建筑环境学课后习题答案朱颖心版
建筑环境学课后习题完整版
课后习题答案第二章建筑外环境1.为什么我国北方住宅严格遵守坐南朝北的原则，而南方（尤其是华南地区）住宅并不严格遵守此原则？答：我国分为严寒、寒冷、夏热冬冷和暖和地区，居住建筑一般总是希望夏季避免日晒，而冬季又能获得较多光照，我国北方多是严寒和寒冷地区，建筑设计时，必须充分满足冬季保暖要求，部分地区兼顾夏季防热，北部地区坐北朝南能够达到充分利用阳光日照采暖，能够减少建筑的采暖负荷，减少建筑采暖能耗，所以，我国北方住宅严格遵守坐北朝南的原则，而南方地区必须满足夏季防晒要求适当兼顾冬季保暖，所以南方住宅可以不遵守原则。
2.是空气温度的改变导致地面温度改变，还是地面温度的改变导致空气温度改变？答：互相影响的，主要是地面温度的改变对空气温度变化起主要作用，空气温度的改变一定程度上也会导致地面温度改变，因为大气中的气体分子在吸收和放射辐射时是有选择的，对太阳辐射几乎是透明体，只能吸收地面的长波辐射，因此，地面与空气的热量交换是气温上升的直接原因。
3.晴朗的夏夜，气温25℃，有效天空温度能达到多少？如果没有大气层，有效天空温度应该是多少？根据书中有效天空温度估算式（2-23）有效天空温度与近地面气温和空气的发射率有关，空气发射率又与露点温度有关，露点温度又与气温和相对湿度（或含湿量）有关，假定在晴朗的夏夜，气温为 25℃，相对湿度在30％-70％之间，则tdp＝6℃-19℃，有效天空温度tsky＝7℃-14℃。
在某些极端条件下，tsky可以达到0℃以下。
如果没有大气层，有效天空温度应该为0 K。
4.为什么晴朗天气的凌晨书页表面容易结露或结霜？答：晴朗天空的凌晨，温度较低，云层较薄，尘埃，微小水珠，气体分子较大，太阳辐射较小，树叶主要向天空辐射长波辐射，树叶温度低于露点温度，树叶表面容易结露或结霜。
5.采用低反射率的下垫面对城市热岛有不好的影响。
如果住宅小区采用高反射率的地面铺装是否能够改善住区微气候？为什么？答：其效果不是很好，由于城市建筑的密集，植被少采用高反射率的地面铺装，虽然减少了地面对辐射的吸收，但其反射出去的辐射仍会被建筑群所吸收，另外，由于逆温层的存在，其可能会导致空气温度的开高，从而不利于住区微气候的改善。
建筑环境学课后习题答案
课后习题答案第一章绪论1．何为建筑环境学？建筑环境中有待解决的问题是什么？2．建筑环境学研究的内容及其研究方法为何？1．所谓建筑环境学就是指在建筑空间内，在满足使用功能的前提下，如何让人们在使用过程中感到舒适和健康的一门科学。
根据使用功能的不同，从使用者的角度出发，研究室内的温度、湿度、气流组织的分布、空气品质、采光性能、照明、噪声和音响效果等及其相互间组合后产生的效果，并对此作出科学评价，为营造一个舒、健康的室内环境提供理论依据。
有等解决问题是：①如何解决满足室内环境舒适性与能源消耗和环境保护之间的矛盾；②如何解决“建筑病综合症”（Sick Building Syndrome –“SBS”）的问题。
2．研究的主要内容包括：建筑外环境、室内空气品质、室内热湿环境与气流环境，建筑声环境和光环境（即包含了建筑、传热、声、光、材料及生理学、心理学和生物学等多门学科的内容。
基于建筑环境学内容的多样性，相对独立性和应用的广泛性，人们是从各个不同学科的角度对其内容进行研究，研究室内各种微气候环境所形成的机理及其与人的生活环境、工作环境等相互间的关系。
第二章建筑外环境1．与建筑密切相关的气候因素有哪些？2．何为“平均太阳时”、“世界时”和“北京时”。
3．地球与太阳的相对位置可用哪些参数来表示，影响相对位置变化的主要因素是什么，为什么太阳离地球最远时而最热，离地球最近时却是寒冷天气。
4．到达地面的太阳辐射能量是由哪些部分组成，辐射能量的强弱与哪些因素有关。
5．我国民用住宅建筑的最低日照标准是什么，日照时间与建筑物配置和外型有何关系。
6．日照与人体健康有何关系。
7．室外地表气温的升降主要取决于什么，影响的主要因素是什么？8．何为“日较差”和“年较差”，我国各地的“日较差”“年较差”遵循什么规律。
9．何为“霜洞”，何为“有效天空温度”；影响“有效天空温度的主要因素是什么”？10．相对湿度的日变化受哪些因素的影响，其变化规律如何，为何相对湿度的日变化在黎明前后最大，而午后却最小。
建筑环境学课后习题答案朱颖心版
30
)
4.1.2 人体的温度感受系统
20世纪初发现人的皮肤
上存在对冷敏感的区域
“冷点”和对热敏感的区
域“热点”
50mV
人体各部位的冷点数目
明显多于热点
为什么人对冷更敏感？
31
人体各部位冷点和热点分布密度(个 /cm2)
部位
冷点
热点
部位
冷点
热点
前额
5.4-8.0
人体与外界的热交换 显热交换
对流散热 辐射散热
潜热交换
皮肤散湿
出汗蒸发 皮肤湿扩散
呼吸散湿
9
(三) 影响人体与外界热交换的因素
环境空气温度：对流换热 环境表面温度：辐射换热 水蒸汽分压力（空气湿度）：对流质交换
高温环境：增加热感 低温环境：增加冷感！ 风速：对流热交换和对流质交换 吹风感：Draught，冷感和对皮肤的压力冲
fcl = 1.0 + 0.3 Icl
皮肤表面积 AD ＝ 0.202 mb 0.425 H 0.725
20
(五) 人体的能量代谢率
影响因素多：
肌肉活动强度：绝对的影响 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。
代谢率单位 met：1 met = 58.2 W/m2，即成 年男子静坐时的代谢率。
21
基础代谢率：参照基础
基础代谢率(BMR ，
Basal Metabolic Rate)
未进早餐前，保持清醒静 卧半小时，室温条件维持在 18~25℃之间测定的代谢率： 46 W/m2
建筑环境学课后题答案及部分问答论述题
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4.人体的能量代谢率受哪些因素影响？规律如何？答：人体的能量代谢率受以下因素影响：1）人体的肌肉活动量，大，代谢率高；2）性别，男性高于女性；3）年龄，年龄大者代谢率低；4）环境温度，静卧在一定温度如22.5-35摄氏度时人体的代谢率基本不变，但低于或高于这个范围时，代谢率将会提高；5）进食后的时间长短，进食后代谢率提高，并延续5至8小时；6）精神紧张程度，精神紧张代谢率高。
三、问答题1.室内空气品质问题产生的主要原因是什么？答：室内空气品质问题产生的主要原因是：强调节能导致的建筑密闭性增强和新风量减少；新型合成材料在现代建筑中大量应用；散发有害气体的电器产品大量使用；传统集中空调系统的固有缺点以及系统设计和运行管理的不合理；厨房和卫生间气流组织不合理；室外空气污染。
11.为什么要有TsV和TcV两种人体热反应评价投票？答：TsV是热感觉投票指标，TcV是热舒适投票指标。
而人体的热感觉并不等同于热舒适的感觉，所以应设计两个评价指标。
13.哪些声音适宜作“背景声”，为什么？答：低频声、方向感不强的声音、没含义的声音、连续的声音均适宜作“背景声”。
1）因为人耳对低频声音不敏感，适应性强；方向感不强、没含义的声音以及连续的声音不容易引起人们注意，所以都适合作“背景声”。
第二章建筑外环境与建筑环境密切有关的外部环境要素——太阳辐射，气温，温度，风，降水，天空辐射，土壤温度。
这些外部环境的形成主要取决于太阳对地球的辐射，同时又受人类城乡建设和生活，生产的影响。
本初子午线——英国伦敦的格林尼治天文台所在的子午线为全世界通用的本初子午线。
《建筑环境学》课后习题答案
《建筑环境学》课后习题答案第一章：绪论1．所谓建筑环境学就是指在建筑空间，在满足使用功能的前提下，如何让人们在使用过程中感到舒适和健康的一门科学。
根据使用功能的不同，从使用者的角度出发，研究室的温度、湿度、气流组织的分布、空气品质、采光性能、照明、噪声和音响效果等及其相互间组合后产生的效果，并对此作出科学评价，为营造一个舒、健康的室环境提供理论依据。
有等解决问题是：①如何解决满足室环境舒适性与能源消耗和环境保护之间的矛盾；②如何解决“建筑病综合症”（Sick Building Syndrome –“SBS”）的问题。
2．研究的主要容包括：建筑外环境、室空气品质、室热湿环境与气流环境，建筑声环境和光环境（即包含了建筑、传热、声、光、材料及生理学、心理学和生物学等多门学科的容。
基于建筑环境学容的多样性，相对独立性和应用的广泛性，人们是从各个不同学科的角度对其容进行研究，研究室各种微气候环境所形成的机理及其与人的生活环境、工作环境等相互间的关系。
第二章：建筑外环境1．与太阳的光辐射，气温、湿度，风和降水等因素有关。
2．以太阳通过某地区的子午线时为正午12点来计算一天的时间为平均太阳时；以本初子午线处的平均太阳时作为世界标准时（世界时）；以东经120℃的平均太阳时为中国标准（称为时间）。
3．相对位置可用纬度，太阳赤纬d，时角h，太阳高度角和方位角A表示，其中前三个参数、d、h是直接影响和A的因素，因为是表明观察点所在位置，d表明季节（日期）的变化；h是表明时间的变化。
当太阳离地球最远时，太是垂直于直射地面的，具有很高的辐射强度，所以最热而形成了夏至，当太阳距地球最近时，太是斜射地球表面的，其辐射强度很弱，因此最寒冷导致了冬至。
4．一部分为太阳直接照射到地面（即直射辐射）；另一部分是经过大气层散射后到达地面成为散射辐射，直射辐射与散射辐射之和称为太阳对地面的总辐射。
辐射能量的强弱取决于太阳辐射通过大气层时天空中各种气体分子、尘埃、微粒水粒对的反射，散射和吸收共同影响。
建筑环境学课后习题答案
四合院建筑
• 利用太阳高度角的特点，仅 在北方出现。 • 冬季有效地利用了太阳能采 暖和抵御北风侵袭，屋顶设 计避免了夏季室内过热。
• 是空气温度改变导致地面温度改变，还是地面温 度改变导致空气温度改变？ • 课本 P21
• 没有大气层时，有效天空温度应该是多少？
Q：有效天空温度的 物理意义是什么？ A：表征大气层对地 球表面的投入辐射 Qsky，如果没有大气 层则Qsky=0 Q：晴天和阴天室外 温度有什么区别？
冷负荷减少。
第四章 人体对热湿环境的反应
• 人的代谢率主要是由什么因素决定的？
–肌肉活动强度 –环境温度、性别、年龄、神经紧张程度、进食后时间 的长短
• 人体的发热量和出汗率是否随环境空气温度的改 变而改变？
–当环境温度较高时，人体表面出汗率随环境温度升高 而升高 –而当环境温度较低时，人体的一部分水分通过皮肤表 层直接蒸发到空气中去，此时出汗率很低，并且几乎 不随空气温度变化而变化
各种得热进入空气的途径
• 潜热得热、渗透空气得热
– 得热立刻成为瞬时冷负荷
• 通过围护结构导热、通过玻璃窗日射得热、室 内显热源散热
– 对流得热部分立刻成为瞬时冷负荷 – 辐射得热部分先传到各内表面，再以对流形式进入
空气成为瞬时冷负荷，因此负荷与得热在时间上存
在延迟。
如果一个空调房间，只有一面外墙，室 内热源为一个大功率灯，把灯光投射到 外墙内表面上和把灯光投射在内墙表面 上对房间的冷负荷有何影响？
• 植被地面
– 反射率低 – 植物表面温度不高，长波辐射量不大，且反射到人身上的太阳辐 射也少 – 由于植物的光合作用和蒸腾作用，一部分太阳能转化为化学能， 另一部分转化为水的潜热被带走 – 使用植被可以改善附近的微气候环境。
建筑环境学课后习题答案
• 寒冷地区—低反射率的人工地面，最大限度吸收太阳辐射， 提高地面附近气温。
• 炎热地区—植被地面，在不能采用植被地面的地方使用较 高反射率的地面。
第三章 建筑热湿环境
室外空气综合温度是单独由气象参数决定的 吗？
• 在工程上把太阳辐射、长波辐射、风速、 室外温度等对热作用有影响的参数采用一 个综合的参数来反映，这就是室外空气综 合温度。而其中室外空气综合温度中的长 波辐射反映了维护结构外表面与天空和周 围物体之间的长波辐射，和周围物体的材 料性质也有关系，所以室外空气综合温度 不单独由气象参数决定。
–PMV的热舒适方程假定人体保持舒适条件下的人体的平 均皮肤温度tsk和出汗造成的潜热散热Esw，因此在热 或者寒冷状态下，当人体较多偏离热舒适的情况时， PMV的预测值有较大偏差。
• 某办公室设计标准是干球温度26℃，相对湿度65 ％，风速0.25m/s。如果最低只能使温度达到 27℃，相对湿度仍然为65％，有什么办法可以使 该空间能达到与设计标准同等的舒适度？
• 如果把光投射到外墙内表面上，部分光能转换成 热能，使外墙内表面的温度升高，
• 从而降低了外墙内表面与外墙外表面的温差，会 减少由于外围护结构导热引起的热量，从而减少 房间的冷负荷，而投射到内墙，也会提高内墙内 表面的温度，此时会由于该内表面的温度高于邻 室的温度，而使得热量传递由该室到邻室，房间 冷负荷减少。
•降低辐射温度 •提高风速 •降低服装热阻 •降低活动量
其他
“冷”与“热”是什么概念？单靠环境温度 能否确定人体的热感觉？
• 冷、热感觉是人对周围环境是冷是热的主 官描述，
• 只能感觉到位于自己皮肤表面下的神经末 梢的温度。
建筑环境学课后习题参考问题详解
建筑环境学课后习题答案第二章1.为什么我国北方住宅严格遵守坐南朝北的原则，而南方（尤其是华南地区）住宅并不严格遵守此原则？答：我国分为严寒、寒冷、夏热冬冷和暖和地区，居住建筑一般总是希望夏季避免日晒，而冬季又能获得较多光照，我国北方多是严寒和寒冷地区，建筑设计时，必须充分满足冬季保暖要求，部分地区兼顾夏季防热，北部地区坐北朝南能够达到充分利用日照采暖，能够减少建筑的采暖负荷，减少建筑采暖能耗，所以，我国北方住宅严格遵守坐北朝南的原则，而南方地区必须满足夏季防晒要求适当兼顾冬季保暖，所以南方住宅可以不遵守原则。
2.是空气温度的改变导致地面温度改变，还是地面温度的改变导致空气温度改变？答：互相影响的，主要是地面温度的改变对空气温度变化起主要作用，空气温度的改变一定程度上也会导致地面温度改变，因为大气中的气体分子在吸收和放射辐射时是有选择的，对太阳辐射几乎是透明体，只能吸收地面的长波辐射，因此，地面与空气的热量交换是气温上升的直接原因。
3.为什么晴朗天气的凌晨书页表面容易结露或结霜？答：晴朗天空的凌晨，温度较低，云层较薄，尘埃，微小水珠，气体分子较大，太阳辐射较小，树叶主要向天空辐射长波辐射，树叶温度低于露点温度，树叶表面容易结露或结霜。
5.采用低反射率的下垫面对城市热岛有不好的影响。
如果住宅小区采用高反射率的地面铺装是否能够改善住区微气候？为什么？答：其效果不是很好，由于城市建筑的密集，植被少采用高反射率的地面铺装，虽然减少了地面对辐射的吸收，但其反射出去的辐射仍会被建筑群所吸收，另外，由于逆温层的存在，其可能会导致空气温度的升高，从而不利于住区微气候的改善。
6.水体和植被对热岛现象起什么作用？机理是多少？答：①由于城市地面覆盖物多，发热体多，加上密集的城市人口的生活和生产中产生大量的人为热，造成市中心的温度高于郊区温度，且室各区的温度分布也不一样。
如果绘制出等温曲线，就会看到与岛屿的等高线极为相似，人们把这种气温分布的现象称为“热岛现象”。
《建筑环境学》习题部分参考答案
《建筑环境学》习题部分参考答案《建筑环境学》习题部分参考解答第二章建筑外环境1、为什么我国北方住宅严格遵守坐北朝南的原则,而南方并不严格遵守？答:太阳光在垂直面上的直射强度为θβcos cos ,??=N z c I I ,对于地理位置的地区βcos ?N I 就是不能人为改变的。
所以要使I c,z 取最佳值,只有使θ尽可能小。
在冬季,太阳就是从东南方向升起,从西南方向落下,而坐北朝南的布局就保证了在冬季能最大限度的接收太阳辐射。
北方气候寒冷、冬夏太阳高度角差别大,坐北朝南的布局可以使建筑物冬季获得尽可能多的太阳辐射,夏季获得的太阳辐射较小。
但在南方尤其就是北回归线以南,冬夏太阳高度角差不多,所以建筑物就是否坐北朝南影响不太大。
2、就是空气温度改变导致地面温度改变,还就是地面温度改变导致空气温度改变？答:大气中的气体分子在吸收与放射辐射能时具有选择性,它对太阳辐射几乎就是透明体,直接接受太阳辐射的增温就是非常微弱。
主要靠吸收地面的长波辐射而升温。
而地面温度的变化取决于太阳辐射与对大气的长波辐射。
因此,地面与空气的热量交换就是气温升降的直接原因,地面温度决定了空气温度。
3、晴朗的夏夜,气温25℃,有效天空温度能达到多少？如果没有大气层,有效天空温度应该就是多少？答:有效天空温度的计算公式为:4144])70.030.0)(026.032.0(9.0[o d d sky T S e T T +--=查空气水蒸气表,可知:t =25℃时,e d =31、67mbar查表2-2,T d =32、2+273、15=305、35 K,另外,T 0=25+273、15=298、15 K∴ 计算得:T sky ＝100×(74、2－9、4S)1/4如果没有大气层,可以认为S ＝1,则计算求得:T sky ＝283、7 K4、为什么晴朗天气的凌晨树叶表面容易结露或结霜？答:由于晴朗夜空的天空有效温度低,树叶表面与天空进行长波辐射,使得叶片表面温度低于空气的露点温度,所以出现结露或结霜现象。
建筑环境学课后题答案及部分问答论述题
建筑环境学课后题答案及部分问答论述题4. 人体的能量代谢率受哪些因素影响？规律如何？答：人体的能量代谢率受以下因素影响：1）人体的肌肉活动量，大，代谢率高；2）性别，男性高于女性；3）年龄，年龄大者代谢率低；4）环境温度，静卧在一定温度如22.5-35摄氏度时人体的代谢率基本不变，但低于或高于这个范围时，代谢率将会提高；5）进食后的时间长短，进食后代谢率提高，并延续5至8小时；6）精神紧张程度，精神紧张代谢率高。
三、问答题1. 室内空气品质问题产生的主要原因是什么？答：室内空气品质问题产生的主要原因是：强调节能导致的建筑密闭性增强和新风量减少；新型合成材料在现代建筑中大量应用；散发有害气体的电器产品大量使用；传统集中空调系统的固有缺点以及系统设计和运行管理的不合理；厨房和卫生间气流组织不合理；室外空气污染。
11.为什么要有TSV和TCV两种人体热反应评价投票？答：TSV是热感觉投票指标，TCV是热舒适投票指标。
而人体的热感觉并不等同于热舒适的感觉，所以应设计两个评价指标。
13. 哪些声音适宜作“背景声”，为什么？答：低频声、方向感不强的声音、没含义的声音、连续的声音均适宜作“背景声”。
1）因为人耳对低频声音不敏感，适应性强；方向感不强、没含义的声音以及连续的声音不容易引起人们注意，所以都适合作“背景声”。
第二章建筑外环境与建筑环境密切有关的外部环境要素――太阳辐射，气温，温度，风，降水，天空辐射，土壤温度。
这些外部环境的形成主要取决于太阳对地球的辐射，同时又受人类城乡建设和生活，生产的影响。
本初子午线――英国伦敦的格林尼治天文台所在的子午线为全世界通用的本初子午线。
四季――地球公转昼夜――地球自转地方平均太阳时――以太阳通过当地的子午线时为正午12点来计算一天的时间。
世界时――以本初子午线处的平均太阳时为世界时间的标准时。
北京时间――东八区的时间，即以东经120°的平均太阳时为中国的标准。
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行走
行走
尔走动 3.2 km/h 4.8 km/h 6.4 km/h
0.6
0.4
0.5
0.4
0.4
0.35
0.3
19
服装的表面积
服装的面积系数 fcl
定义：人体着装后的实
际 表 面 积 Acl 和 人 体 裸 身 表面积AD 之比。有实验 数据。
表达式：fcl = Acl / AD
与服装热阻的近似关系
Cool & Comfort !
44
热舒适与热中性的背离
很愉快
体温过高
体温过低
正常
体温正常
很不愉快
手的温度(℃)
45
影响热舒适的因素
空气湿度 垂直温差 气流与吹风感 辐射不均匀性 年龄、性别、季节、人种
46
空气湿度
中性－热环境中，为什么潮湿的空气使人不舒服？ 空气湿度对人体排汗量有影响吗？ 在皮肤没有完全湿润的情况下，增加空气湿度会减
步速 3.7km/h 1clo 0.48 clo
16
舒适服装热阻与环境温度、相对风速、 活动强度的关系
2
步行3.2km / h
v =5.1 m/s v =3.6 m/s 1.5 v =2.5 m/s
站立 v =2.5 m/s
v =1.5 m/s v =1.0 m/s v =0.5 m/s v =0.25 m/s
第四章 人体对热湿环境的反应
主要内容
人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础
人体热平衡 温度感受系统与调节系统 热感觉与热舒适
人体对稳态热环境的反应 人体对动态热环境的反应 其他热湿环境的物理度量 热环境与工作效率 二节点模型
2
第一节 人体对热湿环境反应 的生理学和心理学基础
4.1.1. 人体的热平衡 人体的基本生理要求
冷热刺激的存在 刺激的延续时间 人体原有的状态
5℃ 变热
感觉热 感觉冷
39
热感觉的适应性
温度的变化(℃)
28 30 32 34 36 38 40
适应温度（℃）
40
热感觉与热舒适
温暖 非稳定
热但舒适！
刚刚进入
热且不舒适！ 稳定
41
热感觉的测量：问卷调查
Bedford和ASHRAE的七点标度
18
服装的潜热热阻
服装的蒸发换热热阻(干燥服装)：
Ie,cl = Icl / LR = Icl / 16.5 (kPa m2/W) 服装被汗湿润后热阻会下降，显热换热加强，
又增加了潜热换热，故总传热系数增加：
活动强度
服装热阻 (clo)
1 clo干燥服装被汗湿润后的热阻
静坐
坐姿售货 站立售货 站立但偶 行走
fcl = 1.0 + 0.3 Icl
皮肤表面积 AD ＝ 0.202 mb 0.425 H 0.725
20
(五) 人体的能量代谢率
影响因素多：
肌肉活动强度：绝对的影响 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
击 服装热阻：影响所有换热形式
10
影响人体与外界交换的几个环境指标
平均辐射温度 或tr Tr
近似式：
准确的应该是四次方
黑球温度 Tg
k
tr (Fnjtnj )
j 1
k
(Fnj jTn4j )
4
Tr
j 1
0
Tr Tg 2.44 v (Tg Ta )
操作温度：反映了环境空气温度ta和平均辐射 温度 tr 的综合作用
质代谢率高，糖和脂肪类代谢率低。
代谢率单位 met：1 met = 58.2 W/m2，即成 年男子静坐时的代谢率。
21
基础代谢率：参照基础
基础代谢率(BMR ，
Basal Metabolic Rate)
未进早餐前，保持清醒静 卧半小时，室温条件维持在 18~25℃之间测定的代谢率： 46 W/m2
少人体散热量吗？ 皮肤湿润度增高皮肤黏着性增加不适 可能引起不舒适的皮肤湿润度的上限
w < 0.0012 M + 0.15
47
垂直温差
尽管受试者处于热中性状态，头足温差仍然 使人感到不舒适。
28℃
20℃
48
垂直温差
地面应该保持的温度是多少？
49
垂直温差
人体对长波辐射 的发射率和吸收 率在0.95左右
0.8 0.4 0.7
0.78 0.72 0.7
27
人体散热、散湿量的影响因素
全热：主要决定于肌肉活动强度，受其它因 素影响在应用上可以忽略。
显热：决定于温度，随温度上升而减少。 潜热(散湿)：决定于温度，随温度上升而增
加。
28
29
(
决定人体排汗率的主要因素
贝氏标度
ASHRAE热感觉标度
7
过分暖和
3
热
6
太暖和
2
暖
5
令人舒适的暖和
1
稍暖
4 舒适（不冷不热）
0
正常
3
令人舒适的凉快
-1
稍凉
2
太凉快
-2
凉
1
过分凉快
-3
冷
42
4.1.5 热舒适
什么是热舒适
? 观点1：
舒适＝中性
43
什么是热舒适?
观点2：
舒适×＝中性
舒适产生于不适的消除过程中。 “舒适”比“中性”更主观。
35
人的体温设定值随肌肉活动强度 而改变
在体温调节系统正常 工作时，增加环境温 度并不能提高人体的 核心温度（直肠温 度）。
只有改变代谢率才能 改变人体核心温度。
36
体温调节系统的工作原理
大脑
设定点
＋
＋ －
下丘脑前部
－
＋ 下丘脑后部
冷信号
热信号
热
冷
皮肤
(接收机构)
血管收缩、冷颤 血管扩张、出汗
执行机构
37
4.1.4 热感觉
研究方法：心理学 定义：人对周围环境“冷”“热”的主观描
述。 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”、“热”与感受者的身体状态有关， 不是完全客观的。 “中性”的定义：不冷不热，人用于体温调 节消耗的能量最小。
38
热感觉的影响因素
5
(一) 人体温度及自身热平衡
核心(Core)温度
核心层：通常包括脑、脊椎、心脏、肝脏、 消化器官等内脏部分。
直肠温度最接近。
外层(Shell)温度
皮肤表面到 10 mm 以内的部分，通常包括 皮肤，皮下脂肪和表层的肌肉。
6
人体体温范围
肝脏：最高，38℃ 皮肤：与外界环境有关 各部分温差不会太大 日夜有1℃以内的波动 代表温度：核心温度
核环 心境 温温 度度 代 谢 率
30
)
4.1.2 人体的温度感受系统
20世纪初发现人的皮肤
上存在对冷敏感的区域
“冷点”和对热敏感的区
域“热点”
50mV
人体各部位的冷点数目
明显多于热点
为什么人对冷更敏感？
31
人体各部位冷点和热点分布密度(个 /cm2)
部位
冷点
热点
部位
冷点
热点
前额
5.4-8.0
BMR变化范围：10~15%。
超过20％为病态。
6~10%
22
肌肉活动与 代谢率
肌肉活动强度对
代谢率起决定性
的影响 一般室内运动代
谢率多在5 met 以 下
23
人体是高效的能量转化系统 吗？否！
机械效率
＝W/M
大部分室内劳动机 械效率近似0
24
人体的蒸发散热量：
体表全部被汗湿润： Esk= Ersw + Edif = wEmax
25
人体的呼吸散热量：
呼吸显热散热量
Cres = 0.0014 M (34 ta ) W/m2
呼吸潜热散热量
Eres = 0.0173 M (5.867 Pa ) W/m2
26
人体与外界的辐射换热方程
长波辐射
R
fcl
feff (Tc4l
4
T r )
对太阳辐射的吸收 R a fcl feff I
前臂
6.0-7.5
0.3-0.4
参考文献：H. Hensel, Thermoreception and Temperature Regulation, London: Academic Press, 1981
32
冷、热感受器的位置
冷、热感受器存在于：
外周温度感受器
皮肤 粘膜 腹腔内脏
中枢性温度敏感神 hc
11
平均辐射温度:
一个假想的等温围合面的表面温度，它与人体 间的辐射热交换量等于人体周围实际的非等温围 合面与人体间的辐射热交换量。
k
tr
(Fnj tnj )
j1
=
12
热质交换系数的确定
对流换热系数：专门针对人体的实验数据
受迫对流
hc= C v n
自然对流：三种主要形式
脊髓 延髓 脑干网状结构
33
冷、热感受器的位置
34
4.1.3 人体的体温调节系统
下丘脑具有调节代谢、体温和内分泌功能， 前部主要促进散热来降温，后部促进产热 抵御寒冷。
散热调节方式
血管扩张，增加血流，提高表皮温度 出汗
御寒调节方式
血管收缩，减少血流，降低表皮温度 通过冷颤增加代谢率