Page 49 - 《振动工程学报》2026年第5期

第 5 期 王歆宇，等：热-振双物理场环境对人体舒适性的耦合作用研究 1253

94 2 PMV 先下降后上升，与人体对热环境的不舒适性感

92 0.1 m/s 2
0.3 m/s
90 0.5 m/s 2 2 受非常相似。因此，考察用 LF/HF 预测人体主观热
0.7 m/s
88 0.9 m/s 2 不舒适感受的可行性。
心率 / bpm 86 对图 9 所示结果进行非参数显著性检验。对每
84
82
80 个振动量级下的 5 种热环境两两组合，对 LF/HF 在
78 任意两对热环境之间进行 Wilcoxon 配对符号秩检验
76 （除了 PMV=−2，2，PMV=−1，1 两对，因对应的热舒适
74
−2 −1 0 1 2 感大致相当，分析 LF/HF 差异没有意义），其中满足
PMV
p＜0.05 5
的数据加粗表示，如表 所示。
图 8 心率随 PMV 的变化规律
Fig. 8 Variation law of heart rate with PMV 表 5 不同热环境下 LF/HF 差异性分析

3.5 Tab. 5 Diversity analysis of LF/HF under different thermal
0.1 m/s 2 environments
3.0 0.3 m/s 2
0.5 m/s 2 (a) 振幅0.1 m/s 2
0.7 m/s 2
2.5 0.9 m/s 2 PMV −1 0 1 2
−2 0.005 0.015 0.002 —
2.0
−1 — 0.014 — 0.001
1.5 0 — 0.003 0.001
1 — 0.002
1.0 2
−2 −1 0 1 2 (b) 振幅0.3 m/s
PMV PMV −1 0 1 2

−2 0.017 0.034 0.002 —
注：纵坐标为当前 PMV 工况下 LF/HF 与同样振幅、PMV=0 时 LF/HF 的比值。
−1 — 0.003 — 0.003
图 9 LF/HF 随 PMV 的变化规律 0 — 0.001 0.026
Fig. 9 Variation law of LF/HF with PMV 1 — 0.022
2.8 (c) 振幅0.5 m/s 2

2.6 0.1 m/s 2 PMV −1 0 1 2
2.4 0.3 m/s 2 2
2.2 0.5 m/s 2 −2 0.056 0.025 0.046 —
0.7 m/s
2.0 0.9 m/s 2 −1 — 0.006 — 0.001
1.8 0 — 0.033 0.016
1.6 1 — 0.076
1.4 2
1.2 (d) 振幅0.7 m/s
1.0 PMV −1 0 1 2
0.8 −2 0.023 0.032 0.054 —
−2 −1 0 1 2
−1 — 0.123 — 0.005
PMV
0 — 0.026 0.012
注：纵坐标为当前 PMV 工况下 SCL 与同样振幅、PMV=−2 时 SCL 的比值。 1 — 0.017
图 10 SCL 随 PMV 的变化规律 (e) 振幅0.9 m/s 2
Fig. 10 Variation law of SCL with PMV PMV −1 0 1 2
−2 0.012 0.001 0.013 —
3.5
0.1 m/s 2 −1 — 0.003 — 0.025
3.0 0.3 m/s 2 2 0 — 0.143 0.016
0.5 m/s
0.7 m/s 2 1 — 0.012
2.5 0.9 m/s 2
表 5 表明，受试者在同一振动量级不同热环境下所测
2.0
的 LF/HF 指标存在显著差异（87.5% 的数据满足 p＜0.05），
1.5 说明 LF/HF 随不同舒适程度的热环境变化的显著性。
1.0 LF/HF 比值反映交感-副交感神经平衡状态，热
−2 −1 0 1 2
PMV 应激环境下，热调节增强，副交感神经活动增强，反

注：纵坐标为当前 PMV 工况下 SCR 与同样振幅、PMV=−1 时 SCR 的比值。 映压力或不适状态，LF 上升；热中性环境下，交感神
图 11 SCR 随 PMV 的变化规律 经活动增强，反映放松舒适状态，HF 上升，LF/HF 降
Fig. 11 Variation law of SCR with PMV 低 [14-15] 。因此，本研究中 LF/HF 在 PMV=0 时最低，随
同时低温下人体出现的“战栗”现象也会导致 SCR 热环境偏离中性而上升，与人体为维持热平衡所引
出 现 [17,24] ， 因 此 本 试 验 中 SCR 总 强 度 在 PMV=−1 附 发的自主神经调节过程一致。
近取到最小值，如图 11 所示。由图 9 可知，LF/HF 随 每个不同 PMV 下 LF/HF 随振动信号的变化与热