CN110378605A - 动态测量群体舒适度的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种动态测量群体舒适度的方法和系统，该方法包括：实时采集与舒适度相关的影响参数；根据所述影响参数，预估当前室内环境下的群体舒适度指数；接收当前室内环境中，人群反馈的舒适度投票结果；根据所述舒适度投票结果对当前室内环境下的群体舒适度指数进行修正，得到目标舒适度指数。可以实现舒适度指标的动态监测，并且充分考虑了对舒适度有影响的各种因素，使得舒适度指标更加准确可靠。
Description
技术领域
本发明涉及测量技术领域，具体地，涉及动态测量群体舒适度的方法和系统。
背景技术
随着社会的发展，人们越来越清楚地认识到环境问题的重要性，关注点不再局限于室外环境指数，室内环境质量愈发引起人们重视。室内环境包括居室、办公室、教学楼、商场、候车厅、体育馆、医院、图书馆、娱乐场所等。人们每天绝大部分时间都在室内度过，现代紧凑的生活，使人们在室内度过的时间更长，室内环境中也存在污染源，长时间居于条件不佳的室内环境时会对人体健康产生严重影响，因此室内环境对人体健康的影响已经不容忽视。室内环境的舒适度评价不仅仅由室内的单一环境指标决定，还要综合考虑人群的因素。PMV-PPD指标的出现很好的综合考虑了人与环境对人自身舒适度的影响。
但是，现有技术无法直接实时测量人体穿衣情况与活动量，导致了舒适度指标无法准确的反映人群的实时舒适度状况，这也使得舒适度指标不可靠，不利于以此作为室内环境的控制依据。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种动态测量群体舒适度的方法和系统。
根据本发明提供的一种动态测量群体舒适度的方法，包括：
实时采集与舒适度相关的影响参数；
根据所述影响参数，预估当前室内环境下的群体舒适度指数；
接收当前室内环境中，人群反馈的舒适度投票结果；
根据所述舒适度投票结果对当前室内环境下的群体舒适度指数进行修正，得到目标舒适度指数。
可选地，所述影响参数包括：室内各项污染物的浓度、室外天气参数、室内环境参数；其中，污染物浓度包括：二氧化碳浓度、一氧化碳浓度、二氧化硫浓度、氮化物浓度、甲醛浓度；所述室内环境参数包括：室内温度、辐射温度、室内风速、室内湿度。
可选地，根据所述影响参数，预估当前室内环境下的群体舒适度指数，包括：
根据所述影响参数，计算预计平均热感觉指数PMV；其中，PMV的计算公式如下：
式中：
其中：PMV为预计平均热感觉指数；M为代谢率，单位为W/m2；W为外部做工热量，单位为W/m2；Pa为水蒸气分压，单位Pa；ta为室内空气温度，单位℃；fc1为着装时人体表面积与裸露额人体表面积之比；tc1为服装表面温度，单位℃；为平均辐射温度，单位℃；hc为对流换热系数，单位W/(m2·℃)；Icl为服装热阻，单位m2·℃/W，1col＝0.155m2·℃/W；v为空气流速，单位m/s。
可选地，根据所述舒适度投票结果对当前室内环境下的群体舒适度指数进行修正，得到目标舒适度指数，包括：
当投票数量超过预设数值后，根据预设值计算得热感觉投票TSV数值；
根据TSV与PMV之间具有线性关系：TSV＝aPMV+b，计算修正第一系数a，第二b；通过TSV修正PMV；
通过修正后的PMV计算PPD，其中，预测不满意百分数PPD的计算公式如下：
PPD＝100-95EXP[(0.03353PMV4+0.2179PMV2]；
根据污染物浓度获取空气质量综合指数IAQ，并根据IAQ计算空气质量不满意率EPD；其中，EPD的计算公式如下：
ESR＝1-EPD；
其中，ESR为室内环境舒适度。
可选地，还包括：
按照预设的排版格式显示所述目标舒适度指数；
根据所述目标舒适度指数，推荐室外和室内的穿衣建议。
本发明还提供一种动态测量群体舒适度的系统，包括：
输入模块，用于实时采集与舒适度相关的影响参数；
计算模块，用于根据所述影响参数，预估当前室内环境下的群体舒适度指数，并根据修正模块提供的数据计算修正后的舒适度指数；
修正模块，用于接收当前室内环境中，人群反馈的舒适度投票结果，得到修正数据；
输出模块，用于显示根据计算模块和修正模块所得的舒适度指标。
可选地，所述影响参数包括：室内各项污染物的浓度、室外天气参数、室内环境参数；其中，污染物浓度包括：二氧化碳浓度、一氧化碳浓度、二氧化硫浓度、氮化物浓度、甲醛浓度；所述室内环境参数包括：室内温度、辐射温度、室内风速、室内湿度。
可选地，所述计算模块，具体用于：
根据所述影响参数，计算预计平均热感指数PMV；其中，PMV的计算公式如下：
式中：
其中：PMV为预计平均热感指数；M为代谢率，单位为W/m2；W为外部做工热量，单位为W/m2；Pa为水蒸气分压，单位Pa；ta为室内空气温度，单位℃；fcl为着装时人体表面积与裸露额人体表面积之比；tcl为服装表面温度，单位℃；为平均辐射温度，单位℃；hc为对流换热系数，单位W/(m2·℃)；Icl为服装热阻，单位m2·℃/W，1col＝0.155m2·℃/W；v为空气流速，单位m/s。
可选地，所述修正模块，具体用于：
当投票数量超过预设数值后，根据预设值计算得热感觉投票TSV数值；
根据TSV与PMV之间具有线性关系：TSV＝aPMV+b，计算修正第一系数a，第二b；通过TSV修正PMV；
通过修正后的PMV计算PPD，其中，预测不满意率PPD的计算公式如下：
PPD＝100-95EXP[(0.03353PMV4+0.2179PMV2]；
根据污染物浓度获取空气质量综合指数IAQ，并根据IAQ计算空气质量不满意率EPD；其中，EPD的计算公式如下：
ESR＝1-EPD；
其中，ESR为室内环境舒适度。
可选地，还包括：
显示模块，用于按照预设的排版格式显示所述目标舒适度指数；并根据所述目标舒适度指数，推荐室外和室内的穿衣建议。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明提供的动态测量群体舒适度的方法和系统，可以实现舒适度指标的动态监测，并且充分考虑了对舒适度有影响的各种因素，使得舒适度指标更加准确可靠。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的动态测量群体舒适度的方法的原理示意图；
图2为本发明中显示模块的显示界面示意图；
图3为本发明中投票模块的效果展示示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
图1为本发明提供的动态测量群体舒适度的方法的原理示意图，如图1所示，本发明中利用天气参数与人体穿衣及人体代谢率的函数关系、实时检测天气参数、室内环境参数来动态计算人体穿衣热阻及代谢状况。通过结合室内环境温度、辐射温度、湿度及风速可计算得到舒适度指标。通过实施投票修正模块，计算理论值与实际值修正因子，降低回归公式及指标公式本身带有的偏差因素的影响。
参见图1，本发明中的方法可以包括如下步骤：
步骤1：实时采集与舒适度相关的影响参数；
步骤2：根据所述影响参数，预估当前室内环境下的群体舒适度指数；
步骤3：接收当前室内环境中，人群反馈的舒适度投票结果；
步骤4：根据所述舒适度投票结果对当前室内环境下的群体舒适度指数进行修正，得到目标舒适度指数。
其中，所述影响参数包括：室内各项污染物的浓度、室外天气参数、室内环境参数；其中，污染物浓度包括：二氧化碳浓度、一氧化碳浓度、二氧化硫浓度、氮化物浓度、甲醛浓度；所述室内环境参数包括：室内温度、辐射温度、室内风速、室内湿度。
具体地，将室内温度转化为衣服热阻公式可选用：
其中：Icl为室内实时服装热阻；为基于前8天加权平均气温所得当天预测基本衣服热阻；ΔIcl为实时温度偏差修正衣服热阻。
温度转化基本衣服热阻回归公式：
其中：Trm为前8天加权平均气温，计算公式为：Trm＝(1-α)Tt-1+αTt-2+α2Tt-3……+αn- 1Tt-n；Tt-n为第前n天的平均气温；α为加权系数0＜α＜1(推荐取0.8)。Trm＞25℃则判断为夏季，Trm＜5℃则判断为冬季，位于两者之间则为过渡季节。
进一步地，
其中：Δt为实时温度Tin与Trm的温差，Tin＞Trm为正。
在一个具体实施例中，人体代谢公式如下：
M＝58.2×(4.258-0.093ta-1.001RH+0.225v)
其中：ta为空调环境温度，RH为空调环境相对湿度，0＜RH＜1；v为空调环境风速，PMV的计算公式如下：
式中：
其中：PMV为预计平均热感指数；M为代谢率，单位为W/m2；W为外部做工热量(室内平静状态可忽略)单位为W/m2；Pa为水蒸气分压，单位Pa；ta为室内空气温度，单位℃；fcl为着装时人体表面积与裸露额人体表面积之比；tcl为服装表面温度，单位℃；为平均辐射温度，单位℃；hc为对流换热系数，单位W/(m2·℃)；Icl为服装热阻，单位m2·℃/W，1col＝0.155m2·℃/W；v为空气流速，单位m/s。
PPD的计算公式如下：
PPD＝100-95EXP[(0.03353PMV4+0.2179PMV2]
在一可选的实施例中，TSV与PMV之间的修正：当投票数量达到一定数值后开始修正所采集的投票根据预设值计算得TSV数值。TSV与PMV之间具有线性关系。可由TSV＝aPMV+b，计算修正系数a，b在修正PMV。
TSV的计算值为由各热感觉尺度值根据投票数加权平均所得；
+3热 +2温暖 +1较温暖 0适中 -1较凉 -2凉 -3冷
| 热尺度 | 热 | 温暖 | 较温暖 | 适中 | 较凉 | 凉 | 冷 |
| 尺度值n | +3 | +2 | +1 | 0 | -1 | -2 | -3 |
TSV＝∑ωini
ωi-为i项热尺度权重，为该项投票人数占总投票的百分数；
ni-为i项尺度值。
在一可选的实施例中，如图2室内人员可通过按钮对室内热舒适度进行投票。
可选地，参见图1；IAQ指数算法可通过检测各个污染物浓度有：CO2、SO2、CO、NOx、甲醛、可吸入颗粒物、菌落群。
式中，IAQ为空气质量综合指数；Ci为第i项检测物检测浓度；Si为第i项检标准上限浓度，n为检测项目总数。
QPD＝EXP(0.00673+0.16272×IAQ-0.65852×IAQ2)
其中：QPD为空气质量不满意率。
ESR＝1-EPD
式中，EPD为室内环境不满意率。ESR为室内环境舒适度。
需要说明的是，本发明提供的所述动态测量群体舒适度的方法中的步骤，可以利用所述动态测量群体舒适度的系统中对应的模块、装置、单元等予以实现，本领域技术人员可以参照所述系统的技术方案实现所述方法的步骤流程，即，所述系统中的实施例可理解为实现所述方法的优选例，在此不予赘述。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种动态测量群体舒适度的方法，其特征在于，包括：
实时采集与舒适度相关的影响参数；
根据所述影响参数，预估当前室内环境下的群体舒适度指数；
接收当前室内环境中，人群反馈的舒适度投票结果；
根据所述舒适度投票结果对当前室内环境下的群体舒适度指数进行修正，得到目标舒适度指数。
2.根据权利要求1所述的动态测量群体舒适度的方法，其特征在于，所述影响参数包括：室内各项污染物的浓度、室外天气参数、室内环境参数；其中，污染物浓度包括：二氧化碳浓度、一氧化碳浓度、二氧化硫浓度、氮化物浓度、甲醛浓度；所述室内环境参数包括：室内温度、辐射温度、室内风速、室内湿度。
3.根据权利要求1所述的动态测量群体舒适度的方法，其特征在于，根据所述影响参数，预估当前室内环境下的群体舒适度指数，包括：
根据所述影响参数，计算预计平均热感觉指数PMV；其中，PMV的计算公式如下：
式中：
其中：PMV为预计平均热感觉指数；M为代谢率，单位为W/m2；W为外部做工热量，单位为W/m2；Pa为水蒸气分压，单位Pa；ta为室内空气温度，单位℃；fc1为着装时人体表面积与裸露额人体表面积之比；tc1为服装表面温度，单位℃；为平均辐射温度，单位℃；hc为对流换热系数，单位W/(m2·℃)；Ic1为服装热阻，单位m2·℃/W，1col＝0.155m2·℃/W；v为空气流速，单位m/s。
4.根据权利要求3所述的动态测量群体舒适度的方法，其特征在于，根据所述舒适度投票结果对当前室内环境下的群体舒适度指数进行修正，得到目标舒适度指数，包括：
当投票数量超过预设数值后，根据预设值计算得热感觉投票TSV数值；
根据TSV与PMV之间具有线性关系：TSV＝aPMV+b，计算修正第一系数a，第二b；通过TSV修正PMV；
通过修正后的PMV计算PPD，其中，预测不满意百分数PPD的计算公式如下：
PPD＝100-95EXP[(0.03353PMV4+0.2179PMV2]；
根据污染物浓度获取空气质量综合指数IAQ，并根据IAQ计算空气质量不满意率EPD；其中，EPD的计算公式如下：
ESR＝1-EPD；
其中，ESR为室内环境舒适度。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的动态测量群体舒适度的方法，其特征在于，还包括：
按照预设的排版格式显示所述目标舒适度指数；
根据所述目标舒适度指数，推荐室外和室内的穿衣建议。
6.一种动态测量群体舒适度的系统，其特征在于，包括：
输入模块，用于实时采集与舒适度相关的影响参数；
计算模块，用于根据所述影响参数，预估当前室内环境下的群体舒适度指数，并根据修正模块提供的数据计算修正后的舒适度指数；
修正模块，用于接收当前室内环境中，人群反馈的舒适度投票结果，得到修正数据；
输出模块，用于显示根据计算模块和修正模块所得的舒适度指标。
7.根据权利要求1所述的动态测量群体舒适度的系统，其特征在于，所述影响参数包括：室内各项污染物的浓度、室外天气参数、室内环境参数；其中，污染物浓度包括：二氧化碳浓度、一氧化碳浓度、二氧化硫浓度、氮化物浓度、甲醛浓度；所述室内环境参数包括：室内温度、辐射温度、室内风速、室内湿度。
8.根据权利要求1所述的动态测量群体舒适度的系统，其特征在于，所述计算模块，具体用于：
根据所述影响参数，计算预计平均热感指数PMV；其中，PMV的计算公式如下：
式中：
其中：PMV为预计平均热感指数；M为代谢率，单位为W/m2；W为外部做工热量，单位为W/m2；Pa为水蒸气分压，单位Pa；ta为室内空气温度，单位℃；fc1为着装时人体表面积与裸露额人体表面积之比；tc1为服装表面温度，单位℃；为平均辐射温度，单位℃；hc为对流换热系数，单位W/(m2·℃)；Ic1为服装热阻，单位m2·℃/W，1col＝0.155m2·℃/W；v为空气流速，单位m/s。
9.根据权利要求8所述的动态测量群体舒适度的系统，其特征在于，所述修正模块，具体用于：
当投票数量超过预设数值后，根据预设值计算得热感觉投票TSV数值；
根据TSV与PMV之间具有线性关系：TSV＝aPMV+b，计算修正第一系数a，第二b；通过TSV修正PMV；
通过修正后的PMV计算PPD，其中，预测不满意率PPD的计算公式如下：
PPD＝100-95EXP[(0.03353PMV4+0.2179PMV2]；
根据污染物浓度获取空气质量综合指数IAQ，并根据IAQ计算空气质量不满意率EPD；其中，EPD的计算公式如下：
ESR＝1-EPD；
其中，ESR为室内环境舒适度。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的动态测量群体舒适度的系统，其特征在于，还包括：
显示模块，用于按照预设的排版格式显示所述目标舒适度指数；并根据所述目标舒适度指数，推荐室外和室内的穿衣建议。
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