动态辐射热环境对人体生理与热反应的影响

李念平，张稳，阿勇嘎，潘净婧

（湖南大学土木工程学院，湖南长沙 410082）

人居环境的舒适性对人体非常重要，舒适的热环境是人体健康的前提，也是工作效率的保障.在热舒适领域，国外探索研究较早，1919年ASHRAE在美国匹兹堡建立实验室，主要研究湿度对热环境和人体热舒适的作用［1］；Fanger［2］教授在20 世纪70 年代提出适用于均匀、低风速、低代谢率的非极端环境的PMV-PPD 理论，之后通过大量热舒适研究又有学者提出热适应的观点［3］.随着技术的不断发展，研究人员发现现实生活中的环境几乎都是非均匀的，在2003 年，Zhang［4］基于大量非均匀环境的研究提出了UCB 模型，该模型是现有研究中最全面、最系统的非均匀环境热舒适模型［5］.因此依然很有必要研究环境在变化情况下的舒适性，以在尽量满足人体热需求的基础上，拓宽室内空调温度控制范围，营造节能健康的空调控制模式.

针对室内外动态环境的研究，最突出的问题是由于室内外存在一定温差，冷热冲击会影响人体的生理健康［6］.关于环境突变的研究最早是1969 年Gagge 教授对中性-热/冷-中性的研究［7］中，他发现了“热感觉超越”现象和“心理超前”现象；之后de Dear 等［8］、Nagano 等［9］、Tsutsumi 等［10］的研究也验证了Gagge 等［7］的结论.黄倩倩和李俊［11］的研究中，综述了不同的环境突变参数对热感觉动态变化的作用，包括初始温度、突变温差、突变方向等，也是温度突变研究较多的一个方向.徐畅等［12］探究了夏季突变环境下的人体热感知，发现可通过动态调节室内温度，主动调节办公人员的工作效率；杜晨秋［13］开展了不同突变温差和突变方向下的人体热响应实验；Ji等［14］探索了人体如何随着温度的变化而适应环境，并描述客观皮肤温度和主观热评估之间的关系，得出即使较差的热环境略有改善，受试者的热满意度也会显著提高.然而有研究表明，非稳态条件下热反应研究尚不成熟［15］，经文献调研发现，该方向大量研究都是在对流工况下进行，针对辐射空调工况下的短期温度突变环境的研究相对较少.

辐射供冷［16］是依靠供冷部件与围护结构内表面间的辐射换热，从而改善房间内部冷负荷的供冷方式.辐射空调系统具有健康、舒适和节能的特点，近年来李念平等［17］、Yang 等［18］均针对辐射空调的热舒适进行研究，得出不同形式的辐射空调都具有较好的室内热舒适性.据文献调研发现，一些研究者［19-21］采用实验和模拟的方法，探究各种辐射空调系统新形式的热舒适性已经成为辐射空调下热舒适研究的主要方向.基于上述研究现状，大多辐射空调热舒适研究集中于稳态环境下开展，而实际办公环境下人员大多是不断移动的，所以短期的温度突变更接近于实际生活情况，而在辐射空调的背景下，考虑短期温度突变的研究很少.

综上所述，人体经常处于动态环境中，突变热环境更接近于实际环境，但关于突变环境下的热反应研究不充分.本文探索辐射空调形式下温度突变对人体热舒适的影响，进而充分挖掘节能潜力，以期完善动态环境下辐射空调系统的人体热反应机理，为控制调节辐射空调系统提供一定的参考.

1 研究方法

1.1 受试者概况

本研究招募了20 名健康的受试者，其中包括10名男性和10 名女性，每个受试者均参加了所有工况的实验.为减小个体差异的影响，受试者均为20～30岁之间的在校研究生，并在长沙生活至少一年以上，具体生理特征参数如表1 所示.受试者均无严重疾病史，且要求受试者试验前24 h不喝咖啡、酒精或进行高强度的体育锻炼.在实验开始前，研究人员向受试者讲解了实验流程和注意事项.受试者的穿着和活动状态模拟中性环境下真实办公室的状况，所有的受试者都穿冬季常规服装（内衣裤、薄外套、裤子、袜子和运动鞋），服装热阻约1 clo（1 clo=0.155 m·K/W）.受试者坐着并做一些轻松的办公工作，如阅读和打字，代谢率接近1.1 met.并且受试人员不具有与实验相关的背景知识.

表1 受试者生理特征参数（平均值±标准差）Tab.1 Anthropometric data of subjects（Mean±SEM）

1.2 实验平台及设备

实验于2021 年1月在湖南大学两个相邻的气候室进行.两个相邻的实验室有单独的空调控制系统，独立调节室内工况，之间有一张门可让受试者快速转移实验环境，模拟突变过程，具体实验室平面布置如图1（a）所示.两个实验房间的尺寸均为2.2 m（宽）×3.5 m（长）×3 m（高），将其分别命名为实验房间1、实验房间2，实验房间1 用于营造偏凉低温环境，实验房间2 用于营造中性空调热环境.实验房间1、实验房间2 均设有风机盘管空调系统和辐射空调系统（由聚丙烯PP 毛细管组成的辐射地板、辐射吊顶两种末端形式）.其中风机盘管空调系统运行时，采用侧面送风，顶部回风的气流组织形式.冷热源为一台空气源热泵，不同空调系统的送回水管分别独立，可实现独立控制.

图1 实验平台及仪器布置图（单位：mm）Fig.1 Experimental platform and instrument layout（unit：mm）

实验房间1、2 内表面均贴有热电偶，记录室内各表面的温度变化，如图1（b）所示.用HD 32.3-WBGT-PMV 温湿度记录仪对热环境进行测试记录，实验期间仪器传感器探头放置距受试者50 cm、距地面60 cm 高度处，设置采样频率10 s/次；血氧饱和度及脉率用脉搏血氧饱和度仪实时采集；采用iButton温度传感器对受试者身体10 个部位（额头、胸部、上臂、手背、大腿前侧、肩胛部、腹部、足部、小臂、小腿前侧）的局部皮肤温度进行高精度连续测量，以10 s间隔记录.实验所用仪器及其具体参数见表2.

表2 实验仪器型号及测量参数Tab.2 Experimental apparatus model and measuring parameters

根据Colin Houdals 的“十点法”经验公式加权计算［22］人体平均皮肤温度：

式中：Tms为平均皮肤温度，℃；Tf1为额头温度，℃；Tc为胸部温度，℃；Tu为上臂温度，℃；Ta为腹部温度，℃；Tl为小臂温度，℃；Th为手背温度，℃；Tt为大腿前侧温度，℃；Tg为小腿前侧温度，℃；Tf2为足部温度，℃；Tb为肩胛部温度，℃.

1.3 实验工况

研究主要针对偏凉环境下不同空调形式的温度突变开展，实验分为2 个阶段，阶段Ⅰ通过实验房间1的风机盘管空调系统营造初始的对流热环境，阶段Ⅱ在实验房间2 营造对流、辐射地板、辐射吊顶三种不同空调形式的温度突变热环境，共涉及4 个工况：1）从16 ℃突变到20 ℃的对流空调形式；2）从16 ℃突变到20 ℃的辐射地板空调形式；3）从16 ℃突变到20 ℃的辐射吊顶形式；4）从20 ℃到20 ℃的对流空调形式.每个工况20 人次且实验时长50 min，风速≤0.1 m/s，每个气候室内温湿度保持相对恒定.具体实验工况的不同空调形式的温度突变设置信息见表3.

表3 实验工况具体设置Tab.3 Experiment conditions

1.4 实验流程

在长沙冬季（1 月）进行实验.在实验开始前，实验人员至少提前2 h开启空调主机设备，以保证实验开始时室内热环境达到设计工况的稳态，实验时要求受试者提前30 min到达准备室，更换统一着装，并配合实验人员戴好测试设备，随后保持静坐状态，适应室内温度，以消除外环境和自身代谢对实验的影响.期间由实验人员讲解实验流程和测试问卷填写要求.在整个实验期间，要求受试者进行轻度活动（阅读、轻办公等），不可以交流测试问卷相关内容及随意移动，减少除测试变量外的其他因素对实验结果的影响.

整个实验分为两个阶段，Ⅰ阶段进入实验房间1，填第一份问卷，20 min 后，离开实验房间1 前填写第二份问卷；四名受试者填写完问卷后同时快速进入实验房间2（进入Ⅱ阶段），坐下后立即填写第三份问卷，之后的问卷由实验人员提醒受试者填写，具体流程图如图2所示.每份问卷填写时间约1 min.

图2 实验具体流程Fig.2 Experimental procedures

1.5 主观问卷

问卷调查是主观感受研究的重要途径，本实验采用问卷星软件收集受试者的问卷调查，包括：热感觉（TSV）、热舒适（TCV）、热可接受度（TAV）、热愉悦感.主观问卷调查投票标尺划分如图3所示.

图3 主观问卷投票标尺Fig.3 Subjective questionnaire voting scale

2 研究结果及分析

2.1 热环境参数

各设定温度工况的实验环境参数如表4 所示，表中的操作温度与所对应设定的工况情况相近.

表4 具体实验环境参数（平均值±标准差）Tab.4 The experimental parameters during the experiments（Mean±SEM）

2.2 生理参数

2.2.1 平均皮肤温度

在偏凉的温度突变环境下，对20 名受试者不同工况的平均皮肤温度随时间变化取平均值，得到不同工况下受试者平均皮肤温度随时间的变化规律，如图4 所示.当受试者进入到有温度突变的三种不同空调环境后，对比无突变的对流形式（人体平均皮肤温度存在最大0.2 ℃的波动），平均皮肤温度均发生明显改变.从变化趋势可知，受试者的平均皮肤温度在工况1 突变发生后开始呈上升趋势，而工况2、3在突变后未立即改变，表明生理参数对环境温度突变的响应存在一定的延迟，这在Gagge 等［7］的温度突变实验中也有同样的结果.结果表明之前研究中温升突变到对流空调环境中的皮肤温度滞后现象，在人体从突变到辐射空调环境下也同样存在.

图4 平均皮肤温度随时间变化Fig.4 The variations of mean skin temperature with time

采用SPSS26.0软件探索各种反应达到稳定的时间，对受试者突变初始时刻至最后时刻的皮肤温度值进行内方差分析（within-subjects ANOVA），若结果为无显著差异，则将起始时刻依次向后调整，直至结果为有显著差异（即p＜0.05，p值是原假设为真时，出现偏离原假设的观测值及比观测值更极端的值的概率），此时对应的起始时刻即为反应达到稳定的时刻，结果得出工况1、2、3 在最后10min 时p＜0.05.图5 给出了在阶段Ⅱ最后10 min 的整体和局部皮肤温度值，所有人都在不同工况的热经历后待在操作温度为20 ℃的设定工况下20 min.对比未发生突变的对照工况4在阶段Ⅱ的平均皮温，工况1、2、3的平均皮肤温度分别高0.4 ℃、0.4 ℃、0.2 ℃；对比工况4，局部皮肤温度出现了不同的变化，手、腹部、足部和小臂变化较大.手背、小臂经历不同工况突变后的皮肤温度均升高，腹部温度变化降低且工况1 比工况2、3 降低得更多.其中，足部的皮肤温度较未发生突变的变化最大，冷经历后工况1、2 的温度升高，但由于辐射地板的性能特点，工况2 温度升高1.2 ℃，工况1仅提高0.2 ℃.

图5 阶段Ⅱ最后10 min的皮肤温度值Fig.5 The skin temperature of the last 10 minutes in stage 2

不同工况下平均皮肤温度与环境温度之间的关系如图6 所示.图中每一个点是所有受试者的皮肤温度的平均值和标准偏差，箭头表示环境温度发生突变时，阶段Ⅰ表示发生突变之前，阶段Ⅱ指发生突变之后.平均皮肤温度由阶段Ⅰ向阶段Ⅱ的方向突变，阶段Ⅱ的平均皮肤温度取的是稳定后的10 min皮肤温度的平均值.整个突变过程的平均皮肤温度变化程度相当，工况1、2、3 的变化差值分别为0.90 ℃、0.94 ℃、0.86 ℃.表明在偏凉环境下，温度突变到不同空调形式的平均皮肤温度变化差异并不明显.

图6 不同工况平均皮肤温度与环境温度之间的关系Fig.6 Relationship between average skin temperature and ambient temperature in different conditions

2.2.2 血氧饱和度、脉率

血氧饱和度（SPO2）反映组织（如脑组织）的供氧情况，影响认知水平［23］，可能会影响舒适性及工作效率，其正常范围是95%～98%.图7（a）所示是四种不同工况突变前和突变后的血氧饱和度.图中工况1、2、3、4突变前后的血氧饱和度均处于正常范围，其差值d分别为0.063%、0.024%、0.056%、0.002%.温度突变前后显著性检验p值均大于0.05，即突变前后血氧饱和度并没有出现显著变化，说明本实验设计的突变工况未对受试者的呼吸系统带来影响.

图7 突变前、后的血氧饱和度和脉率变化Fig.7 Changes of SPO2 and pulse rate before and after mutation

脉率是受试者手腕处动脉每分钟搏动的次数，脉率与心率在生理机制上有一定的关联，正常情况下，心率和脉率是保持一致的.脉率来源于心电信号，可以表示交感神经和迷走神经的活动平衡状态，其正常范围一般为每分钟60～100次.图7（b）给出的是四种不同工况下突变前后的脉率.图中表明四个工况下突变前后的脉率都在正常范围之内，工况4突变前后脉率处于一个较平稳的状态，由于突变环境对身体产生了刺激，工况1、2、3 突变后脉率的平均值每分钟升高了1.05 次、2.03 次、0.86 次，表明工况2在生理上交感神经表现更活跃.

2.3 主观调查

图8（a）给出了不同工况下受试者平均热感觉投票随时间的变化规律.当受试者由偏凉环境进入到不同热环境后，工况1 的投票值增大到0.20，在突变后的第2次投票中热感觉稍下降到0.15，即热感觉出现“超越现象”；工况2、3 未出现同类现象，发生突变后投票值增大到-0.20、-0.15后，随暴露时间的延长热感觉逐渐增加.由图还可看出，突变到不同空调的中性热环境后，工况1趋于稳定在0.2，工况2、3稳定在0，即突变到中性的辐射空调工况更接近中性热感觉.

图8（b）给出了不同工况下受试者平均热舒适投票随时间的变化规律.温度突变后，工况1、2、3 的热舒适感均迅速提升，突变前TCV 为-0.05、-0.05、0.05，突变后第1 次投票即分别上升到0.65、0.8、0.3，突变10 min 后工况3 也提升至0.65 个单位；表明由偏凉环境进入到不同中性热环境下，受试者的热感觉均提升为有点舒适，但相比之下，比工况2 热舒适感的提升比工况3的提升高0.15，即辐射地板工况能给人体带来更高的热舒适感.

图8 不同工况受试者平均热评价变化Fig.8 The change of average thermal evaluation of subjects in different conditions

不同工况下受试者平均可接受度投票随时间的变化规律如图8（c）所示.受试者进入不同空调的中性热环境后，热可接受程度明显提高，工况1、2、3 在进入10 min 后达到了0.58、0.48、0.55，分别提高0.22、0.20、0.15 个单位，均达到了对室内热环境可接受的程度，由图发现在进入热环境的30 min处，工况3的TAV达到了0.61，即辐射吊顶工况表现出对室内热环境更高的接受程度.

在非均匀和瞬态热条件下，中性条件可能仍被认为是舒适的，Arens等［24］研究表明只有在热刺激有助于消除全身热应力的情况下，才会产生愉悦的体验.这种假设可用Alliesthesia 的心理生理学概念来解释，该概念根据外部刺激是否有助于恢复人体内部平衡来确定外部刺激能否唤起热愉悦感［25-26］.本研究引入热愉悦感的概念，用来理解非稳态热暴露引起的享乐反应［27］，其结果如图9（a）所示.进入新环境，工况1、2、3 分别产生了0.45、0.40、0.50 个单位的热愉悦感，即突变到辐射吊顶空调下能使人体感到更愉悦.

20名受试者在不同工况下对室内风速的感觉投票随时间变化规律如图9（b）所示.突变发生后，工况1、2、3 风速感觉投票降低了0.05、0.35、0.20 个单位，显然，辐射空调环境中的吹风感更小.工况1 未出现皮肤温度滞后现象，由于受试者暴露在温暖气流下，促使人体生理调节系统迅速响应，工况2、3 的低风流导致了突变初始时间段内人体与环境换热慢.

图9 不同工况主观感觉投票Fig.9 Subjective feeling voting in different conditions

由于温度突变，整体和局部热感觉、热舒适的瞬态变化ΔTSV、ΔTCV 如图10 所示，定义为突变后第一次投票和突变前最后一次投票差值的绝对值.图10（a）表现的规律为：工况2 的整体和局部的ΔTSV、ΔTCV 均大于工况1、3，工况1、2、3整体的ΔTSV为0.55、0.90、0.50，人体躯干上部工况1的ΔTSV大于工况3，躯干下部工况3的ΔTSV大于工况1，背部、小腿、足部的ΔTSV大.规律表明突变到辐射地板工况的热感觉变化最大，突变到辐射吊顶工况对躯干下部热感觉提升效果比上送风的对流工况好；背部、小腿、足部对于瞬变热刺激最敏感，可用于热感觉预测.

从图10（b）可看出整体的ΔTCV 呈现出工况2＞工况1＞工况3，工况2 变化1.15 个单位，工况1、3 分别为0.70、0.25 个单位的变化量；局部的ΔTCV 为工况2＞工况3＞工况1，其中工况2 大腿、足部的变化量达到了0.95 和0.90 个单位.规律表明突变到辐射地板工况引起的热舒适瞬态变化最明显.

图10 整体和局部主观感觉的瞬态变化Fig.10 Transient changes in global and local subjective sensation

3 讨论

3.1 皮肤温度时间响应特性

由图5 平均皮肤温度随时间变化趋势可知，突变后平均皮肤温度响应迅速，开始快速上升，而后变化率不断降低直至达到新的稳定状态.对于这种特性，引入Knothe 时间函数如式（2），它仅反映变量的时间变化规律，故对此函数进行修正.引入幅值修正系数A代表皮肤温度的变化幅值，反映突变温差的大小对皮肤温度的影响；引入突变初始温度B代表人体经历突变前稳态环境的平均皮肤温度.修正后的函数如式（3）所示：

式中：φ(τ)为Knothe 时间函数；Tsk为温度突变的平均皮肤温度，℃；τ为时间，min；c为时间因素影响系数.

将突变到对流工况后所有时刻的皮肤温度按式（3）进行拟合，得到此工况下皮肤温度的时间响应曲线，如图11 所示.以工况1 为例，拟合的公式如式（4）所示，其中，A=1.23 反映了由4 ℃突变温差引起的突变前后皮肤温度最大增量，突变前受试者的初始平均皮肤温度为32.18 ℃.

图11 不同工况下平均皮肤温度随时间的变化规律（Knothe时间函数拟合）Fig.11 Variation rule of average skin temperature with time in different working conditions（Knothe time function fitting）

同理，对突变到辐射地板、突变到辐射吊顶两种工况的平均皮肤温度随时间变化函数进行拟合，所有的拟合参数见表5.

由表5可以看出，工况2的幅值修正系数大于其他两个工况的2 倍，其定义表明温差引起的人体热应激程度强，突变前后的平均皮肤温度差值大；时间因素影响系数c仅为0.016，比工况1、3 小，表明平均皮肤温度达到稳定所需时间少.因此根据拟合结果，在相同的温度刺激下，突变到辐射地板环境所引起的人体生理响应程度更大，且较其他两种工况能更快地重新适应新环境；突变到辐射吊顶环境相较于突变到对流环境，引起的生理响应稍强，但需要更多时间适应新环境.

表5 三种工况函数的拟合参数Tab.5 The parameters of function fitting in three conditions

工况2 和工况3 用修正后的Knothe 时间函数拟合程度为96.2%和96.9%，较工况1的99.4%低，故引用了Logistic 回归函数，平均皮肤温度随时间的变化用式（5）进行拟合，达到了较好的拟合程度，图12 为工况1、2、3的拟合曲线图，具体拟合参数见表6.

图12 不同工况下平均皮肤温度随时间变化规律（Logistic回归函数拟合）Fig.12 Variation rule of average skin temperature with time in different working conditions（Logistic regression function fitting）

表6 三种工况Logistic回归模型的拟合参数Tab.6 The parameters of Logistic regression model fitting in three conditions

3.2 TSV和平均皮肤温度之间的动态关系

根据前文平均皮肤温度的时间响应特性分析，取突变前稳定状态的第1、2 次和突变后新稳态的最后一次热感觉投票值和平均皮肤温度，做出散点图并进行拟合，得出三种工况在稳定阶段下受试者的热感觉随平均皮肤温度的变化规律如图13 所示，其回归模型为式（6），具体拟合参数见表7.

表7 三种工况稳态阶段热感觉预测模型的参数Tab.7 Parameters of thermal sensation prediction model in the steady-state stage of three working conditions

图13 稳态环境下平均热感觉投票与平均皮肤温度变化规律Fig.13 Variation of average thermal sensation vote and average skin temperature in steady state environment

由前文分析可知，在突变环境下，人体的热感觉与皮肤温度存在分离现象.热感觉在动态变化中不仅与皮肤温度有关，还与皮肤温度的变化率有关.因此将受试者的实际热感觉分为稳态热感觉项TSV′和动态热感觉项TSV″，如式（7）：

将突变后直至到达新稳态前的热感觉和平均皮肤温度的数据用于分析，将平均皮肤温度变化率定义为t时刻的皮肤温度值减去t-1时刻的平均皮肤温度除以时间间隔，时间与热感觉问卷收集时间保持一致.表达式如下：

式中：TSV′可根据式（6）求得，由式（4）（6）（7）代入相应参数及数据，可得到热感觉动态变化量与受试者平均皮肤温度变化率的关系，如式（9）所示.

由三个工况的图可以看出，受试者热感觉动态变化量与其平均皮肤温度变化率呈线性关系，采用式（9）对其进行拟合，拟合曲线如图14 所示，三种工况拟合的具体参数见表8.

图14 不同工况热感觉动态变化量与受试者平均皮肤温度变化率的关系Fig.14 Relationship between the dynamic variation of thermal sensation in different conditions and the rate of change of average skin temperature of subjects

表8 三种工况热感觉动态项模型的拟合参数Tab.8 Fitting parameters of thermal sensation dynamic term model in three conditions

由拟合结果可发现，三种工况中两者的关系均有较好的线性关系，拟合程度分别能达到81.6%、82.5%和83.5%，随着平均皮肤温度变化率的增加，由皮肤温度动态变化引起的热感觉增量也呈现逐渐增加的趋势.此外，突变到辐射地板工况拟合曲线的斜率较其他两个工况要大，显示出此工况的热感觉变化随皮肤温度变化率的增加而变化得更明显.

综上，得出了以下模型可用于预测冬季环境下，偏凉突变到中性工况的人员热感觉，

突变到对流工况：

突变到辐射地板工况：

突变到辐射吊顶工况：

需要指出的是，以上得出的热感觉预测模型拟合程度均在80%～90%之间，相比于同类热感觉预测模型［28］要稍微偏低，主要考虑是由于温度突变仅考虑了从偏凉到中性，因而得到的相应的人体平均皮肤温度变化范围也在31～34 ℃之间，数据相对较为集中的原因造成的，后期可开展多区间温度突变实验来修正此预测模型.此外，冷到中性的突变温度环境研究更接近于冬季从室外进入到室内的真实环境，这种动态环境对人体热舒适影响更大，而本实验在偏凉到中性环境下开展，后期可考虑更贴近真实环境的热舒适研究，以拓宽或修正本研究得出的热感觉预测模型.

4 结论

人体通常处于动态变化环境中，环境温度变化更贴近于实际生活，且对人体热舒适有较大的影响.本研究采用实验测量及主观问卷的方法，开展冬季偏凉-中性的环境温度突变研究，对比了对流、辐射地板、辐射吊顶三种不同的空调形式，从受试者生理参数（皮肤温度、血氧饱和度和脉率）和主观热反应（TSV、TCV、TAV 和热愉悦感）两个方面对研究对象进行评估.通过对比突变到辐射空调环境与对流空调环境的差异与联系，得出辐射空调下突变的规律，以期完善辐射空调动态环境下人体的热反应机制，为制定调节、控制辐射空调策略提供一定的参考.

本文从生理参数和主观调查的统计结果分析中得到以下结论：

1）突变到中性的辐射空调环境中皮肤温度出现滞后现象，之后变化速率加快，达到新的稳态后变化速率趋于0.整体及局部（主要是手、腹部、足部、小臂）的新稳态皮肤温度较未发生突变时高，手背和足部对整体的皮肤温度影响最大.突变前后皮肤温度的变化与对流工况下无明显差异，血氧饱和正常，辐射地板工况下人的交感神经更为活跃.

2）动态环境下，建立了基于修正的Knothe 时间函数相关预测模型，量化了不同工况下人体平均皮肤温度随时间变化的响应特性，并发现在相同的温度刺激下，突变到辐射地板环境所引起的人体生理响应程度更大，且较其他两种工况能更快地重新适应新环境；为了提高模型的预测准确性，基于以上数据建立了Logistic 回归函数预测模型，达到了99%以上的拟合程度.

3）主观感受上，突变到辐射空调工况时，热感觉未出现“超越现象”，但此工况较对流工况更接近中性热感觉；分析结果表明辐射地板工况能给人体带来更好的舒适感；辐射吊顶工况表现出对室内热环境更高的可接受程度，使人体感到更愉悦；此外，辐射空调工况下对流换热减弱使突变后人体产生了心理超前现象.

4）分析整体和局部的热感觉、热舒适的瞬态变化得出，突变到辐射空调工况能带来更好的热感觉、热舒适，其中突变到辐射地板工况优势更突出，背部、小腿、足部对于瞬变热刺激最敏感，可用于热感觉预测.

5）结合人体的平均皮肤温度和平均热感觉投票，建立了动态环境下，突变到对流工况、辐射地板工况和突变到辐射吊顶工况的热感觉预测模型，其中包含人体平均皮肤温度及其变化率，简化了动态环境下人体热感觉预测的求解过程.