CN103939972A - 基于工效学的个性化供暖方法及其实施装置 - Google Patents

Abstract

一种属于建筑环境与能源应用工程领域的基于工效学的个性化供暖方法及其实施装置，包括桌下辐射供暖装置、桌面接触式供暖装置和毯式供暖装置，桌下辐射供暖装置由隔热层、发射层、第一电热膜和壳体依次叠加而成，桌面接触式供暖装置由绝热层、第二电热膜和储温防水层依次叠加而成，毯式供暖装置由第三电热膜和纺织材料构成。本发明可以把我们长期以来取得的工效学的研究成果应用到办公、学习环境的冬季供暖方案中，解决空调供暖中普遍存在的下肢偏冷、头部过热的问题。本发明设计合理，结构简单，只对人员工作局部范围内供暖而避免了对整个房间大空间的加热，可以使空调能耗的投入大大降低，具有显著的节能潜力。

Description

基于工效学的个性化供暖方法及其实施装置

技术领域

本发明属于建筑环境与能源应用工程领域，具体地说，是一种基于工效学的个性化供暖方法及其实施装置。

背景技术

随着冬季空调供暖的广泛使用，研究发现，由于办公、学习环境绝大部分采用集中空调供暖的方式，经常会出现腿部、脚步冷不舒适的情况。如果将空调温度设置稍高以满足腿部、脚步的热舒适，则会导致环境温度偏高、尤其是头部过热，人员容易感觉困倦，工作、学习效率下降，同时造成能源浪费。

工效学研究表明当整体热环境处于偏凉的情况下时，人员脑力工作效率最高；同时调查研究发现，手部操作的效率对于环境温度下降时十分敏感，偏凉的热环境明显带来手部操作效率下降。因此营造一个满足人体各部位不同温度需求的微环境，对于改善人员热舒适状况，提高人员办公、学习效率有着重要意义。这也与“足暖头凉”的中医理论相符，具有较高的社会接受度。另一方面，个性化的供暖强调了在同一背景空调下，人员可以根据自身的温度需求调节周围微环境，解决了同一工作环境下不同人员不同的热偏好问题，同时个性化供暖方式降低了背景空调温度，避免了上部空间加热浪费，具有一定的节能潜力。

经文献检索发现：“一种可以提供加热取暖的办公桌”(CN201220691686.X)涉及了一种在桌腿间前挡板处嵌有碳纤维加热板以对腿部加热的办公桌。“远红外智能电热桌及其控制电路”(CN201310187046.4)公开了一种桌面嵌入有电热板，桌子本体下部设置有电热脚踏板的桌体以及其控制电路。有别于以上及其类似专利强调桌体本身，该供暖方法无需变更原有的办公、学习用桌，节约成本，更具推广性。而“新型低温远红外辐射供暖装置”(CN201220257865.2)提供了一种采用碳晶板为发热装置的低温远红外辐射供暖装置。此类专利没有解决空调供暖的办公、学习环境“足凉头热”问题。“桌下吸附式薄型取暖器”(CN200620003403.2)提供了一种应用于桌底吸附的取暖器、“电热桌垫”(CN201220696856.3)涉及一种采用电热丝加热的电热桌垫。但上述专利并没有考虑人体各部位不同温度需求的情况以及相应的温度控制策略来，进而达到营造最佳工作、学习微环境的目的。本发明旨在通过提出一种基于工效学的个性化供暖方法，实现对人体各部位独立供暖，从而通过保证人体不同部位的局部热舒适实现其整体的热舒适，同时实现人员工作效率的提高，并降低空调供暖能耗。

发明内容

本发明针对上述不足，旨在将工效学的研究成果应用到办公、学习环境的冬季供暖方案中，解决空调供暖中普遍存在的下肢偏冷、头部过热的问题。本发明提供了一种个性化的供暖方法，以热辐射形式保证腿部、脚部区域热舒适，以热传导为主要热量传递形式保证手部，手臂、背部、腰部热舒适，同时降低对头部区域的影响，配合背景空调温度降低保证头部区域处于热舒适偏冷状态，提高办公、学习效率，同时达到节能目的。

本发明提供了一种基于工效学的个性化供暖方法，包括以下方法：在办公桌和办公椅上分别布置供暖装置，对人体各部位独立供暖，通过保证不同部位的局部热舒适实现人体的整体热舒适；对于办公桌和办公椅用不同的温度控制策略，实现人员工作效率的提高；办工桌的桌下部分采用辐射供暖，设有反射层；办公桌的桌面部分采用接触式供暖，设有保温层，表面采用低发射率材料；办公椅采用毯式供暖；三个供暖装置有独立的温控与供电系统。

本发明还包括一种实施装置，包括办公桌桌面、键盘托、板凳、桌下辐射供暖装置、桌面接触式供暖装置、毯式供暖装置和连接机构，键盘托布置在办公桌桌面的下方，桌下辐射供暖装置通过连接机构竖直悬挂在办公桌桌面的下方，桌下辐射供暖装置由隔热层、发射层、第一电热膜和壳体依次叠加而成，桌下辐射供暖装置中的壳体与人体相对；桌面接触式供暖装置布置在桌面上，桌面接触式供暖装置由绝热层、第二电热膜和储温防水层依次叠加而成，储温防水层位于最上端；毯式供暖装置布置在板凳的椅背上，毯式供暖装置由第三电热膜和纺织材料构成，第三电热膜安装在纺织材料中。

进一步地，在本发明的实施装置中壳体为网状结构，储温防水层为低发射率材料，桌下辐射供暖装置的高度为480mm，壳体与桌面边缘近人侧的距离为450mm。

在本发明的实施过程中，悬挂于桌面下的辐射供暖装置，负责桌下腿部、脚部所处空间，以及桌面与键盘托之间，打字时手部所处空间的供暖；置于桌面的接触式供暖装置，负责伏案工作时手部、手臂接触供暖；置于椅背的毯式供暖装置，负责腰、背部空间的供暖。根据工效率理论，手部效率对于冷环境尤为敏感，偏冷将导致手部操作效率下降而脑力活动在微凉环境下效率最高。该方法将人员办公学习时所处的空间进行分块式供暖，三个装置采用独立的温控和供电装置。

本发明的有益效果是：

第一：该加热方式可以将人员办公、学习时身体周围空间独立加热。对于人员手部，由于手部操作效率对于冷环境下尤为敏感，该设计无论在桌面工作还是在键盘托上打字，都能够有效加热手部。对于桌下脚部、腿部以及背部、腰部都能够有效的供暖，解决了很多空调供暖环境人们抱怨腿脚凉的问题，提高了舒适性。

第二：该加热方式有效的避免了头部过热情况、符合了工效学的设计，提高脑力工作效率、学习效率。

第三：由于只对人员工作局部范围内供暖而避免了对整个房间大空间的加热，可以使空调能耗的投入大大降低，具有显著的节能潜力。

第四：桌下辐射供暖装置的悬挂结构设计适用于当前绝大部分办公桌，无论是转角或者矩形桌面形式；有键盘托、无键盘托形式。同时对于其尺寸高度限制保证桌下辐射供暖装置不会影响到人员腿部在桌下的活动。

第五：桌下辐射供暖装置添加了反射层，表面采用网状结构，能够有效的增加辐射供暖效果。而桌面接触式供暖装置增加了低表面发射率的储温防水层，降低了桌面接触式供暖装置热量传递形式中的热辐射比重，进而减轻对于头部温度的影响。

第六：采用电热膜加热的方式，表面温度不会过高。同时温控技术成熟，十分安全。

附图说明

图1为本发明中桌下辐射供暖装置与桌面接触式供暖装置的结构示意图；

图2为本发明中毯式供暖装置的结构示意图；

附图中的标号分别为：1、桌下辐射供暖装置，2、桌面接触式供暖装置，3、毯式供暖装置，4、隔热层，5、反射层，6、第一电热膜，7、壳体，8、绝热层、9、第二电热膜、10、储温防水层，11、第三电热膜，12、纺织材料，13、连接机构，14、桌面，15、键盘托，16、板凳。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

本发明的实施例如图1和图2所示，本发明包括办公桌桌面14、键盘托15、板凳16、桌下辐射供暖装置1、桌面接触式供暖装置2、毯式供暖装置3和连接机构13，键盘托15布置在办公桌桌面14的下方，桌下辐射供暖装置1通过连接机构13竖直悬挂在办公桌桌面14的下方，桌下辐射供暖装置1由隔热层4、发射层5、第一电热膜6和壳体7依次叠加而成，桌下辐射供暖装置1中的壳体7与人体相对；桌面接触式供暖装置2布置在桌面上，桌面接触式供暖装置2由绝热层8、第二电热膜9和储温防水层10依次叠加而成，储温防水层10位于最上端；毯式供暖装置3布置在板凳16的椅背上，毯式供暖装置3由第三电热膜11和纺织材料12构成，第三电热膜11安装在纺织材料12中，壳体7为网状结构，储温防水层10为低发射率材料，桌下辐射供暖装置1的高度为480mm，壳体7与桌面边缘近人侧的距离为450mm。

在本发明的实施过程中，悬挂于桌面14下的辐射供暖装置，负责桌下腿部、脚部所处空间，以及桌面14与键盘托15之间，打字时手部所处空间的供暖；置于桌面14上的接触式供暖装置，负责伏案工作时手部、手臂接触供暖；置于椅背的毯式供暖装置3，负责腰、背部空间的供暖。根据工效率理论，手部效率对于冷环境尤为敏感，偏冷将导致手部操作效率下降而脑力活动在微凉环境下效率最高。该方法将人员办公学习时所处的空间进行分块式供暖，三个装置采用独立的温控和供电装置。桌面14与椅背上供暖装置均为可移动式。

Claims (3)

1.一种基于工效学的个性化供暖方法，其特征在于包括以下方法：在办公桌和办公椅上分别布置供暖装置，对人体各部位独立供暖，通过保证不同部位的局部热舒适实现人体的整体热舒适；对于办公桌和办公椅用不同的温度控制策略，实现人员工作效率的提高；办工桌的桌下部分采用辐射供暖，设有反射层；办公桌的桌面部分采用接触式供暖，设有保温层，表面采用低发射率材料；办公椅采用毯式供暖；三个供暖装置有独立的温控与供电系统。

2.一种实施权利要求1所述个性化供暖方法的装置，包括办公桌桌面（14）、键盘托（15）和板凳（16），键盘托（15）布置在办公桌桌面（14）的下方，其特征在于，还包括桌下辐射供暖装置（1）、桌面接触式供暖装置（2）、毯式供暖装置（3）和连接机构（13），桌下辐射供暖装置（1）通过连接机构（13）竖直悬挂在办公桌桌面（14）的下方，桌下辐射供暖装置（1）由隔热层（4）、发射层（5）、第一电热膜（6）和壳体（7）依次叠加而成，桌下辐射供暖装置（1）中的壳体（7）与人体相对；桌面接触式供暖装置（2）布置在桌面上，桌面接触式供暖装置（2）由绝热层（8）、第二电热膜（9）和储温防水层（10）依次叠加而成，储温防水层（10）位于最上端；毯式供暖装置（3）布置在板凳（16）的椅背上，毯式供暖装置（3）由第三电热膜（11）和纺织材料（12）构成，第三电热膜（11）安装在纺织材料（12）中。

3.根据权利要求2所述的实施装置，其特征在于，壳体（7）为网状结构，储温防水层（10）为低发射率材料，桌下辐射供暖装置（1）的高度为480mm，壳体（7）与桌面边缘近人侧的距离为450mm。