李晓俊，李念平，张稳，杜玉娇（湖南大学，湖南长沙410082）
[摘要]热、声环境是室内环境重要组成部分，本研究旨在探讨噪音声压级、额率和温度对人体舒适性的综合影响.研dB（A））和3种频率范围（低频段：20~160 Hz 中频段：160~2500Hz 高段：2500~20000Hz）.结果显示，频率范围对人体 究选取18名受试者参与实验，设置3种温度条件（22℃，25℃，28℃） 4种噪声声压级（50 dB（A） 55 dB（A），65 dB（A），75的热不适且22℃环境下热不适随噪声声压级增加面增加.研究结果可为舒适室内环境的创造提供参考. 舒适性无显著影响：面温度与噪声声压级的交互作用显著影响人体热舒适，22℃环境下的热不适显著大于25℃，28℃环境下
[关键词]噪声声压级；颜率范围；温度；热舒适；室内环境舒适度
[中图分类号]TU831.3；TU112.3[文献标识码]A
Effects of Indoor Noise and Temperature on Human Comfort
L Xinojun LI Nianping ZHANG Wen DU Yagjiao(Hunan U/nirersity Changsha 410082 Hfunan China)
Abstract; Thermal environment and acoustic environment are important part of indoor environment. The aim ofthis studly is to investigate the prehensive influence of noise sound pressure level frequency and temperature onhuman fort. The study seleted 18 subjects to participate in the experimenl which contain three temperature conditions (22 °C 25 °C 28 °C) four noise sound pressure levels (50 dB( A) 55 dB( A) 65 dB( A) 75 dB( A) ) and three frequeney ranges ( low frequeney : 20 160 Hz middle frequeney : 160 2 500 Hz highfrequeney : 2 500 20 000 Hz). The results show that the frequency range has no significant effet on human thernal fort and the interaction between temperature and noise sound pressure level significantly affects humanthermal fort. The thermal discormfort at 22 °C is significantly greater than that at 25 °C and 28 °C and thethermal disfort inereases with the inerase of noise sound pressure level at 22 9C. This study can pevide reference for creating a fortable indoor environment.
Keywords; noise sound pressure level frequency range temperature thermal fort indoor environmentfort
近年来，许多学者研究了热、光、声环境对室内环境舒适度的影响.例如，Hang发现温度和噪声的满意度对室内环境满意度均有一票否决权，受试者对光环境的变换并不敏感.Wu发现声学 满意度对总体满意度的影响最大，其次是热满意度，最后是视觉满意度.Yang发现影响室内环境舒适度最重要的因素为噪音等级和温度.这些研究均重要. 表明热环境和声环境对室内环境舒适度的影响尤为
0引言
于室内，对室内环境舒适度有较高要求.热、声、光 随着社会进步，现代人工作与生活环境较多位环境和空气品质等因素共同决定室内环境质量[.研究室内环境下人体的舒适性，应考虑热、光、声等多方面因素的影响.
大量学者强调了温度和噪声这2个环境因素的重要性并针对其对室内环境舒适度的影响进行了研究*，面温度与噪声之间是否存在交互作用结论并不一致.Fanger发现噪声对人体热舒适没有
1实验方法
1.1受试者
1.2实验条件和布局
实际意义.Guan发现温度对热舒适有显著影响， 噪音对声舒适有显著影响，当分析二者交互作用时发现，噪音水平增加，热舒适性变差.在增杂的环境中，人们会更加烦躁.Yang“发现热感觉不受噪声水平的影响，热舒适、声舒适和烦恼感均受到PMV 和噪声水平的影响，噪音等级增加，热舒适性降低.热中性时，声舒适度增加，恼感减少.K.Nagan发现温度主效应显著影响声舒适，噪声水平主效应显著影响热舒适，面声舒适和热舒适都与温度和噪声的交互作用无关.Nicolas Pellerin发 现温暖条件下，噪声会影响热舒适.ThomasWitterseh在研究温度和噪音干扰对SBS症状和办公室效率影响时发现22-30℃范围内升高温度和55dB的开放式办公室噪声响度都会对办公室工作效率产生负面影响，但两者并无交互作用.刘翰 柔研究不同声压级下人体声感觉时发现随着声压级增大人体声舒适感降低.噪声烦恼度指人对噪声的个体不良反应[.Key[研究噪声频率对人体烦恼度的影响时发现高频噪音比低频噪音更让人 烦恼.施丽莉"针对低频环境下的烦恼度进行研究发现不同频率特性的噪声会导致不同的烦恼度，面烦恼度与舒适度有很强的相关性，因此有必要考虑声音频率对人体舒适性的影响.
作用对人体舒适性影响的研究较少，本研究将结合 目前关于噪声声压级频率和温度三者交互这3个因素，使用主观问卷填写的方式收集受试者对室内环境舒适度的，旨在探究室内热环境和声环境综合作用对人体舒适性的综合影响，从面为舒适室内环境的创造提供参考.
实验招募18名受试者，包括9名男性和9名女性，受试者听力正常.实验前受试者签署书面知情同意书.受试者的信息如表1所示.
表1受试者信息
性别数量 年龄/岁 身高/m 体重/kg女 9 21.5±1.3 21. 5±0. 9 168±4. 4 163±6.1 60.9±11.5 55. 1±6.6
本实验于2021年9月20日至2021年9月27日在湖南省长沙市湖南大学建筑节能与绿色建筑研
3.6mx2.2mx2.8m（长x宽x高），房间布局及现场 究中心的1间实验室内完成.实验房间的尺寸为如图1所示.房间内装有风机盘管加新风的空调系统用以控制室内温湿度，空调出风口侧装于房间的测量系统，型号为AHA11002，该系统在呈现噪音刺 东壁面.声音播放及测量设备为爱华无线建筑声学激的同时可获得噪声声压级及额率的实时数据，精度为1级精度.系统中声源可选择发出的声信号有白噪声和粉红噪声.白噪声具有连续的噪声谐，包频率无关，频率能量分布均匀.而粉红噪声的颊率 含有各种频率成分的噪声且白噪声的功率谱密度与能量主要分布在中低频段.故选择白噪声作为系统中声源发出的声信号.系统中噪声计测量的声学量为A声级.
图1A.实验房间布局B.实验现场
该实验旨在研究噪声声压级，频率范围和温度对人体舒适性的综合影响.选择3个室温水平（22℃，25℃和28℃）分别对应凉爽，中性和温暖dB（A) 65 dB（A)，75 dB（A）），；选择3种不同 的感觉：选择4种不同的声压级（45dB（A），55的颊率范围(20-160 Hx 160-2 500 Hx 2 50020000Hz）分别对应低频段，中额段和高频段.本实验为夏季工况，保持室内相对湿度为50%，风速小于
0.1m/s，假设平均辐射温度等于空气温度，温湿度 记录仪设置在距离地面0.6m高的位置，该仪器每隔15：记录1次房间的温湿度及空气流速.表2详细列出了36种实验工况，温度和噪声声压级的值均测试过程中，实验条件有限，达不到45dB（A）的实 为实际测量得到，表示为平均值标准差.因实际验工况，故将45dB（A）这一噪声水平调整为50dB
（A）.实验期间使用的测试仪器参数如表3所示.
1.3问卷设计
问卷用于收集受试者对室内环境的，问题包括：1）热感觉；2）热期望；3）热舒适；4）声环境满烦恼感.尺度划分见表4. 意度；5）室内环境满意度；6）室内环境可接受度；7）
表2实验工况（平均值±标准差）
工况编号 温度/C噪声声压级/dB（A） 额率范围/Hx 工况编号 温度/C 声压级/（A） 率范围/Hx2 1 50. 1±0. 3 160~2 500 091~0 19 20 65. 4±0.5 160~2 500 091~03 2 500~20 000 21 2 500 ~20 0004 22. 3±0. 1 55. 4±0. 4 160~2 500 091~07 22 23 25. 1±0. 2 74. 8±0.6 160~2 500 091~06 7 2 50020 000 091-07 24 25 000 0005 201608 65. 1±0.2 160~2 500 26 49.8±0.8 160~2 50010 9 000 0005 2 091-0 27 28 1 75.2±0.2 2 50020 000 1602 500 29 30 55.5±0.4 2 50020 000 1602 50013 091-07 32 31 27.8±0. 2 65. 7±0.6 160~2 500 15 25. 1±0. 2 49. 4±0. 7 2 500~20 000 160~2 500 33 2 500 ~20 00017 16 55.6±0. 3 160~2 500 091~07 34 35 74. 9±0. 7 160~2 500 091~0Z18 2 500~20 000 36 2 500 ~20 000
对声音的适应期为87”，所以设计每频段噪音持续3min，随后受试者需要在预留的2min内完成主 观问卷的填写.实验设置了4种声压级和3种频率范围，1次实验中温度恒定，共有12种声工况，在每种声音刺激播放结束后，受试者均需要填写主观问卷，因此1次实验中受试者需要填写12次主观间需要参加3次实验.图2为实验流程图. 卷，这样的实验因每次实验温度不同，每个受试者均
表3测试仪器参数
实验仪养 测试参数 测量范围 精度湿度记 HD32 3 空气温度 相对提度 0%~ 100% RH 40~100 °℃ ±0.3 °℃ 2%声学测量 录仪 噪声声压级 28 ~133 dIB( A) 空气流速 0~1 m/s ±0. 05 m/s 1级精度系统 AHAI1002 噪声频率 10~20 000 HZ 1级精度
1.4实验流程
18名受试者分为3组，每组6名受试者，其中次实验，实验温度分别为22℃，25℃，28℃，1次实 包括3名男性，3名女性.每组受试者均需参加3验期间热条件恒定.受试者衣着热阻为0.6clo（内衣，内裤，短袖，长裤，薄袜，运动鞋），实验期间不允许受试者发出噪声.每次实验耗时90min，包括准 备阶段（30min）和实验阶段（60min）.准备阶段，受试者静坐30min用以适应房间的热状态，了解实验内容并填写个人信息问卷.实验阶段，保持室内的温度恒定，4种噪音等级从低到高依次进行，每种噪音等级下随机播放3种不同频段的噪音，因人耳
图2实验流程图
1.5数据分析
2结果
采用数据分析软件IBMSPSS对数据进行分析.本研究采用方差分析分析温度，噪声声压级和率范围对各主观变量的主效应与交互效应.采用LSD(least significant diference）事后分析对同一因 素的不同水平影响进行两两比较分析组内差异性.显著性水平均设为0.05，即p<0.05时差异显著. 表5为各主观变量的方差分析结果.率主效温度、声压级、频率三者交互效应对各主观变量均无 应，温度与频率交互效应，声压级与频率交互效应，显著影响. 表4主观反映及尺度划分 尺度 热感觉 热期望 尺度 热舒适 声环境满意度 室内环境请意度室内环境可接受度 尺度 烦恼感-3 -2 非常冷 净 多冷一点 冷一众 2 非常舒适 舒适 非常满意 满意 非营满意 请意 完全可以接受 可以接受 2 有点烦脑 不烦恼-1 不冷也不热 有点冷 稍冷一点 不变 有点不法 有点舒适 有点不清意 有点满意 有点满意 勉源可以接受 非常烦脑 烦1 有点热 稍热一点 5 4 不舒适 不满意 有点不满意 不请意 有点不可接受 不可接受2 非常热 热 多热一点 热一众 6 非常不舒适 非常不满意 非量不请意 完全不可接受 表5方差显著性分析结果（p值） 主效应 交互效应热感觉 0.000 温度 声压级 0. 148 0.831 频率 温度*声压级 0. 0129 温度-频率 0.937 声压级*频率 0.807 调度声压级朝率 0. 996热期望 热好适 0.000 0 000 0.016 0.001 0.902 0. 999 0.022 0 007 0.986 0.990 0.952 0. 990 1.000 1. 000声环境润意度 0.026 0.000 0. 352 0.888 0.998 0.880 1. 000室内环境可接受度 室内环境满意度 0.000 0.000 0.000 0.000 0.642 0.683 0.847 0. 521 0.799 0.769 0.820 0.839 0.998 0 997烦恼感 0.000 0. 000 0. 054 0.880 0.463 0.817 0. 988 注：表中租体值代表p<0.05，有显著性差异. 环境满意度仅相差0.04个尺度，烦恼感仅相差0.01个尺度.室内环境满意度与室内环境可接受度变化趋势一致，22℃为最不舒适和最不可接受的热环境. 2.1温度主效应 温度对热感觉、热期望、热舒适、声环境满意度、室内环境满意度、室内环境可接受度、烦恼感均有显著影响. 图3为不同温度下热感觉和热期望的投票均值.受试者在22℃的热感觉为有点冷，在25℃和28℃的热感觉均接近热中性.22℃和25℃之间的热感觉投票相差1.04个尺度，22℃和28℃之间的热感觉投票相差1.54个尺度，25℃和28℃之间的 热感觉投票相差0.5个尺度.热期望投票结果与热感觉相反. 图4为不同温度下其他各主观变量的投票结果.对热舒适，25℃和28℃条件下受试者热舒适 仅相差0.02个尺度，22℃条件下热不适达到最大值，与25℃和28℃相差将近1个尺度.声环境满意度和烦恼感的变化趋势一致，25℃条件下声环境满意度最差，烦恼感最大，22℃和28℃下的声环境满意度与烦恼感差异不大，22℃和28℃之间的声 图3不同温度下的热感觉和热期望投票均值 图6不同噪声声压级下的其他主观变量投票均值 图4不同温度下的其他主观变量投票均值 2.3温度与噪声声压级交互效应 2.2噪声声压级主效应 温度与噪声声压级交互作用仅对热感觉、热期望和热舒适有显著影响. 噪声声压级对除热感觉外的主观变量均有显著影响. 2.3.1热感觉 图5为不同噪声声压级下的热感觉和热期望投票均值.热期望值随噪声声压级增加而增加. 图7为不同温度和噪声声压级下的热感觉投票均值.22℃时噪声声压级越大，受试者感到越冷.25℃和28℃条件下不同噪声声压级的热感觉差异 较小，25℃条件下不同声压级对应热感觉投票值这组数据中的极差仅为0.15个尺度，28℃条件下不同声压级对应热感觉投票值的极差仅为0.2个尺度. 图5不同噪声声压级下的热感觉和热期望投票均值 图6为不同噪声声压级下其他各主观变量的投票结果.热不适随噪声声压级增加而增加，但并不dB（A）比55dB（A）增加0.24个尺度，75dB（A）比 显著 55dB（A）比50dB（A）增加0.13个尺度，6565dB（A）增加0.14个尺度.声环境满意度，室内环境满意度，室内环境可接受度和频恼感的变化趋势一致，噪声声压级越大，受试者对声环境和室内环 境满意度越低，室内环境可接受度越差，烦恼感越大. 图7不同温度和噪声声压级下的热感觉投票均值（平均值=标准误差） 表6为噪声声压级对热感觉的事后分析结果，22℃条件下 50 dB（A）与65 dB(A)以及50 dB(A)与75dB（A）之间对热感觉的影响有显著差异，其他
