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
《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。
建筑光环境-建筑环境学
第八章建筑光环境建筑光环境是建筑环境中的一个非常重要的组成部分。
人们对光环境的需求与所从事的活动有密切关系。
在进行生产、工作和学习的场所,适宜的照明可以振奋人的精神、提高工作效率、保证产品质量、保障人身安全与视力健康。
因此,充分发挥人的视觉效能是营建这类光环境的主要目标。
而在居住、休息、娱乐和公共活动的场合,光环境的首要作用则在于创造舒适优雅、活泼生动或庄重严肃的特定环境气氛,使光环境对人的精神状态和心理感受产生积极的影响。
建筑照明能耗在建筑能耗中也占据了重要的份额。
国内外的统计数据都表明,在现代的办公建筑与大型百货商场,照明能耗均约占整个建筑能耗的三分之一左右。
因此,在保证满足室内光环境要求的条件下,最大限度地降低照明能耗,对于减少建筑总能耗,降低高能耗所导致的污染排放具有非常重要的社会意义和经济效益,也是建筑设备工程专业的重要的任务。
为了创造令人满意的室内光环境,同时又要避免过高的建筑能耗,就必须充分了解不同类型的采光、照明设备与方法的性能特点与能耗特点。
本章介绍了建筑光环境有关的基本概念和理论,此外,对照明、采光设备、控光材料、照明形式、计算方法等也有介绍,以期读者对光环境的设计原理有正确的了解,并初步掌握光环境的设计与控制方法。
第一节光的性质与度量光是以电磁波形式传播的辐射能。
电磁辐射的波长范围很广,只有波长在380nm至760nm的这部分辐射才能引起光视觉,称为可见光(简称光)。
波长短于380nm的是紫外线、x射线、 射线、宇宙线;长于760nm的有红外线、无线电波等等。
它们与光的性质不同,人眼是看不见的(图8-1)。
图8-1 辐射波谱不同波长的光在视觉上形成不同的颜色,例如700nm的光呈红色,580nm呈黄色,470nm呈蓝色。
单一波长的光呈现一种颜色,称为单色光。
日光和灯光都是由不同波长的光混合而成的复合光,它们呈白色或其他颜色。
将复合光中各种波长辐射的相对功率量值按对应波长排列联结起来,就形成该复合光的光谱功率分布曲线,它是光源的一个重要物理参数。
建筑环境学课后习题答案
• 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。
• 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。
得热: 1、假定除所考察的围护结构内表面外,其他 各室内表面的温度均与室内空气温度一致
2、假定室内没有其他短波辐射热量落在所考 察围护结构内表面上”时
综合
• 如果有两套户型设计一模一样的公寓,但一个主 要窗户朝东,另一个朝西。两套公寓夏季的热环 境条件有何区别?
–朝东公寓,传热的峰值在下午,太阳辐射得热的峰值 在上午,峰值错开使得负荷峰值较小 –朝西公寓,传热和太阳辐射的峰值均在下午,峰值叠 加后使得总负荷偏大 ,不空调的话房间温度会特别高
• 人体处于非热平衡时的过渡状态时是否适用热舒 适方程?
–不适用,因为热舒适方程是对人体在稳态条件下能量 平衡的描述
• 其热感觉描述是否适用PMV指标?
–PMV指标反映了人体在稳态热环境下对热平衡的偏离程 度,指标计算基于热舒适方程,因此也不适用于非热 平衡状态下热感觉的描述。
• PMV在描述偏离热舒适状况时有何局限?
Qsky
• 为什么晴朗天气的凌晨树叶表面容易结露或结霜?
Q:为什么会结露? A:温度达到露点 Q:温度为什么达到露点? A:晴朗的夜间,大气透明 度高,吸收地面长波辐射 的能力差,天空背景温度 很低。 树叶表面与天空的辐射换 热,表面温度降低
• 晴朗夏季的凌晨,树叶表面容易结露,为什么? • 答: • 在晴朗天气的夏季凌晨,因为无云,有效天空温 度比有云时要低,天气越晴朗,空气中的水蒸气 含量越少,则夜间有效天空温度越低。因此,夜 间室外物体朝向天空的表面会向天空辐射散热, 当其表面温度达到周围空气的露点时,就会有结 露出现。由于树表面湿度大于无生命的物体,且 树叶体积小儿更易于被冷却,在温度低的时候很 容易达到露点而使空气结露,这就是为什么凌晨 室外一些朝上的表面,如树叶表面会结露的原因。
(完整word版)建筑环境学课后习题参考答案
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.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,且室内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".而水体和植被具有调节城市局部气候的作用,如净化空气、减少噪声,对城市“热岛现象”有一定的缓解作用。
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。
建筑光环境-建筑环境学
第八章建筑光环境建筑光环境是建筑环境中的一个非常重要的组成部分。
人们对光环境的需求与所从事的活动有密切关系。
在进行生产、工作和学习的场所,适宜的照明可以振奋人的精神、提高工作效率、保证产品质量、保障人身安全与视力健康。
因此,充分发挥人的视觉效能是营建这类光环境的主要目标。
而在居住、休息、娱乐和公共活动的场合,光环境的首要作用则在于创造舒适优雅、活泼生动或庄重严肃的特定环境气氛,使光环境对人的精神状态和心理感受产生积极的影响。
建筑照明能耗在建筑能耗中也占据了重要的份额。
国内外的统计数据都表明,在现代的办公建筑与大型百货商场,照明能耗均约占整个建筑能耗的三分之一左右。
因此,在保证满足室内光环境要求的条件下,最大限度地降低照明能耗,对于减少建筑总能耗,降低高能耗所导致的污染排放具有非常重要的社会意义和经济效益,也是建筑设备工程专业的重要的任务。
为了创造令人满意的室内光环境,同时又要避免过高的建筑能耗,就必须充分了解不同类型的采光、照明设备与方法的性能特点与能耗特点。
本章介绍了建筑光环境有关的基本概念和理论,此外,对照明、采光设备、控光材料、照明形式、计算方法等也有介绍,以期读者对光环境的设计原理有正确的了解,并初步掌握光环境的设计与控制方法。
第一节光的性质与度量光是以电磁波形式传播的辐射能。
电磁辐射的波长范围很广,只有波长在380nm至760nm的这部分辐射才能引起光视觉,称为可见光(简称光)。
波长短于380nm的是紫外线、x射线、 射线、宇宙线;长于760nm的有红外线、无线电波等等。
它们与光的性质不同,人眼是看不见的(图8-1)。
图8-1 辐射波谱不同波长的光在视觉上形成不同的颜色,例如700nm的光呈红色,580nm呈黄色,470nm呈蓝色。
单一波长的光呈现一种颜色,称为单色光。
日光和灯光都是由不同波长的光混合而成的复合光,它们呈白色或其他颜色。
将复合光中各种波长辐射的相对功率量值按对应波长排列联结起来,就形成该复合光的光谱功率分布曲线,它是光源的一个重要物理参数。
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”。
(完整版)建筑环境学课后习题答案
《建筑环境学》课后习题第一章绪论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?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。
11.风可分为哪两大类,并解释其定义,我国气象部门是如何测定当地的风向与风速的,风玫瑰图的含意是什么?12.城市气候环境变暖且高于周边郊区农村的主要原因是什么?为什么在城市密集区易形成热岛现象。
13.我国建筑热工设计中为什么要按分区进行设计,是如何分区,分成几个什么区域。
第三章建筑环境中的空气环境1.室内空气环境主要由哪几部分组成,上人们为什么如此关心室内空气环境。
2.何为空气环境的“阈值”,根据人在空气环境中停留时间长短给出了几种阈值。
3.室内空气品质(IAQ)较狭义与广义上的定义是如何确定的。
4.了解室内空气品质的相关标准,以及国内外标准的差异。
5.何为室内环境品质(IEQ)。
6.室内空气污染的来源,污染的种类及其造成的危害为何。
7.为了减轻室内空气污染可采取哪三种途径;分别写出稳态和非稳态下的全面通风换气稀释方程,并解释其含意。
8.理论上的通风换气量是如何确定,工程设计中新风量如何确定,ASHRAE Standard62-1989R 给出的新标准如何。
《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。
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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
to
hr tr hr
hcta 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
椅子给人增加0.15 clo以下热阻 Icl = 0.748 Ach – 0.1
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
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
温 32~30 ℃
3-6met 的(较大)运动量时感觉舒适
度
31~29 ℃ 坐着时有不愉快的冷感 25℃ (局部) 皮肤丧失感觉
20 ℃(手) 非常不快的冷感觉
15 ℃(手) 极端不快的冷感觉
5 ℃(手)
伴随疼感的冷感觉
8
(二) 人体与外界的热交换
人体与外界的热交换 显热交换
对流散热 辐射散热
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
ÎÒ ¹ú Õý ³£ ³É Äê ÈË µÄ Ìå Π(æ¡ )
ƽ ¾ù Á¿
±ä ¶¯ ·¶ Χ
Ò¸ ÎÂ
36.8
36.0~37.4
¿Ú ÎÂ
37.2
36.7~37.7
4.1.1. 人体的热平衡 人体的基本生理要求
食物分解氧化热量 人体的基本生理要求:
维持体温基本恒定! 代谢率(Metabolic Rate):
人体新陈代谢反应过程 中能量释放的速率
4
人体的热平衡
热平衡方程 M W C R E S = 0
皮肤表面积 AD = 0.202 mb 0.425 H 0.725
0.57
长裤,长袖衬衫
0.61
长裤,长袖衬衫加短外衣 0.96
厚大衣,长袖衬衫,保暖内
衣,长内裤
1.34
厚三件套西衣服, 长内衣裤 1.5
厚毛衣
0.37
厚长大衣
0.63
厚裤子
0.32
工作服
0.2
夹克
0.4
15
服装的热阻Icl
人运动时由于人体与空气之间存在相对流速, 会降低服装的热阻。 Icl = 0.504 Icl + 0.00281Vwalk – 0.24
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
hc=常数
hc= CT 0.25
hc= C (M-50) 0.39
对流质交换系数:传质与传热比拟
LR = he / hc = 16.5 ℃/kPa
13
(四) 服装的作用:保温和阻 碍湿扩散
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
服装的存在增加了皮肤的 蒸发换热热阻:
服装对皮肤表面的水蒸气 扩散有一个附加的阻力。
服装吸收部分汗液,只有 剩余部分汗液蒸发冷却皮 肤。使得需要更大蒸发量 才能在皮肤表面上形成同 样的散热量
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
站立但偶 行走
行走
行走
坐姿售货 站立售货
尔走动 3.2 km/h 4.8 km/h 6.4 km/h
服装的性能:
服装的热阻Icl 服装的透湿性 服装的表面积
14
服装的热阻Icl
一般指显热热阻
单位m2K/W和clo,其中1clo = 0.155 m2K/W
已知单件服装热阻: Icl = 0.161+0.835 Iclu,i
类型
短袖衬衣,短裤
Icl (clo)
0.36
长裤,短袖衬衫
¸Ø ÎÂ
37.5
36.9~37.9
7
皮肤温度
状态
45 ℃ 以上 皮肤组织迅速损伤
人 43~ 41 ℃ 被烫伤的疼痛感
体 41~39 ℃ 39~37 ℃
疼感域 热的感觉
外 37~35 ℃ 开始有热的感觉
层 34~33 ℃ 33~32 ℃
休息时处于热中性状态, 热舒适 2-4met 的(中等)运动量时感觉舒适
v =1.5 m/s v =1.0 m/s v =0.5 m/s v =0.25 m/s
1
步行6.4km / h
v =7.1 m/s
v =5.1 m/s
0.5
v =3.6 m/s
v =2.5 m/s
服装热阻(c lo)
0
-2
0
5
环境温度(℃)
10
15
20
25
17
服装的透湿性
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 )
身高1.78m 体重65kg AD为1.8m2
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