热环境参数测试方法

室内热环境参数的测定
第一节室内热环境与健康
“室内〞顾名思义是指砖墙、屋顶、地板和门窗等维护结构围成的空间场所。

热环境是指与人体热平衡有关的环境因素的综合，通常包括空气温度、空气相对湿度、风速和辐射热四个全然的气象条件参数。

人的代谢率〔要紧由劳动强度、劳动时刻决定〕和着装状况等也与人体热平衡有关。

适宜的热环境不仅能维持人体正常的热平衡，维持主瞧的舒适感，而且能确保人的健康和正常的工效。

在室内构成的与室外环境完全不同的特殊气象条件即室内小气候。

室内小气候包括空气温度、空气湿度、气流和热辐射等几个综合作用于人体的环境气象因素。

室内小气候与室外环境气候有一些共同点，也有一些明显区不。

它们的共同点是都由气温、气湿、气流和热辐射组成。

不同点是室外气候的范围更广泛、更复杂，而且室外气候还包括气压、紫外线、γ射线、电离辐射等因素。

二者之间有紧密的联系，能够相互碍事，只只是室外气候因素对室内气候因素的碍事远远大于室内因素的碍事而已。

热环境的因素之间，经常是能够互换的，某中一个因素的变化对人体造成的碍事常可由另一个因素的相应变化所补偿。

比方，人体由热辐射所获得的热量能够改由气温升高来获得；湿度增高所造成的碍事可由为增大风速来抵消。

当气温低于21℃时，人一般不出汗。

随着气温的增高，出汗量逐渐增加，这时湿度的碍事也愈来愈大。

在气温低于皮肤温度〔35℃〕时，空气的流淌能增加人体的散热。

当气温高于皮肤温度时，情况就比立复杂。

一方面空气的流淌能加速人体散热，但另一方面通过对流的方式，又使人体吸热增加，而且气温愈高，吸热量愈多。

因此，热环境因素对人体的碍事要作综合的分析。

第二节体温调节
一．人体的代谢热
为了维持人的生命和活动，人们必须摄取食物和氧气。

食物经人体内新陈代谢过程，产生了热能－劳动能力。

在一般情况下，人体新陈代谢所产生的热全部都要散发到四面空气中往，散热量依据劳动强度来决定，见表18-１。

表18-１不同作业情况下人体的散热量
二．人体的散热途径
人的躯体散热方式要紧有三种：
〔一〕对流散热
当四面空气温度低于人的皮肤温度时，最接近皮肤的一层空气被加热而上升，四面较凉的空气补充空位。

如此通过空气的不断对流，人体就不断地散热。

对流散热量的大小决定于空气温度和皮肤温度之差及风速。

温差和风速愈大，对流散热量就愈大。

〔二〕辐射散热
当人体四面的墙壁、顶棚、地板以及生产设备外表温度低于人体皮肤温度时，躯体就不断以辐射方式把热量传给四面物体。

反之，当物体外表温度高于人体皮肤温度时，躯体将从物体外表汲取辐射热。

物体外表温度愈低，躯体以辐射方式散发的热量就愈大，反之物体外表温度愈高，躯体辐射吸热就愈多。

〔三〕蒸发散热
在常温状态下，蒸发散热量约占躯体总散热量的25％。

当气温高于人体外表温度并有辐射热源时，人体要紧是靠汗液的蒸发来散热的。

蒸发散热量的大小直截了当受空气中水蒸汽分压力和风速的碍事。

当水蒸汽分压力小〔即气热和相对湿度小〕、风速大时，汗液蒸发得快，散热量也就大，反之汗液蒸发得慢，散热量就小。

三．人体的体温调节
人的体温并不是恒定不变的，人的脑、心脏及腹内器官的温度比立稳定，称为体核〔核心〕温度，但仍在37℃四面有微小的变化。

衡定的体核温度是保证生命功能的前提，体核温度变化大，时刻稍长就会威胁恒温动物的生命。

与体核温度相比，肌肉、肢体及皮肤的温度变化较大，称为体壳温度。

当空气温度较低时，人体从内到皮肤存在变化率特殊大的温度梯度。

例如，在冷空气中，皮肤下2cm处的温度是35℃；而在热空气中，皮肤下几mm就有35～36℃。

由于人体对温度具有一定的适应能力，使人能够忍受体温热量的缺乏，有时整个人体的热量缺乏可达数百大卡。

肌肉温度变化也较大，当肌肉收缩做功时，温度可比静息时高出几倍。

为了维持稳定的体核温度，人体必须适应温度环境的变化，进行必要的体温调节。

人体的体温调节机制由位于下丘脑的体温调节中枢和位于躯体各处的温度感受器来完成。

人体产生的这些热量，通过血液的流淌输送到全身。

人体一方面通过皮肤扩张，以辐射、对流和出汗蒸发的形式来放散，另外，通过呼吸和粪便的排泄，也能够放散一局部热量。

人体不断地产生热，又不断地散放热，这些都在大脑体温调节中枢的支配下进行，从而到达体内“热量平衡〞。

要是人们四面的空气温度不符合机体要求，即不能维持热量平衡时，体温调节中枢便会赶忙行动起来，组织各器官活动，设法获得热量平衡，这确实是根基“人体的体温调节〞。

有了“体温调节〞，人的体温就能够经常维持在36～37℃，如此，人体才能维持其生命和躯体各器官的正常功能。

当四面空气温度特殊低，人体发散的热量比产生的热量还要多时，一方面皮肤血管收缩，血液循环速度落低，发散热量减少，另一方面又会有意识地使肌肉运动和发生不自主的颤抖，如此都增加了热量的产生。

要是如此的调节依旧“进不敷出〞，
那么人体的温度就逐步落低，使温差减少。

要是体温落到一定限度，就会引起器官、细胞机能呆滞，出现疼痛和麻木的感受。

因此严冷季节，人们必须利用衣、帽、鞋、袜、被褥、火炉、火墙、热气等取热保热，以维持体温。

当人体四面气温特殊高或人体剧烈运动时，要是排汗还发散不了体内所产生的热量，这时血液循环就会加快，以增加热能散发；要是仍然不能起到体内散热的作用，积聚的热量就会使体温升高。

体温升高后，人体内器官的活动会加快，轻易引起机体的疲乏，同时会增加热量，使体温接着上升，从而发生中暑。

盛夏季节，当外界气温接近或超过了人的体温时，必须借助于通风、冷水浴和空调设备等来体贴躯体散热。

第三节热舒适环境及其碍事因素
一．热舒适环境
热舒适环境是指人在心理状态上感到满足的热环境。

人在适宜的温度环境下，穿着适宜的服装作轻度以下的活动时，产热与散热速率全然相同，体内无明显的热积或热债，无其它温度性的干扰刺激，主瞧感受良好，这种状态称为温度性舒适状态〔或平衡状态〕，适应上简称为热舒适〔或热平衡〕。

维持人的热舒适不仅能维持良好的人－机工效，而且可长时刻作业而不产生温度性疲乏。

人处于热舒适状态时各要紧温度生理指标的正常动摇范围见表18-２。

实验讲明，由于个体差异等缘故，诸指标的变化并不一致，在实际评价时需作加权统计。

实验又讲明，任何温度环境都不能获得高于95％的满足度。

但所获的统计舒适范围又几乎不受人种、性不、年龄的碍事。

当环境温度较高或人体作较大的活动时，正常的热平衡受到破坏，人需要适当排汗增加蒸发散热，或／和适当落低气温增加对流－辐射散热，才能形成新的产热
－散热平衡。

实验讲明，当人处于新的动态热平衡时，尽管主瞧上仍可获得良好的舒适感，且躯体的热含量变化率仍可为零，但躯体已忍受一定的热负荷，如较高的核心温度、一定量的热积和出汗率等。

这种动态热平衡可称为相对热舒适状态，它临时地抑制了温度紧张的开展，能在较长时刻内维持一定的人－机成效。

二．热舒适的碍事因素
室内是人类生活的要紧场所，室内热环境和人类对其适应的程度对人体健康状
况有特殊大的碍事。

良好而温馨的生活环境和适宜的室内热环境关于机体的休息、保养和健康状况的改善具有重要作用。

特殊难想象一个空气污浊，高气温、高气湿和空气流淌性差的环境中会有一个良好的精神状态和健康的体魄。

（一）空气温度对人体健康的碍事
由于人天天生活在室内的时刻许多，在人体代谢过程中和生活过程中要不断的与四面环境进行能量交换，即与室内外环境进行热的交换。

而人体关于温度较为敏感，且只能在生理条件下借助于神经系统进行有限的调节。

由于室内气温能够随着环境气温的变化而变化，而机体也能够通过复杂的体温调节机制来增减产热量和散热量，以到达躯体内部的恒定和稳定性。

人体对室内环境中气温的调节和适应全然是通过机体不同部位的温度来表现的，一般可通过皮肤温度、体温、热平衡测定、脉搏和发汗来讲明。

皮肤温度是一个敏感指标，它的变化作为血管反响的一种表现，可及时反映血管在热环境下的变化状况。

当机体体温调节系统长期处于紧张工作状态时往往会碍事神经、消化、呼吸和循环等多系统的稳定，落低机体各系统的反抗力，而使患病率增高。

通常当室内气温升高时，毛细血管扩张，皮肤温度升高散热量也相应增加。

而气温落低时，人体皮下通过毛细血管的收缩作用使通过的血流减少或落低，皮肤温度下落散热量落低。

而体温那么是反映机体热平衡状态是否受到破坏和碍事的最直截了当指标。

机体对热有较强的调节能力，除非在极少数特殊环境条件下，机体的热平衡一般不易受到破坏，那么气温过高或过低而有较大的改变时，那么机体就必需加大调节负荷以适应环境条件的变化。

长期处于该条件下人的调节系统将出现各种功能紊乱状态和应激状态。

脉搏在高温条件下是一种反映机体热平衡状态的简单而又灵敏的指标。

在一定范围内温度愈高脉搏速度愈快。

而出汗是人体在任何气温下都存在的生理机能，只是在气温较低时，出汗量较少自己感受不到出汗。

出汗可分为两种情况即前面所提到的不知觉出汗和知觉出汗。

知觉出汗是体温调节紧张的要紧特征之一。

当室内气温过高机体汗分泌量增加时，汗液能够吸附或黏附室内环境中的有害物质加大污染物吸进机体。

同时，当温度落低时污染物可粘附于皮肤外表加重污染物对皮肤的损害。

〔二〕空气湿度对人体健康的碍事
空气湿度是指室内工作和生活环境中的湿度，湿度关于机体的调节作用一般低于温度对机体的碍事，但温度恒定或较稳定时空气湿度对机体的温热感受的调节就具有重要作用。

空气湿度对机体健康的碍事一方面是通过碍事机体热平衡；另一方面是空气湿度能够间接碍事室内微生物的生长从而对机体健康产生碍事。

通常室内的湿度较为恒定，但湿度较大时那么有利于室内环境中的细菌和其它微生物的生长生殖导致室内微生物的污染加剧。

室内空气中微生物通过呼吸进进体内从而导致呼吸系统或消化系统多种疾病的发生。

〔三〕气流对人体健康的碍事
正常情况下室内空气的流淌性不大，相对处于较稳定状态，特殊是目前室内经常安置有空调设施。

为了节约电能维持室内气温相对恒定室内门窗一般处于关闭状态，室内气流较小。

当室内空气流淌性较低时，室内环境中的空气得不到有效的通风换气。

人类在室内生活的各种有害化学物质不能及时排出到室外环境，污染物大
量聚拢于室内环境，造成室内空气质量恶化。

而且由于室内气流小，室内生活中所排出的各种微生物可相对聚拢于空气中或某些角落大量增殖，致使室内空气质量进一步恶化。

化学性污染物和有害微生物共同作用于机体导致人体健康受到损害。

同时，因为室内环境得不到有效通风，还可导致室内生活的婴、幼儿和老龄人等高危人群各种疾病的发病率增高。

〔四〕热辐射对人体健康的碍事
热辐射包括太阳辐射和人体与其四面环境之间的辐射。

任何两种不同物体之间都有热辐射存在，它不受空气碍事，热量总是从温度较高的物体向温度较低的物体辐射，直至两物体的温度相平衡为止。

当物体温度高于人体皮肤温度时，热量从物体向人体辐射，使人体受热，这种辐射一般称为正辐射。

当强烈的热辐射持续作用于皮肤外表时，由于对皮肤下面的深部组织和血液的加热作用，使体温升高，体温调节发生障碍时，就要造成中暑。

当物体温度比人体皮肤温度低时，热量从人体向物体辐射，使人体散热，这种辐射喊负辐射。

人体对负辐射的反射性调节不特殊敏感，往往一时感受不到，因此，在严冷季节轻易因负辐射丧失大量的热量而受凉，产生感冒等症。

室内环境中热辐射要紧来源于室内各种家用电器在运行过程中所产生的辐射热和来自室外环境中的热辐射。

不同来源的热辐射对人体健康的碍事要紧表现在热辐射引起机体的温度和温热感受发生改变，使机体内的体温调节系统长期处于紧张状态，而且热辐射能导致人体神经系统功能紊乱，致使人群中的个体出现头痛、头晕、恶心、食欲不振和精神萎靡的病症。

此外，热辐射还能引起血流发生改变，长期作用时对心血管系统也可产生有害碍事。

同时热辐射长期作用还可间接导致内分泌功能紊乱。

第四节热环境的评价
一．评价热环境的方法
热环境的各因素都能碍事人体的热量平衡，热应激也具有复合的特性。

依据人－机－环境系统工程的理论，热应激包括人〔内热〕、人－环境地面〔服装〕和热环境等三个局部，而热环境本身又是多因素的复合。

表18-３表示了人体的温度紧张度与环境的热应激度的分区及其对应关系。

热环境的各个因素几乎是同时存在、互相碍事、互相制约的，不同的组合将引起不同的紧张反响，同一环境参数引起的人体温度的紧张度又随显露时刻的不同而不同，因此特殊难寻到一个单一的应激指数来定量地、线性地表示热环境的应激度。

多年来差不多提出30多种评价热环境的热应激指数，其中一些差不多在某些领域得到了应用。

二．常用的热应激指数
热环境研究的一个要紧目的是盼瞧把这些众多的因素综合起来，用简单而又合理的方法来评价这复杂的生活和生产环境。

目前常用的热应激指数大致可分为三类：〔一〕直截了当指数
即选择气温、湿度、风速和辐射热这四个全然参数中的一个要紧因素，作为热应激指数。

如我国现行的卫生标准及分级标准关于高温车间只采纳了温度这一参数，规定了温度及室内外的温差。

〔二〕实验指数
把多个物理变量依据人－环境热交换的特点组成单一指数，常用的有湿球黑球温度WBGT、有效温度ET、操作温度OT、推测4小时出汗率P4SR等。

这些指数是用实验的方法得出的，在测定两个或以上热环境因素后，再用实验的方法，调查人体的主瞧感受或测定人体的生理反响，最后回纳成单一的指数。

这种指数既克服了单个指数的缺乏，又防止了用多个单一指数同时表示不便比立的缺陷，简便易行。

但往往不便于直截了当测量，而且只是在实验范围内有效。

其中的WBGT法已被美国等国采纳，也被定为国际标准ISO7243，得到了广泛的应用；P4SR法也被定为国际标准ISO7933。

〔三〕分析指数
这种指数的计算方法，是基于人体产生的热量能否与环境的热交换取得平衡，用数学方法得出的。

要紧的有热强度指数HSI以及PMV〔推测平均投票率〕和PPD 〔推测不满足百分率〕。

PMV和PPD指数是以热舒适方程为根底提出的。

方程考虑了活动水平、服装保温程度、气温、湿度、辐射热和风速等六个因素，计算结果可得到从“热〞到“冷〞七个等级〔＋３～－３〕。

该法已被定为国际标准ISO7730，得到了普遍的应用。

我国也已等同采纳此标准，定为GB/T18049-2000?中等热环境PMV和PPD指数的测定及热舒适条件的规定?。

现在还没有一个能包括环境、人体活动及服装在内所有应激因素的理想指标，这三类指数经常是混用的。

第五节室内热环境参数
一．室内热环境微小气候参数的要求
〔一〕空气温度
空气温度的变化是人们经常感受得到的，也是对人体的体温调节起要紧作用的一个环境因素。

依据有关测定，气温在～21℃时，是热环境的舒适区段，在那个区段内，体力消耗最小，工作效率最高，最适宜于人们的生活和工作。

只是，对不同工作性质和适应的人，那个区段值有所不同。

一般认为20℃左右是最正确的工作温度；25℃以上时人体状况开始恶化〔如皮肤温度开始升高，接着出汗，体力下落，心血管和消化系统发生变化〕；30℃左右时，心理状态开始恶化〔如开始烦闷，心慌意乱〕；50℃的环境里人体只能忍一小时左右。

〔二〕湿度
空气相对湿度对人体的热平衡和温热感有重大的作用，特殊是在高温或低温的条件下，高湿对人体的作用就更为明显。

高温高湿的情况下，人体散热困难，使人感到透只是气来，假设湿度落低就能促使人体散热而感到凉快；低温高湿下人会感到更加阴凉，假设湿度落低就会有增加温度的感受。

一般情况下，相对湿度在30～70％时感到舒适。

当外界温度超过30℃，相对湿度高于70％时，生理饱和差小，皮肤外表蒸发散热发生困难，就可能出现人体体温调节障碍。

〔三〕风速
风速对人体的作用也特殊大。

空气的流淌可使人体散热，这在炎热的夏天可使人体感到舒适，但当气温高于人体皮肤温度时，空气流淌的结果是促使人体从外界环境汲取更多的热，这对人体热平衡往往产生不良碍事。

当气温高于皮肤温度时，假设空气相对湿度低，那么汗液轻易蒸发，人体就相对感到凉快；反之，空气相对湿度高，那么汗液难于蒸发，就感到闷热。

在严冷的冬季那么气流使人感到更加严冷，特殊在低温高湿中，要是气流速度大，那么会因为人体散热过多而引起冻伤。

在热环境中还有一个重要的感症，确实是根基空气的新奇感，与此感症有关应该实是根基气流速度。

据测定，在舒适温度区段内，一般气流速度到达／s，即可感到空气清新，有新奇感。

而在室内，即使室温适宜，但空气“不动〞〔速度特殊小〕，也会产生沉闷的感受。

〔四〕热辐射
热辐射包括太阳辐射和人体与其四面环境之间的辐射。

任何两种不同物体之间都有热辐射存在，它不受空气碍事，热量总是从温度较高的物体向温度较低的物体
辐射，直至两物体的温度相平衡为止。

当物体温度高于人体皮肤温度时，热量从物体向人体辐射，使人体受热，这种辐射一般称为正辐射。

当强烈的热辐射持续作用于皮肤外表时，由于对皮肤下面的深部组织和血液的加热作用，使体温升高，体温调节发生障碍时，就要造成中暑。

当物体温度比人体皮肤温度低时，热量从人体向物体辐射，使人体散热，这种辐射喊负辐射。

人体对负辐射的反射性调节不特殊敏感，往往一时感受不到，因此，在严冷季节轻易因负辐射丧失大量的热量而受凉，产生感冒等症。

〔五〕卫生标准的要求
卫生部于2001年公布的?室内空气质量卫生标准?对热环境参数的要求见表
18-4。

二．新风量和换气量
空气与人们的生存息息相关。

没有空气人们就不能生存，那个简明道理人所共知。

就一般情况而言，新风量越多，对人们的健康越有利。

国内外许多实例讲明，产生“致病建筑物综合症〞的一个重要缘故确实是根基新风量缺乏。

新风尽管不存在过量的咨询题，然而超过一定限度，必定伴随着冷、热负荷的过多消耗，带来不利的后果。

通风一般是指将“新奇〞空气导进人所停留的空间，以除往任何讨厌的污染物、余热或余湿。

通风的某些要紧功能也能够用除湿机或空气净化器之类的其它装置代替。

此外，新风还起到补充排风排出的空气和维持室内必要的正压的功能。

人天天摄取的空气量为10m3，其中21%是氧气。

在人类呼出的气体中，二氧化碳占4%~5%〔在空气中占0.032%〕，氧气占15%~16%。

一间房子中，要使二氧化碳的浓度限制在标准要求的0.1%以下，必须保证每个人要有30m3的新奇空气。

也确实是根基讲，在空间为30m3的房子中仅有一人时，每小时也要换气一次。

依据房间内人员的数量和活动状况〔如吸烟、烹饪等〕，以及室内装饰装修的状况，能够确定房间所需的新风量和换气次数。

第六节室内热环境微小气候的测试要求
室内热环境微小气候的测试的要求、方法、仪器和适用的国家标准见表18-5。

各测试工程的测试方法及使用的仪器，将在下面详述。

第七节气温测定方法
一．玻璃液体温度计法
〔一〕原理
玻璃液体温度计是由容纳温度计液体的薄壁温包和一根与温包相适应的玻璃细管组成，温包和细管系统是密封的。

玻璃细管上设有布满液体的局部空间，充有足够压力的枯燥惰性气体，玻璃细管上标以刻度，以指示管内液柱的高度，使读数正确地指示温包温度。

液体温度计的工作取决于液体的膨胀系数〔因为液体的膨胀系数大于玻璃温包的膨胀系数〕。

〔二〕仪器
1．玻璃液体温度计:温度计的刻度最小分值不大于℃,测量精度±℃，玻璃液体温度计的技术要求和质量试验方法及检验规那么应符合ZBY136-83的要求。

2．悬挂温度计支架
〔三〕测定步骤和注重事项
1．为了防止日光等热辐射的碍事，温包需用热遮蔽。

2．经5～10min后读数，读数时视线应与温度计标尺垂直，水银度计按凸出弯月面最高点读数，酒精温度计生的热全部都要散发到四面空气中往，按凹月面的最大低点读数。

3．读数应快速正确，以免人的呼吸气和人体热辐射碍事读数的正确性。

4．零点位移误差的订正。

由于玻璃热后效应，玻璃液体温度计零点位置应经常用标准温度计校正，如零点有位移时，应把位移值加到读数上。