熱感覺從偏熱轉(zhuǎn)為了偏冷，這些部位受到空調(diào)送風(fēng)的影響較大，其中左手部位的熱舒適在空調(diào)送風(fēng)的作用下變化較為明顯。工況4 局部熱舒適最差的部位為右手與右小腿；工況5 局部熱舒適最差的部位為右大腿與頭部。通過對(duì)比工況4、1、5 下的右手局部熱舒適，其數(shù)值為-1.986、-1.337、-0.243 3，表明雖然送風(fēng)對(duì)右手影響較弱，但風(fēng)速的提高能夠改善右手的局部熱舒適，其對(duì)整體熱舒適的提升有一定的作用。而腿部區(qū)域受送風(fēng)影響較弱且受到太陽輻射的作用，使右腿成為熱舒適較差的部位。頭部區(qū)域由于增大的風(fēng)速，使其皮膚表面溫度降低，另外較大的吹面風(fēng)速給人帶來不舒適的吹風(fēng)感使得熱舒適變差。整體熱感覺隨著送風(fēng)速度的增大從1.88 降至0.47，整體熱舒適從-1.76變?yōu)?0.7，風(fēng)速增大使得熱舒適較為改善，表明在整體偏熱的情況下，人體更傾向于較大的風(fēng)速，使其感受到更為舒適。

圖8 不同送風(fēng)速度下局部及整體熱感覺與熱舒適Fig.8 Local and overall thermal sensation and thermal comfort at different air supply velocities

2.2.3 太陽輻射強(qiáng)度的影響

圖9 中，工況1、6、7 的太陽輻射強(qiáng)度分別為800、600、1 000 W·m-2，太陽輻射強(qiáng)度為外界環(huán)境條件中最為影響微環(huán)境平均溫度的因素。

圖9 不同太陽輻射強(qiáng)度下各部位微環(huán)境平均速度、溫度Fig.9 Average velocity and temperature of microenvironment at different solar radiation intensities

從圖10可以看出，不同太陽輻射強(qiáng)度下熱感覺與熱舒適變化最大為左手，局部熱感覺從-0.546 6增長(zhǎng)為1.688，而熱舒適從2.169 降低至-1.085。工況6 局部熱舒適最差的部位為右大腿與右小腿；工況7局部熱舒適最差的部位為右手與右小腿。可以看出當(dāng)太陽輻射強(qiáng)大變大時(shí)，手部的局部熱舒適由較為舒適轉(zhuǎn)變成最不舒適，其局部熱舒適變化要遠(yuǎn)大于其他部位，這也說明其受到太陽輻射的影響較大。太陽輻射強(qiáng)度的增大使整體熱感覺從0.92增大至1.79，而整體熱舒適由-0.8 降低為-1.67，太陽輻射強(qiáng)度的增長(zhǎng)會(huì)使得乘員艙內(nèi)人體各部位的輻射及蒸發(fā)散熱量增加，對(duì)局部熱感覺與熱舒適的影響較為明顯。

2.2.4 太陽高度角的影響

圖10 不同太陽輻射強(qiáng)度下局部及整體熱感覺與熱舒適Fig.10 Local and overall thermal sensation and thermal comfort at different solar radiation intensities

從圖11 中工況1、8、9 的太陽高度角分別為60°、40°、80°，可以看出太陽高度角的不同使得太陽輻射透過擋風(fēng)玻璃作用在人體不同的部位之上，太陽輻射作用的部位平均輻射溫度較高。當(dāng)太陽高度角為40°時(shí)，入射角度較低，太陽輻射作用在人體軀干較高位置以及上臂處；當(dāng)太陽高度角增大至80°時(shí)，入射角較大，太陽輻射作用位置偏低為大腿、小腿以及手部區(qū)域。

圖11 不同太陽高度角下各部位微環(huán)境平均速度、溫度Fig.11 Average velocity and temperature of microenvironment at different solar height angles

通過圖12 不同太陽高度角下人體各部位的局部熱感覺與熱舒適圖可以觀察到，受到太陽輻射作用的部位皮膚溫度升高后局部熱感覺與熱舒適的變化。當(dāng)太陽高度角為40°時(shí)，受到太陽輻射作用的軀干及上臂的皮膚溫度要大于太陽高度角80°的情況，這使得太陽高度角為40°時(shí)該部位的熱感覺要大于80°時(shí)的，熱舒適則變小。而當(dāng)太陽高度角為60°時(shí)，受太陽輻射的作用使得左右大腿的熱感覺增大，熱舒適值降低。不同太陽高度角下整體熱感覺與熱舒適方面，工況1 即太陽高度角為60°時(shí)人體的整體熱感覺最熱，但整體熱舒適最差的為太陽高度角為80°的工況9。造成這個(gè)現(xiàn)象的原因是太陽高度角為80°時(shí)，駕駛員小腿位置受到較強(qiáng)的太陽輻射，且該部位較其他高度角時(shí)太陽輻射直射部位更易感到不舒適。

2.2.5 環(huán)境溫度的影響

圖13，圖14 中中工況1、10、11 的環(huán)境溫度分別為35 ℃、32 ℃、38 ℃。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，環(huán)境溫度升高對(duì)人體各部位微環(huán)境的影響并不明顯。造成這一現(xiàn)象的原因是環(huán)境溫度的變化僅能影響壁面及近壁面區(qū)的空氣的溫度，而人體所在的區(qū)域熱-流場(chǎng)主要受空調(diào)送風(fēng)的影響，且壁面及近壁面區(qū)空氣的溫度對(duì)人體熱舒適影響較小。整體熱感覺隨著環(huán)境溫度的升高而變熱，熱舒適反之，但變化幅度較小。

3 結(jié)論

（1）乘員艙內(nèi)駕駛員位置左右對(duì)稱部位所處的微環(huán)境并不相同，其中左右手處微環(huán)境的平均速度和溫度差值最大。由于車內(nèi)送風(fēng)模式采用吹面模式，上身區(qū)域左右對(duì)稱部位微環(huán)境的差距要大于下腿部區(qū)域。除送風(fēng)速度外，其他影響因素對(duì)微環(huán)境平均速度影響較小。而平均溫度方面，每增大3 ℃的送風(fēng)溫度，微環(huán)境的平均溫度上升1.8 ℃；每增大200 W·m-2的太陽輻射強(qiáng)度，微環(huán)境的平均溫度上升1.2 ℃；外界環(huán)境每上升3 ℃使得微環(huán)境的平均溫度升高0.38 ℃。

（2）空調(diào)送風(fēng)溫度從10 ℃升至16 ℃，人體整體熱感覺則從1.1 升至1.66，整體熱舒適從-0.97 降為-1.46；送風(fēng)速度從3 m·s-1增大至7 m·s-1，人體整體熱感覺由1.88 降至0.47，整體熱舒適從-1.76 變?yōu)?0.7。說明夏季在整體熱感覺偏熱的情況下，人更加喜好較低的送風(fēng)溫度與較高的送風(fēng)速度，能夠使乘員艙內(nèi)的駕乘人員感到更舒適。

圖14 不同環(huán)境溫度下局部及整體熱感覺與熱舒適Fig.14 Local and overall thermal sensation and thermal comfort at different environmental temperatures

（3）太陽輻射強(qiáng)度是外界環(huán)境條件中最為影響乘員艙內(nèi)人體熱舒適的因素，受到太陽輻射的作用使得人體各部位皮膚表面溫度升高，太陽輻射強(qiáng)度從600 W·m-2增長(zhǎng)至1 000 W·m-2使得人體整體熱感覺從0.92 增大至1.79，而整體熱舒適由-0.8 降低為-1.67，整體熱感覺變熱，熱舒適變差；太陽高度角的變化會(huì)使得太陽輻射作用在不同的部位上，對(duì)整體熱感覺與熱舒適并沒有呈現(xiàn)線性的作用；而環(huán)境溫度對(duì)人體熱感覺與熱舒適的影響較小。