yabo亚搏手机最新版|app下载—夏季办公楼较高温度设定值对办公室事情人员认知负荷和热舒适影响：亚搏手机版app下载

本文摘要：原文信息揭晓时间：2017年揭晓期刊：《Building and Environment》研究作者：Fan Zhang, Shamila Haddad, Bahareh Nakisa, Mohammad Naim Rastgoo, Christhina Candido, Dian Tjondronegoro, Richard de Dear.引言本文是针对论文《夏季办公楼较高温度设定值对办公室事情人员认知负荷和热舒适的影响》（The effects of higher te

原文信息揭晓时间：2017年揭晓期刊：《Building and Environment》研究作者：Fan Zhang, Shamila Haddad, Bahareh Nakisa, Mohammad Naim Rastgoo, Christhina Candido, Dian Tjondronegoro, Richard de Dear.引言本文是针对论文《夏季办公楼较高温度设定值对办公室事情人员认知负荷和热舒适的影响》（The effects of higher temperature setpoints during summer on office workers’ cognitive load and thermal comfort）的一篇论文剖析，该论文于2017年揭晓于《Building and Environment》。关键词：较高温度设定值；空调；认知负荷；热舒适思维导图研究配景澳大利亚典型的商业租赁协议划定，夏季21-24℃是修建物必须满足的热条件，只管这似乎过冷，进而导致过分的能源消耗、气体排放和财政用度。然而，这种做法仍获得支持，例如一种支持的看法认为超出这个温度规模，办公室事情人员的生产率和热舒适性将打折扣。不外，越来越多更严格的研究陈诉讲明，在中等较高的室内温度下，生产率水平是没有变化的。

Indoor Environmental Quality(IEQ)是一种研究物理情况对认知体现影响的指标，此前该指标被用于研究大学生需求响应事件体现（发现热情况对认知体现影响遵循拓展U型关系 如图1）。此外，对于差别难度的任务，温度对认知体现的影响差别，这体现在简朴任务比庞大任务更不易受温度的影响。但现在尚不清楚任务难度如何在物理情况与认知体现之间起调治作用。图1 温度与体现之间的扩展U型模型研究目的、方法、详细的研究问题目的：观察具有实际较高温度设定值的办公情况是否仍然具有良好的认知效率和舒适性，并探讨差别难度的任务是否会受到较暖温度的差别影响。

方法：认知能力测试分数、NASA-TLX、EEG和HR三种差别方法评估认知负荷。研究问题：1夏季的实际高温设定值是否会影响办公室事情人员的认知体现？2这三种方法是否展现了被试认知负荷的相似效果？3更高的温度对认知负荷的影响是如何受到差别任务难度水平调治的？4更高的温度是否会显著降低办公室事情人员的热舒适性？研究设计和实验流程图2 悉尼大学IEQ实验室平面图及室内实验装置实验所在：悉尼大学IEQ实验室；时间：3小时；被试分组：2到4人一组。被试首先要经由一段室内温度适应期，在此期间，他们被见告整个实验历程，并接受认知体现测试培训。

实验历程如图3所示（两次适应期、两次实验、一次休息）。其中，每次实验适应期竣事时，研究人员资助被试戴上脑电头盔，监控大脑运动。

实验一温度设定22℃（澳大利亚商业修建中常见的温度设定值），实验二温度设定在25℃。图3 实验流程示意认知负荷丈量01认知能力测试一种是接纳剑桥脑科学测试（CBS测试）来丈量被试在四种差别认知技术中的认知能力：影象力-数字广度测试、注意力-特征提取测试、推理力-语言推理测试和计划力-空间计划测试；另一种是通过同步听觉序列加法测试(PASAT)来测试认知能力。本研究中，使用改良的盘算机化的PASAT作为办公室内的一项事情任务，记载执行该任务时的脑力负荷与EEG，PASAT自己的得分不做记载。

该方法的详细操作如下：通过在盘算机上可视化显示一系列一位数的数字来实现的。被试被要求到场三个水平的PASAT，任务难度水平随着数字出现速度的变化而变化。PASAT1，2和3划分以每3s、2s和1.5s泛起一次。

02 NASA-TLX（美国国家航空航天局任务负荷量表）本研究接纳3个最相关的NASA-TLX子量表：脑力需求、努力水平和受挫水平，如图4所示；为了盘算和陈诉的利便，接纳7分量表。然后通过取这三个分量表的平均分数来盘算调整后的NASA-TLX总分。图4 本研究中使用的NASA-TLX03脑电图和心率监测本研究使用Emotiv Insight移动脑电图头盔来实时监控被试的大脑运动模式，通太过析大脑运动的时间、频谱和空间模式来确定认知负荷巨细。该头盔安装了五个通道传感器——凭据国际Jasper 10–20方法确定的AF3、AF4、T7、T8、Pz，以及位于左侧乳突的两个参考传感器（起参照系作用）。

五通道脑电波的最低电压分辨率为0.51微伏，最低有效位和频率响应为0–43赫兹。每个通道的数据采样频率牢固为每秒128个样本。为获得心率数据，由血液容积脉搏波传感器(PPG)组成的E4腕带被用于监测被试的血容量脉搏(BVP[推导心血管特征——心率和心率变异性(HRV)])。

因Emotiv Insight头盔和E4腕带数量有限，研究者记载了19名被试的脑电图和心率数据，选择并分析了来自12个被试的高质量脑电图和心率数据。热舒适和空气质量问卷热舒适问卷在每次实验的开始和竣事时被询问。其中热感受、感知空气质量和空气运动偏好问卷接纳7分制(数值规模为-3至3)，热可接受性问卷接纳二元制(0，1)图5 本研究中接纳的热舒适和空气质量问卷数据分析01统计分析丈量数据先用Shapiro-Wilk法举行正态磨练，正态数据接纳配对样本t磨练，非正态数据接纳相关样本Wilcoxon符号秩和磨练。接纳相关样本McNemar磨练两种条件下二元热可接受度的差异。

显著性水平设为p<0.05。接纳重复丈量方差分析的方法，分析被试在差别任务难度水平下在差别实验条件下的NASA-TLX。02脑电和心率信号分析分析接纳基于机械学习的分析方法，通过MATLAB软件实现。

这一步分析了在两种温度条件下，被试在举行三种差别难度的PASAT测试时的生理反映。整个历程包罗：预处置惩罚、特征提取和机械学习。

预处置惩罚历程：将带通滤波器应用于五个脑电信号通道数据的每一个，以获得对应于频带0–30Hz。在滤除伪迹和噪声之后，从信号中提取时频特征。

接纳离散小波变换(DWT)将信号剖析到差别的频带，同时保留信号的时间信息。特征提取历程：先将每个脑电信号支解成50%重叠的1秒窗口。然后，使用db4函数对每个窗口举行小波变换，将信号剖析为对应差别脑波类型的四个频带，然后从每个频带中提取能量。

应用统计丈量(即所有窗口的平均值)来获得每个频带的平均能量特征。总共为每个受试者生成了20个脑电图特征；对心率数据举行了同样的处置惩罚，但只提取了两个统计特征(平均值和尺度差)。最后，将22个特征(20脑电+2心率)融合并输入到机械学习模型中。

实验效果01实验期间的温度和湿度条件在实验历程中，第一次实验的平均温度约为22℃，第二次实验的平均温度约为25℃，每五分钟丈量一次空气温度和相对湿度。用热敏电阻(±0.2℃精度)在0.6米的高度丈量气温，用1.7米高的壁挂式湿度传感器监控室内的空气湿度。图6 实验期间的空气温度和相对湿度条件02认知负荷的评估1）剑桥脑科学测试（表1）两种温度条件下，四个测试分数没有显著差异；四个测试在25℃条件下的得分均高于22℃条件下。

固然，这也可能是学习效应的效果，因为被试均在履历22℃的实验后再到场25℃的实验。表1 22℃条件和25℃条件下认知能力测试的配对样本t磨练（图7）两种温度条件下，可能的学习效果并没有显著影响被试的分数。

图7 22℃条件和25℃条件下剑桥脑科学测试效果的比力2）NASA任务负荷量表PASAT2和PASAT3通常比CBS测试和PASAT1给被试带来更高的认知负荷。图8（上）、9（下）脑力需求、努力水平、受挫水平和NASA-TLX总表的CBS tests，PASAT1，2和3测试温度之间的比力如表2所示。

对于CBS测试，被试在22℃和25℃条件下的脑力需求、努力水平、受挫水平以及NASA-TLX总体没有显著差异。表2相关样本威氏符号秩和磨练和配对样本t磨练效果的脑力需求，努力水平，受挫水平和整体NASA-TLX在22℃条件和25℃条件下的剑桥脑科学测试重复丈量方差分析效果显示，忽略差别的实验条件，被试的总体NASA-TLX在种种任务难度之间有显著差异(p<0.001)；忽略差别的任务难度水平，被试的脑力负荷在差别温度之间也有显著差异(p<0.001)。

随着任务难度的增加，被试的脑力负荷也显着增加。图10 任务难度和实验条件对NASA-TLX的主效应任务难度和实验条件对被试的脑力负荷也有显著的交互作用(p < 0.05)。讲明实验条件对被试的NASA-TLX有差别的影响，这取决于任务的难度。

图11两条线不平行，讲明交互作用的影响。图11 任务难度和实验条件对NASA-TLX的交互影响3）评估认知负荷的脑电图和心率信号凭据机械学习原理，如果差别(低、中、高)水平的认知负荷能够被可靠地域分和分类，就可将脑电图和心率数据作为认知负荷的可靠指标。使用10倍交织验证将多层感知器(MLP)分类器应用于提取的特征，以生成对过分拟合和随机效果鲁棒性的通用模型。使用多层感知器分类器对三个难度品级的分类效果显示在混淆矩阵中(表3)，效果讲明使用EEG和HR信号的多层感知器分类器可以对低，中和高认知负荷举行分类，准确性为90％。

这些效果证实脑电和心率信号可以可靠地用于分类认知负荷水平。表3三个难度品级(低、中、高)的脑电和心率特征混淆矩阵接纳相同的逻辑，如果脑电和心率信号可以通过差别的温度条件可靠地域分，那么被试的认知负荷受温度的影响。这里研究者接纳了一种简朴的k均值聚类方法，试图将脑电和心率数据分成两类温度条件。

聚类效果以混淆矩阵的形式显示在（表4）中，讲明在25℃条件下的脑电图和心率信号与22℃条件下的太相似，以至于不能可靠地分类。研究联合脑电和心率信号，分类精度更高(表5)。

表4 两种温度条件（22、25℃）的脑电图和心率特征的混淆矩阵表5基于脑电信号、心率信号和脑电与心率信号组合的三种机械学习模型的分类精度03热舒适投票下图显示了热感受投票(TSV)的统计漫衍。图12 两种温度条件下的热感受漫衍接纳两种差别的方法来确定被试在观察时所处热情况的可接受水平。第一种方法是通过热可接受性问卷。

其中被试被问及他们感受当前的热情况如何。图13 22℃条件下的热可接受性(左)和25 ℃条件下的热可接受性(右)第二种方法是基于被试对热感受品级的三其中心种别(即稍冷、中性和稍暖)的投票百分比。表6 22 ℃条件的热可接受性和热感受投票的交织列表表7 25℃条件下热可接受性和热感受投票的交织列表讨论01较高温度设定值对办公室事情人员认知负荷的影响CBS测试与NASA-TLX的效果一致，即被试的认知能力测试分数在22℃条件和25℃条件之间没有显著差异。

虽然这两个效果可能被学习效应所混淆(学习效应和温度效应可能相互抵消)，但脑电和心率的丈量有助于确认认知体现不受温度的影响。该效果也证实了先前在较高温度下的实验研究，居住者的认知体现在一系列温度下相对稳定。

NASA-TLX显示的认知负荷显著降低更可能是学习效果的效果，而不是物理情况的变化。任务难度和实验条件之间的显著交互作用也可能源于学习效果的降低或倒霉情况效果的增加，或两者的联合。脑电图和心率效果显示，随着任务难度的增加，自我认知负荷显著增加，与NASA-TLX的效果一致。

接纳PASAT开始前休息期间的单独基线值来减轻学习效应对脑电图和心率丈量的影响。这样，两个实验间的学习效应可以消除，而差别水平的PASAT之间的学习效应可保留。但一般来说，在22℃条件和25℃条件下的脑电图和心率信号的比力(表4所示)展现了险些纯粹的温度效应，因为沿着PASAT 1、2和3的学习效应在差别的温度条件下没有太大差异。

因此，CBS测试不太可能受温度的显著影响；NASA任务负荷指数量表(图10，右)在任务难度最高时自我感知的认知负荷淘汰，这应该是源于学习效应。图10 任务难度和实验条件对NASA-TLX的主要影响02较高温度设定值对办公室事情人员热舒适的影响效果（表8），被试在22°C时的热感受，空气流动偏好显着低于25°C时(p<0.01)。只管如此，被试对热情况的可接受性水平没有受到影响(p=0.688)，这一点也被相关样本麦克尼马尔测试所证实。

表8 22℃条件和25℃条件下热舒适和空气质量问卷的配对样本t磨练总之，本研究中接纳三种认知负荷评估方法能消除混杂变量并得出更有力的结论：办公室事情人员的认知负荷不受22℃至25℃的适度温度上升的影响。热舒适和空气质量问卷讲明，3℃的实际温度上升不太可能显著损害办公室事情人员的热舒适性。

本研究的效果对澳大利亚商业修建中通常接纳的严格的热舒适尺度提出了挑战，澳大利亚的租赁市场显然需要“绿色转型”，为“绿色租赁”让路，这将促进和支持商业地产以更环保的方式使用。结论NASA-TLX讲明认知负荷随任务难度增加而显著增加；25°C时的认知负荷比22°C显著降低，最有可能是由于学习效应2、CBS test、NASA-TLX以及EEG和HR信号的效果讲明温度对办公室事情人员的认知负荷没有影响3、办公室事情人员对热情况的可接受性没有显著变化4、在澳大利亚办公修建中，较高的实际夏季温度设定值仍然可以缔造出一个认知上高效的事情情况，而且不会严重损害办公人员的热舒适性亮点测试了两种温度下的认知负荷和热舒适性接纳认知能力测试、NASA-TLX、EEG和HR丈量认知负荷效果讲明被试的脑力负荷和热舒适性不受温度的显著影响参考文献：[1] Zhang F, Haddad S, Nakisa B, et al. The effects of higher temperature setpoints during summer on office workers' cognitive load and thermal comfort[J]. Building and Environment, 2017, 123:176–188.内容泉源：余明奇校 对：邢孟林审 核：郭晓彤本期编辑：董博仅用于学术交流，原文版权归原作者和原发刊所有关注我们民众号：神经工程治理。

本文关键词：yabo亚搏手机最新版,夏季,办公楼,较高,温度,设定,值,对,办公室

本文来源：yabo亚搏手机最新版-www.tjgarmentsinc.com