第二章第五節(jié)人體熱舒適感

空氣調(diào)節(jié)（AirConditioning）的意義在于向人們提供適宜的內(nèi)部空間環(huán)境。環(huán)境指標(biāo)：主要指標(biāo)溫度、濕度、空氣流速、清潔度其他指標(biāo)壓力、噪聲、氣味等空調(diào)房間室內(nèi)氣象參數(shù)的確定原則舒適性空調(diào)－－主要取決于人體熱舒適要求工藝性空調(diào)－－主要取決于生產(chǎn)工藝要求人體熱舒適感人體的熱平衡人體的熱舒適熱舒適的評(píng)價(jià)熱平衡方程

M

W

C

R

E

S=0M－－人體通過新陳代謝產(chǎn)生能量。主要取決于人體活動(dòng)量的大小此外還與年齡性別不同有明顯差別男性基礎(chǔ)代謝量明顯高于女性少兒、幼兒明顯高于成年、老年。W—人體所作的機(jī)械功在某些活動(dòng)中，人可能作外部功，如爬山而獲得勢(shì)能，，做這些工作所消耗的能量則取自代謝自由代能。人體所放出的熱量被稱為新陳代謝產(chǎn)熱量H，這個(gè)熱量小于新陳代謝自由能產(chǎn)熱量。H=M－W人體是高效的能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)嗎？

機(jī)械效率

＝W/M

大部分室內(nèi)勞動(dòng)機(jī)械效率近似0人體與外界的熱交換

M

W

C

R

E

S=0

顯熱交換對(duì)流散熱C輻射散熱R

潛熱交換E皮膚散濕出汗蒸發(fā)皮膚濕擴(kuò)散呼吸散濕人體與外界的對(duì)流、輻射和蒸發(fā)都受到人體衣著情況的影響。人體對(duì)流換熱與周圍空氣溫度、空氣流速有關(guān)。

汗液蒸發(fā)與空氣溫度、濕度、空氣流速有關(guān)。人體周圍環(huán)境物體的表面溫度影響人體的輻射散熱強(qiáng)度。影響熱平衡的因素

M

W

C

R

E

S=0人的因素：活動(dòng)量衣著環(huán)境因素：空氣干球溫度空氣相對(duì)濕度人體附近的空氣流速平均輻射溫度

服裝熱阻值（clo）短袖薄衫，綿織內(nèi)衣褲0.2薄褲子，短袖襯衫0.5保暖的長(zhǎng)袖衫，全身套裙0.7薄褲子，背心，長(zhǎng)袖襯衫0.7薄褲子，背心，長(zhǎng)袖襯衫，夾克0.9厚三件套西服，長(zhǎng)內(nèi)衣褲1.5單件服裝熱阻背心0.06短袖或輕薄的襯衫，0.19保暖襯衫0.29短袖套頭絨線衫，毛背心0.2厚毛衣0.37薄毛衣0.25羊毛上衣0.35夾克0.4厚褲子0.32薄褲子0.26厚長(zhǎng)裙0.3薄長(zhǎng)裙，薄短裙0.2厚長(zhǎng)外衣0.63薄長(zhǎng)外衣0.25厚短外衣0.5薄短外衣0.2長(zhǎng)統(tǒng)襪，緊身衣0.01鞋0.04短內(nèi)褲0.05短襪0.03M

W

C

R

E

S=0人體會(huì)通過體溫的變化會(huì)對(duì)人體的散熱產(chǎn)生影響，從而調(diào)節(jié)人的熱平衡。

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什么是熱舒適？“對(duì)熱環(huán)境感到滿意的心理狀態(tài)”Fanger教授提出熱舒適的三個(gè)條件：1）人體必須處于熱平衡狀態(tài)，以便使人體對(duì)環(huán)境的散熱量等于人體的體內(nèi)產(chǎn)熱量，并且蓄熱量為零，即：

M-W-C-R-E=0（S=0）

充分條件？必要條件？2）皮膚平均溫度必須具有與舒適相適應(yīng)的水平

3）人體應(yīng)具有最佳排汗率

熱舒適方程P.O.Fanger 令人體熱平衡方程中蓄熱率S＝0，得出：(M-W)=fclhc

(tcl-ta)

+3.96

10-8

fcl[(tcl+273)4

(+273)4]+3.05[5.733

0.007(M

W)

Pa]+0.42(M

W

58.2)+1.73

10-2

M(5.867

Pa)+0.0014M(34

ta)

人體熱感覺的標(biāo)度熱感覺的七點(diǎn)標(biāo)度

熱+3見汗滴

暖+2局部見汗（手、額、頸等）

稍暖+1感熱，皮膚發(fā)粘濕潤(rùn)

正常0感覺適宜，皮膚干燥

稍涼-1感涼（局部關(guān)節(jié)，可忍受）

涼-2局部感冷不適，需加衣

冷-3很冷，可見雞皮或寒顫

是在同樣的熱環(huán)境條件下，人與人的熱感覺也會(huì)有所不同，因此，應(yīng)該采平均熱感覺指標(biāo)的概念，而預(yù)測(cè)的平均熱感覺指標(biāo)常常簡(jiǎn)稱為PMV（PredictedMeanVote）。可以合理的設(shè)想，人不舒適的程度愈大，由舒適狀態(tài)偏離調(diào)節(jié)機(jī)制的熱負(fù)荷越大。一定活動(dòng)水平的熱感覺是人體熱負(fù)荷的函數(shù)，表明一個(gè)人的體內(nèi)熱平衡和對(duì)所處環(huán)境的熱損失之間的差異，F(xiàn)anger收集了1396名美國(guó)和丹麥?zhǔn)茉囌叩睦錈岣杏X資料，得出PMV的計(jì)算式預(yù)測(cè)的平均熱感覺指標(biāo)PMV



(PredictedMeanVote)

PMV=(0.303e–0.036M+0.0275)TL =(0.303e–0.036M+0.0275)

{M–W–3.05[5.733–0.007(M–W)–Pa] –0.42(M

W

58.15)–1.73

10-2M(5.867

Pa)

–fclhc(tcl

ta)–0.0014M(34

ta)

–3.96

10-8fcl[(tcl+273)4

(+273)4]}PMV是由舒適方程得到的一個(gè)熱感覺值數(shù)，體現(xiàn)了四種熱環(huán)境變量的一定組合、活動(dòng)水平和著裝對(duì)平均熱感覺的影響的預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)平均不滿意百分?jǐn)?shù)PPD（PredictedPercentDissatisfied）在同樣熱環(huán)境條件下，人與人之間的熱感覺會(huì)存在差異，而人與人對(duì)熱環(huán)境的反應(yīng)的差異除了熱感覺的不同之外，還表現(xiàn)在對(duì)環(huán)境滿意與否的差異。因此，F(xiàn)anger又提出預(yù)測(cè)不滿意百分?jǐn)?shù)來表示人群對(duì)熱環(huán)境不滿意的情況，預(yù)測(cè)平均不滿意百分?jǐn)?shù)常常簡(jiǎn)寫為PPD（PredictedPercentDissatisfied）。PMV與PPD的關(guān)系

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)

PPD＝100–95exp[–(0.03353PMV4+0.2179PMV2)]即便達(dá)到PMV＝0，仍然有5％的人不滿意。有效溫度ET與ASHRAE舒適區(qū)

由于人的舒適感共四個(gè)環(huán)境影響因素和兩個(gè)人為因素，因此不能用一個(gè)單一的物理量來表示環(huán)境是否處于熱舒適狀態(tài)。有效溫度就結(jié)合干球溫度、濕球溫度和空氣流速的效應(yīng)來反映冷熱感覺的，

在同一條有效溫度線上具有相同的熱感覺有效溫度線