第四章人体对热湿环境的反应(建筑环境学清华大学)资料
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)
建筑环境学复习资料-重点
建筑环境学复习重点第二章建筑外环境世界时——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。
北京时间=世界时间+8小时太阳在空间的位置——太阳高度角，太阳方位角A到达地面的太阳辐射照度大小取决于地球对太阳的相对位置以及大气透明度。
风场——指风向，风速的分布状况。
风——风是由于大气压差所引起的大气水平方向的运动。
地表增温不同是引起大气压差的主要原因，也是风形成的主要原因。
风可以分为大气环流与地方风。
气象台一般以距平坦地面10m 高出所测得风向和风速作为当地的观察数据。
风玫瑰图包括风向频谱图和风速频谱图地方风是由于地表水陆分布、地势起伏、表面覆盖等地方性条件不同所引起海陆风——局部地方昼夜受热不均引起的。
大气边界层——从地球表面到500~1000m高的这层空气叫大气边界层，其厚度主要取决于地表的粗糙度。
室外气温——一般是指距地面1.5m高，背阴处的空气温度。
一天的最高气温通常出现在14时左右，最低气温一般出现在日出前后。
由于空气与地面间因辐射换热而增温或降温，都需要经历一段时间。
相对湿度的日变化受地面性质，水陆分布，季节寒暑，天气阴晴等因素影响。
一般是大陆低于海面，夏季高于冬季，阴天高于晴天。
相对湿度的变化趋势与气温的变化趋势相反。
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。
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、微粒水粒对阳光的反射，散射和吸收共同影响。
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。
太阳高度角：太阳光线与水平面之间的夹角。
太阳方位角是太阳方向的水平投映偏离南向的角度A。
室外空气综合温度:相当于室外温度由原来的空气温度值增加了一个太阳辐射的等效温度，并考虑了长波辐射的影响。
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》第四章 课件 PPT
N
αin
tin
并联作用→表面换热 qw w ( t w w ) w wc wr
串联作用
固体间导热传热 并联作用→表面换热 qn n ( n t n ) q ( w n ) n nc nr
q w q q n q
4.1.2 非透明体围护结构的热工性能
3. 稳定传热量计算 组合墙体：
计算方法：
思考：分析按与 热流平行方向划 分和等热流层划 分的不同。
（1）分层——按等热流层分 （2）确定组合层——并联处理成当量热阻
F1 F2 F3 R F1 F2 F3 R1 R2 R3
β
4－11
2. 太阳辐射强度
散射辐射与总辐射强度
直射Z 水平面S 垂直面C 倾斜面 INsin INcoscos INcos i 散射S IS,S 0.5 IS,S 0.5 IS,S(1+cos) 地面反射D 0 0.5GIS, 0.5GIS(1-cos)
1 1 Pm I 0 sin 2 1 1.4 ln P
①辐射 ②对流 ③蒸发
Vo,Io,do,o I
★空气状态参数 变化的途径：
①对流 ②空气直接混合 ③蒸发
Pqw
Q W G
tw
Pqn 热,湿,尘源
Vi,Ii,di,i
4－4 墙体传热/湿性能——影响内/外扰对室内空气环境的作用
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
辐射响应特性
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
2. 表面辐射特性：
人体对热湿环境的反应
人体对热湿环境的反应人体对热湿环境的反应专业：建筑环境与设备工程学号：214班级：二班姓名：王旭一、人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础1.1人体的热平衡人体靠摄取食物维持生命。
在人体细胞中，食物通过化学反应过程分解氧化，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。
化学反应中大部分化学能最终变成了热量，因此人体不断地释放热量；同时，人体也会通过对流、辐射和汗液蒸发从环境中获得或失掉热量。
但是，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。
人体各部分温度并不相同。
人体为了维持正常的体温，必须使产热和散热保持平衡。
因此人体的热平衡又可用下式表示：M-W-C-R-E-S=0式中 M-人体能量代谢率，决定于人体的活动量大小；W-人体所做的机械功；C-人体外表面向周围环境通过对流形式散发的热量；R-人体外表面向周围环境通过辐射形式散发的热量；E-汗液蒸发和呼出的水蒸气所带走的热量；S-人体蓄热率。
1.2人体与外界的热交换人体与外界的热交换形式包括对流、辐射和蒸发。
这几种不同类型的换热方式都受人体衣着的影响。
衣服的热阻大则换热量小，衣服的热阻小则换热量大。
环境空气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，周围的空气流速则影响对流交换系数。
气流速大时，人体的对流散热量增加，因此会增加人体冷觉。
人体除了对外界有显热交换外还有潜热交换。
主要是通过皮肤蒸发和呼吸散湿带走身体的热量。
皮肤蒸发又包括汗液蒸发和皮肤的湿扩散两部分。
因为除了人体体温调节系统可以控制汗液的分泌外，水分还可以从皮下组织直接散发到较干燥的环境空气中去。
在一定温度下，相对湿度越高，空气中的水蒸气分压力越大，人体皮肤表面单位面积的蒸发量越少，可以带走的热量就越少。
因此在高温环境下，空气湿度偏高会增加人体的热感。
1.3影响人体与外界显热交换的几个环境因素平均辐射温度：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。
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。
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10
热舒适方程与PMV指标特点总结
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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
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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
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• 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
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(3) 标准有效温度SET*
22.5℃，100％
SET*=24℃
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24℃，50% SET*＝20℃
18
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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。
人体对热湿环境的反应
人体对热湿环境得反应专业：建筑环境与设备工程学号：214班级：二班姓名：王旭一、人体对热湿环境反应得生理学与心理学基础1、1人体得热平衡人体靠摄取食物维持生命。
在人体细胞中，食物通过化学反应过程分解氧化，实现人体得新陈代谢，在化学反应中释放能量得速率叫做代谢率。
化学反应中大部分化学能最终变成了热量，因此人体不断地释放热量；同时，人体也会通过对流、辐射与汗液蒸发从环境中获得或失掉热量。
但就是，人体得生理机能要求体温必须维持近似恒定才能保证人体得各项功能正常，所以人体得生理反应总就是尽量维持人体重要器官得温度相对稳定。
人体各部分温度并不相同。
人体为了维持正常得体温，必须使产热与散热保持平衡。
因此人体得热平衡又可用下式表示：M-W-C-R-E-S=0式中 M-人体能量代谢率，决定于人体得活动量大小；W-人体所做得机械功；C-人体外表面向周围环境通过对流形式散发得热量；R-人体外表面向周围环境通过辐射形式散发得热量；E-汗液蒸发与呼出得水蒸气所带走得热量；S-人体蓄热率。
1、2人体与外界得热交换人体与外界得热交换形式包括对流、辐射与蒸发。
这几种不同类型得换热方式都受人体衣着得影响。
衣服得热阻大则换热量小，衣服得热阻小则换热量大。
环境空气温度决定了人体表面与环境得对流换热温差因而影响了对流换热量，周围得空气流速则影响对流交换系数。
气流速大时，人体得对流散热量增加，因此会增加人体冷觉。
人体除了对外界有显热交换外还有潜热交换。
主要就是通过皮肤蒸发与呼吸散湿带走身体得热量。
皮肤蒸发又包括汗液蒸发与皮肤得湿扩散两部分。
因为除了人体体温调节系统可以控制汗液得分泌外，水分还可以从皮下组织直接散发到较干燥得环境空气中去。
在一定温度下，相对湿度越高，空气中得水蒸气分压力越大，人体皮肤表面单位面积得蒸发量越少，可以带走得热量就越少。
因此在高温环境下，空气湿度偏高会增加人体得热感。
1、3影响人体与外界显热交换得几个环境因素平均辐射温度：一个假想得等温围合面得表面温度，它与人体间得辐射热交换量等于人体周围实际得非等温围合面与人体间得辐射热交换量。
第四章 人体对热湿环境的反应
第四章人体对热湿环境的反应1、代谢率是人体在化学反应中释放能量的速率。
2、人体各部分的温度不同，代谢率高的器官温度较高。
3、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。
4、深层温度比较稳定。
其平均值为体温。
5、血液的温度可以代表重要器官温度的平均值6、临床体温是指机体深部的平均温度7、人体平均皮肤温度常用四点模型法测量。
通过测试人体胸部、上臂、大腿、小腿处皮肤温度，按照权系数0.3、0.3、0.2、0.2进行加权平均。
8、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。
9、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。
10、平均辐射温度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综合作用。
12、对于典型的室内空气环境LR一般取16.5。
13、1clo定义为：在21℃空气温度、空气流速超过0.05m/s、相对湿度不超过50%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0.15clo以下的热阻。
具体值取决于椅子与人体接触的面积。
15、服装吸收了汗液后，热阻降低，会使人凉快。
16、基础代谢率是：未进早餐前，保持清醒静卧半小时，室温条件维持在18～25°C之间测定的代谢率。
17、人静坐时的代谢率为1met（58.2W/m2 ）。
18、在空调负荷计算时，机械效率常看作0。
19、人体的皮肤蒸发散热量与环境空气的水蒸气分压力、皮肤表面的水蒸气分压力、服装的潜热换热热阻等三个因素有关。
20、体温调节主要是依靠神经调节和体液调节来完成的21、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。
人体对热湿环境的反应
消化系统反应
在高温环境下，人体消化系统会减缓消化速度，以减少热 量消耗。而在湿度较高的环境下，消化系统则会出现胃部 不适、消化不良等反应。
适应能力
人体具有一定的适应能力，可以通过逐渐适应不同的热湿 环境来提高自身的耐受能力。但过度暴露于热湿环境下仍 会对人体造成危害。
02
热湿环境对人体心理影响
ห้องสมุดไป่ตู้
情绪波动与热湿环境关系
行为性调节
人体可以通过行为性调节 ，如增加衣物、寻找遮荫 处、减少活动等，来适应 不同的温度环境。
汗腺分泌
在高温环境下，人体通过 汗腺分泌汗液来散热，以 维持体温的稳定。
湿度调节机制
呼吸系统调节
人体通过呼吸系统的调节 ，如加快呼吸频率、加深 呼吸等，来适应不同的湿 度环境。
皮肤蒸发
在湿度较高的环境下，人 体通过皮肤蒸发水分来散 热，以维持体温的稳定。
湿度相关疾病的发生机制主要包括湿 度对呼吸道黏膜的刺激、细菌滋生、 过敏原增多等。在潮湿环境中，呼吸 道黏膜受到刺激，容易引发炎症；同 时细菌容易滋生，增加感染风险；此 外，一些过敏原在潮湿环境中也容易 增多，引发过敏反应。
预防湿度相关疾病的措施包括在潮湿 环境下保持室内通风，降低湿度；保 持衣物干燥，避免穿着潮湿的衣物； 注意个人卫生，勤洗手、洗脸等；以 及在必要时使用除湿设备。
合理安排工作时间
合理安排工作时间，避免在高 温高湿时段进行重体力劳动或 需要高度集中注意力的任务。
03
热湿环境对人体健康影响
热相关疾病发生机制及预防措施
热相关疾病
热相关疾病包括热射病、热衰竭、热痉挛等，主要由于长时间暴露在高温高湿环境中，人 体产热和散热失衡，导致体温调节功能障碍。
第四章 人体对热湿环境的反应 (建筑环境学 清华大学)
决定人体排汗率的主要因素
2、温度感受系统与调节系统
人体各部位冷点和热点 分布密度：个/cm2
冷、热感受器的位置
冷、热感受器的位置
人体的体温调节系统
人体的体温调节系统
人体的体温设定值随肌肉活 动强度而变
2、温度感受系统与调节系统
3、热感觉与热舒适
热感觉的影响因素
热感觉的适应性
RWI 的分度与 ASHRAE 热感觉标度之间的关系 热感觉 暖 稍暖 中性 稍凉 ASHRAE 热感觉标度 2 1 0 -1 相对热指标 RWI 0.25 0.15 0.08 0.00
过渡区热指标RWI/HDR
其他热湿环境的物理度量
疲劳极 限 可调 区
不需 调节
失调 区
Heat Stress
核心温度对热感觉的影热舒适？
热舒适与热中性的背离
影响热舒适的因素
空气湿度
垂直温差
垂直温差
垂直温差
气流与吹风感 draught
气流与吹风感 draught
气流与吹风感
气流与吹风感
辐射不均匀性
辐射不均匀性
辐射不对称性与满意率的关系
二节点模型，Gagge，1970
二节点模型，Gagge，1970
二节点模型的应用
思考题
• 人的代谢率主要是由什么因素决定的？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？ • “冷”与“热”是什么概念？单靠环境温度能 否确定人体的热感觉？湿度在人体热舒适中起什 么作用？ • 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？
04章人体反应--130326
部位 手背 手掌 手指背 手指肚 大腿 小腿 脚背 脚底
冷点
7.4 1.0-5.0 7.0-9.0 2.0-4.0 4.4-5.2 4.3-5.7
0.4
站立但偶尔走动 行走3.2km/h
站立售货
0.5
行走4.8km/h 行走6.4km/h
服装热阻 0.4 0.4 0.35 0.3
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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
反映了汗液能够蒸发的难易程度，极好地客观反映不舒适程度， 如环境湿度增加，皮肤湿润度也将提高。
32
2)人体的呼吸散热散湿量 显热散热量
Cres = 0.0014 M (34 ta ) W/m2
潜热散热量
Eres = 0.0173 M (5.867 Pa ) W/m2
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（4）人体与外界的辐射
1)人体皮肤实际蒸发散热量：
可用实验
EskErs wEdi f Emax 量测出来
式中 Ersw—汗液蒸发散热量，w/m2；
Edif—皮肤湿扩散散热量；
—皮肤湿润度。
Esk Emax
皮肤实际蒸发量与在同一环境中皮肤完全湿润而可能产生 的最大蒸发散热量之比，相当于湿皮肤表面积所占人体皮 肤表面积的比例：
式中 AD —人体皮肤表面积，m2；
H—身高，m；
看看自己的皮肤有
m b —体重，kg。
多大吧!再想想这么 大的一张皮子是做
什么用的呢?
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皮肤的作用
将身体内部与外部环境隔开 阻止水分流失 保护身体避免受伤和被病菌感染 帮助调节体温 排除体内垃圾 在阳光照射下产生维生素D 收集周围环境的信息
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决定人体排汗率的主要因素
2、温度感受系统与调节系统
人体各部位冷点和热点 分布密度：个/cm2
冷、热感受器的位置
冷、热感受器的位置
人体Байду номын сангаас体温调节系统
人体的体温调节系统
人体的体温设定值随肌肉活 动强度而变
2、温度感受系统与调节系统
3、热感觉与热舒适
热感觉的影响因素
热感觉的适应性
RWI 的分度与 ASHRAE 热感觉标度之间的关系
热感觉
ASHRAE 热感觉标度 相对热指标 RWI
暖
2
0.25
稍暖
1
0.15
中性
0
0.08
稍凉
-1
0.00
过渡区热指标RWI/HDR
其他热湿环境的物理度量
不需 调节
可调 区
Heat Stress
疲劳极 限
失调 区
热舒适指标够用吗？
热应力指数HSI (Heat Stress Index) Belding & Hatch, 1955
其他因素：Fanger的实验结论
3、热感觉与热舒适
人体对稳态热环境 的反应
人体对稳态热环境的反应
• 理论建立者：P.O.Fanger
预测平均评价PMV
S？
PMV指标的7级分度
预测不满意百分比PPD
热舒适方程与PMV指标特点总结
热舒适方程与PMV指标特点总结
其他稳态热反应指标
ASHRAE舒适区
• “冷”与“热”是什么概念？单靠环境温度能 否确定人体的热感觉？湿度在人体热舒适中起什 么作用？
• 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？
思考题
• 人体处于非热平衡时的过渡状态时是否适用热舒 适方程？其热感觉描述是否适用PMV指标？PMV在 描述偏离热舒适状况时有何局限？
核心温度对热感觉的影响
热感觉的测量：问卷调查
什么是热舒适？
什么是热舒适？
热舒适与热中性的背离
影响热舒适的因素
空气湿度
垂直温差
垂直温差
垂直温差
气流与吹风感 draught
气流与吹风感 draught
气流与吹风感
气流与吹风感
辐射不均匀性
辐射不均匀性
辐射不对称性与满意率的关系
• 为什么要有TSV和TCV两种人体热反应评价投票？ • HIS、WCI与PMV、PPD应用上有什么区别？ • 动态热环境与稳态热环境对人的热感觉影响有
何差别，原理是什么？ • 你自己对“舒适”和“中性”之间的关系有何
切身体会？
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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 理学与心理学基础
1、人体的热平衡
人体的热平衡
人体温度
人体体温范围
人 体 外 层 温 度
人体与外界的热交换
影响人体与外界热交换的因素
关于热湿环境的术语
平均辐射温度
热质交换系数的确定
服装的作用：保温和阻碍湿扩散
服装的热阻：Icl
其他稳态热环境评价指标
合成温度
当量温度
主观温度
主观温度
人体对动态热环境的 反应
对突变温度环境的反应
对突变温度 环境的反应
人体对变化风速的反应
不同类型风的 风速变化
人体对不同类型脉动风速的接受程度实验（清华）
过渡区热指标RWI/HDR
过渡区热指标RWI/HDR
过渡区热指标RWI/HDR
服装的热阻：Icl
舒适服装热阻与环境温度、相对风速、 活动强度的关系
服装的透湿性
服装的潜热热阻
服装的表面积
人体的能量代谢率
基础代谢率
肌肉活动与代谢率
人体是高效的能量转化系统 么？—否！
人体的潜热散热量：皮肤蒸发
人体的潜热散热量：呼吸蒸发
人体与外界的辐射换热方程
人体散热、散湿量的影响因素
风冷却指数WCI (Wind Chill Index)Siple & Passel, 1945
热环境与工作效率
理论效能与温度关系曲线
体力劳动与热环境
脑力劳动与热环境
冷应力和手工操作效能
二节点模型，Gagge，1970
二节点模型，Gagge，1970
二节点模型的应用
思考题
• 人的代谢率主要是由什么因素决定的？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？