建筑材料导热性能对人体生理影响的研究.docVIP

建筑材料导热性能对人体生理影响的研究 建筑材料导热性能对人体生理影响的研究 2011年11月18日 　　摘要：为了解建筑材料导热性能对人体生理的影响，以三因素理论和心理生理学方法为指导，测试了人体在接触不同建材时自主神经系统和中枢神经系统的重要指标：心率变异系数、动态连续血压和脑波频率的变化，并根据材料的物性因子和受验者的主观评价进行了联合分析。结果显示：在与建筑材料的接触过程中，人体生理指标中的心电RR间期均值减小、血压上升、脑电口波受抑制、卢波增强，说明此时人体交感神经活动取得优势，副交感神经活动则暂时被抑制又随后恢复，交感一副交感神经能保持均衡性，但长期接触金属和石材会有失衡危险；建筑材料的密度和导热性是导致上述人体生理指标变化程度的决定性影响因素． 　　关键词：建筑材料；导热性能；心理生理学；心率变异；动态连续血压；脑波频率材料研究的目的是将 　　材料应用于人类生活并为人服务，因此需要清楚了解建筑环境学品质及其对人体的影响．近年来，建筑环境学、人机工程学、生物工程学等学科越来越引起人们的重视，这些学科探索材料作为建筑和装饰用材给予居住者心理及生理的影响，更运用一些客观的物理量因子和主观的调查量表来反映这种影响的好坏和程度，以评价材料对其所营造环境的居住性以及对人类生活舒适性的贡献．这方面的研究对于建筑材料的发展具有重要意义[1~3]． 　　1 三因素理论与心理生理学 　　沙赫特曾提出三因素理论，认为环境(材料)、人的心理及生理应该是一个有机的整体，它们相互影响并协调统一．其基本观点是：人的情绪受环境因素、生理状况和认知加工共同影响，而生理唤醒与认知评价之间又存在着密切的联系．正是在这样的整体中，环境经常会成为诱因，引起人体生理和心理的变化；同时人向环境发出调整信号，这样就构成了一个积极的反馈链节[4]．心理生理学是研究情绪状态和身体反应关系的科学．由于认知唤起引发情绪，而生理反应的唤醒是情绪发生的一部分，所以研究时一般侧重于以心理因素作为自变量，以生理指标为应变量，观察对应各种不同情绪和行为状态下的各种生理变化，如心电、脑电、血压等．心理生理学最突出的优点是能准确地揭示心身之间的相互关系，深入了解环境刺激如何通过神经系统来影响机体，机体又怎样反馈给大脑而影响人的心理．将三因素理论和心理生理学应用于建筑材料导热性能对人体影响的研究中，可以从材料的刺激诱因出发，分析由材料引起的人体生理变化和心理(精神)层面感知，进而探寻材料的物性因子与人体生理、心理之间的内在联系，为设计舒适、健康的居住环境提供理论依据[5~7]． 　　2材料与方法 　　选择常见的建筑材料作为试材，包括木质材料(实体木材的刨光弦切面、刨花板、纤维板、胶合板等)、石材(瓷砖、大理石)、金属材料(铁、铝)、塑料(环氧树脂、聚氯乙烯)等，测量它们的密度、导热系数等热学基本指标．． 在环境学实验室中进行人体生理实验，同时这些受验者也是心理实验时主观评价(SD法)的受调查人员．本实验的受验者为身体健康的在校学生，男6女4．实验室室温控制在20℃，安静、舒适，无气闷感，无光、声、电磁污染．环境的刺激主要来自被测材料或由其形成的环境因素．与人体最息息相关的生理指标包括：(1)自主神经系统指标——心电、血压、脉搏、皮肤温度等；(2)中枢神经系统指标——脑波频率；(3)内分泌系统——荷尔蒙和情感激素．结合本实验的具体情况，将自主神经系统代表性指标定为心率变异、动态连续血压、皮肤温度；中枢神经系统代表性指标定为脑波频率．心率变异：受外界条件刺激时，在自主神经系统的交感神经和副交感神经的协同控制下，人体的兴奋和抑制在动态中求得平衡，反映在心率上是心博间隔有规律的变化，这就称为心率变异．心率变异指标的定量分析结果能较细致地反映人体交感神经和副交感神经的动态变化以及自主神经的平衡性m 9|．动态连续血压：传统的柯氏声测量血压法对受验体的影响甚至超过了材料和环境的刺激，而且每次测试时间很长，不能反映受验者血压的动态变化．而根据血压的空气动力学原理可以变换测出受验者的动态连续血压，间接反映其自主神经系统的活动变化．脑波频率：脑电地形图是由电子仪器记录的脑部生物电曲线图，脑电图的波形频率即被称为脑波频率，它可以反映中枢神经系统的状态及活动情况．典型的脑波频率有a，口，0波．其中的a波频率为8～13 Hz，平均为10 Hz，a节律在闭眼静息时最为明显，在睁眼、照明、感受物象及思考时，口节律被高频、低压的p波所替代．p波的频率为14～25 Hz，一般波幅不超过20 tLV，卢节律与精神紧张和情绪激动有关，通常被归属于“活动”类型或去同步类型．口波的频率为4～7 Hz，它与人的精神状态有关，在其意愿受到挫折和抑郁时，容易出现0波，并可持续20～60 S之久；在精神愉快时，口波就消