室外环境热舒适性研究
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城市室外环境热舒适性研究 发展及评价标准
李飛 201107114
1. 热环境
? 热环境指由太阳辐射、气温、周围 物体表面温度、相对湿度与气流速 度等物理因素组成的作用于人，影 响人的冷热感和健康的环境。
? 人的生活和工作大部分时间都在室内，室内环境 与人体关系密切。室内环境的热特性是室外气候 与内部热源通过建筑围护结构进行热交换与热平 衡的结果，体现为气温、平均辐射温度、相对湿 度、气流速度等四个主要物理因素数值的变化。 人体与环境的热交换除环境的物理因素外还与人 的衣着和人体的活动量有关。
环境与人体热舒适的研究飞速发展
? 1919年，美国采暖制冷及空气调节工程师协会(ASHRAE)为了制定工 业发展急需的有关热舒适标准，特别是有关空气温度和湿度的相互作 用对人体热舒适的影响，进行大量的试验调查研究．
? 1923年Houghton和Yaglou 确定了关于温度、湿度两个变量的裸体 男子的等舒适线，由此创立了对热环境研究具有深远影响的有效温度 指标ET
? 室外环境与人体关系同样不可忽视。室外热环境 是指作用在建筑外围护结构上的一切热物理量的 总称。建筑外围护结构的功能之一在于抵抗或利 用室外热湿作用 ,以便在室内产生易于控制的舒适 热环境。
1.1 热环ห้องสมุดไป่ตู้发展史
? 自1818年，L．Howard出版了关于伦敦城 市温度场的《伦敦气候》一书后，对城市 热环境的研究已经有190年的历史．自此英、 法、美、日、德以及中国等许多国家关于 这方面的研究大致可分为城市大气候研究 和城市微热气候研究两大类．
? PMV(PredictedMeanVote) ：预期平均评 价指标。
? PPD(Predicted Percentage of Dissatisfied)：表示对热环境不满意的百分 数。
1.1.1城市大气候研究 ? 在城市热环境研究的初期，研究工作仅仅是以特定
的城市和代表性的观测点为对象，且往往仅研究热 环境的某一因素，结果一般是城市温度的逐月、逐 季或逐年的平均值或累计值，此时的研究在观测范 围上受到限制并且是静态的观测，没有从建筑学的 角度讨论城市气候．奥地利人施密特于 1927年首创 利用汽车装备气象观测仪器进行流动观测， 并与 几个固定观测点记录数据进行对比研究，绘制了同 一时刻的气象要素等值线图。利用这个方法可在短 时间内收集到很多点的资料，开创了热环境研究的 第二阶段 。该阶段城市热环境研究的主要特点是观 测方法的改变，开始进行城市温度场的动态测量， 但研究仅仅以单一气候指标和观测数据为主，并没 有把城市规划设计与城市热环境结合起来综合研究。
2.热舒适
? 1733年，阿巴斯诺特指出空气流动具有降温效 果；1824年,特雷德戈尔德提出关于热辐射问题： 当受辐射源影响时，为保持人体舒适，则需要较 低的温度；
? 1913年，希尔提出头宜凉、脚宜热、相对湿度 要适中的人体舒适度标准．
? 这段时期，作为建筑科学领域中最早研究的课题 之一的热舒适问题开始缓慢发展，而且 只在于人 体热舒适生理学方面 的研究．
1.1.2城市微热气候研究
? 城市微热气候研究主要是针对城市内不同性质下垫面进行 对比分析，研究地表和城市覆盖层内的温度、湿度、风速、 辐射的分布和变化，分析其时空分布规律及其形成机制， 了解其对人体热感觉的影响，从而采取措施改善城市的微 热气候以利于人类的生存．
? 研究基本上都是采用实测的研究方法，这可以对实测区域 的热环境质量给出一种可靠的评价，所得结论为进一步分 析研究奠定了基础；但是影响城市局部热环境的因素很复 杂，除了气候因素以外，还受到建筑物以及城市规划等因 素的影响；此外，人的热反应还受到个人着装、行为活动 甚至心理因素等的影响。
? 1962年，Macpherson定义了影响热舒适感觉的六个因素：空气温度、 流动速度、湿度、平均辐射温度、新陈代谢率和衣服热阻。在此基础 上，Fanger通过可控环境小室和稳态热交换模型研究，建立了热舒适 方程。
? 1984年国际标准组织ISO提出了热环境评 价与测试的新标准化方法，即用PMV-PPD 指标来描述和评价热环境，该指标综合考 虑了人体的活动情况、衣着情况、空气温 度、湿度、流速和平均热辐射温度六个因 素。
? 城市热环境研究的 第三个阶段 始于20世纪50年代 ? 1951年A．Soundborg 首先用统计模型对城市温度
场进行分析，给出了系列经验公式 . ? 1969年，L．O．Myrup提出了城市热岛的数值模型。
M．H．Halstead 对城市气候进行模拟分析 EM ．Vukovick 从理论上分析了大气稳定性和平均 风速对城市热岛环流的影响。 K．Yoshio提出城市 大气环流的动力学统计模型并对结果进行数值模 拟． ? 1971年，M．A．Atwater从理论上分析城市污染环 境下太阳辐射的收支平衡关系。 D．1．Leahey将 城市混合边界层高度的预测模型用于纽约市的热 岛研究。 ? 1977年，M．A．Atwater利用欧拉静力学模型研究 城市化对热气候的影响。
? 1924．1925年Houghton、Yaglou和米勒又进一步研究了关于空气 流速与衣着影响的实验。
? 1932年Vernon和Wamer使用黑球温度代替干球温度对热辐射进行了 修正，产生了修正有效温度指标CET
? 60年代，美国堪萨斯州立大学、丹麦哥本哈根工业大学相继建立了人 体热感觉专用实验室，开始研究空气温度对热舒适的影响，以及周围 物体温度、相对湿度和空气流动情况等因素对人体热舒适的影响。
建筑热环境的研究
? 在城市热环境研究的 第三阶段才真正开始了建筑 热环境的研究：
? 对热岛观测已扩大到三维； ? 利用计算机进行数值模拟和数学建模分析；风洞
试验被用于参数分析和模拟比较； ? 对热岛与城市规模、建筑密度、人口、下垫面粗
糙度、街道设计、视野开阔度因子作了相关性讨 论。 ? 第三阶段是以 新方法和新技术的运用为前提，最 为重要的特点是 将城市热环境研究与城市布局和 城市设计相联
李飛 201107114
1. 热环境
? 热环境指由太阳辐射、气温、周围 物体表面温度、相对湿度与气流速 度等物理因素组成的作用于人，影 响人的冷热感和健康的环境。
? 人的生活和工作大部分时间都在室内，室内环境 与人体关系密切。室内环境的热特性是室外气候 与内部热源通过建筑围护结构进行热交换与热平 衡的结果，体现为气温、平均辐射温度、相对湿 度、气流速度等四个主要物理因素数值的变化。 人体与环境的热交换除环境的物理因素外还与人 的衣着和人体的活动量有关。
环境与人体热舒适的研究飞速发展
? 1919年，美国采暖制冷及空气调节工程师协会(ASHRAE)为了制定工 业发展急需的有关热舒适标准，特别是有关空气温度和湿度的相互作 用对人体热舒适的影响，进行大量的试验调查研究．
? 1923年Houghton和Yaglou 确定了关于温度、湿度两个变量的裸体 男子的等舒适线，由此创立了对热环境研究具有深远影响的有效温度 指标ET
? 室外环境与人体关系同样不可忽视。室外热环境 是指作用在建筑外围护结构上的一切热物理量的 总称。建筑外围护结构的功能之一在于抵抗或利 用室外热湿作用 ,以便在室内产生易于控制的舒适 热环境。
1.1 热环ห้องสมุดไป่ตู้发展史
? 自1818年，L．Howard出版了关于伦敦城 市温度场的《伦敦气候》一书后，对城市 热环境的研究已经有190年的历史．自此英、 法、美、日、德以及中国等许多国家关于 这方面的研究大致可分为城市大气候研究 和城市微热气候研究两大类．
? PMV(PredictedMeanVote) ：预期平均评 价指标。
? PPD(Predicted Percentage of Dissatisfied)：表示对热环境不满意的百分 数。
1.1.1城市大气候研究 ? 在城市热环境研究的初期，研究工作仅仅是以特定
的城市和代表性的观测点为对象，且往往仅研究热 环境的某一因素，结果一般是城市温度的逐月、逐 季或逐年的平均值或累计值，此时的研究在观测范 围上受到限制并且是静态的观测，没有从建筑学的 角度讨论城市气候．奥地利人施密特于 1927年首创 利用汽车装备气象观测仪器进行流动观测， 并与 几个固定观测点记录数据进行对比研究，绘制了同 一时刻的气象要素等值线图。利用这个方法可在短 时间内收集到很多点的资料，开创了热环境研究的 第二阶段 。该阶段城市热环境研究的主要特点是观 测方法的改变，开始进行城市温度场的动态测量， 但研究仅仅以单一气候指标和观测数据为主，并没 有把城市规划设计与城市热环境结合起来综合研究。
2.热舒适
? 1733年，阿巴斯诺特指出空气流动具有降温效 果；1824年,特雷德戈尔德提出关于热辐射问题： 当受辐射源影响时，为保持人体舒适，则需要较 低的温度；
? 1913年，希尔提出头宜凉、脚宜热、相对湿度 要适中的人体舒适度标准．
? 这段时期，作为建筑科学领域中最早研究的课题 之一的热舒适问题开始缓慢发展，而且 只在于人 体热舒适生理学方面 的研究．
1.1.2城市微热气候研究
? 城市微热气候研究主要是针对城市内不同性质下垫面进行 对比分析，研究地表和城市覆盖层内的温度、湿度、风速、 辐射的分布和变化，分析其时空分布规律及其形成机制， 了解其对人体热感觉的影响，从而采取措施改善城市的微 热气候以利于人类的生存．
? 研究基本上都是采用实测的研究方法，这可以对实测区域 的热环境质量给出一种可靠的评价，所得结论为进一步分 析研究奠定了基础；但是影响城市局部热环境的因素很复 杂，除了气候因素以外，还受到建筑物以及城市规划等因 素的影响；此外，人的热反应还受到个人着装、行为活动 甚至心理因素等的影响。
? 1962年，Macpherson定义了影响热舒适感觉的六个因素：空气温度、 流动速度、湿度、平均辐射温度、新陈代谢率和衣服热阻。在此基础 上，Fanger通过可控环境小室和稳态热交换模型研究，建立了热舒适 方程。
? 1984年国际标准组织ISO提出了热环境评 价与测试的新标准化方法，即用PMV-PPD 指标来描述和评价热环境，该指标综合考 虑了人体的活动情况、衣着情况、空气温 度、湿度、流速和平均热辐射温度六个因 素。
? 城市热环境研究的 第三个阶段 始于20世纪50年代 ? 1951年A．Soundborg 首先用统计模型对城市温度
场进行分析，给出了系列经验公式 . ? 1969年，L．O．Myrup提出了城市热岛的数值模型。
M．H．Halstead 对城市气候进行模拟分析 EM ．Vukovick 从理论上分析了大气稳定性和平均 风速对城市热岛环流的影响。 K．Yoshio提出城市 大气环流的动力学统计模型并对结果进行数值模 拟． ? 1971年，M．A．Atwater从理论上分析城市污染环 境下太阳辐射的收支平衡关系。 D．1．Leahey将 城市混合边界层高度的预测模型用于纽约市的热 岛研究。 ? 1977年，M．A．Atwater利用欧拉静力学模型研究 城市化对热气候的影响。
? 1924．1925年Houghton、Yaglou和米勒又进一步研究了关于空气 流速与衣着影响的实验。
? 1932年Vernon和Wamer使用黑球温度代替干球温度对热辐射进行了 修正，产生了修正有效温度指标CET
? 60年代，美国堪萨斯州立大学、丹麦哥本哈根工业大学相继建立了人 体热感觉专用实验室，开始研究空气温度对热舒适的影响，以及周围 物体温度、相对湿度和空气流动情况等因素对人体热舒适的影响。
建筑热环境的研究
? 在城市热环境研究的 第三阶段才真正开始了建筑 热环境的研究：
? 对热岛观测已扩大到三维； ? 利用计算机进行数值模拟和数学建模分析；风洞
试验被用于参数分析和模拟比较； ? 对热岛与城市规模、建筑密度、人口、下垫面粗
糙度、街道设计、视野开阔度因子作了相关性讨 论。 ? 第三阶段是以 新方法和新技术的运用为前提，最 为重要的特点是 将城市热环境研究与城市布局和 城市设计相联