人因工程学第3章微气候环境
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f 100%
F
式中，f为某温度、压力条件下，空气的水汽压强，F为相同 温度、压力条件下的饱和水蒸气压强。
生产环境中的湿度通常用相对湿度表示。
➢测量湿度的仪器：通风干湿表或干湿球温度计。图示
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湿球温度比干球温度略低一些，根据干球、湿球温度，查 表5-1（P84）即可得出相对湿度。
用湿敏元件制成的湿度计可直接测出空气的相对湿度。
例如：当 7时0%，为高湿度（高气湿）环境，主要是水蒸发引 起的。如纺织、酿造、印染、造纸、隧道作业等。
当 时 3，0%为低气湿环境。如冬季高温车间。
三. 热辐射 物体在绝对温度大于0K时的辐射能量称为热辐射。 例如：太阳、熔炉、加热物体、红外辐射等。
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正辐射：周围物体向人体辐射，使人体受热。 反之则称为负辐射。
第三章 微气候环境
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本章内容
• 微气候要素及其相互关系 • 人体与微气候环条件的感受与评价 • 微气候环境对人的影响 • 改善微气候环境的措施
第一节 微气候要素及其相互关系
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• 微气候又称生产环境的气候条件，是指生产环境局部的气 温、湿度、气流速度以及工作现场中的设备、产品、零件 和原料的热辐射条件。
四、气流速度（风速）
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• 气流速度：空气的流动速度（m/s）。 人类作业或生活起居场所中的气流速度除风力影
响外，主要是由于冷热空气对流所致。冷热温差越 大，产生的气流也越大。
气流速度的大小对人体散热速度产生直接影响， 因此它是评价微气候条件的主要因素之一。
测定气流速度的仪器
• 测定室内气流速度一般用热球微风仪（测量范围：
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0.05－1m/s）。 现在各种便携式电子（热球）微风仪 （如图5-2、图5-4所示）、手持式风向风速仪（如图53所示）和智能热风式风速仪都已经诞生，大大方便了 测试工作。
图5-2 电子（热球）微风仪
图5-3 手持式风向风速仪 图5-4便携式风速仪
源自文库
五. 微气候要素之间的相互关系
气温、湿度、热辐射和气流速度对人体的影响可以互相替 9 代，某一条件的变化对人体的影响，可以由另一条件的相应
热辐射强度：热辐射体单位时间、单位表面积上所辐射出 的热量
测量热辐射的仪器：黑球温度计（辐射热与气温的综合反 应）。图
黑球温度计：
它是表面镀黑的薄铜板制成的空心球，球体中心部分插 入一支水银温度计。
测量时，打开热辐射源，温度计指示的温度是辐射热与 气温的综合效应，再关闭热辐射源得一温度值，前后二温 度值的差值即为实际的辐射温度。
Qe-人体汗液蒸发和呼出水蒸气的蒸发热传递率（J/m2 • h）
• 人体的热平衡是动态的：
当Qs = 0时，人感到舒适；
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当Qs > 0时，人感到热；
当Qs < 0时，人感到冷。
（1）热辐射交换量：取决于热辐射系数、人体面积、服装热 阻值、反射率、平均环境温度、皮肤温度等。
衣服是防止热辐射的天然屏障，浅色衣服对可见光有较 好的隔热辐射（反射）的作用，但对非可见光（如远红 外），衣服的颜色无显著的作用，这时取决于衣服的材料、 密实程度和厚度，以防止外界辐射人体及人体向外散热。
例如，冬天的衣服厚实，颜色深。
（2）对流热交换量：取决于气流速度、面积、对流传热系数、 服装热阻值、环境温度、皮肤温度等。
13 使用热对流降温的条件： a. 保持环境温度 < 36.50C; b. 皮肤表面气流速度大（少穿、穿薄）。
注意：当气流速度超过2m/s时，提高气流速度就不显著。
（3）蒸发热交换量： a. 在热环境下，增加气流速度，降湿、加快发汗，达到散 热的目的。 1Kg汗水 带走 2428 KJ热量。 b. 补充足够的水分和盐，防止虚脱（危及生命）。 高温作业每天需补充盐7g。
• 包括下列4个重要参数： 气温 湿度 气流速度 热辐射条件
• 微气候环境直接影响人的情绪、疲劳程度、健康、舒适感 觉和工作效率。
一、空气温度（气温） （Air temperature）
3
空气的冷热程度叫做气温。气温通常由干球温度 计（寒暑表）测定，称为干球温度。气温的标度分摄 氏温标（℃）和华氏温标（℉）。我国法定采用摄氏 温标（℃），而美国则常采用华氏温标（℉），两种 温标的换算关系为
变化所补偿。
例如： 当室内气流速度在0.6m/s以下时，气流速度每增加0.1m/s，
相当于气温下降0.3℃。 当气流速度在0.6 m/s～1.0m/s之间时，气流速度每增
加0.1m/s，相当于气温下降0.15℃。 应用：热辐射+低气温，如热处理、铸造车间。
高温+高气流速度，如夏季。
结论： 构成微气候环境的若干条件的共同作用结果产生对人
体的影响，所以必须综合地评价微气候的若干条件。
第二节 人体的热交换与平衡
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• 人体是一个开放的复杂的巨系统，人体和外界环境 存在着各种复杂的关系。从工程的观点看，人体可 以看作一个热机，人体的功能就是把食物的化学能 转化为功和热量。人体必须同周围环境之间处于相 对稳定的热平衡，人才能进行正常的生理行为活动， 周围环境的温湿度对人体的皮肤温度和核心温度都 有较大的影响。
二.湿度（Humidity）
表示空气的干湿程度。
4 ➢ 种类：绝对湿度、相对湿度。
（1）绝对湿度：每立方米空气中所含的水蒸气克数（水 蒸气的密度）称为绝对湿度（g/m3）。
绝对湿度直接测量很困难。
（2）相对湿度：在某温度、压力条件下，空气的水气压强 与相同温度、压力条件下的饱和水蒸气压 强的百分比，成为该条件下的相对湿度。
• 人体可以看成是一个能够基本保持恒温（36.5℃） 的温度自动调节器。
• 人体单位时间向外散发的热量，取决于人体外表面与周围环 境的四种热交换方式，即辐射热交换、对流热交换、蒸发热
11 交换和传导热交换。
• 人体的热平衡方程为
Qs ＝ Qm － W ± Qc ± Qr － Qe ± Qk Qs-人体的热积蓄或热债变化率（J/m2 • h） ； W -人体为维持生理活动及肌肉活动所做的功（J/m2 • h） ； Qm-人体的新陈代谢产热率（J/m2 • h）； Qc-为人体外表面与周围环境的对流换热率（J/m2 • h） ； Qr-人体外表面向周围环境的传导换热率（J/m2 • h） ； Qk-人体外表面向周围环境的辐射热传递率（J/m2 • h） ；
F
式中，f为某温度、压力条件下，空气的水汽压强，F为相同 温度、压力条件下的饱和水蒸气压强。
生产环境中的湿度通常用相对湿度表示。
➢测量湿度的仪器：通风干湿表或干湿球温度计。图示
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湿球温度比干球温度略低一些，根据干球、湿球温度，查 表5-1（P84）即可得出相对湿度。
用湿敏元件制成的湿度计可直接测出空气的相对湿度。
例如：当 7时0%，为高湿度（高气湿）环境，主要是水蒸发引 起的。如纺织、酿造、印染、造纸、隧道作业等。
当 时 3，0%为低气湿环境。如冬季高温车间。
三. 热辐射 物体在绝对温度大于0K时的辐射能量称为热辐射。 例如：太阳、熔炉、加热物体、红外辐射等。
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正辐射：周围物体向人体辐射，使人体受热。 反之则称为负辐射。
第三章 微气候环境
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本章内容
• 微气候要素及其相互关系 • 人体与微气候环条件的感受与评价 • 微气候环境对人的影响 • 改善微气候环境的措施
第一节 微气候要素及其相互关系
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• 微气候又称生产环境的气候条件，是指生产环境局部的气 温、湿度、气流速度以及工作现场中的设备、产品、零件 和原料的热辐射条件。
四、气流速度（风速）
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• 气流速度：空气的流动速度（m/s）。 人类作业或生活起居场所中的气流速度除风力影
响外，主要是由于冷热空气对流所致。冷热温差越 大，产生的气流也越大。
气流速度的大小对人体散热速度产生直接影响， 因此它是评价微气候条件的主要因素之一。
测定气流速度的仪器
• 测定室内气流速度一般用热球微风仪（测量范围：
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0.05－1m/s）。 现在各种便携式电子（热球）微风仪 （如图5-2、图5-4所示）、手持式风向风速仪（如图53所示）和智能热风式风速仪都已经诞生，大大方便了 测试工作。
图5-2 电子（热球）微风仪
图5-3 手持式风向风速仪 图5-4便携式风速仪
源自文库
五. 微气候要素之间的相互关系
气温、湿度、热辐射和气流速度对人体的影响可以互相替 9 代，某一条件的变化对人体的影响，可以由另一条件的相应
热辐射强度：热辐射体单位时间、单位表面积上所辐射出 的热量
测量热辐射的仪器：黑球温度计（辐射热与气温的综合反 应）。图
黑球温度计：
它是表面镀黑的薄铜板制成的空心球，球体中心部分插 入一支水银温度计。
测量时，打开热辐射源，温度计指示的温度是辐射热与 气温的综合效应，再关闭热辐射源得一温度值，前后二温 度值的差值即为实际的辐射温度。
Qe-人体汗液蒸发和呼出水蒸气的蒸发热传递率（J/m2 • h）
• 人体的热平衡是动态的：
当Qs = 0时，人感到舒适；
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当Qs > 0时，人感到热；
当Qs < 0时，人感到冷。
（1）热辐射交换量：取决于热辐射系数、人体面积、服装热 阻值、反射率、平均环境温度、皮肤温度等。
衣服是防止热辐射的天然屏障，浅色衣服对可见光有较 好的隔热辐射（反射）的作用，但对非可见光（如远红 外），衣服的颜色无显著的作用，这时取决于衣服的材料、 密实程度和厚度，以防止外界辐射人体及人体向外散热。
例如，冬天的衣服厚实，颜色深。
（2）对流热交换量：取决于气流速度、面积、对流传热系数、 服装热阻值、环境温度、皮肤温度等。
13 使用热对流降温的条件： a. 保持环境温度 < 36.50C; b. 皮肤表面气流速度大（少穿、穿薄）。
注意：当气流速度超过2m/s时，提高气流速度就不显著。
（3）蒸发热交换量： a. 在热环境下，增加气流速度，降湿、加快发汗，达到散 热的目的。 1Kg汗水 带走 2428 KJ热量。 b. 补充足够的水分和盐，防止虚脱（危及生命）。 高温作业每天需补充盐7g。
• 包括下列4个重要参数： 气温 湿度 气流速度 热辐射条件
• 微气候环境直接影响人的情绪、疲劳程度、健康、舒适感 觉和工作效率。
一、空气温度（气温） （Air temperature）
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空气的冷热程度叫做气温。气温通常由干球温度 计（寒暑表）测定，称为干球温度。气温的标度分摄 氏温标（℃）和华氏温标（℉）。我国法定采用摄氏 温标（℃），而美国则常采用华氏温标（℉），两种 温标的换算关系为
变化所补偿。
例如： 当室内气流速度在0.6m/s以下时，气流速度每增加0.1m/s，
相当于气温下降0.3℃。 当气流速度在0.6 m/s～1.0m/s之间时，气流速度每增
加0.1m/s，相当于气温下降0.15℃。 应用：热辐射+低气温，如热处理、铸造车间。
高温+高气流速度，如夏季。
结论： 构成微气候环境的若干条件的共同作用结果产生对人
体的影响，所以必须综合地评价微气候的若干条件。
第二节 人体的热交换与平衡
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• 人体是一个开放的复杂的巨系统，人体和外界环境 存在着各种复杂的关系。从工程的观点看，人体可 以看作一个热机，人体的功能就是把食物的化学能 转化为功和热量。人体必须同周围环境之间处于相 对稳定的热平衡，人才能进行正常的生理行为活动， 周围环境的温湿度对人体的皮肤温度和核心温度都 有较大的影响。
二.湿度（Humidity）
表示空气的干湿程度。
4 ➢ 种类：绝对湿度、相对湿度。
（1）绝对湿度：每立方米空气中所含的水蒸气克数（水 蒸气的密度）称为绝对湿度（g/m3）。
绝对湿度直接测量很困难。
（2）相对湿度：在某温度、压力条件下，空气的水气压强 与相同温度、压力条件下的饱和水蒸气压 强的百分比，成为该条件下的相对湿度。
• 人体可以看成是一个能够基本保持恒温（36.5℃） 的温度自动调节器。
• 人体单位时间向外散发的热量，取决于人体外表面与周围环 境的四种热交换方式，即辐射热交换、对流热交换、蒸发热
11 交换和传导热交换。
• 人体的热平衡方程为
Qs ＝ Qm － W ± Qc ± Qr － Qe ± Qk Qs-人体的热积蓄或热债变化率（J/m2 • h） ； W -人体为维持生理活动及肌肉活动所做的功（J/m2 • h） ； Qm-人体的新陈代谢产热率（J/m2 • h）； Qc-为人体外表面与周围环境的对流换热率（J/m2 • h） ； Qr-人体外表面向周围环境的传导换热率（J/m2 • h） ； Qk-人体外表面向周围环境的辐射热传递率（J/m2 • h） ；