建筑环境学-第4章_人体对热湿环境反应
建筑环境学(4)
式中 Tr ----平均辐射温度，K； trFnj----周围环境第j个表面的角系数； Tnj----周围环境第j个表面的温度，K； εj----周围环境第j个表面的黑度； ε0----假想围合面的黑度；
四次方关系并采用绝对温标，实际使用时 有一定的困难，对于人体所处的实际环境 温差来说，简化的一次方表达式的结果比 实际平均辐射温度会略小一些，但已经足 够精确了。另外，在实际的建筑室内环境 里，室内各主要表面的黑度一般差别并不 大，因此可假定人体周围各非等温围合面 的用黑摄度氏均温等标于 的假 平想 均合 辐围 射的 温黑 度度 近似ε0，表则达有式采：
一、人体的热平衡
1. 人体的基本生理要求
(1) 代谢率：食物通过 化学反应过程被分解氧化， 实现人体的新陈代谢, 在 化学反应中释放能量的速 率叫做代谢率 （Metabolic Rate）。
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！
人体各部分的温度不同。
代谢率高的器官温度比较高，例如代谢 率比较高的肝脏温度约为38℃。但由于 全身血液在不断循环，把热量由温度较 高处带到较低处，所以人体各部分温度 不会相差很大。一昼夜之中，人体体温 有周期性波动，波动幅度不超过1℃。
式散发的热量，W/㎡ ； R——人体外表面向周围环境通过辐射形
式散发的热量，W/㎡ ； E——汗液蒸发和呼出的水蒸气所带走的
热量，W/㎡ ； S——人体蓄热率，W/㎡ （式中各项均以
人体单位表面积的产热和散热表示）
（3）裸身人体皮肤表面积的计算：
AD=0.202mb0.425H0.725
式中，AD为人体皮肤表面积,m2；H 为身高,m； mb—为体重,kg；
Birkebak (1966) Nelson和Peterson (1952)
09级：《建筑环境学》(第三版)教学大纲与复习要点
《建筑环境学》课程教学大纲一、课程的基本情况课程中文名称：建筑环境学课程英文名称：Built Environment课程代码：0811010课程类别：专业基础课课程性质：必修课总学时：36 讲课学时：34 实验学时： 2 课程学分：2分授课对象：建筑环境与设备工程专业的本科生前导课程：工程热力学，流体力学，传热学二、教学目的本课程是建筑环境与设备工程专业的一门主干专业基础课。
课程目的在于使学生了解和掌握：人和生产过程需要的室内物理环境；各种外部和内部的因素如何影响建筑环境；改变或控制建筑环境的基本方法及原理。
同时通过本课程的学习，为今后学习各门专业课程以及研究生课程打下理论基础。
另外，由于这是一门非常前沿的课程，因此在课程中除了采用了国内外公认的成熟的定论以外，还大量介绍了国内外最新的有关研究成果。
通过本课程的学习，使学生正确掌握有关建筑物理环境的基本概念，掌握构建、分析、评价建筑环境的基本理论与方法，了解建筑环境学科研究的最新发展动态。
三、教学基本要求第一章绪论基本要求：1.了解建筑环境学在人类生产、生活以及可持续发展中的地位和作用。
2.了解建筑环境学的主要研究内容及研究方法。
重点与难点：本章重点是了解建筑环境学的主要研究内容及研究方法。
本章无难点。
复习要点：1建筑环境学的概念，面临的两个急待解决的问题。
2建筑环境学研究的主要内容。
第二章建筑外环境基本要求：1.了解太阳与地球运动的基本规律。
熟悉室外气候的基本特性。
2.掌握太阳辐射的规律（包括太阳常数与太阳辐射的电磁波谱、大气层对太阳辐射的吸收、臭氧层与太阳辐射的关系影响、日照的作用与效果）。
3.了解室外气候（温湿度的年和日变动，风、雨、雪等）。
4.了解城市微气候的特点。
5.掌握我国气候分区的方法与各气候区的特点。
重点与难点：本章重点是太阳辐射的规律与我国气候分区。
本章无难点。
复习要点：1太阳辐射：大气层对太阳辐射的吸收，日照的作用。
2室外气候：1)室外气温的定义，变化规律，有效天空温度。
《建筑环境学》第四章-课件-
①辐射 ②对流 ③
蒸发
Vo,Io,do,o
★空气状态参数
变化的途径:
Pqw
QWG
tw
①对流
②空气直接 混合
Pqn 热,湿,尘源
Vi,Ii,di,i
③蒸墙体发传热/湿性能——影响内/外扰对室内空气环境的作4用－4
4.1 影响室内热环境的物理因素
4.1.1 太阳辐射与室外空气综合温度
建筑表面的辐射作用
ρ、α、τ——墙体表面反射率、吸收率、透射率
（ τ =0: 非透明体；＜1: 半透明体）
αs——表面的太阳吸收率
4－19
4.1 影响室内热环境的物理因素
4.1.2 非透明体围护结构的热工性能 αout
表面辐射特性:
对流 辐射
以外墙为例:
对流放热系数: w c f(N,R u e)
辐射放热系数:
w C r 1[2 1 T ( w )4 0 (T 1 0 a) i 4 0 ] r1/ 0 2 tw ( ta)i r 4 1 2 C 0 11 2 (1 T 2 m )3 0
并联作用→表面换热
qn n(n tn) n nc nr
串联作用 qwqqnq
4－21
4.1 影响室内热环境的物理因素
4.1.2 非透明体围护结构的热工性能
稳定传热量计算
➢多层均质墙体
θw
q
twtn
1w
di
i
1n
K0(twtn)
tw
tn
θn
twtn
twtn
Rw Ri Rn R0
K0、R0——墙体总传热系数,总传热热阻R0=1/K0, K≈f（墙体材质）——GB50176-93民用建筑热工设计规范等
《建筑环境学》习题部分参考答案【精选文档】
《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 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。
但在南方尤其是北回归线以南,冬夏太阳高度角差不多,所以建筑物是否坐北朝南影响不太大.2. 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？答:大气中的气体分子在吸收和放射辐射能时具有选择性，它对太阳辐射几乎是透明体，直接接受太阳辐射的增温是非常微弱。
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和对大气的长波辐射。
因此,地面与空气的热量交换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-第4章_人体对热湿环境的反应
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
13
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
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。
2
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
身高1.78m 体重65kg AD为1.8m2
to
hr tr hr
hcta hc
9
平均辐射温度:
一个假象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
k
tr
(Fnjtnj)/ Fnj
j1
j1
=
10
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
潜热散热量 Eres = 0.0173 M (5.867 Pa ) W/m2
24
人体的辐射散热
人体与外界的辐射换热方程
R fclfeff(Tc4lTr4)
0.8 0.4 0.7
0.78 0.72 0.7
建筑环境学第4章人体对热湿环境的反应
服装的热阻Icl 服装的透湿性 服装的表面积
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
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
只有改变代谢率才 能改变人体核心温 度。
体温调节系统的工作原理
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。
冷、热感受器
冷、热感受器存在于：
外周温度感受器
皮肤 粘膜 内脏
中枢性温度敏感神经元
脊髓 延髓 脑干网状结构
冷、热感受器的位置
人体的体温调节系统
下丘脑具寒冷。
散热调节方式
血管扩张，增加血流，提高表皮温度 出汗
年龄：老年人比年轻人更喜欢热环境吗？
不是，只是老年人活动量小。
性别：女性比男性更喜欢热环境吗？
不是，只是女性喜欢穿较轻薄的衣服。
季节和一天中的时间会影响热舒适感吗？
尽管人体温有波动，但热舒适感没有明显变化
热感觉投票和热舒适投票
Thermal Comfort Vote & Thermal Sensation Vote
加。
人体排汗率 散湿量
决定因素
环境温度 核心温度(代谢率)
建筑环境学-建筑热湿环境
I y
Iy Id－ Ia
qd w ( t w w )
s I I y q w (t w w ) s I I y w (t w w ) w (t z w ) w w
4－16
4. 室外空气综合温度
P——大气透明度（反应大 L’=L/sinβ dx β m L / L 气污染、水蒸气等颗粒对日 I1 射的衰减） I N I S ,Z、I C,Z、I ,Z m——大气质量（反应日射 强度到达表面的路程大小）
L
4－6
4.1 影响室内热环境的物理因素
4.1.1 太阳辐射与室外空气综合温度
第4章 建筑热湿环境
——是建筑环境中最重要的部分
主线：
1。建筑物理因素——热湿环境的形成
2。影响因素对热湿环境的定量影响——负荷计算 3。人体对热湿环境的反应——室内热湿环境标准 4。从人体生理学、心理学——热湿环境的评价
4－1
建筑热湿环境 知识框架
建筑热湿环境 影响室内热环境 的物理因素 合太 温阳 度辐 射 与 综 构非 的透 热明 工体 性围 能护 结 构半 的透 热明 工体 性围 能护 结 冷负荷形成及 计算方法 湿环境 人体生理学 和心理学 生 理 学 基 础 心 理 学 基 础 热 舒 适 性 方 程 热湿环境 评价 温态环 境 动态环 境 过度环 境 PMV-PPD法 局部不舒适感 其他稳定评价 4－2
G——地面平均日射反射率
总辐射
强度 阳北 总纬 辐 射的 量太
按不同表面(水平、垂直、倾斜面)计算
40
例4-1
4－13
4.1.1 太阳辐射与室外空气综合温度
3. 大气长波辐射(Ia)与晚间有效辐射(Iy)
2021建筑环境学-人体对热湿环境的反应(精选试题)
建筑环境学-人体对热湿环境的反应1、代谢率是（）。
2、人体各部分的温度不同，（）的器官温度较高。
3、一般说来，当环境温度下降时，表层温度（）；情绪上升时，表层温度（）；人体出汗之后，表层温度（）。
4、深层温度比较（）。
其平均值为（）。
5、血液的温度可以代表重要器官温度的（）6、临床体温是指机体深部的（）7、人体平均皮肤温度常用（）测量。
通过测试人体（）、（）、（）、（）处皮肤温度，按照权系数（）、（）、（）、（）进行加权平均。
8、人体与外界的热交换的形式包括有（）、（）、（），影响因素包括有（）、（）、（）和呼吸散湿、空气流速、周围物体的表面温度等。
9、一般来说，人体的衣服热阻（），则人体与外界的换热量越小；环境与人体温差（），则人体与外界的换热量越大；周围物体的表面温度（），人体热感越强。
10、（）是指一个假设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。
11、操作温度反映了环境温度和平均辐射温度的（）。
12、对于典型的室内空气环境LR一般取（）。
13、1clo定义为：在（）空气温度、空气流速超过（）、相对湿度不超过（）的环境中静坐者感到舒适需要的服装热阻。
14、椅子对热阻的影响是：将增加（）clo以下的热阻。
具体值取决于（）。
15、服装吸收了汗液后，热阻（），会使人（）。
16、基础代谢率是：未进早餐前，保持清醒静卧（）小时，室温条件维持在（）之间测定的代谢率。
17、预测不满意百分比（简写为PPD）表示人群对热环境的（）。
18、预测平均评价（简写为PMV）是引入反映（）偏离程度的热负荷，得出的一个代表同一环境下绝大多数人（）的概念，采用级分度。
它适用于稳态热环境中的（）评价。
19、热舒适是表示对环境表示满意的状态，简写为TCV，其影响因素包括：（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、其他因素等。
20、ASHRAE七级热感觉标度的优点是（）。
人体对热湿环境的反应ppt课件精选ppt
(Predicted Percentage of Dissatisfied) • PPD是通过概率分析确定某环境条件下人
群不满意的百分数
PPD＝100 – 95exp[–(0.03353 PMV 4 + 0.2179 PMV2)]
即便达到 PMV＝0， 仍然有5％的 人不满意。
完整版课件
10
热舒适方程与PMV指标特点总结
Welcome to my PPT
完整版课件
1
第四章 人体对热湿环境的反应
第二节 人体对稳态热环境反应的描述
完整版课件
2
一.热舒适方程
• 1.什么是热舒适指标?
• 热舒适指标是反映热环境物理量及人体有 关因素对人体热舒适的综合作用的指标。
• 2.影响人体热舒适的因素 • 环境因素 • 人体因素
完整版课件
• 堪萨斯州立大学实验 条件：0.6~0.8 clo 坐着
• 55-74条件： 0.8~1clo坐着但活动 稍大
完整版课件
17
(3) 标准有效温度SET*
22.5℃，100％
SET*=24℃
完整版课件
24℃，50% SET*＝20℃
18
Thanks
完整版课件
19
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
精品工程类本科大三课件《建筑环境学》04第四章第1节 人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础
面积系数fcl的求得： • 通过文献；
• 照相法——最可靠；
• 粗估算：
fcl＝1.0＋0.3Icl
（4-17）
——反映了服装的面积系数与服装的热阻间的关系
人体的能量代谢
• 人体的能量代谢率M • 人体的机械效率W • 人体蒸发散热量E
• 人体的皮肤蒸发散热量Esk • 人体的呼吸散热量Cres和Eres
• 人体与外界的辐射换热量R • 不同环境条件和活动强度下人体的散热和散湿量
人体的能量代谢率
• 人体的能量平衡比较复杂 • 与非生物体的能量平衡存在根本的区别 • 人体的能量释放量和释放方式不是固定的 • 受主观和客观环境因素影响并反作用于主观和客观因 素
• 基础代谢率（Basal Metabolic Rate，BMR）： • 临床上规定未进早餐前，保持清醒静卧半小时，室温 条件维持在18～25℃之间测定的代谢率叫做基础代谢 率 • 可用作为衡量代谢的一个标准
• 女性比男性低6%～10% • BMR正常的变动范围是10%～15%之内，
如果变动超过20%，则是病理状态。
进食后时间与代谢率的关系
• 人进食后产热量会逐渐增加，并延续7～8h。 • 所增加的热量值取决于食品的性质：
• 全蛋白质食物：增加热量30% • 糖类或脂肪类食物：4%～6% • 混合食物：10%
1clo 的定义是一个静坐者 在21℃空气温度、空气流 速不超过0.05m/s、相对 湿度不超过50%的环境中 感到舒适所需要的服装的 热阻，相当于内穿衬衣外 穿普通外衣时的服装热阻。
• 成套服装热阻，可通过单件服装的 热阻求得：
• 服装I的cl总热0阻.8：35 i Ichu,i 0.161
《建筑环境学》试题库(1)
《建筑环境学》题库——填空题第一章绪论1.目前人们希望建筑物能够满足的要求包括: 安全性、功能性、舒适性、美观性。
2.人类最早的居住方式: 巢居和穴居。
3、建筑与环境发展过程中面临的两个问题是: 如何协调满足室内环境舒适性与能源消耗和环境保护之间的矛盾和研究和掌握形成病态建筑的原因。
4、建筑环境学的三个任务是: 了解人和生产过程需要什么样的建筑室内环境、了解各种内外部因素是如何影响建筑环境的、掌握改变或控制建筑环境的基本方法和手段。
第二章建筑外环境1.地球绕太阳逆时针旋转是公转, 其轨道平面为66.5度。
2、赤纬是太阳中心与地球中心与地球赤道平面的夹角, 一般为23.5～－ 23.5度之间, 向北为正, 向南为负3.地方平均太阳时是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的计时方式。
4.真太阳时是当地太阳位于正南向的瞬时为正午12时的计时方式。
5.经国际协议, 以本初子午线处的平均太阳时为世界时间的标准时。
6.经国际协议, 把全世界按世界经度划分为24时区, 每个时区包含地理经度15度。
以本初子午线东西各7.5度为零时区, 向东分12时区, 向西也分为12时区。
7、每个时区都按照它的中央子午线的平均太阳时为计时标准, 称为该时区的标准时。
8、当地时间12时的时角为0, 前后每隔1小时, 增加15度。
9、北京时间等于世界时加上8小时10、太阳位置是地球上某一点所看到的太阳方向, 常用太阳高度角和方位角来表示。
11.太阳高度角是太阳方向与水平线的夹角。
12.太阳方位角是太阳方向的水平投影偏离南向的角度。
13.影响太阳高度角和方位角的因素有: 赤纬（季节的变化）、时角（时间的变化）、纬度（观察点所在位置）。
14.太阳常数一般取I0=1353 W/㎡。
15.大气透明度越接近1, 大气越清澈, 一般取为0.65～0.75。
16.对于北京来说, 法向夏季总辐射热量最大。
17、对于郑州来说, 水平面上夏季总辐射热量最大。
环境科学概论4人体对热湿环境的反应
（五）人体的能量代谢 1．人体的能量代谢率 基础代谢率：临床上规定未进早餐前、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 率称为基础代谢率。 当人受刺激引起精神高度紧张时，代谢率往往显著 升高。 影响能量代谢的因素：神经紧张程度、进食后时间 的长短、环境温度、性别及年龄、肌肉活动强度 2.人体的机械效率：η=W/M 3.人体蒸发散热量： Emax= ( Psk－Pa)/[ Ie,cl＋1/(fcl he)] 4. 人体与外界的辐射换热量 R=fclfeff (T4cl－T4r)
第四章
人体对热湿环境的反应
本章学习要点：
1.人体热舒适的意义及其影响因素 2.如何结合人体热舒适的需要进行暖通 空调方案设计 3.人体对动态热环境的反应
§1 人体对热湿环境反应的 生理学和心理学基础
一、人体的热平衡 二、人体的温度感受系统 三、热感觉 四、热舒适
一、人体的热平衡 （一）人体的基本生理要求： 1. 代谢率：人体在化学反应中释放能量 的速率。 人体各部分的温度不同 代谢率高的器官 温度较高。 人体的生理反应总是努力去维持人体重要 器官的温度相对稳定。
3、人体平均皮肤温度的测量方法 四点模型法： 通过测试人体胸部、上臂、大腿、小腿， 皮肤温度，按照权系数 0.3，0.3，0.2， 0.2，进行加权平均。
（二）人体与外界的热交换形式 对流、辐射、蒸发 对流：环境空气的温度决定了人体表面与环境 的对流换热，温差因而影响了对流换热量。周 围的空气流速影响了对流热交换系数。气流速 度大时,人体的对流散热量增加,因此会增加人 体的冷感。 辐射：周围物体的表面温度决定了人体辐射散 热的强度。例如,在同样的室内空气参数的条件 下,围护结构内表面温度高会增加人体的热感， 否则会增加人的冷感
人体对热湿环境的反应
第四章人体对热湿环境的反应一人体的热湿生理食物⇒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：人体新陈代谢反应过程中能量释放的速率。
1、基础代谢率BMR的变化范围：10-15%，超过20%为病态2、人体的能量代谢率与肌肉的活动强度、环境、性别、年龄、神经的紧张程度、进食后时间的长短等有关系。
其中肌肉活动强度对代谢率起决定的影响3、人体温度(1)核心温度：直肠最接近(2)外层温度：皮肤、皮下脂肪、表层的肌肉（皮肤的舒适程度）也不一样。
比如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4、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、呼吸散湿5、人体散热、散湿量的影响因素全热：肌肉活动强度；显热：决定于温度，随温度上升而减少；潜热：随温度上升而增加6、人体的潜热散热量：呼吸蒸发：显热散热量和潜热散热量皮肤蒸发7、影响人体与外界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、风速：对流热交换和对流质交换、服装热阻：影响所有换热形式二、服装服装的作用：保温和阻碍湿扩散服装的性能：服装的热阻Icl、服装的透湿性、服装的表面积1、服装的热阻Icl一般指显热热阻，衣服的类型不同热阻也不一样例如：夹克 0.4clo、工作服：0.2clo、厚毛衣0.37clo、厚长大衣0.63clo2、舒适服装热阻与环境温度、相对风速、活动强度有关系3、服装的透湿性服装的存在增加了皮肤的蒸发换热热阻4、服装的潜热热阻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5、服装的表面积服装的面积系数 fcl = Acl / AD三、人体的温度感受系统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”，人体各部位的冷点数目明显多于热点。
不同的部位，冷点和热点的分布密度也不一样1、人体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、黏膜、内脏）、中枢性温度敏感神经元（脊髓、延髓、脑干网状结构）2、热感觉定义：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。
建筑环境学4-6章总结
建筑环境学4~6章总结第四章人体对热湿环境的反应人体在化学反应中释放能量的速率叫做代谢率，人体的生理机能要求体温必须维持近似恒定才能保证人体的各项功能正常，所以人体的生理反应总是尽量维持人体重要器官的温度相对稳定。
如果将人看作一个系统，则人与环境的热交换同样遵守热力学第一定律。
因此，可以用热平衡方程来描述人与环境的热交换。
人体的热平衡方程可用 M – W – C – R – E – S = 0表示。
人体各部分的温度不同，代谢率高的器官温度较高。
一般说来，当环境温度下降时，表层温度下降；情绪上升时，表层温度上升；人体出汗之后，表层温度下降。
人体与外界的热交换的形式包括有对流、辐射、蒸发，影响因素包括有衣服热阻、环境空气温度、皮肤蒸发和呼吸散湿、空气流速、周围物体的表面温度等。
一般来说，人体的衣服热阻越大，则人体与外界的换热量越小；环境与人体温差越大，则人体与外界的换热量越大；周围物体的表面温度越高，人体热感越强。
影响人体与外界显然交换的几个环境因素有：平均辐射温度，操作温度，对流换热系数，对流质交换系数。
体温调节主要是依靠神经调节和体液调节来完成的。
人体体温的调节方法包括有调节皮肤表层的血流量、调节排汗量、提高产热量等。
贝氏标度的特点是热感觉与热舒适合二为一，也即其主要缺点。
ASHRAE七级热感觉标度的优点是精确指出了热感觉。
热舒适是表示对环境表示满意的状态，简写为TCV，其影响因素包括：冷热刺激的存在、刺激的延续时间、原有的热状态、皮肤温度、核心温度、环境温度、空气湿度、垂值温差、吹风感、辐射不均匀性、其他因素等。
预测平均评价（简写为PMV）是引入反映人体热平衡偏离程度的热负荷，得出的一个代表同一环境下绝大多数人热感觉的概念，采用7级分度。
它适用于稳态热环境中的人体热舒适评价。
预测不满意百分比（简写为PPD）表示人群对热环境的不满意百分比。
当室内热环境处于最佳的热舒适状态时，仍有5％的人不满意，因此ISO7730对PMV－PPD的推荐值在-0.5～＋0.5。
建筑环境学课后习题答案朱颖心版
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
椅子给人增加0.15 clo以下热阻 Icl = 0.748 Ach – 0.1
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
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
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
风速：对流热交换和对流质交换
吹风感：Draft，冷感和对皮肤的压力冲击
服装热阻：影响所有换热形式
8
关于热湿环境的术语
平均辐射温度 t r 或 Tr
近似式：
准确的应该是四次方
tr
( Fnj t nj )
j 1
黑球温度 Tg
Tr Tg 2.44 v (Tg Ta )
5
皮肤温度
状 态
皮肤组织迅速损伤 被烫伤的疼痛感
人 体 外 层 温 度
45 ℃ 以上 43~ 41 ℃
41~39 ℃
39~37 ℃ 37~35 ℃ 34~33 ℃ 33~32 ℃ 32~30 ℃ 31~29 ℃ 25℃ (局部) 20 ℃(手) 15 ℃(手) 5 ℃ (手 )
疼感域
热的感觉 开始有热的感觉 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 3-6met 的(较大)运动量时感觉舒适 坐着时有不愉快的冷感 皮肤丧失感觉 非常不快的冷感觉 极端不快的冷感觉 伴随疼感的冷感觉
皮肤表面积 AD ＝ 0.202 mb 0.425 H 0.725
身高1.78m 体重65kg AD为1.8m2
3
人体温度
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。
j 1 j 1
k
k
=
10
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
hc=常数 hc= C T 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
操作温度：反映了环境空气温度ta和平均辐 射温度 t r 的综合作用
hr t r hc t a to hr hc
9
平均辐射温度:
一个假象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。
tr
( Fnj t nj ) / Fnj
椅子给人增加0.15 clo以下热阻
Icl = 0.748 Ach – 0.1
步速 90步/min 1clo 0.48 clo
14
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 1.5 v = 3.6 m / s v = 2.5 m / s
4
人体体温范围
肝脏：最高，38℃
各部分温差不会太大
皮肤：与外界环境有关 日夜有1℃以内的波动 代表温度：核心温度
Ò ¹ Î ú Õ ý ³ £ ³ É Ä ê È Ë µ Ä Ì å Î Â (æ ¡ ) ½ ¾ Æ ù Á ¿ Ò ¸ Î Â ¿ Ú Î Â ¸ Ø Î Â 36.8 37.2 37.5 ä ¶ ± ¯ · ¶ Î § 36.0~37.4 36.7~37.7 36.9~37.9
第四章
人体对热湿 环境的反应
第一节 人体对热湿环境反 应的生理学和心理学基础
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。
2
人体的热平衡
热平衡方程 M W C R E S = 0
11
服装的作用：保温和阻 碍湿扩散
服装的性能：
服装的热阻Icl 服装的透湿性 服装的表面积
12
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 长裤，短袖衬衫 长裤，长袖衬衫 长裤，长袖衬衫加短外衣 厚大衣，长袖衬衫，保暖内 衣，长内裤 厚三件套西衣服, 长内衣裤 厚毛衣 厚长大衣 厚裤子 工作服 夹克
服装的热阻Icl
Icl (clo)
0.36 0.57 0.61 0.96 1.34 1.5 0.37 0.63 0.32 0.2 0.4
13
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
16
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：
1 clo ¸ É Ô ï · þ × °± » º ¹ Ê ª È ó º ó µ Ä È × è » î ¶ ¯ Ç ¿ ¶ È þ ·° ×È × è (clo) ¾ ² × ø × ø × Ë Ê Û » õ 0.6 0.4 ¾ Á Õ ¢ Ê Û » õ 0.5 Õ Á ¾ ¢ µ « Å ¼ û × ¶ ß ¶ ¯ 0.4 Ð × ß 3.2 km/h 0.4 Ð × ß 4.8 km/h 0.35
6
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
潜热交换
皮肤散湿
出汗蒸发 皮肤湿扩散
呼吸散湿
7
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！
0 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25
环境温度( ℃)
15
服装的透湿性
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。
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
服装热阻(c lo)
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