从开放式办公空间到更安静的会议室（再回到开放式办公空间）：关于人在室内环境转换过程中存在性别差异的心理生理反应的证据

《BUILDING AND ENVIRONMENT》：From open plan to cooler meeting rooms (and back): Evidence of sex-specific psychophysiological responses to indoor–indoor transitions

本研究通过活体实验室模拟，探讨室内热环境转换对男女参与者生理及热感知的影响。采用三次实验轮次，监测皮肤温度、心率及热主观评价，并与JOS-3模型预测对比。结果显示女性存在更显著的远端冷却效应及热感知 overshoot，模型对此类性别差异的预测存在低估。研究证实需考虑性别差异以优化室内热舒适策略。

　　

Mateus Bavaresco | Larissa Pereira de Souza | Matheus K?rbes Bracht | Matheus Soares Geraldi | Michelli Luvison | Ana Paula Melo

巴西圣保罗大学理工学院（Poli-USP）土木建筑工程系

摘要

室内温度变化在办公室中很常见，但相关研究仍不足，尤其是考虑到其对居住者体温调节和热感知的潜在性别差异影响。本研究在生活实验室中调查了从温暖开放式办公室（PMV 0.46 ± 0.24）到较冷会议室（PMV –0.43 ± 0.35）的室内温度变化对人体的热生理和感知反应。共有12名参与者（6名男性和6名女性）完成了三个实验环节，每个环节都包括从温暖环境到寒冷环境的转变。研究持续监测了他们的皮肤温度、心率、热感觉和热舒适度，并应用JOS-3体温调节模型来模拟和比较预测的热动态变化。结果发现存在显著的性别差异：女性的手部温度下降幅度比男性更大，即使回到温暖环境后这种差异仍然存在。这些结果表明，日常的室内温度变化可能在不同性别之间引发不同的时间和空间热感受。在热感知方面，女性进入寒冷空间时热感觉的过度反应更明显，这与她们的皮肤散热情况一致。女性的热舒适度在两次转变中都略低，而较冷的会议室在两种性别中都引发了更高的舒适感，这可能反映了人们在炎热气候下的预期。与JOS-3模型的比较显示，该模型能够准确捕捉整体热动态变化，但低估了性别差异带来的局部冷却效应。这些发现强调了在室内环境中考虑性别差异的热生理反应的重要性，并为制定适应性舒适策略和改进生理模型提供了支持。

引言

先前的研究主要关注稳态条件，忽视了人们在建筑物内移动的动态特性[1]。温度变化可能会引发短暂的生理和感知效应，尤其是在进入较冷环境时，此时过度反应和皮肤温度快速下降的情况更为常见[2][3][4]。空间温度变化带来的生理和感知后果（如热过度反应和适应时间）在实验室环境中已有充分记录；然而，在实际环境中对此的研究较少[5]。 先前的研究主要集中在从室外进入室内后的短暂过渡阶段[6][7][8]。某些空间也存在矛盾的过渡特性。例如，机场候机厅对乘客来说是过渡空间，对工作人员来说则是室内空间，不同群体的热偏好各不相同[9]。此外，建筑物中可能还有半室外空间，如阳台或开放式走廊，这些空间为居住者创造了过渡性的热环境。这些空间已在真实世界环境和虚拟现实实验中得到评估[1,10]。然而，日常办公室生活中也经常发生室内温度变化，因为人们需要在建筑物内不同区域之间移动以满足各种活动和需求。例如，在开放式办公室工作的人经常需要进入较小的封闭会议室进行私人交谈或参加在线会议。这些过渡不仅具有功能性，还可能使人们接触到不同的热环境，这些环境受到暖通空调系统运行和控制方式的影响，以及较小房间与开放式办公室相比不同的热负荷和热交换的影响。 在开放式办公室的背景下，具有不同热历史和偏好的居住者会共享相似的热环境。这种共享环境突显了理解个体热舒适度差异的重要性，这一点在文献中已有广泛讨论[12]。有大量证据表明性别对热感知有影响，女性普遍表示的不满程度高于男性[13]。除了主观差异外，文献还指出热生理差异受个体因素（如性别）的影响。女性对冷却的反应更强烈、更快，导致皮肤温度下降更明显，对环境变化的敏感度也更高[14,15]。在动态热条件下，这种差异尤为明显，因为女性的身体远端部位更容易快速冷却，从而影响热感觉和主观舒适度[16]。因此，建筑物内每天发生的室内温度变化可能会被不同的居住者以不同的方式感知。 尽管有这些认识，但关于建筑物内室内空间温度变化的热舒适度研究仍然不足，大多数研究集中在室外到室内的温度变化或受控实验室场景（如气候室中的实验[1]）。也有研究探讨了同一建筑物内不同使用区域的温度变化，例如从休息区到办公室的过渡[17]。随着现代办公设计越来越多地采用灵活空间和热分区来提高舒适度和能源效率，了解人们如何感知和生理上应对日常室内温度变化变得至关重要。生活实验室为评估人们在实际条件下的感知提供了宝贵的机会，包括室内到室内的温度变化[18]。基于真实办公室中常见的人与建筑互动情况，可以为现有知识体系增添创新证据，补充来自受控环境的已有研究[19]。 本研究旨在探讨在生活实验室中从两种不同室内热环境之间过渡对人类心理生理反应的影响，特别关注潜在的性别差异。为此，我们设计并实施了一个实验方案，在典型的夏季进行。参与者在早晨（上班时）和下午（午饭后）分别从室外环境过渡到室内环境，之前关于这些室外到室内过渡的结果已在文献中报道[20]。下午的实验中，参与者从开放式办公室过渡到较冷的会议室，具体细节将在本文中详细说明。 我们的分析重点关注两个方面：(i) 在转移到较冷环境以及返回温暖办公室过程中，热感知（感觉和舒适度）和生理反应（特别是皮肤温度）的时间模式；(ii) 基于性别的热生理调节差异，特别是女性是否比男性有更快的皮肤温度下降速度，以及这些差异如何影响热感知。通过关注这些短期动态反应，本研究旨在加深对人类适应常见室内温度变化的理解，并丰富关于实际环境中动态热舒适度的知识体系。

方法

本节概述了实验的一般情况，包括参与者特征、生活实验室环境、用于数据收集的仪器（主观、环境和生理数据）、实验方案以及数据分析方法，还包括将实际数据与体温调节模型的预测结果进行比较。本研究采用了半控制实验设计，符合常用的人体行为研究方法

温度变化后的情况

图4展示了两种室内温度变化（从温暖到寒冷和从寒冷到温暖）的PMV（相对湿度）特征。该指标是根据两个房间内固定位置测量的环境变量计算得出的；测量仪器没有随参与者移动，也没有包括可穿戴设备测量的数据。因此，过渡后立即观察到的变化反映了房间条件的实际变化，而非仪器的误差

局限性与未来研究方向

需要承认实验方案存在一些局限性。首先，样本量相对较小且年龄分布较年轻，这可能限制了研究结果的普遍性。此外，一些关键个体因素（如体脂分布和月经周期阶段）未被监测，这些因素可能会影响生理反应的变异性。另外，体温调节模型的建立依赖于平均身体成分数据，这也可能影响结果的准确性

结论

本研究在生活实验室中持续监测了人们从室内环境到室内环境过渡时的热生理和感知反应。这些过渡跨越了热中性边界（PMV分别为–0.43 ± 0.35和0.46 ± 0.24），分别代表较冷的会议室和较温暖的共享办公室。主要发现包括：

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  皮肤温度：平均皮肤温度随温度变化而变化，存在明显的个体差异。局部测量结果显示了基于性别的差异

作者贡献声明

Mateus Bavaresco：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法论设计、研究实施、资金申请、数据分析、概念构建。 Larissa Pereira de Souza：初稿撰写、数据验证、方法论设计、研究实施、资金申请、数据管理、概念构建。 Matheus K?rbes Bracht：初稿撰写、数据验证、方法论设计、研究实施、资金申请、数据管理、概念构建。