建筑物理 人体热感觉与热舒适

但在夏季利用自然通风的房间,由于 室温较高，舒适的气流速度也应较 大。
局部致冷的空气流速宜在0.５～
1.5m/s.
D.室内热辐射
室内热辐射的强弱通常用“平均辐射温 度”（Tmrt）代表。平均辐射温度即室 内对人体辐射热交换有影响的各表面温 度的平均值。
平均辐射温度增加１℃，相当于气温升 高１ ℃
注意：
科学家们长期以来就一直渴望用一个单 一的参数来描述这种反应，并用这一单 一参数来评价热环境;这个参数叫做热 舒适指数（ Thermal Comfort Indices），它应该综合同时起作用的 全部因素的效果。
3.1黒球温度 综合了室内气温和平均辐射温度对人体 的影响，作用温度可用公式表示为 :
(ar+ac)(t0-ts)=ar(tmrt-ts)+ac(ta-ts)
(4)与衣着有关： 衣着的厚薄会影响对流换热与辐射换热。 衣着状况用衣着热阻表示，单为cloth, 1cloth=0.155 m2℃ /w
qW = r m = r αm(ρw-ρv) ,与空气
所含的水分有关，与相对湿度有关。
六个因素： 活动量、衣着、空气流速，空气温 度，空气湿度，周围辐射温度。
热环境各个因素是互不相同的物理量， 但对人体的热感觉来说，它们相互之间 又有着密切的关系；改变其中一个因素 往往可以补偿其他因素的不足，如室内 空气温度低而平均辐射温度高，和室内 空气温度高而平均辐射温度低的房间就 可以有同样的热感觉。
3.热环境的评价
任何一项因素都不能单独说明人体对热 环境的反应。
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3.4.热应力指标（Heat Stress Index）
根据人体热平衡的条件，先求出在一定 环境中人体所需的蒸发散热量，然后再计 算在该环境中最大可能的蒸发散热量，以 这二者的百分比作为热应力指标，它提供 了一种按照人体活动、衣着及周围热环境 对人的生理机能综合影响的分析方法。
3.5预测平均热感觉指标PMV
5气候适应性设计策略
5.1平衡点温度 如果在一个房间或一栋建筑中装上 冷暖设备，让使用者可根据自身的热冷 感觉开启或关闭设备，那么，在一年的 季节性气候变化中，当室外温度降低到 某一值时，使用者会感到冷，从而开启 设备采暖；当室外温度上升到某一值时， 使用者会感到热，从而开启设备制冷。 采暖平衡点温度：是指建筑物需要采暖时 对应的室外温度。 制冷平衡点温度：是指建筑物需要制冷时 对应的室外温度。
B.空气湿度
室内空气湿度直接影响人体的蒸 发散热。 如果湿度过低（低于30％）则人 会感到干燥、呼吸器官不适；湿度 过高则影响正常排汗，尤其在夏季 高温时，如湿度过高（高于70％） 则汗液不易蒸发，最令人不舒适。
一般认为最适宜的相对湿度应为
50％～60％。
在多数情况下，即气温在 16～
25°C时、相对湿度在 40％～ 70％ 范围内变化，对人体的热感觉影响不 大。
C.室内风速
室内气流状态影响人体的对流换热和蒸 发换热，也影响室内空气的更新。 在0.6m/s以下时，梅增加0.1m/s,相当 于环境温度降低0.3℃. 在0.6m/s～１m/s时，梅增加0.1m/s, 相当于环境温度降低0.15℃. 在一般情况下,对人体舒适的气流速度 应小于0.7 m/s 。
对于坐着工作，一般为0.2～0.3m/s, 大于1.0 m/s时,人体会有吹风感,且 影响工作。
丹麦学者Fanger提出：以人体热 平衡方程为基础，认为人的热感觉 是热负荷的函数:
△q = f (tai, RH, tmrt, u, M, Rcl, tsk, qsw)
△q为正感到热，为负感到冷。
PMV值:反映对热环境的不满意程度. PMV = F (△q ) = f (tai, RH, tmrt, u, M, Rcl )
语义分级： 粗分： 热、 舒适、 冷 细分：酷热、热、稍热、舒适、稍冷、冷、 酷冷 细细分： 热上限、酷热、炎热、热、稍热、适中、 稍冷、冷、寒冷、酷冷、严寒、冷下限 Very very hot, very hot, hot, warm, slight warm, neutral, slight cool, cool, cold, very cold, very very cold 用于对人体和热环境的问卷调查研究。
PMV 适用于室内热环境评价,相对湿度小于 90%；已作成仪器在全世界广为使用. PMV在+0.5与-0.5之间为舒适区。
适用范围为:
tai
10～ 30℃
tmrt
10～ 40℃
pv
0～ 2700pa
u
0～ 1m/s
M
46.5～ 232W/m 2
cloth
0～ 0.31m2℃/w
4生物气候图
4.1湿空气表 最有用的方 法是将舒适 区在空气湿 度图上具体 化显示出来。
出汗:是由汗腺分泌的,约有2百万条汗 腺(每平方厘米约410条汗管)。 出汗分类: 无感出汗(每天0.6升水)。 有感出汗。
泌离汗腺排汗。
E.人体生理调节的局限性: 体温升高到40℃时，头脑开始不 清楚，42 ℃时，皮肤有疼痛感。
体温下降到33 ℃左右，开始寒颤， 28 ℃开始失去知觉。
人体在干燥的空气中，靠出汗维持生 存。 71 ℃→ 1小时 82 ℃→ 49分钟 93 ℃→ 33分钟 104 ℃→ 26分钟 116 ℃ →尚能呼吸。 人体更适应热带气候。 热冷冲击。
1971Gagge提 出,1972 ASHRAE采 用。 RHA=50%, UＡ =0.125m/s
用黑球温度代替空 气温度，得到修正 的有效温度。
修正的有 效温度与 人体热感 觉：
热上限： 酷热： 炎热： 热： 稍热： 适中： 稍冷： 冷： 寒冷： 酷冷： 严寒： 冷下限
〉43 40 35 30 25 20 15
1.4.客观刺激与主观感觉之关系
韦伯----费席勒(Weber and Fechner)定律
R=R0 - klnS0 + klnS R ----- 称为感觉量，S----- 称为刺激量， dR、dS为相应的增量。 主观感觉量与客观刺激量的对数成正比。
来自百度文库
2.人体热舒适
2.1人体热冷感描述
A.活的人体体内不断新陈代谢,不断 发出热量。 睡 觉:70—80W 坐 着 休 息:100—150W 走动和轻劳务:200—300W 运 动:可超过1000W
4.2舒适区及延 伸范围
A:正常舒适区 B、C：辐射区 D、E：风速区
夏季休息或伏案 工作。 N :舒适区： 水蒸 压力为5~17毫米 汞柱,温度为 21~26度。 N’:可接受范围 M:无风时,单凭调 节室温以达到舒 适的条件及范围. 以17毫米汞柱为 上限。
4.3调温扩展区
17毫米汞柱时,温度上限为31~33度, 5毫米汞柱时为 37~39度。
蒸发散热量与活动量一一对应：
qW=0.42F(qm/F-50)
2.3.影响人体热舒适的因素
(１)qm--代表新陈代谢,与人体活动有关; 1met=58w/m2
(2)±qC= ±αc(ts-tf) 代表对流换热 量, 与空气流速和气温有关。 (3)±qr= ±αr(ts-tr) 代表辐射换
热量, 与辐射物体表面温度有关。
5.辐射传热的机理与导热传热、对流 传热有什么不同？什么是黑度？影 响辐射换热的因素有哪些？
第一篇
热环境
第 2 章 人体热感觉与热舒适
内容： 1.人体热感觉 2.人体热舒适 3.热环境的综合评价 4.生物气候图 5.气候适应性设计策略
1.人体热感觉
1.1. 人体热感觉常识 A.人是一种高度复杂的恒温动物。 体温一般维持在36.5℃左右。
B.如果这种热量不能通过传导、对流 和辐射而即时散热的话，人体温度就 会升高，从而感到不同程度的热。 如果这种热量小于通过传导、对流
和辐射的散热量，人体温度就会下 降，从而感到不同程度的冷。
C.热舒适:是指人体感觉既不热,也不
冷的状态。 热舒适环境:人在生理心理状态上都 感到满意的热环境。
2.2人体热舒适的充分必要条件 必要条件： 热量积蓄=人体得热－人体散热=0
5.2气候适应性设计策略分析
(1) 查 找 气 候 资 料
(2) 在 生 物 气 候 图 中 作 图
（3）分析： 冷季： 1月、2月、3月及12月 气候状态点在遮阳线以下，落在全 部辐射采暖区，表明在这四个月内 气候偏冷，属冷季；设计和使用时 要考虑阻挡冷风，并积极争取白天 太阳辐射采暖。
过渡季： 4月和11月
1.2.人体对热冷的调节过程
人体调节自身体温的机制是很复杂的: 刺激→热感觉神经→大脑(丘脑)→调 节神经→调节反应。
1.3.主观反应的语义分级
不同的人对热冷感是有差别的，但在 适应的状态下，这种差别是在窄小范 围内的。表现在： 瞬感现象： 衣着状况： 个体状况： 地域差异： 种族差异： 年龄差异： 恒定与变化：
AC：空调区。
D:除湿区。大 于17毫米汞柱时， 需除湿。
4.5其他区
W:加湿区。小 于5毫米汞柱时， 温度在20~27度 间需增湿 。
H及H’:采暖区。
综合图
4.7另一种生物气候图
生物气候图中有“两条线”和“六个 区”。“两条线”是指遮阳线和静风线。 遮阳线是指当气候状态点落在该线上方 时，需要遮阳； 静风线是指当气候状态点落在该线下方 时，需要挡风。 “六个区”是指热舒适区、自然通风区、 蓄热体区、蓄热体+夜间通风区、蒸发 冷却区及辐射采暖区，它们分别对应六 种不同的设计策略。
作业二
1.温度是怎样定义的？温标有哪几种？
相互间存在怎样的换算关系？80℉为 多少℃和多少K？ 2.空气的湿球温度该怎样定义？什么是 空气的绝对湿度和相对湿度？两者间 存在怎样的关系？
3.什么是导热，影响导热传热的因素 有哪些？ 4.什么是对流传热和对流换热，两者 有什么区别？影响对流换热的因素 有哪些？
热平衡方程:
必要条件：
充分条件: 按正常比例散热。 人体散热时,如果由于外部环境引起 的传导、对流和辐射热量损失不按 正常比例，也会产生不舒适感。
对流散热：25-30%
辐射散热：45-50% 蒸发散热：25-30%
舒适状态下：
皮肤表面温度与活动量一一对应：
tsk = 35.7-0.032qm/F
直肠温度 =人脑温度 =肝温度 =右心房+0.6 ℃ =食管温度+ 0.6 ℃ =口腔温度+0.4 ℃
B.人对热冷的感觉是 由体表热冷
细胞感知的。
对冷的感觉较快，对热感觉较
慢。
C.人体对热环境有适应性的生理反应、 生理调节。 适应：热→冷、 冷→热。
D.调节 生理调节：体内温度升高时，血液循 环和心跳加快，皮肤表层血管膨胀， 分泌汗液蒸发降温。体内温度降低时， 皮肤表层血管收缩，以防止热量散失。 行为调节:穿衣、开窗、开冷暖器等。
Fanger还绘了28张图来反映不同参
数在舒适状态下的组合.
0= f (tai, RH, tmrt, u, M, Rcl, tsk, qsw) 代入条件: tsk = 35.7-0.0276M qsw=0.42(M-58) 0= f (tai, RH, tmrt, u, M, Rcl )
关于PMV说明:
2.4.室内热环境的组成因素
四个因素：
Ａ．空气温度 Ｂ．空气流速 Ｃ．空气湿度 Ｄ．辐射温度。
A.室内气温 室内温度有相应规定：冬季室 内气温一般应在 16～ 2 2 ℃；夏 季空调房间的气温多规定为24～ 28℃，并以此作为室内计算温度。
室内实际温度则由房间内得热和失 热、围护结构内表面的温度及通风 等因素构成的热平衡所决定。
4.4风速扩展区
V:用通风的方 法可达到的舒 适条件及范围 (标准建筑)。 V’:适用于中等 热阻到高等热 阻,外表面刷 白的建筑。
25毫米汞柱时,28～30度,5毫米汞柱,30～32度；小 于17毫米汞柱和32度与前图有一重叠区。
4.5被动蒸发扩展区
CE、CE‘： 适用于标 准的隔热 良好的刷 白建筑， 靠蒸发散 热可达热 舒适的条 件和范围。
3.2.有效温度ET(潮湿作用温度) 为室内气温，空气湿度和室内风速在一 定组合下的综合指标。 1923---1925美国Yaglon and Houghton提出：
tiA=20℃,RHA=100%，uB=0.1m/s tiB=25℃,RHB=50%，uB=1.5m/s
3.3修正的有效 温度CET