第四章人體對(duì)熱濕環(huán)境的反應(yīng),清華大學(xué)建筑學(xué)院建筑技術(shù)科學(xué)系,2,主要內(nèi)容,人體對(duì)熱濕環(huán)境反應(yīng)的生理學(xué)和心理學(xué)基礎(chǔ)人體熱平衡溫度感受系統(tǒng)與調(diào)節(jié)系統(tǒng)熱感覺與熱舒適人體對(duì)穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng)人體對(duì)動(dòng)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng)其他熱濕環(huán)境的物理度量熱環(huán)境與工作效率二節(jié)點(diǎn)模型,人體對(duì)熱濕環(huán)境反應(yīng)的生理學(xué)和心理學(xué)基礎(chǔ),4,人體的基本生理要求,食物分解氧化熱量人體的基本生理要求：維持體溫基本恒定！代謝率(MetabolicRate)：人體新陳代謝反應(yīng)過程中能量釋放的速率,1.人體的熱平衡,5,人體的熱平衡,熱平衡方程MWCRES=0皮膚表面積AD0.202mb0.425H0.725,身高1.78m體重65kgAD為1.8m2,6,人體溫度,核心(Core)溫度核心層：通常包括腦、脊椎、心臟、肝臟、消化器官等內(nèi)臟部分。直腸溫度最接近。外層(Shell)溫度皮膚表面到10mm以內(nèi)的部分，通常包括皮膚，皮下脂肪和表層的肌肉。,7,人體體溫范圍,肝臟：最高，38皮膚：與外界環(huán)境有關(guān)各部分溫差不會(huì)太大日夜有1以內(nèi)的波動(dòng)代表溫度：核心溫度,8,人體外層溫度,皮膚溫度狀態(tài)45以上皮膚組織迅速損傷4341被燙傷的疼痛感4139疼感域3937熱的感覺3735開始有熱的感覺3433休息時(shí)處于熱中性狀態(tài),熱舒適33322-4met的(中等)運(yùn)動(dòng)量時(shí)感覺舒適32303-6met的(較大)運(yùn)動(dòng)量時(shí)感覺舒適3129坐著時(shí)有不愉快的冷感25(局部)皮膚喪失感覺20(手)非常不快的冷感覺15(手)極端不快的冷感覺5(手)伴隨疼感的冷感覺,9,人體與外界的熱交換,人體與外界的熱交換顯熱交換對(duì)流散熱輻射散熱潛熱交換皮膚散濕出汗蒸發(fā)皮膚濕擴(kuò)散呼吸散濕,10,影響人體與外界熱交換的因素,環(huán)境空氣溫度：對(duì)流換熱環(huán)境表面溫度：輻射換熱水蒸汽分壓力（空氣濕度）：對(duì)流質(zhì)交換高溫環(huán)境：增加熱感低溫環(huán)境：增加冷感！風(fēng)速：對(duì)流熱交換和對(duì)流質(zhì)交換吹風(fēng)感：Draught，冷感和對(duì)皮膚的壓力沖擊服裝熱阻：影響所有換熱形式,11,關(guān)于熱濕環(huán)境的術(shù)語,平均輻射溫度或近似式：準(zhǔn)確的應(yīng)該是四次方黑球溫度Tg操作溫度：反映了環(huán)境空氣溫度ta和平均輻射溫度的綜合作用,12,平均輻射溫度:一個(gè)假想的等溫圍合面的表面溫度，它與人體間的輻射熱交換量等于人體周圍實(shí)際的非等溫圍合面與人體間的輻射熱交換量。,=,13,熱質(zhì)交換系數(shù)的確定,對(duì)流換熱系數(shù)：專門針對(duì)人體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)受迫對(duì)流hc=Cvn自然對(duì)流：三種主要形式hc=常數(shù)hc=CT0.25hc=C(M-50)0.39對(duì)流質(zhì)交換系數(shù)：傳質(zhì)與傳熱比擬LR=he/hc=16.5/kPa,14,服裝的作用：保溫和阻礙濕擴(kuò)散,服裝的性能：服裝的熱阻Icl服裝的透濕性服裝的表面積,15,服裝的熱阻Icl,一般指顯熱熱阻單位m2K/W和clo，其中1clo=0.155m2K/W已知單件服裝熱阻：Icl=0.161+0.835Iclu,i,16,服裝的熱阻Icl,人運(yùn)動(dòng)時(shí)由于人體與空氣之間存在相對(duì)流速，會(huì)降低服裝的熱阻。Icl=0.504Icl+0.00281Vwalk0.24椅子給人增加0.15clo以下熱阻Icl=0.748Ach0.1,步速3.7km/h1clo0.48clo,17,舒適服裝熱阻與環(huán)境溫度、相對(duì)風(fēng)速、活動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系,18,服裝的透濕性,服裝的存在增加了皮膚的蒸發(fā)換熱熱阻：服裝對(duì)皮膚表面的水蒸氣擴(kuò)散有一個(gè)附加的阻力。服裝吸收部分汗液，只有剩余部分汗液蒸發(fā)冷卻皮膚。使得需要更大蒸發(fā)量才能在皮膚表面上形成同樣的散熱量,19,服裝的潛熱熱阻,服裝的蒸發(fā)換熱熱阻(干燥服裝)：Ie,cl=Icl/LR=Icl/16.5(kPam2/W)服裝被汗?jié)駶?rùn)后熱阻會(huì)下降，顯熱換熱加強(qiáng)，又增加了潛熱換熱，故總傳熱系數(shù)增加：,1clo干燥服裝被汗?jié)駶?rùn)后的熱阻,20,服裝的表面積,服裝的面積系數(shù)fcl定義：人體著裝后的實(shí)際表面積Acl和人體裸身表面積AD之比。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。表達(dá)式：fcl=Acl/AD與服裝熱阻的近似關(guān)系fcl=1.0+0.3Icl,21,人體的能量代謝率,影響因素多：肌肉活動(dòng)強(qiáng)度：絕對(duì)的影響環(huán)境溫度：偏高、偏低都增加代謝率性別：男性高于女性年齡：少年高于老人神經(jīng)緊張程度：緊張則代謝率高進(jìn)食后時(shí)間的長(zhǎng)短等：進(jìn)食后代謝率增加，蛋白質(zhì)代謝率高，糖和脂肪類代謝率低。代謝率單位met：1met=58.2W/m2，即成年男子靜坐時(shí)的代謝率。,22,610%,基礎(chǔ)代謝率：參照基礎(chǔ),基礎(chǔ)代謝率(BMR，BasalMetabolicRate)未進(jìn)早餐前，保持清醒靜臥半小時(shí)，室溫條件維持在1825之間測(cè)定的代謝率：46W/m2BMR變化范圍：1015%。超過20為病態(tài)。,23,肌肉活動(dòng)與代謝率,肌肉活動(dòng)強(qiáng)度對(duì)代謝率起決定性的影響一般室內(nèi)運(yùn)動(dòng)代謝率多在5met以下,24,人體是高效的能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)嗎？否！,機(jī)械效率W/M大部分室內(nèi)勞動(dòng)機(jī)械效率近似0,25,人體的潛熱散熱量：皮膚蒸發(fā),體表全部被汗?jié)駶?rùn)：Esk=Ersw+Edif=wEmax接近熱舒適條件下的出汗?jié)摕嵘崃縀rsw=0.42(MW58.2)皮膚濕潤(rùn)度w=Esk/Emax皮膚濕擴(kuò)散散熱量沒有排汗時(shí)Edif=0.06Emax有正常排汗時(shí)Edif=0.06(EmaxErsw),26,人體的潛熱散熱量：呼吸蒸發(fā),顯熱散熱量Cres=0.0014M(34ta)W/m2潛熱散熱量Eres=0.0173M(5.867Pa)W/m2,27,人體與外界的輻射換熱方程,長(zhǎng)波輻射對(duì)太陽輻射的吸收,0.780.720.7,人體對(duì)長(zhǎng)波輻射的發(fā)射率和吸收率在0.95左右,28,人體散熱、散濕量的影響因素,全熱：主要決定于肌肉活動(dòng)強(qiáng)度，受其它因素影響在應(yīng)用上可以忽略。顯熱：決定于溫度，隨溫度上升而減少。潛熱(散濕)：決定于溫度，隨溫度上升而增加。,29,30,決定人體排汗率的主要因素,環(huán)境溫度核心溫度(代謝率),31,人體的溫度感受系統(tǒng),20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)人的皮膚上存在對(duì)冷敏感的區(qū)域“冷點(diǎn)”和對(duì)熱敏感的區(qū)域“熱點(diǎn)”人體各部位的冷點(diǎn)數(shù)目明顯多于熱點(diǎn)為什么人對(duì)冷更敏感？,50mV,2.溫度感受系統(tǒng)與調(diào)節(jié)系統(tǒng),32,人體各部位冷點(diǎn)和熱點(diǎn)分布密度(個(gè)/cm2),參考文獻(xiàn)：H.Hensel,ThermoreceptionandTemperatureRegulation,London:AcademicPress,1981,33,冷、熱感受器的位置,冷、熱感受器存在于：外周溫度感受器皮膚粘膜內(nèi)臟中樞性溫度敏感神經(jīng)元脊髓延髓腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),34,冷、熱感受器的位置,35,下丘腦具有調(diào)節(jié)代謝、體溫和內(nèi)分泌功能，前部主要促進(jìn)散熱來降溫，后部促進(jìn)產(chǎn)熱抵御寒冷。散熱調(diào)節(jié)方式血管擴(kuò)張，增加血流，提高表皮溫度出汗御寒調(diào)節(jié)方式血管收縮，減少血流，降低表皮溫度通過冷顫增加代謝率,人體的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng),36,下丘腦Hypothalamus,下丘腦,下丘腦,37,人體的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng),下丘腦前后部是相互制約起作用的，需要同時(shí)利用核心溫度和皮膚溫度信號(hào)來決定調(diào)節(jié)方式。,38,人的體溫設(shè)定值隨肌肉活動(dòng)強(qiáng)度而改變,在體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常工作時(shí)，增加環(huán)境溫度并不能提高人體的核心溫度（直腸溫度）。只有改變代謝率才能改變?nèi)梭w核心溫度。,39,體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理,2.溫度感受系統(tǒng)與調(diào)節(jié)系統(tǒng),40,熱感覺,研究方法：心理學(xué)定義：人對(duì)周圍環(huán)境“冷”“熱”的主觀描述。特點(diǎn)：盡管人描述環(huán)境的冷熱，實(shí)際上只能感覺到自己皮膚下神經(jīng)末梢的溫度。所以“冷”“熱”與感受者的身體狀態(tài)有關(guān)，不是完全客觀的。“中性”的定義：不冷不熱，人用于體溫調(diào)節(jié)消耗的能量最小。,3.熱感覺與熱舒適,41,熱感覺的影響因素,冷熱刺激的存在刺激的延續(xù)時(shí)間人體原有的狀態(tài),感覺熱感覺冷,5,變熱,冷熱感覺閾,42,熱感覺的適應(yīng)性,28303234363840,溫度的變化(),適應(yīng)溫度（）,43,核心溫度對(duì)熱感覺的影響,溫暖,中性皮膚溫度作用,熱！核心溫度作用,44,熱感覺的測(cè)量：?jiǎn)柧碚{(diào)查,45,什么是熱舒適?,觀點(diǎn)1：舒適中性,?,46,什么是熱舒適?,觀點(diǎn)2：舒適中性,47,熱舒適與熱中性的背離,48,影響熱舒適的因素,空氣濕度垂直溫差氣流與吹風(fēng)感輻射不均勻性年齡、性別、季節(jié)、人種,49,空氣濕度,中性熱環(huán)境中，為什么潮濕的空氣使人不舒服？空氣濕度對(duì)人體排汗量有影響嗎？在皮膚沒有完全濕潤(rùn)的情況下，增加空氣濕度會(huì)減少人體散熱量嗎？潮濕為什么不舒服？皮膚濕潤(rùn)度增高皮膚黏著性增加不適可能引起不舒適的皮膚濕潤(rùn)度的上限w0.0012M+0.15,50,垂直溫差,盡管受試者處于熱中性狀態(tài)，頭足溫差仍然使人感到不舒適。,20,28,51,垂直溫差,游泳池地面應(yīng)該保持的溫度是多少？,52,垂直溫差,ASHRAEHandbook：地板溫度和不滿意度的關(guān)系,53,氣流與吹風(fēng)感draught,定義：人體所不希望的局部降溫但在“中性熱”環(huán)境下吹風(fēng)往往是愉快的其它不舒適的原因局部壓力干擾冷顫出現(xiàn),54,氣流與吹風(fēng)感draught,人頭頂上的自然對(duì)流速度是0.2m/s，所以是人體對(duì)風(fēng)速可以覺察到的閾值，往往用來確定室內(nèi)風(fēng)速的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)空氣流速0.5m/s，麥金太爾(1979)等研究者的實(shí)驗(yàn)表明，只要把空氣溫度調(diào)整得合適（提高空氣溫度），就可以使空氣的流動(dòng)幾乎覺察不到。,55,氣流與吹風(fēng)感有效送風(fēng)溫度(有效吹風(fēng)感),針對(duì)氣流引起的吹風(fēng)感評(píng)價(jià)，反映了氣流速度和空氣溫度的共同作用霍頓1938年的實(shí)驗(yàn)，里德伯格爾等1949年總結(jié)，內(nèi)文斯1971年提出公式：(Tj-Ta)-8(v-0.15),可接受區(qū)為：-1.71.1，v0.35m/s,56,氣流與吹風(fēng)感湍流度Tu,在冷-中性環(huán)境下，氣流的湍流度Tu對(duì)吹風(fēng)感有重要的影響,如果把空氣流速表為平均流速和脈動(dòng)流速v之和：則有：,不滿意度與風(fēng)速、風(fēng)溫以及湍流度之間的關(guān)系：,57,輻射不均勻性,輻射吊頂?shù)奈恢?、尺寸、表面溫度與舒適性的關(guān)系,向量輻射溫度：室內(nèi)兩部分的平均壁面溫度差：Tv=Fpc(TcT)向量輻射溫度超過10，人就感到不舒適,TcTr(K),Tc,Tr,T,58,輻射不均勻性,輻射吹風(fēng)感：房間內(nèi)局部低溫輻射導(dǎo)致人體所不希望的局部降溫面對(duì)冷表面的平均輻射溫度比其它部分部分的平均輻射溫度低8K以上，將使人感到不舒適,59,輻射不對(duì)稱性與滿意率的關(guān)系,60,其它因素：Fanger的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,人種：非洲人比北歐人喜歡熱環(huán)境嗎？熱舒適感覺一樣，只是熱帶人對(duì)熱環(huán)境有較強(qiáng)適應(yīng)力，寒帶人對(duì)冷環(huán)境有較強(qiáng)適應(yīng)力。年齡：老年人比年輕人更喜歡熱環(huán)境嗎？不是，只是老年人活動(dòng)量小。性別：女性比男性更喜歡熱環(huán)境嗎？不是，只是女性喜歡穿較輕薄的衣服。季節(jié)和一天中的時(shí)間會(huì)影響熱舒適感嗎？盡管人體溫有波動(dòng)，但熱舒適感沒有明顯變化,61,熱感覺投票和熱舒適投票,ThermalComfortVote&ThermalSensationVote,3.熱感覺與熱舒適,人體對(duì)穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng),63,人體對(duì)穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng)理論建立者：P.O.Fanger,熱舒適方程令人體熱平衡方程中蓄熱率S0，得出：(MW)=fclhc(tcl-ta)+3.9610-8fcl(tcl+273)4(+273)4+3.055.7330.007(MW)Pa+0.42(MW58.2)+1.7310-2M(5.867Pa)+0.0014M(34ta),64,預(yù)測(cè)平均評(píng)價(jià)PMV(PredictedMeanVote),PMV=(0.303e0.036M+0.0275)TL=(0.303e0.036M+0.0275)MW3.055.7330.007(MW)Pa0.42(MW58.15)1.7310-2M(5.867Pa)fclhc(tclta)0.0014M(34ta)3.9610-8fcl(tcl+273)4(+273)4,65,PMV指標(biāo)的7級(jí)分度,分度方法和TSV基本一致PMV指標(biāo)只代表了同一環(huán)境下絕大多數(shù)人的感覺，不能代表所有個(gè)人的感覺。,66,預(yù)測(cè)不滿意百分比PPD(PredictedPercentDissatisfied),PPD是通過概率分析確定某環(huán)境條件下人群不滿意的百分?jǐn)?shù)PPD10095exp(0.03353PMV4+0.2179PMV2),即便達(dá)到PMV0，仍然有5的人不滿意。反映了人的個(gè)體差異。,67,熱舒適方程與PMV指標(biāo)特點(diǎn)總結(jié),只適用于接近熱舒適的狀態(tài)，因?yàn)椴捎玫膖sk和Ersw與環(huán)境溫度完全無關(guān)，是接近熱中性條件下的皮膚溫度和出汗量。在偏離熱中性的條件下PMV的預(yù)測(cè)值與人體的真實(shí)感受偏差比較大。,接近熱舒適條件下的出汗?jié)摕嵘崃浚篍rsw=0.42(MW58.2)皮膚溫度：tsk=35.70.0275(MW),68,熱舒適方程與PMV指標(biāo)特點(diǎn)總結(jié),舒適程度由對(duì)熱中性的偏移程度確定，與偏移的時(shí)間長(zhǎng)短沒有關(guān)系，與人體原有的熱狀態(tài)無關(guān)，與人體熱狀態(tài)的變化無關(guān)。只適用于穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境。PMV的計(jì)算是完全客觀的，但指標(biāo)的含義卻是由主觀感覺統(tǒng)計(jì)確定的。是把主觀感覺與客觀物理?xiàng)l件聯(lián)系的好辦法。,69,在曼谷、新加坡、Athens、布里斯班做的3200組非空調(diào)環(huán)境的測(cè)試結(jié)果：PMV與實(shí)際TSV的偏差。,70,2000年夏安徽涇縣民居非空調(diào)環(huán)境熱舒適調(diào)查,71,其它穩(wěn)態(tài)熱反應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)：(1)有效溫度ET,1919開始研究，1967前的ASHRAE手冊(cè)采用有效溫度ET定義：“這是一個(gè)將干球溫度、濕度、空氣流速對(duì)人體溫暖感或冷感的影響綜合成一個(gè)單一數(shù)值的任意指標(biāo)。它在數(shù)值上等于產(chǎn)生相同感覺的靜止飽和空氣的溫度。”對(duì)于正常穿著：ET=0.492Ta+0.19Pa+6.47對(duì)于半裸者:(二式條件均為va0.15m/s)ET=(0.944Ta+0.056Twb)/1+0.22(Ta-Twb)缺點(diǎn)：低溫條件下濕度的影響不準(zhǔn)確,72,(1)有效溫度ET諾謨圖,風(fēng)速(m/s),干球溫度(),普通衣著，坐姿，輕勞動(dòng)條件。,濕球溫度(),73,(2)新有效溫度ET*(Gagge),ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)55-74，ASHREA手冊(cè)1977版參考空氣環(huán)境：身著0.6clo服裝靜坐，空氣流速0.15m/s，相對(duì)濕度50，干球溫度T0如果同樣服裝和活動(dòng)的人在某環(huán)境中的冷熱感與上述參考空氣環(huán)境中的冷熱感相同，則此環(huán)境的ET*T0該指標(biāo)只適用于著裝輕薄、活動(dòng)量小、風(fēng)速低的環(huán)境。,74,(3)標(biāo)準(zhǔn)有效溫度SET*,特點(diǎn)：綜合考慮了不同的活動(dòng)水平和衣服熱阻定義：某個(gè)空氣溫度等于平均輻射溫度的等溫環(huán)境中的溫度，其相對(duì)濕度為50%，空氣靜止不動(dòng)，在該環(huán)境中身著標(biāo)準(zhǔn)熱阻服裝的人若與他在實(shí)際環(huán)境和實(shí)際服裝熱阻條件下的平均皮膚溫度和皮膚濕潤(rùn)度相同時(shí)，則必將具有相同的熱損失，這個(gè)溫度就是上述實(shí)際環(huán)境的SET*。,皮膚總散熱量,皮膚溫度,皮膚濕潤(rùn)度,SET*下飽和水蒸汽分壓力,皮膚表面飽和水蒸汽分壓力,75,ASHRAE舒適區(qū),對(duì)于穿輕薄服裝，坐著工作，空氣流速較低的情況，SET*就等于ET*。坎薩斯州立大學(xué)實(shí)驗(yàn)條件：0.60.8clo坐著55-74條件：0.81clo坐著但活動(dòng)稍大,76,(3)標(biāo)準(zhǔn)有效溫度SET*,SET*=24,22.5，100,24，50%SET*20,77,其它穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo),合成溫度當(dāng)量溫度主觀溫度,78,合成溫度,米森納爾德1931年提出概念，1948年形成公式特點(diǎn)：包含了輻射的影響（ET未考慮），但未考慮空氣流動(dòng)的影響干球合成溫度：Tres=0.47Ta+0.53Tr英國(guó)的特許建筑設(shè)備工程師學(xué)會(huì)(CIBS)1978年把干球合成溫度作為推薦指標(biāo)。低風(fēng)速下為：Tres=0.5(Ta+Tr),79,當(dāng)量溫度,Dufton于1932年提出概念：一個(gè)均勻封閉體的溫度，在該封閉體內(nèi)，一個(gè)高550mm直徑190mm的黑色圓柱體的散熱量與其在實(shí)際環(huán)境中的散熱量相等。綜合空氣溫度、平均輻射溫度和空氣流速的影響B(tài)edford的實(shí)驗(yàn)回歸公式,80,主觀溫度,目的：尋求既考慮了更全面的影響因素，又要有簡(jiǎn)單的表現(xiàn)形式，同時(shí)希望把活動(dòng)量和衣著條件的影響與物理環(huán)境因素分開McIntyre等1975年總結(jié)的回歸公式：v0.1m/s時(shí)：,81,主觀溫度,已知衣著和活動(dòng)量條件下，舒適的主觀溫度是：適用范圍：50M150W/m2，0Icl1.5,人體對(duì)動(dòng)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng),83,人體對(duì)動(dòng)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng),什么是動(dòng)態(tài)熱環(huán)境？非空調(diào)環(huán)境在溫度不同的空間之間穿行使用搖頭電風(fēng)扇變溫變風(fēng)速的空調(diào)方式人對(duì)動(dòng)態(tài)與穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境反應(yīng)不同的機(jī)理熱感覺的適應(yīng)性核心溫度和皮膚溫度變化的不一致性,84,Gagge的發(fā)現(xiàn)：人處于突變的環(huán)境空氣溫度時(shí)，盡管皮膚溫度和核心體溫的變化需要好幾分鐘，但熱感覺卻會(huì)隨空氣溫度的變化馬上發(fā)生變化。由中性冷/熱，感覺滯后由冷/熱中性，感覺超前,對(duì)突變溫度環(huán)境的反應(yīng),85,對(duì)突變溫度環(huán)境的反應(yīng),突變溫度對(duì)TSV和皮膚溫度的影響實(shí)驗(yàn)(clo=0.6),清華實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了熱感覺與皮膚溫度的分離現(xiàn)象：中性熱，感覺滯后熱中性，感覺超前,86,人體對(duì)變化風(fēng)速的反應(yīng),現(xiàn)有的研究成果對(duì)搖擺風(fēng)扇的接受程度優(yōu)于固定風(fēng)扇動(dòng)態(tài)風(fēng)能夠改善“中性熱”環(huán)境下人體熱感覺氣流的脈動(dòng)頻率對(duì)人體熱感覺有影響人體最敏感區(qū)：Fanger0.3-0.5Hz,Arens0.7-1Hz,87,不同類型風(fēng)的風(fēng)速變化,固定風(fēng)扇的機(jī)械風(fēng),自然風(fēng),88,不同類型風(fēng)的頻譜特征,89,人體對(duì)不同類型脈動(dòng)風(fēng)速的接受程度實(shí)驗(yàn)（清華2000）,90,過渡區(qū)熱指標(biāo)RWI/HDR,美國(guó)運(yùn)輸部提出的人體在過渡空間環(huán)境的熱舒適指標(biāo)，適用于候車空間環(huán)境設(shè)計(jì)。對(duì)一種活動(dòng)狀態(tài)過渡到另一狀態(tài)的處理：未考慮過渡過程熱感覺的“超越”和“滯后”現(xiàn)象代謝率M要經(jīng)過6分鐘才能達(dá)到最終活動(dòng)狀態(tài)下的穩(wěn)定代謝率。其間代謝率與時(shí)間呈線性關(guān)系。出汗?fàn)顟B(tài)以及人的活動(dòng)擾動(dòng)氣流的變化會(huì)導(dǎo)致服裝熱阻改變，要經(jīng)過6分鐘才能達(dá)到新的穩(wěn)定值，其間服裝熱阻與時(shí)間呈線性關(guān)系。,91,過渡區(qū)熱指標(biāo)RWI/HDR,相對(duì)熱指標(biāo)RWI：針對(duì)較熱環(huán)境當(dāng)Pa2269Pa時(shí)當(dāng)Pa2269Pa時(shí),人體從外界獲得的輻射熱（不包括與空氣等溫的墻表面）,92,過渡區(qū)熱指標(biāo)RWI/HDR,人體熱損失率HDR(W/m2)：針對(duì)較冷環(huán)境熱債DHDR當(dāng)熱債D100kJ/m2，人體感到冷不適當(dāng)熱債D100kJ/m2，人體感到熱不適,走路站立,6分鐘達(dá)到新平衡，6分鐘內(nèi)M和Icw線性插值,其他熱濕環(huán)境的物理度量,94,環(huán)境應(yīng)力與人體的調(diào)節(jié)能力,95,熱舒適指標(biāo)夠用嗎？,在具有熱失調(diào)危險(xiǎn)的、遠(yuǎn)偏離熱舒適區(qū)的狀態(tài)下，前面的熱舒適指標(biāo)是不夠的，例如：高溫車間寒冷工作空間典型指標(biāo)高溫環(huán)境：熱應(yīng)力指數(shù)，WBGT低溫環(huán)境：風(fēng)冷卻指數(shù),96,熱應(yīng)力指數(shù)HSI(HeatStressIndex)Belding&Hatch,1955,假定皮膚溫度恒定在35的基礎(chǔ)上，在蒸發(fā)熱調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)，認(rèn)為所需要的排汗量為Ereq等于代謝量減去對(duì)流和輻射散熱量，呼吸散熱不計(jì)，Emax的上限值為390W/m2：HSI=Ereq/Emax100,97,濕黑球溫度WBGTWet-Bulb-GlobeTemperature,適用于室外炎熱環(huán)境，考慮了室外炎熱條件下太陽輻射的影響，廣泛用于評(píng)價(jià)戶外作業(yè)熱環(huán)境與空氣溫度、空氣濕度、平均輻射溫度及空氣運(yùn)動(dòng)有關(guān)表達(dá)式標(biāo)準(zhǔn)定義回歸公式,98,99,風(fēng)冷卻指數(shù)WCI(WindChillIndex),定義：皮膚溫度在33時(shí)皮膚表面的冷卻速率,熱環(huán)境與勞動(dòng)效率,101,背景與機(jī)理,大量現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查證實(shí)高溫會(huì)降低勞動(dòng)的效率寒冷影響肢體的靈活性溫度偏離最佳值會(huì)增加事故發(fā)生率機(jī)理：激發(fā)的概念，工作本身物理環(huán)境中等激發(fā)時(shí)效率最高低激發(fā)導(dǎo)致人不清醒高激發(fā)導(dǎo)致不能全神貫注,102,“環(huán)境溫度激發(fā)效能”的關(guān)系,昏昏欲睡的環(huán)境？,激發(fā)決定了工作效能,103,理論效能與溫度關(guān)系曲線,T0為最小激發(fā)溫度，接近、略高于熱中性溫度,簡(jiǎn)單工作,復(fù)雜工作,104,體力勞動(dòng)與熱環(huán)境,馬口鐵工廠,軍火工廠,105,腦力勞動(dòng)與熱環(huán)境,不降低腦力勞動(dòng)效率的溫度與暴露時(shí)間的關(guān)系,氣溫對(duì)效率與相對(duì)差錯(cuò)的影響,106,107,冷應(yīng)力