В любом офисе, доме и другом общем помещении практически всегда найдутся те, кому холодно, кому жарко и те, кто вообще не понимает из-за чего вся эта суматоха с термостатом.
Зачастую владельцы и работники здания проводят опрос среди тех, кто занимает помещение, чтобы выяснить, как работают системы отопления и охлаждения. Они спрашивают тех, кто находится во помещении, комфортно ли они себя чувствуют, хотят ли, чтобы стало прохладнее или теплее. Однако у каждого своя идеальная температура в отдельный конкретный момент времени. Она зависит от различных факторов: возраста и пола, уровня физической активности, одежды и даже того, насколько сильно человек напряжен в данный момент. Это сложная проблема. К примеру, люди, которые заходят в прохладное помещение летом, могут поначалу чувствовать себя комфортно, но в конце концов им станет прохладно.
В современных руководствах по отоплению и охлаждению для предприятий, где эти свойственные человеку показатели рассматриваются как статичные в течение продолжительного периода времени, рекомендуется зимой держать температуру между 68,5 и 75 градусами по Фаренгейту (20,3 и 23,8 по Цельсию), а летом — 75 и 80,5 (23,8 и 26,9). В результате людям слишком жарко или слишком холодно, независимо от того, насколько хорошо помещение отапливается или охлаждается.
Большинство будет чувствовать себя комфортно, что положительно скажется на их здоровье и работоспособности, если обогреватели и кондиционеры смогут подстраиваться под ощущения людей в режиме реального времени, в том числе к изменениям в течение дня. Наша исследовательская группа работает на тем, как внедрить отзывы людей о температуре в системы отопления и охлаждения. Наша разработка поможет людям чувствовать себя более комфортно, а также позволит владельцам зданий тратить меньше энергоресурсов.
Пожелания людей
Некоторые исследователи предложили работникам просто голосовать за то, какой должна быть температура. Через приложение на телефоне или через сайт находящиеся в помещении люди могут рассказать холодно им или жарко, а также что нужно, чтобы чувствовать себя лучше. Затем алгоритм анализирует ответы коллектива и рассчитывает температуру, которая теоретически должна устроит большинство.
В некоторых системах пользователи могут голосовать за то, ощущают ли они комфорт и что бы могло им помочь. Кэрол Минасса, CC BY-ND
Впрочем, у этого метода есть два серьезных ограничения. Для наилучшего результата требуется практически постоянно получать информацию от людей, которые должны работать; по-прежнему не учитывается то, что те, кто всё ещё чувствует себя неуютно, могли бы сами о себе позаботиться, надев или сняв кофту. Система также не берёт в расчёт, как человеческое тело воспринимает температуру. А это напрямую связано с тем, предпочитают ли люди находиться в более теплом или прохладном помещении.
Удаленный контроль температуры
В нашем прошлом исследовании мы установили множество датчиков температуры по всему офису, объединили их показатели с информацией с браслетов, измерявших температуру тела и сердцебиение тех, кто находился в помещении, и результатами голосования относительно самочувствия в приложении. Мы выяснили, что добавление данных о реакции организма позволило алгоритму точнее рассчитывать температуру в комнате, чтобы люди чувствовали себя более комфортно в занимаемом ими помещении.
Система с большим количеством датчиков отслеживает показатели окружающей среды и людей в помещении и соответствующим образом подстраивает системы отопление и охлаждения. Кэрол Минасса, CC BY-ND
В нашем текущем проекте мы ищем способ упростить систему и сделать её менее заметной для людей, убрав браслеты и приложение, и используя только удаленный сканер температуры кожи, который измеряет насколько человеку комфортно. Мы разработали метод, в котором используются обычные камеры, тепловое изображение и удаленные датчики, которые определяют положение людей в помещении, фокусируются на их лицах и измеряют температуру тела. На основе полученных данных наш алгоритм рассчитывает есть ли необходимость и каким образом изменить температуру в комнате вне зависимости от количества присутствующих в помещении людей. При проведении испытаний в офисе, где находилось семь человек, они меньше жаловались, что им слишком холодно или жарко.
Программа распознавания лиц совместно с камерами, определяющими температуру, может оценить, что человек ощущает: тепло ему или холодно, или он в полном порядке. Кэрол Минасса, CC BY-ND
Этот метод наиболее эффективен в помещениях с большим количеством людей, в офисах открытого типа, залах переговоров и театрах. Метод можно приспособить и настроить на различия в температуре между людьми в разных частях комнаты, а также в зависимости от того, стоят ли они, сидят или ходят. Система может настраиваться на ходу, не требуя от людей постоянно давать отзывы. Наша группа продолжит исследование этого метода и других не зависящих от людей способов, которые помогут чувствовать себя комфортнее и быть более здоровыми и работоспособными.
Об авторах исследования. Кэрол Минасса — доцент на кафедре гражданской и экологической инженерии Университета Мичигана. Да Ли — аспирант на кафедре гражданской и экологической инженерии Университета Мичигана. Вайнит Камат — профессор кафедры гражданской и экологической инженерии Университета Мичигана.
Фото: Edwin & Kelly Tofslie CC BY-ND 4.0
Автор: Алёна Моричева
