室内热环境与人体热舒适

1、第二章 室内热环境与人体热舒适姓名：朱尚斌时间：2016 05 162.1 室内热环境评价2.1.1室内热环境评价指标第二章 室内热环境与人体热舒适一、室内热环境及热舒适与人体健康的影响因素l 室内热环境是指影响人体冷热感觉的环境因素。这些因素主要包括室内空气温度、空气湿度、气流速度以及人体与周围环境之间的辐射换热。l 适宜的室内热环境是指室内空气温度、湿度、气流速度以及环境热辐射适当，使人体易于保持热平衡从而感到舒适的室内环境条件。第二章 室内热环境与人体热舒适影响室内人体热舒适的因素有6个：第二章 室内热环境与人体热舒适l 空气温度：对流散热量l 环境表面的温度：辐射散热量l 水蒸气分压力

2、（空气湿度）：蒸发散热量 闷热湿冷 l 风速：对流散热量和蒸发散热量 凉风热风l 服装热阻：影响所有散热量l 新陈代谢率：影响产热量 第二章 室内热环境与人体热舒适1.人体的新陈代谢l 影响因素： 肌肉活动强度：绝对有影响 环境温度：偏高、偏低都增加代谢率 性别：男性高于女性 年龄：少年高于老人 神经紧张程度：紧张则代谢率高 进食后时间的长短等：进食后代谢率增加，蛋白质 代谢率高，糖和脂肪类代谢率低。l 代谢率单位met：1met=58.2W/m2，即成年男子静坐时的代谢率。第二章 室内热环境与人体热舒适l 基础代谢率（BMR, Basal Metabolic Rate） 未进早餐前，保持清醒

3、静卧半个小时，室温条件维持在1825之间测定的代谢率：46W/m2l BMR变化的范围：1015%超过20%为病态。基础代谢率第二章 室内热环境与人体热舒适肌肉活动与代谢率l 肌肉活动强度对代谢率起决定性的影响l 一般室内运动代谢率多在5Met以下第二章 室内热环境与人体热舒适不同活动的代谢率第二章 室内热环境与人体热舒适2、服装热阻 Ic1l 人体衣着多少直接影响着人体热平衡或者人体蓄热的多少。l 单位1clo为静坐、ta=21、V0.05m/s、0： 体温升高， 40时人出汗停止； 43.5时人死亡。nS0: 体温降低，人体颤抖； 34，肌肉适应，停止颤抖； 28，呼吸停止，人死亡。第二章

4、 室内热环境与人体热舒适热舒适方程M - W R - E C = S人体感到舒适的必要条件： S=0人体感到舒适的充分条件： 人体按正常比例散热人体正常的散热范围：对流散热对流散热/ /总散热总散热辐射散热辐射散热/ /总散热总散热呼吸及无感觉蒸发散呼吸及无感觉蒸发散热热/ /总散热总散热2530%4550%2530% 将前述各散热量计算式代入方程式，可以得到公式如下，即人体蓄热量S 取决于6个因素的定量描述： 不同的人对舒适的差异瞬感现象衣着状况个体差异适应性种族差异年龄差异恒定与变化第二章 室内热环境与人体热舒适Fanger的调查实验结论l 人种：非洲人比北欧人喜欢热环境麽？ 热舒适是一样

5、的，只是热带人对热环境有较强的适应力，寒带人对冷环境有较强的适应力。l 年龄：老人比年轻人更喜欢热环境么？ 不是，只是老年人活动量小。l 性别：女性比男性更喜欢热环境么？ 不是，只是女性喜欢穿较轻薄的衣服。l 季节和一天中的时间会影响热舒适感么？ 尽管人体温有波动，但热舒适感没有明显变化三、室内热环境评价指标第二章 室内热环境与人体热舒适六个影响因素 预测平均热感觉指标（PMV） 标准有效温度（SET） 湿黑球温度（WBGT）热感觉热感觉l 研究方法：心里物理学l 定义：人对周围环境 “冷”“热” 的主观描述。l 特点：尽管人描述环境的冷热，实际上只能感觉到自己皮肤下神经末梢的温度。所以，“冷

6、” “热”与感受者的身体状态有关，不是完全客观的。l “中性”的定义：不冷不热，人用于体温调节消耗的 能量最小。l 度量：感觉不能用任何直接的方法测量。第二章 室内热环境与人体热舒适热感觉的影响因素l 冷热刺激的存在l 刺激的延续时间l 人体原有的状态第二章 室内热环境与人体热舒适什么是热舒适？观点一：热舒适和热感觉是相同的，即热舒适=热感觉处于中性观点二：热舒适不同于热感觉，即热舒适是随着热不舒适的部分消除而产生的。第二章 室内热环境与人体热舒适l 当人获得一个快乐的刺激的 时是舒适的，但此时可能热 感觉是中性的或者是非中性 的。l 同样的手温有时感到舒适有时 感到不舒适，说明了什么？l 稳

7、态环境下,一般只涉及热感觉 指标，不涉及热舒适指标。l 热舒适并不在稳态环境下存在， 只存在于某些动态过程中，并 不是持久的。热舒适第二章 室内热环境与人体热舒适热感觉和热舒适投票图中可见热感觉投票高于热舒适投票值，二者并不完全一致。第二章 室内热环境与人体热舒适1、预测平均热感觉指标PMVn PMV是80年代初得到国际标准化组织(ISO)承认的一种比较全面的 热舒适指标，丹麦房格尔（P.O.Fanger）综合了近千人在不同热 环境下的热感觉实验结果，并以人体热平衡方程为基础，认为人 在舒服状态下应有的皮肤温度和排汗散热率分别与产热率之间存 在相应关系-即在一定的活动状态下，只有一种皮肤温 度

8、和排汗散热率是使人感到舒适的。第二章 室内热环境与人体热舒适预测平均热感觉指标（PMV）综合考虑六个因素ISO国际标准引用热舒适测定仪适用于适度热环境丹麦方格尔热舒适第二章 室内热环境与人体热舒适PMV指标的指标的7级分度级分度l分度方法和TSV基本一致。lPMV指标只代表了同一环境下绝大数 人的感觉，不能代表所有人的感觉。第二章 室内热环境与人体热舒适PMV-PPD指标l PMV 指标代表了同一环境下绝大多数人的热感觉, 但人与人之间存在生理差别,PMV 指标并不一定能够代表所有人的感觉。因此Fanger 又提出了预测不满意百分比PPD 指标来表示人群对热环境不满意的百分数, 并用概率分析方

9、法, 给出了PMV 与PPD 之间的定量关系。Fanger教授根据pmv指标统计了大量的数据并制成了表格，由这些数据推演出PPD指标，两者合称PMV-PDD评价指标。l PMV 热舒适模型是基于体温调节和热平衡理论得出的。根据这些理论,人体通过生理过程, 如出汗、打冷颤和调节皮肤血流量等,来保持新陈代谢产热量和身体失热量的平衡。第二章 室内热环境与人体热舒适PMV-PPD指标及其影响因素l PMV指标只代表了同一环境下绝大数 人的感觉，不能代表所有人的感觉。l PPD是通过概率分析确定某环境条件 下人群不满意的百分数。l 即便到达PMV=0，仍有5%的人不满意。第二章 室内热环境与人体热舒适P

10、MV-PPD指标及其影响因素PMV=f（ta，a，mrt，M，Icl）环境参数 活动量 衣着可以有多种不同的(ta，a，mrt，M，Icl)组合达 到同样的感觉PMV。 感觉PMV第二章 室内热环境与人体热舒适2、有效温度及其评定热舒适的应用(1) 有效温度有效温度 有效温度是气温、湿度、气流三要素相互组合，再以气温的形式来表示室内冷热感觉的指标，是从多数的实验者亲自体会感觉而来，并不是依靠仪器测定出来的。如：B室的气温25，湿度为50%，气流1.5m/s的体感相等于A室内20的体感，B室的室内气候就以ET20表示。第二章 室内热环境与人体热舒适u1919年开始研究，1967年的ASHRAE手

11、册采用uET的不足，低温条件下湿度的影响不准确。 受试者立即评价环境未考虑人体还处于前一环境 的适应状态之中。EX:进入湿度较高的低温环境， 衣服吸收水分放出附热，此时有短暂的温暖感，适 应期一过，会有凉飕飕的感觉，立即评价夸大了 湿度的影响。反之亦同。第二章 室内热环境与人体热舒适(2)新有效温度新有效温度ET*(SET)lASHRAE标准55-74，ASHREA手册1977版l参考空气环境：身着0.6clo服装静坐，空气 流速0.15m/s,相对湿度50%，干球温度T0l如果同样的服装和活动的人在某环境中的冷 热感与上述参考空气环境中的冷热感相同， 则此环境的ET*=T0l该指标只是适用于着装轻薄、活动量小、风速 低的环境。第二章 室内热环境与人体热舒适(3)标准有效温度标准有效温度(SET*)特点：综合考虑了不同的活动水平和衣服热阻定义：某个空气温度等于平均辐射温度的等温环境中的温度，其相对湿度为50%，空气静止不动，在该环境和实际服装热阻条件下的平