室内热舒适性指标的评价

1、室内热舒适性指标的评价(1)摘要 本文对目前的一些主要的热舒适性指标进行了论述和评价，包括卡塔冷却能力、当量温度、有效温度、新有效温度、标准有效温度、平均预测反应、舒适方程和主观温度等。文中首先给出了上述各种温标的定义、特点和应用场合，随后又结合中国南方区域与北方区域的气候特征、人民的生活习惯、身体素质和一些实验数据，对各种区域应该采用哪些指标进行了分析。最后作者就今后热舒适性研究的发展方向和应做的一些工作，给出了自己的看法，以供同行参考。关键词 热舒适性 指标 评价 1 引言热舒适性是居住者对室内热环境满意程度的一项重要指标。早在20世纪实，人们就开始了舒适感研究，空气调节工程师、室内空气品

2、质研究人员等所希望的是能对人体舒适感进行定量预测。这些年来，业已提出了很多热舒适指标，不同国家的官方和专业机构推荐使用不同的指标。因此，从整体上去把握各种指标及其发展史是非常有益的。就我国而言，由于疆域辽阔，气候多变，不同地区所采用的标准也有所不同，尤其是纬度有一定差异的地方。有鉴于此，本文作者对一些主要指标作了简要分析，并根据我国国家的国情，结合国内外相关的研究成果给出自己的看法，以供同行参考。2 各种指标的定义与特点21 卡他冷却能力1最早的指标是1914年由Leonard hiss爵士提出的，以大温包温度计的热损失量为基础。卡他温度计由一根长为40mm，直径为20mm的圆柱形大温包的酒精

3、玻璃温度计组成。温度计杆上有38和35两条标线，使用时将温度计加热到酒精柱高于38这一刻度。然后将其挂于流动空气中，测量酒精柱从38下降到35所需的时间。根据这一时间和每一温度计所配有的校正系数，即可计算环境的冷却能力。20世纪30年代进行的大量实验都采用卡他温度计，它综合了平均辐射温度、空气温度、空气流速的影响，但未考虑湿度的影响。22 拟人器和当量温度1Dufton 在1929年研制了一种综合恒温器。这种恒温器可在空气温度、热辐射和空气速度变化的条件下保持房间具有舒适的温度，这一装置被称为拟人器（eupatheostat）。在这之后，Dufton又定义了当量温度。所谓当量温度，即是一个均匀

4、封闭体的温度。在该封闭体内，一个高为550mm、直径为190mm的黑色圆柱体的散热量与其在实际环境中的散热量相等。圆柱体表面所维持的温度是圆柱体所散失的热量的精确函数，并且这一温度在任何均匀空间内都比37.8要低一个数值，这个数值是37.8和封闭空间温度之差的2/3。当量温度未给出能根据基本环境变量进行计算的分析表达式，所用的拟人器是一种又大又相当笨重的仪器，因此限制了它的应用。23 有效温度在早期的美国空调工程中，人们迫切想知道湿度对舒适的影响方面的可靠资料。这一问题以及其他一些问题促使了美国采暖通风工程师协会新建了一个实验室。该实验室于1919年在匹茨堡开始工作，而有效温度指标便是它的首批

5、研究课题之一，并由此产生了这一指标。其定义为：这是一个将干球温度、湿度、空气流速对人体温暖感或冷感的影响综合成一个单一数值的任一指标。它在数值上等于产生相同感觉的静止饱和空气的温度。有效温度曾为很多官方和专业团体所采用，特别是用在热环境规范中，直到1967年，ASHRAE也一直转载这个指标，但是有效温度在低温时过分强调了湿度的影响，而在高温时对湿度的影响强调得不够。目前，任何主要的官方机构均已不再推荐有效温度指标，ASHRAE则推荐使用其代替形式-新的有效温度ET*。尽管如此，它仍是那些早期指标中最值得注意的指标。因为它不但得到普遍的承认，而且是具有大量的实验数据。有效温度温标的建立是一项卓越

6、的成就，ET作为标准指标被空气调节工程师使用了近50年。231 新有效温度（ET*）4这个指标是GAGGE在1971年提出的，所谓ET*，就是相对湿度为50%的假想封闭环境中相同作用的温度。该指标同时考虑了辐射、对流和蒸发三种因素的影响，因而受到了广泛的采用。等新有效温度曲线如图1所示。图1 等新有效温度曲线24 F PMV值3210-1-2-3 本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不要用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。预测热感觉热暖稍暖舒适稍凉凉冷 为了扩大该想法的应用范围，FA

7、NGER提出在某一活动量下的热感使人体热负荷的函数的建议（所谓有体热负荷就是体内产热量与人体对实际环境散热量两者之差，假设人体的平均皮肤温度及实际活动量相适应的汗液分泌量均保持舒适值），并通过实验建立了PMV方程。PMV方程没有被各种衣着和活动情况下的实验数据所证实，它对于坐着工作和穿着轻便衣服的人体可给出很好的结果，然而有关在较高新陈代谢下的热感的资料是不大令人满意的。25 标准的有效温度（SET）在介绍标准有效温度之前，让我们先来看一下皮肤湿润度的概念。皮肤湿润度是皮肤表面的实际蒸发损失与在相同环境中可能出现的最大损失之比，最大损失意味着皮肤表面是完全湿润的。皮肤湿润度的概念对于新的有效温

8、度是很重要的，将这一指标与空气的温度和湿度联系起来，就可提供一个适用于穿标准服装和坐着工作的人的指标。在此基础上，工程师们又扩展了新有效温度的主要内容，以综合考虑不同的活动水平和衣服热阻，由此产生了众所周知的标准有效温度（SET）。标准有效温度应包含平均皮肤温度和皮肤湿润度，以便确定某个人的热状态。确定某一状态的标准有效温度需分两步进行，首先要求出一个人的皮肤温度和皮肤湿润度，这可以通过实测来完成，其次就是求出产生相同皮肤温度和湿润度值的标准环境温度，这一步可通过对人体的传热分析来完成。标准有效温度是本文所述中比较全面的一种，尽管它的最初设想是用以预测人体排直时的不舒适感，但经过发展却能应付各

9、种各样衣着条件、活动量和环境变量的情况。然而它所具有的复杂性，使其需要用计算机来计算皮肤温度和皮肤湿润度，因此阻碍了它的通用性。26 主观温度早期所制定的哪些指标大多已废弃不用了，他们已被舒适方程和标准有效温度之类更完善的指标所代替，但是，新指标固然有自己的优点，他们也有关共同的弱点，其一，数学公式的复杂性，导致必须在计算机上求值，其二，尽管他们包括了所有的变量，但令人遗憾的是这都使得他们在实际中的用处不大。基于以上原因，工程师又定义了一个新的指标，这种指标的应用是以想要设计一个舒适环境的设计师的问题为中心。它要求有两种数据，即居住者需要什么样的温度、以及什么样的物理变量组合会产生这一温度。这

10、一指标就是主观温度。它的定义为：一个具有空气温度（Ta）等于平均辐射温度（Tr），相对空气流速（v）等于0.1m/s和相对湿度50%的均匀封闭空间的温度，该环境将产生与实际环境相同的温暖感。主观温度的定义在很大程度上取决于主观温暖感，利用环境变量表示的主观公式无论何时均可由现有的温暖感数据加以确定，因此这是由经验得出的公式。摘要：本文系统地回顾了我国混凝投药控制技术的发展，详细介绍了各种投药技术并进行分析，通过本文可以了解到，在2005年新的水质标准实行后，出厂水的浊度由原来的1NTU降为0.5NTU，因此在我国实现混凝投药工艺的自动化控制，提升水质指标，降低水厂成本是当务之急。 关键词：凝投

11、药 控制 流动电流法 透光率脉动法 在水处理单元环节的自动控制方面，混凝投药是最困难的环节，因为它涉及的是一个复杂的物理化学过程，但由于混凝在水处理工艺中的重要地位，混凝投药也是最为人们关注的环节。几十年来，我国的混凝投药控制技术十分落后，在相当长的一段时期内基本上采用原始的人工控制方式。近二十年来，随着改革开放的深入，国外先进的自动控制理念逐步深入到净水厂这个传统行业。1投药控制技术投药及控制方式按药剂投加形态分为干投与湿投。干投是用干投机将固体药剂直接投入水中或投入溶解容器内，再投入水中，其计量与控制都是比较困难的，调节性能较差。湿投又可以分为高位溶液池重力投加、泵前投加、水射器投加、水泵

12、投加等多种形式1。1.1 重力式投药（图一所示）药液自高架溶液池中流出，经过恒液位水箱依靠重力作用投入水中。较早的一种投药控制调节方式是苗嘴调节。根据对投药量的要求，更换恒液位水箱出口苗嘴的规格，由水力学可知流出流量会发生改变。这是一种不能太频繁的间歇式调节方式，在90年代初期仍有个别水厂应用。另一种常见的调节方式是对投药管路上的阀门进行调节，观察转子流量计的指示，改变投药量。图一 高位溶液池重力投药1溶解池；2水泵；3溶液池；4投药箱；5漏斗；6压水管1.2 泵前投加（图二所示）图二 泵前加药1 吸水管；2出水管；3水泵；4水封箱；5浮球阀；6溶液池；7漏斗药液投加在水泵吸水管或吸水管头部。

13、这种投加方式安全可靠，一般适用于取水泵房距水厂较近者。图中水封箱是为防止空气进入而设的。1.3 水射器投加（图三所示）利用高压水通过喷嘴和喉管之间真空抽吸作用将药液吸入，同时随水的余压注入原水管中。水射器效率较低，易磨损，但设备简单，使用方便，溶液池高度不受太大的限制。图三 水射器投加1溶液池；2阀门；3投药箱；4阀门； 5漏斗；6高压水管；7水射器；8原水管1.4 水泵投加传统上最常见的方式是采用离心式投药泵，将药液送入水中。调节方法是对投药管路的阀门调节、转子 本篇论文是由3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站的，论文版权属原作者，请不要用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习

14、之用，否者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。流量计指示。后来在80年代后期，开始出现了计量泵投药的应用。2.混凝剂投加控制技术无论上述何种投加与调节方式，都涉及一个重要的问题：如何决定当前最佳投药量应该是多少。混凝剂最佳投加量是指达到既定水质目标的最小的混凝剂投加量2。混凝剂投加量得确定主要有以下几种方式：2.1 经验目测法操作人员根据工作经验、或者观察絮凝池矾花生成情况，决定投药量。有的水厂根据试验或生产统计经验，制成浊度-矾耗对照表，作为决定投药量的依据。事实上，这是以原水浊度为控制参数的一种控制方法。2.2 烧杯试验法在7080年代以后，越来越多的水厂采用烧杯试验作为确定投

15、药量的参考方法。烧杯试验每天或每周进行1次。由于间隔时间长，而且许多水厂烧杯试验结果与水厂实际有一定的出入，因此多数水厂只是将烧杯试验结果作为参考。这里存在的一个问题是，烧杯试验条件不应是千篇一律的，每个水厂应该研究与该厂水处理工艺有相似性的特定烧杯试验条件。上述各种方法都属于人工控制方法，都难以追随水质水量等因素的变化，对投药量进行及时准确的调节。投药的准确性不仅取决于操作人员的技术与经验，而且和操作人员的责任心有很大关系，工人的劳动强度也较大。由于投药控制技术落后，严重影响了水处理的质量，也造成药剂的较大浪费。2.3 模拟滤池法360年代初，模拟滤池法在西方国家开始应用，我国无锡中桥水厂于

16、1981年安装了一套模拟滤池系统控制投药。该方法可对混凝剂量进行在线连续控制。上作过程是：将在生产净化系统中加药混合后的原水，引出一部分进入小模型滤池，根据该滤池出水浊度的情况来评价混凝剂投量是否适宜，由控制系统对投药量自动调节。这属于一种中间参数反馈控制系统。该方法的模拟性能也是取决于原型(生产系统)与模型(模拟滤池)的相似性。模拟滤池法关于相似性的解释不仅未涉及几何相似的问题，而且忽略了实际生产系统中反应池、沉淀他的作用，仅仅考虑滤池同药耗的关系，对此还需要更深入的探讨。另外，原水加药后直至经过模拟滤池而得到结果，一般需要1015min，在原水水质变化较快的情况下该滞后时间也对控制的有效性

17、提出疑问。尽管如此，这种方法将一个复杂的混凝效果评价问题以简单的模拟滤池出水浊度作为指标判断，据此来调整混凝剂投量系统设备简单，易于实现，是一种简易的投药自动控制方案，在生产上也得到了一定程度的应用。2.4 数学模型法混凝剂的投加量与原水水质和水量有关，可根据水质、水量建立数学模型，写出程序叫计算机执行控制。由此可见，数学模型法是以若干原水水质、水量参数为变量，建立其与投药量之间的相关函数，即数学模型。计算机系统自动采集参数数据，并按此模型自动控制投药。在水处理中最好采用前馈和后馈相结合的控制模型。前馈数学模型应选择影响混凝效果的主要参数为变量，例如原水浊度、pH值、水温、溶解氧、碱度和水量等。前馈控制确定一个给出量，然后