第2章人体热感觉与热舒适
建筑热环境复习重点
建筑热环境复习纲要第1章热环境基础1基本概念和基本知识湿空气:干球温度、湿球温度、露点温度、饱和状态、非饱和状态、 绝对湿度、饱和绝对湿度、饱和水蒸汽压力、相对湿度。
•传热：传热概念、传热状态（ 稳态（定）传热、不稳态（定）传热、 周期性非稳态传热）。
传热基本方式：导热：概念、基理、特点、导热系数、导热热流密度、 导热热阻；对流：概念、分类（自然对流, 强制对流）、对流传热（概念、基理、特点）、对流换热（概念、基理、特点）；对流换热系数, 对流换热强度, 对流换热热阻；辐射： 0.8～600μ称为红外线，0.4～40μ称为热射线，相应的辐射称为热辐射；0.38～0.78μ称为可见光；3μ以上的辐射又称为长波辐射；3μ以下的辐射又称为短波辐射。
辐射传热：概念、基理、特点, 白体、黑体、透明体、灰体, 灰体的黑度、辐射本领、单色辐射本领、辐射光谱图。
辐射换热热阻、辐射换热强度。
2、基本计算*导热：Rt R t t d t t q ∆=-=-=2121λ*对流：ccw f w f c c R t t t t t q ∆=-=-=αα1)( *黑体辐射：4)100(b b b T C E =,灰体辐射：4)100(T C E =, *辐射换热：r rr r R t t t t t q ∆=-=-=αα1)(2121 3、基本问答传热分为哪两种状态？其基本方式有哪三种？试述导热的基理和特点；影响导热的因素有那些？对流按动力起因不同分为哪两类？对流传热与对流换热有什么不同？影响对流换热的因素有那些？简述表面状况（光洁度，颜色）对辐射波长吸收特性,为什么说浅色表面对建筑防热有作用？简述黒体和灰体察的辐射特点。
影响辐射换热的因素有那些？第2章人体热感觉与热舒适1基本概念和基本知识人体热舒适、人体热平衡2基本问答简述人体对热冷感觉的一般特性，以及人体对热冷的调节过程；人体出汗可分为哪三种？试写出人体热平衡方程，并注明其中各项所代表的换热意义 人体热舒适的充分必要条件是什么？影响人体热舒适的因素有哪些？室内外热环境由哪些因素组成？3基本要求了解室内热环境的几种评价方法和相应指标（作用温度、有效温度ET、修正的有效温度CET、热应力指标、PMV），能读懂湿空气图表，能用图表评价室内热舒适状况。
建筑环境学复习重点
第二章建筑外环境1.建筑环境学的课程内容：由建筑外环境、建筑热湿环境、人体对热湿环境的反应、室内空气品质、气流环境、声环境、光环境七个主要部分组成2.时差：真太阳时与当地平均太阳时的差值3.真太阳时：太阳在当地正南时为12点，地球自转一周又回到正南时为一天4.太阳时角：将真太阳时用角度表示，称太阳时角。
指当时太阳入射的日地中心连线在地球赤道平面上的投影与当地真太阳时12点时，日地中心连线在赤道平面上的投影之间的夹角。
5.太阳方位角：太阳至地面上某给定点连线在地面上的投影在当地子午线（南向）的夹角。
太阳高度角：太阳光线与水平面间的夹角。
6.太阳常数：在地球大气层外，太阳与地球的年平均距离处，与太阳光线垂直的表面上的太阳辐射强度为i0= 1353W/m²。
7.大气压力定义：物体表面单位面积所受的大气分子的压力称为大气压强或气压。
气压随高度按指数降低。
海平面大气压力称作标准大气压8.气象站所记录的风速为当地10m高处的风速。
9.风玫瑰图：包括风向频率分布图、风速频率分布图①直观地反映出一个地方的风向和风速②除圆心以外每个圆环间隔代表频率为5%类型：季节变化、主导风向、双主导风向、无主导风向、准静止风10.霜洞：在某个范围内，温度变化出现局地导致现象，其极端形式称为...11.降水：从大地蒸发出来的水进入大气层，经过凝结之后又降到地面上的液态或固态水分。
降水性质：①降水量：指降落到地面的雨、雪、冰雹等融化后，未经蒸发或渗透流失而积累在水平面上的水层厚度，以mm为单位；②降水时间③降水强度：指单位时间内的降水量。
降水强度的低等级以24小时的总量来划分。
小雨<10，中雨10-25，大雨25-50，暴雨50-100。
12.城市气候特点：①.城市风场与远郊不同。
除风向改变以外，平均风速低于远郊的来流风速；②.气温较高，形成热岛现象；③.城市中的云量，特别是低云量比郊区多，大气透明度低，太阳总辐射照度也比郊区弱。
人体热感觉与热舒适
3.3修正的有效 温度CET
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
(ar+ac)(t0-ts)=ar(tmrt-ts)+ac(ta-ts)
3.2.有效温度ET(潮湿作用温度)（p8） 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
2.2人体热舒适的充分必要条件(p17-20) 必要条件：热量积蓄=人体得热－人体散热=0
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%
〉43 40 35
30 25 20
15
10
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。
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。
V:用通风的方 法可达到的舒 适条件及范围 (标准建筑)。
建筑环境学课后习题答案朱颖心版
30
)
4.1.2 人体的温度感受系统
20世纪初发现人的皮肤
上存在对冷敏感的区域
“冷点”和对热敏感的区
域“热点”
50mV
人体各部位的冷点数目
明显多于热点
为什么人对冷更敏感？
31
人体各部位冷点和热点分布密度(个 /cm2)
部位
冷点
热点
部位
冷点
热点
前额
5.4-8.0
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
9
(三) 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！ 风速：对流热交换和对流质交换 吹风感：Draught，冷感和对皮肤的压力冲
fcl = 1.0 + 0.3 Icl
皮肤表面积 AD ＝ 0.202 mb 0.425 H 0.725
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(五) 人体的能量代谢率
影响因素多：
肌肉活动强度：绝对的影响 环境温度：偏高、偏低都增加代谢率 性别：男性高于女性 年龄：少年高于老人 神经紧张程度：紧张则代谢率高 进食后时间的长短等：进食后代谢率增加，蛋白
质代谢率高，糖和脂肪类代谢率低。
代谢率单位 met：1 met = 58.2 W/m2，即成 年男子静坐时的代谢率。
21
基础代谢率：参照基础
基础代谢率(BMR ，
Basal Metabolic Rate)
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： 46 W/m2
热质交换原理与设备名词解释及课后第二章习题
名词解释热舒适性（人体对周围空气环境的舒适热感觉）、绝热饱和温度(绝热增湿过程中空气降温的极限)、传质通量（单位时间通过垂直与传质方向上单位面积的物质的量）、扩散系数(沿扩散方向在单位时间每单位浓度降的条件下，垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数、)空气调节（利用冷却或者加热设备等装置，对空气的温度和湿度进行处理，使之达到人体舒适度的要求）、新风（从室外引进的新鲜空气，经过热质交换设备处理后送入室内的环境中）、回风（从室内引出的空气，经过热质交换设备的处理再送回室内的环境中）、露点温度(指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下冷却到饱和时的温度)、机器露点(空气在机器上结露产生凝结水的温度值)、分子传质(由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象)（扩散传质）、对流传质(：是流体流动条件下的质量传输过程)、质量浓度(单位体积混合物中某组分的质量)、浓度边界层（质量传递的全部阻力集中于固体表面上一层具有浓度梯度的流层中，该流层即为浓度边界层）、速度边界层(质量传递的全部阻力集中于固体表面上一层具有浓度梯度的流层中，该流层即为浓度边界层)、热边界层流体流动过程中.在固体壁面附近流体温度发生剧烈变化的薄层、雷诺类比（对流传热和摩擦阻力间的联系）、宣乌特准则数(流体传质系数hm和定型尺寸的乘积与物体的互扩散系数（Di）的比值)、施密特准则数(流体的运动黏度（v）与物体的扩散系数（D）的比值)、普朗特准则数(流体的运动黏度（v）与物体的导温系数a的比值)简要回答问题1、什么叫冰蓄冷空调其系统种类有哪些冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量2、根据冷却介质和冷却方式的不同，冷凝器可分为哪几类试说明他们各自的特点水冷和风冷冷凝器水冷，空冷，水—空气冷却以及靠制冷剂蒸发或其他工艺介质进行冷却的冷凝器。
采用水冷式冷凝器可以得到比较低的温度，这对制冷系的制冷能力和运行经济性均比较有利。
建筑物理复习建筑热工学
第一篇 建筑热工学第1章 建筑热工学基础知识1.室内热环境构成要素：室内空气温度、空气湿度、气流速度和环境辐射温度构成;2.人体的热舒适①热舒适的必要条件：人体内产生的热量=向环境散发的热量;m q ——人体新陈代谢产热量e q ——人体蒸发散热量r q ——人体与环境辐射换热量 c q ——人体与环境对流换热量②充分条件：所谓按正常比例散热,指的是对流换热约占总散热量的25-30% ,辐射散热约为45-50%,呼吸和无感觉蒸发散热约占 25-30%;处于舒适状况的热平衡,可称之为“正常热平衡”; 注意与“负热平衡区分” ③影响人体热舒适感觉的因素：1.温度；2.湿度；3.速度；4.平均辐射温度；5.人体新陈代谢产热率；6.人体衣着状况;3.湿空气的物理性质①湿空气组成：干空气+水蒸气=湿空气②水蒸气分压力：指一定温度下湿空气中水蒸气部分所产生的压力; ⑴未饱和湿空气的总压力：w P ——湿空气的总压力Pa d P ——干空气的分压力Pa P ——水蒸气的分压力Pa⑵饱和状态湿空气中水蒸气分压力：s P ——饱和水蒸气分压力注：标准大气压下,s P 随着温度的升高而变大见本篇附录2;表明在一定的大气压下,湿空气温度越高,其一定容积中所能容纳的水蒸气越少,因而水蒸气呈现出的压力越大;③空气湿度：表明空气的干湿程度,有绝对湿度和相对湿度两种不同的表示方法;⑴绝对湿度：单位体积空气所含水蒸气的重量,用f 表示g/m 3;饱和状态下的绝对湿度则用饱和水蒸气量max f g/m 3表示;⑵相对湿度：一定温度,一定大气压力下,湿空气的绝对湿度f,与同温同压下饱和水蒸气量max f 的百分比：⑶同一温度T 下,,因此,相对湿度又可表示为空气中水蒸气P ——空气的实际水蒸气分压力 Pa ；s P ——同温下的饱和水蒸气分压力 Pa;注：研究表明,对室内热湿环境而言,正常湿度范围大概在30%~60%;④露点温度：露点温度是在大气压力一定,空气含湿量不变的情况下,未饱和空气因冷却而达到饱和状态的温度;用d t ℃表示;4.室外热湿环境是指作用在建筑物外围护结构上的一切热湿物理量的总称;构成要素：空气温度、空气湿度、太阳辐射、风、降水等;5.建筑围护结构传热的基本知识热量传递的三种基本方式：导热、对流和辐射;①导热：指物体中温差时,由于直接接触的物质质点作热运动而引起的热能传递过程;⑴热流密度：单位时间内,通过等温面上单位面积的热量;设单位时间内通过等温面上微元面积d F 的热量为d Q ,则热流密度q 表示为：W/m 2 积分形式为：d d Q q F = 或者 d FQ q F =⎰ W如果热流密度在面积F 上均匀分布,单位时间内通过导热面积F 的热量Q 或称热流量为：Q q F =⑵傅里叶定律：1822年,法国物理学家Fourier 发现,均质物体内各点的热流密度与温度梯度的大小成正比,即W/m 2 式中的λ成为导热系数,恒为正值;;沿n 方向温度增加,tn∂∂为正,则q 为负值,表示热流沿n 的反方向; ⑶影响导热系数λ的因素：物质种类、结构成分、密度、湿度、压力、温度等; ②对流换热：空气沿围护结构表面流动时,与壁面之间所产生的热交换过程;这种过程既包括由空气流动所引起的对流传热过程,同时也包括空气分子间和空气分子与壁面分子间的导热过程;注意：对流传热只发生在流体之中,它是因温度不同各部分流体之间发生相对运动互相掺合而传递热能的;⑴表面的对流换热量可以利用其中,c q ——对流换热强度,W/m 2c α——对流换热系数,W/m 2·Kt ——流体的温度,℃θ——固体表面的温度,℃⑵影响因素：对流换热的强弱主要取决于层流边界层热量交换情况;还与流体运动的原因及运动情况、流体与固体间温差、流体的物理性质、固体壁面的形状、大小及位置等因素有关;③辐射传热：辐射传热指依靠物体表面向外发射热射线能产生显著热效应的电磁波来传递能量的现象;与导热和对流在机理上有本质区别,它是以电磁波传递热能的;⑴特点：①发射体热能变为电磁波辐射能,被辐射体将所接收的辐射能转换成热能;凡温度高于绝对零度0K 的物体,都能发射辐射热;②由于电磁波能在真空中传播,所以物体依靠辐射传热时,不需要与其他物体直接接触,也无需任何中间媒介;⑵辐射换热量计算：牛顿公式其中,r q ——对流换热强度,W/mr α——对流换热系数,W/m 2·K1θ、2θ——两辐射换热物体的表面温度℃⑶物体辐射分类：按物体辐射光谱特性,可分为黑体、灰体和选择辐射体或称非灰体三大类;6.围护结构的传热过程围护结构的传热要经过三个过程：表面吸热、结构本身传热、表面放热; 1.表面吸热：内表面从室内吸热冬季,或外表从室外空间吸热夏季; 2.结构本身传热：热量由高温表面传向低温表面;3.表面放热：外表面向室外空间散发热量冬季,或内表面向室内散热夏季;第2章 建筑围护结构的传热计算与应用根据建筑保温与隔热设计中所考虑的室内外热作用的特点,可将室内外温度计算模型归纳为如下两种： 恒定热作用：室内和室外温度在计算期间不随时间而变化;这种计算模型通常用于采暖房间冬季条件下的保温与节能;周期热作用：根据室内外温度波动的情况,又可分为单向周期热作用和双向周期热作用两类;前者通常用于空调房间的隔热与节能设计,后者则用于自然通风房间的夏季隔热设计;1.稳定传热过程定义：温度场不随时间变化的传热过程; 一维稳定传热特征：1通过平壁的热流强度q 处处相等;只有平壁内无蓄热现象,才能保证温度稳定,因此就平壁内任一截面而言,流进与流出的热量必须相等; 2同一材质的平壁内部各界面温度分布呈直线关系;由x d q dxθλ=-知,当x q =常数时,若视λ不随温度而变,则有d dxθ=常数,各点温度梯度相等,即温度随距离的变化规律为直线;2.平壁的热阻建筑热工中的“平壁”不仅是指平直的墙体,还包括地板、平屋顶及曲率半径较大的穹顶、拱顶等结构;热阻是表征围护结构本身或其中某层材料阻抗传热能力的物理量;同样的温差条件下,热阻越大,通过材料的热量越少,围护结构的保温性越好;要想增加热阻,可增加平壁厚度,或采用导热系数较小材料; ①单层匀质平壁的导热和热阻：ennnd R θθλ-==+++结论：多层平壁的总热阻等于各层热阻之和,即1R R R =+③组合壁的导热和热阻：组合壁的平均热阻应按下式计算：00,nnF F R ⎤⎥+式中,R ——平均热阻；0F ——与热流方向垂直的总传热面积；12,,n F F F ——按平行于热流方向划分的各个传热面积； 0,10,20,,,n R R R ——各个传热面部位的传热阻；i R ——内表面换热阻,取 m 2·K/W ； e R ——外表面换热阻,取 m 2·K/W ；ϕ——修正系数,见表2-1;④封闭空气间层的热阻建筑设计中常用封闭空气层作为围护结构的保温层;空气层中的传热方式有：导热、对流和辐射;其中：主要是对流换热和辐射换热; 封闭空气层的热阻取决于间层两个界面上的边界层厚度和界面之间的辐射换热强度;与间层厚度不成正比例增长关系;1结论：普通空气间层的传热量中辐射换热占很大比例,要提高空气间层的热阻须减少辐射传热量;2减少辐射换热量的方法：①将空气间层布置在围护结构的冷侧,降低间层的平均温度; ②在间层壁面涂贴辐射系数小的反射材料铝箔等 ③实际设计计算中可查表2-4得空气间层的热阻R ag3.平壁内部温度的计算①平壁的稳定传热过程：内表面吸热、材料层导热、外表面放热;00()11i ei ei e iet t t t q K t t dR αλα--===-++∑②平壁内部温度计算：根据稳定传热条件：i e q q q q λ===得出： 1.内表面温度： 0()ii i i e R t t t R θ=-- 2.多层平壁内任一层的内表面温度m θ：()e i m j ji i m t t R R R t -+-=∑-=011θ3. 外表面层的温度e θ可写成：0()e e e i e R t t t R θ=+- 或 00()ee i i e R R t t t R θ-=-- 注：1稳定传热条件下,当各层材料的导热系数为定值时,每一层材料内的温度分布是一条直线;这样,多层平壁内温度的分布成一条连续的折线; 2材料的热阻越大,温度降落越大;4.建筑保温与节能计算了解建筑物耗热量计算 建筑采暖耗煤量5.周期性不稳定传热①谐波热作用下的传热特征：1室外温度、平壁表面温度、内部任一截面处的温度都是都是周期相同的谐波动； 2从室外到平壁的内部,温度波动的振幅逐渐减小,即e ef if A A A >>;建筑热工学中,把室外温度振幅e A 与由外侧温度谐波热作用引起的平壁内表面温度振幅之比称为温度波的穿透衰减度,也称为平壁的衰减倍数,用0ν3从室外空间到平壁内部,温度波动的相位逐渐向后推延,即if φ<;壁体的热惰性;衰减和滞后的程度取②谐波热作用下材料和围护结构的热特性指标 1材料的蓄热系数意义：半无限厚物体在谐波热作用下;材料蓄热系数越大,其表面温度波动越小;密度大的重型材料或结构蓄热性能好、热稳定性好;当围护结构中某层是由n nnS F F +++2材料层的热惰性指标:表征材料层受到波动热作用后,背波面上温度波动剧烈程度的一个指标,也是说明材料层抵抗温度波动能力的一个特性指标,用D 表示;其大小取决于材料层迎波面的抗波能力和波动作用传至背波面时所受到阻力;1n S D D =+空气的蓄热力系数S 为0,D 值为0; R S③D越大,说明温度波在其间的衰减越快,;③材料层表面的蓄热系数它与材料蓄热系数的物理意义是相同的,一般两者在数值上也可视为相等; 计算方法：沿着与热流相反的方向,依照围护结构的材料分层,逐层计算如图; 各层内表面蓄热系数计算式采用如下通式：注：如某层厚度较大 1.0D ≥,则该层的Y S =,内表面的蓄热可从该层算起,后面各层就可不再计算;6.建筑隔热设计控制指标计算①隔热设计标准：,应满足下式要求： 内表面最高温度maxi θ⋅直接反映围护结构的隔热性能,关系着人体辐射散热;②室外综合温度：围护结构隔热主要隔的是室外综合温度;围护结构外表面受到3种不同方式热作用： 1．太阳短波辐射；2．室外空气换热；3．围护结构外表面有效长波辐射的自然散热;可将三者对外围护的共同作用综合成一个单一的室外气象参数——“室外综合温度”sa t ：max e t ⋅max e θ⋅夏季室外计算温度s ρ——围护结构外表面对太阳辐射热的吸收系数表2-8；I ——太阳辐射强度； 1rt ——外表面有效长波辐射温度,粗略计算可取：屋面——℃,外墙——℃; 注：一般围护结构隔热设计中仅考虑前两项 式中s e Iρα值又叫做太阳辐射的“等效高温”或“当量温度”;表示围护结构外表面所吸收的太阳辐射热对室外热作用提高的程度;它对室外综合温度影响很大;第三章建筑保温与节能1. 围护结构的保温构造类型保温构造分类：单设保温层、封闭空气间层、保温与承重合二为一、混合型构造;①单设保温层用导热系数很小的材料做保温层而起保温作用;由于不要求保温承重,选择的灵活性较大;②封闭空气间层围护结构中的空气层厚度,一般以4~5厘米为宜;间层表面最好采用强反射材料如铝箔;为了提高反射材料的耐久性,还应采取涂塑处理等保护措施;③保温与承重相结合材料的导热系数小,机械强度满足承重要求;保温与承重相结合：空心板、空心砌块、轻质实心砌块等,既能载重又能保温;④混合型构造当单独用某一种方式不能满足保温要求,或为达到保温要求而造成技术经济上不合理时,采用复合构造;例如,既有实体保温层,又有空气层和承重层的外墙或屋顶结构;第四章 建筑围护结构的传湿与防潮1.建筑围护结构的传湿①等温吸湿曲线：呈“S ”型,低湿度时为单分子吸湿；中湿度时为多分子吸湿；高湿度时为毛细吸湿; 可见,材料中的水分主要以液态形式存在;材料的吸湿湿度在相对湿度相同的条件下,随温度的降低而增加 ②围护结构中的水分转移： 1水分转移的动力：当材料内部存在压力差分压力或总压力、湿度材料含湿量差和温度差时,均能引发材料内部所含水分的迁移;2材料中包含的水分可以三种状态存在：气态水蒸气、液态液态水和固态冰; 3材料内部可迁移的水的两种状态：1.以气态的扩散方式迁移；2.以液态水分的毛细渗透方式迁移; 4稳态下水蒸气渗透过程的计算与稳定传热的计算方法完全相似： 如图：在稳态条件下通过围护结构的水蒸气渗透量渗透强度,与室内外1 ω——0H ——围护结构的总水蒸气渗透阻,/g ；i P ——室内空气的水蒸气分压力,Pa ；e P ——室外空气的水蒸气分压力,Pa;2式中,m d ——任一分层的厚度；m μ——任一分层材料的水蒸气渗透系数g/;水蒸气的渗透系数是1m 厚的物体,两侧水蒸气分压力差为1Pa,1h 内通过1m 2面积渗透的水蒸气量;意义：水蒸气的渗透系数μ表明了材料的透气能力,与材料的密实程度有关,材料的孔隙率越大,透气性就越强;水蒸气的渗透阻H 是围护结构或某一材料层,两侧水蒸气分压力差为1Pa,通过1m2面积渗透1g 水蒸气所需要的时间;注：由于围护结构内外表面的湿转移阻i H e H ,与结构材料层的蒸汽渗透阻本身相比是很微小的,所以在计算总的蒸汽渗透阻时可以忽略不计;这样围护结构内外表面的水蒸气分压力可以近似取为i P 和e P ;围护结构内任一层内界面的水蒸气分压力可由下式计算：其中m=2,3,4……n 3式中,1jj H=∑——从室内一侧算起,由第一层至第m-1层的水蒸气渗透阻之和;③围护结构内部冷凝的检验:冷凝危害：①当水蒸气接触结构表面时,若表面温度低于露点温度,水汽会在表面冷凝成水;表面冷凝水将有碍室内卫生,某些情况下还将直接影响生产和房间的使用;②水蒸气通过围护结构时,在结构内部材料的孔隙中冷凝成水珠或冻结成冰,这种内部冷凝现象危害更大,是一种看不见的隐患;③内部出现冷凝水,会使保温材料受潮,材料受潮后,导热系数增大,保温能力降低；此外,由于内部冷凝水的冻融交替作用,抗冻性差的保温材料便遭到破坏,从而降低结构的使用质量和耐久性; 辨别围护结构内部是否会出现冷凝现象,可按以下步骤进行：1根据室内外空气的温湿度t 和ϕ,确定水蒸气分压力i P 和e P ,然后按照上节3式计算围护结构各层的水蒸气分压力,并作出“P ”分布线;对于采暖房屋,设计中取当地采暖期的室外空气平均温度和平均相对湿度作为室外计算参数;2根据室内外空气温度i t 和e t ,确定各层温度,并按照附录2作出相应的饱和水蒸气分压力“s P ”的分布线; 3根据“P ”和“s P ”线是否相交来判断围护结构内部是否出现冷凝现象,如图;注：实践和理论表明,在水蒸气渗透的途径中,如材料的水蒸气渗透系数出现由大变小的界面,因水蒸气至此遇到较大的阻力,最易发生冷凝现象,习惯上把这个最易出现冷凝,而且凝结最严重的界面,称为围护结构内部的“冷凝界面”;冷凝强度：当出现内部冷凝时,冷凝界面处的水蒸气分压力已经达到该界面温度下的饱和水蒸气分压力,s c P ;设由水蒸气分压力较高一侧空气进到冷凝界面的水蒸气渗透强度为1ω,从界面渗透分压力较低一侧空气的水蒸气渗透强度为ω,两者之差即是界面处的冷凝强度c ω,如图;2.建筑围护结构的防潮①防止和控制表面冷凝一、正常湿度的采暖房间尽可能使围护结构内表面附近的气流畅通,家具,壁柜等不宜紧靠外墙；供热设备放热不均,引起围护结构内表面温度波动,出现周期性冷凝时,应该在围护结构内表面采用蓄热特性系数较大材料;二、高湿房间一般指冬季相对湿度高于75%的房间间歇性高湿条件的房屋,内表面设防水层SWA 高吸水树脂；连续性高湿条件房屋,设置吊顶将水引走；加强屋顶内表面附近通风;三、防止地面泛潮②防止和控制内部冷凝一、合理布置材料层的相对位置原则：材料层次的布局应尽量在水蒸气渗透的通路上做到“进难出易”;如中图;前面提到的USD屋面,也是进难出易的原则设计的,如图;二、设置隔汽层针对具体构造方案中,材料层的布置往往很难完全符合“进难出易”原则的要求;可在保温层蒸汽流进入一侧设置隔汽层如图;三、设置通风间层或泄气沟道针对设置隔汽层虽然能改善围护结构内部的湿状况,但其质量在施工和使用过程中不易保证,且会影响房屋建成后结构的干燥程度;对高湿度房间可采用设置通风间层和泄气沟道的方法如图;四、冷侧设置密封空气层在冷侧设一空气层,可使处于较高温度侧的保温层经常干燥,此空气层也叫做引湿空气层,其作用称为收汗效应;第五章建筑防热与节能★在防热设计中,隔热和通风是主要的、同时也必须将窗口遮阳、环境绿化一起加以综合考虑;1.屋顶与外墙的隔热设计一、屋顶隔热——南方炎热地区,日晒时数和太阳辐射强度以水平面为最大,基本上分为实体材料层和带有封闭空气层的隔热屋顶、通风间层隔热屋顶、阁楼屋顶三类;此外还有植被隔热屋顶、蓄水屋顶、加气混凝土蒸发屋面、淋水玻璃屋顶、成品隔热板屋顶等;1.实体材料层和带有封闭空气层的隔热屋顶如图,实体材料层屋顶a-c, 空气间层隔热屋顶d-f为提高材料的隔热能力,最好选用λ和α的值都比较小的材料,同时还要注意材料的层次排列排列次序不同也影响结构衰减的大小实体材料层屋顶a-c;为了减轻屋顶自重,可采用空心大板屋面,利用封闭空气间层隔热;为减少屋顶外表面太阳辐射热的吸收,还应选择浅色屋顶外饰面f涂了层无水石膏;2.通风屋顶优点：有利于隔热和散热下图为其几种构造方式;3.阁楼屋顶这种屋顶通常在檐口、屋脊或山墙等处开通气孔,有助于透气、排湿和散热;提高阁楼屋顶隔热能力措施：加强阁楼空间的通风是一种经济而有效的方法如加大通风口面积,合理布置通风口位置等;通风阁楼的通风形式常有如图：a山墙上开口通风；b檐口下进气屋脊排气；c屋顶设置老虎窗户通风等;4.植被隔热屋顶特别适合于夏热冬冷地区的城镇建筑;原因：植物的光合作用将热能转化为生化能；蒸腾作用增加蒸发散热；培植基质材料的热阻与热惰性;无土种植,有土种植;无土种植是采用膨胀蛭石作培植基质,它是一种密度小、保水性强、不腐烂、无异味的矿物材料;宜于选用浅根植物；种植草被要简单得多;无土种植草被屋顶的内表面最高温度低；内表面温度波幅小,热稳定性较好；内表面大部分时间低于人体表面温度,是良好的散热面；屋顶外表面辐射吸收率低,外表面温度低,对环境的长波辐射热少;5.蓄水屋顶在南方地区使用较多,有蓄水屋顶、淋水屋顶和喷水屋顶等不同形式;原理：利用水在太阳光的照射下蒸发时需要大量的汽化热,从而大量消耗到达屋面的太阳辐射热,有效地减弱了经屋顶传入室内的热量,相应地降低了屋顶内表面的温度;隔热性能与蓄水深度密切相关;蓄水屋顶的水层深度,从白天隔热和夜间散热的作用综合考虑,宜3-5cm;水面上敷设铝箔或浅色漂浮物,或种植漂浮植物水浮莲、水葫芦等;优点：a屋顶外表面温度、内表面温度、传热量大幅度下降；b随蓄水深度增加,内表面温度最大值愈低,15cm水深为宜；c在夏热冬暖地区,不增加环境辐射反射;缺点：a夜间不能利用屋顶散热；b增大了屋顶静荷载；c一年四季都不能没有水;6.加气混凝土蒸发屋面原理：在建筑屋面上铺设一层多孔材料;运用自然降温原理,通过积蓄雨水并使雨水逐渐蒸发,达到降低建筑物面环境温度、缓解环境热岛效应的目的;7.淋水玻璃屋顶8.成品隔热板屋顶二、外墙隔热1．空心砌块墙可做成单排孔和双排孔如图a;2．钢筋混凝土空心大板墙如图b;3．轻骨料混凝土砌块墙如图：加气和陶粒混凝土砌块墙;4．复合墙体如图;2.窗口遮阳①遮阳的形式1．水平式遮阳：能有效遮挡高度角较大的、从窗口上方投射下来的阳光,适用于接近南向的窗口,或北回归线以南低纬地区的北向附近的窗口;2．垂直式遮阳：能有效遮挡高度角较小的、从窗侧斜射的阳光,但对于高度角较大的、从窗口上方投射的阳光,或接近日出、日没时平射窗口的阳光不起遮挡作用；主要适用于东北、北和西北向附近的窗口;3．综合式遮阳：能有效遮挡高度角中等的、从窗前斜射下来的阳光,遮阳效果比较均匀；主要适用于东南或西南向附近的窗口;4．挡板式遮阳：能有效遮挡高度角较小、正射窗口的阳光；主要适用于东、西向附近的窗口;②遮阳构件尺寸的计算3.房间的自然通风自然通风：是由于建筑物的开口处门、窗、过道等存在着空气压力差而产生的空气流动;特点:不需动力, 经济; 但进风不能预处理, 排风不能净化, 污染周围环境;通风效果不稳定;造成空气压力差的原因：1.热压作用；2.风压作用热压作用取决于室内外空气温差所导致的空气密度差和进出气口的高度差烟囱效应;风压作用是风作用在建筑物上产生的风压差;建筑群布局：一般而言,建筑群的平面布场有行列式、错列式、斜列式、周边式等如图;从通风的角度来看,以错列、斜列较行列、周边为好;第六章 建筑日照1.太阳高度角和方位角的确定目的：为了进行日照时数、日照面积、房屋朝向和间距以及 周围阴影区范围等问题的设计; 影响太阳高度角s h 和方位角s A 的因素有三： ① 赤纬角δ——表明季节即日期的变化； ② 时角Ω——表明时间的变化；③ 地理纬度ϕ——表明观察点所在地方的差异; 太阳高度角和方位角的计算公式： 1．求太阳高度角s h ：s sin sin sin cos cos cos h ϕδϕδ=+Ω 12．求太阳方位角s A ：s s s sin sin sin cos cos cos h A h ϕδϕ-=2举例：6-1, 6-2, 6-3.3．求日出、日落的时刻和方位角：日出或日落时,太阳高度角s 0h =,带入式1和2得：cos tan tan ϕδΩ=- 3s sin cos cos A δϕ-=4 4．中午的太阳高度角：以0Ω=带入式1得： s sin sin sin cos cos sin(90||)h ϕδϕδϕδ︒=+=--故 s 90()h ϕδ=-- 当ϕδ>时 5s 90()h δϕ=-- 当ϕδ<时 6。
热质交换原理与设备名词解释及课后第二章习题
名词解释热舒适性（人体对周围空气环境的舒适热感觉）、绝热饱和温度(绝热增湿过程中空气降温的极限)、传质通量（单位时间通过垂直与传质方向上单位面积的物质的量）、扩散系数(沿扩散方向在单位时间每单位浓度降的条件下，垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数、)空气调节（利用冷却或者加热设备等装置，对空气的温度和湿度进行处理，使之达到人体舒适度的要求）、新风（从室外引进的新鲜空气，经过热质交换设备处理后送入室内的环境中）、回风（从室内引出的空气，经过热质交换设备的处理再送回室内的环境中）、露点温度(指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下冷却到饱和时的温度)、机器露点(空气在机器上结露产生凝结水的温度值)、分子传质(由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象)（扩散传质）、对流传质(：是流体流动条件下的质量传输过程)、质量浓度(单位体积混合物中某组分的质量)、浓度边界层（质量传递的全部阻力集中于固体表面上一层具有浓度梯度的流层中，该流层即为浓度边界层）、速度边界层(质量传递的全部阻力集中于固体表面上一层具有浓度梯度的流层中，该流层即为浓度边界层)、热边界层流体流动过程中.在固体壁面附近流体温度发生剧烈变化的薄层、雷诺类比（对流传热和摩擦阻力间的联系）、宣乌特准则数(流体传质系数hm和定型尺寸的乘积与物体的互扩散系数（Di）的比值)、施密特准则数(流体的运动黏度（v）与物体的扩散系数（D）的比值)、普朗特准则数(流体的运动黏度（v）与物体的导温系数a的比值)简要回答问题1、什么叫冰蓄冷空调？其系统种类有哪些？冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量2、根据冷却介质和冷却方式的不同，冷凝器可分为哪几类？试说明他们各自的特点？水冷和风冷冷凝器水冷，空冷，水—空气冷却以及靠制冷剂蒸发或其他工艺介质进行冷却的冷凝器。
采用水冷式冷凝器可以得到比较低的温度，这对制冷系的制冷能力和运行经济性均比较有利。
人体热平衡与热舒适
人体热平衡与热舒适
标签:热舒适热平衡人体蓄热率
(1)人体热平衡方程式
S=M-W-R-C-E
式中M——人体新陈代谢率，W／m2；
W——人体所作的机械功，W／m2；
R——人体与环境的辐射热交换，W/m2；
C——人体与环境的对流热交换，W／m2；
E——人体由于呼吸、皮肤表面水分蒸发及出汗所造成的与环境的热交换，W／m2；
S——人体的蓄热率，W/m2。
（2）人体热舒适方程和PMV-PPD指标
人在某一热环境中要感到热舒适，必须满足三个最基本的条件。
第一个最基本、最主要的条件是人与环境达到热平衡。
这里所指的热平衡是当热平衡方程式中的人体蓄热率S=0时的严格意义上的热平衡。
即
M-W-R-C-E=0或
f(M，Icl，ta，tmrt,Pq,υ,tmsk,Ersw=0
式中M——人体新陈代谢率，W／m2；
Icl——服装热阻，clo；(1clo=0 155m2•K／W)
ta——空气温度，℃；
tmrt——环境的平均辐射温度，℃；
Pq——空气水蒸气分压力，kPa；
υ——空气流速，m/s；
tmsk——人体表面的平均温度，℃；Ersw——人体实际的出汗蒸发热损失，W／m2。
不同热环境下的人体热感觉
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I
硕士学位论文
摘要
随着生活水平的提高，人们对居室环境的要求也越来越高。改善人居环境就 是要创造一个温馨舒适、卫生、节能的居住空间。而采用何种环境参数组合才能 实现这一目的、如何对居室热环境进行合理的评价就显得尤为重要。
目 前 国 际 上 流 行 的 评 价 室 内 热 环 境 的 标 准 ： ISO 7730 标 准 和 ASHRAE 55-1992标准是以欧美国家的大学生为研究对象得出的标准，未必适用于中国。 且近年来各国学者在热舒适现场研究领域的研究中发现，在自然通风环境下人们 的舒适域远远超过了上述标准中提供的舒适域。能否找到一个最佳的环境参数组 合，使其既能满足人体热舒适性要求又有利于降低供暖能耗，这对于改善该地区 人居热环境、节约能源、保护环境、推动人类和生态的可持续发展具有十分重要 的意义。
湖南大学硕士学位论文
不同热环境下的人体热感觉
学 位 申 请 人 姓 名： 导 师 姓 名 及 职 称： 培 养 单 位： 专 业 名 称： 论 文 提 交 日 期： 论 文 答 辩 日 期： 答 辩 委 员 会 主 席：
李文菁 杨昌智教授 湖南大学土木工程学院 供热、供燃气、通风及空调工程 2006 年 4 月 15 日 2006 年 5 月 18 日 汤广发教授
人体对热湿环境的反应PPT精品课件
平衡膳食宝塔说明
第一层
• 第一层为各类主食，有 米饭、馒头、面包、麦 片、其他面食等谷类。 提供主要营养素---碳水 化合物，同时也提供了 部分矿物质、微量元素、 维生素和膳食纤维。宝 塔中粮食所占比例最高， 每天为300---500克。
R=fclfeff (T4cl－T4r)
5. 不同环境条件和活动强度下，人体的散热和 散湿量
二、人体的温度感受系统 （一）人体皮肤存在冷点和热点 1、人体皮肤中存在温度感受器 2、人体体内某些粘膜和腹腔内
脏等处也存在温度感受器。 3、人体的脊髓、脑干网状结构
中也存有神经元。 （二）根据反应特性，分类：
二.预测平均评价PMV TL=M－W－C－R－E
TL为正，人体产生热感觉；TL为负， 则产生冷感觉。
预测平均评价PMV代表了对同一环境绝 大多数人的舒适感觉。
PPD指标表示对热环境不满意的百分数
由图可见：当PMV=0时，PPD=5%。既意味着在 室内处于最佳的热舒适状态时，仍然有5％的人感 到不满意。因此ISO7730对PPV-PPD指标的推荐值 在－0.5－＋0.5之间，相当于人群中允许有10％ 的人感觉不满意
服装面积系数： fcl=Acl/AD
估算值 ：fcl=1.0+0.3Icl
（五）人体的能量代谢 • 1．人体的能量代谢率： • 影响能量代谢的因素 • 1）精神活动 • 2）食物的特殊动力效应： • 3）环境温度： • 4) 性别、年龄 • 5)肌肉活动：
2. 人体的机械效率
η=W/M 3. 人体蒸发散热量 (1) 人体的皮肤蒸发散热量Esk Emax=( Psk－Pa)/[ Ie,cl＋1/(fcl he)] =he′(Psk－Pa) (2) 人体的呼吸散热散湿量 显热散热： Cres=0.0014M(34-ta) W/㎡ 潜热散热： Eres=0.0173M(5.867－Pa) W/㎡ 4. 人体与外界的辐射换热量
热舒适讲义
预测的平均热感觉指标PMV (Predicted ( d d Mean a Vote) o )
PMV = (0.303 e–0.036 M + 0.0275) TL = (0.303 e–0.036 M + 0.0275) {M – W – 3.05 [5.733 – 0.007 (M – W) – Pa]
在同一条有效 温度线上具有相同 的热感觉 有效温度线与 50％相对湿度线的 交点上标注着等效 温度的数值 在该 温度的数值，在该 点等效温度与干球 温度相等 例如，通过t＝ 25℃，＝ ℃ ＝50％的两 线的交点的虚线即 为25℃等效温度线
思考题
为了保持人的热舒适感，在以下条件发生 变化时 空气 球温度应该怎样变化 变化时，空气干球温度应该怎样变化？ （1）空气相对湿度下降 （2）人的活动量增加 （3）空气流速下降 （4）衣服加厚 （5）周围物体表面温度上升
人体与外界的热交换
MWCRES=0
显热交换 热交换
对流散热C 辐射散热R
潜热交换E
皮肤散湿
出汗蒸发 皮肤湿扩散
呼吸散湿
人体与外界的对流、辐射和蒸发都受到人体衣 着情况的影响。 着情况的影响 人体对流换热与周围空气温度、空气流速有关。 汗液蒸发与空气温度、湿度、空气流速有关。 人体周围环境物体的表面温度影响人体的辐射 散热强度。
血管扩张，增加血流，提高表皮温度 ，出汗
御寒调节方式
血管收缩，减少血流，降低表皮温度， 通过 冷颤增加代谢率
什么是热舒适？
“对热环境感到满意的心理状态” Fanger教授提出热舒适的三个条件： 教授提出热舒适的三个条件 1） 人体必须处于热平衡状态，以便使人体对环 境的散热量等于人体的体内产热量 并且蓄热 境的散热量等于人体的体内产热量，并且蓄热 量为零，即： M-W-C-R-E=0 （S=0） 分条件 必要条件 条件 ？ 充分条件？
柳孝图《建筑物理》(第3版)笔记和课后习题详解
柳孝图《建筑物理》（第3版）笔记和课后习题详解第1篇建筑热工学建筑热工学的任务是依照建筑热工原理，论述通过规划和建筑设计手段，防护或利用室内外气候因素，解决房屋的日照、保温、隔热、通风、防潮等问题，创造良好的室内气候环境并提高围护结构的耐久性。
第1章室内外热环境1.1 复习笔记一、室内热环境1．室内热环境组成要素（1）室内热环境主要由室内气温、湿度、气流及壁面热辐射等因素综合而成。
（2）各种室内微气候因素的不同组合，会形成不同的室内热环境。
2．人体热平衡与热舒适（1）热舒适热舒适是指人们对所处室内气候环境满意程度的感受。
人体对周围环境的热舒适程度主要反映在人的冷热感觉上。
（2）热平衡人们在某一环境中感到热舒适的必要条件是：人体内产生的热量与向环境散发的热量相等，即保持人体的热平衡。
人体与环境之间的热平衡关系可用下列公式表示：△q=qm±qc±qr－qw式中qm—人体产热量，W／m2；qc—人体与周围空气之间的对流换热量，W／m2；qr—人体与环境间的辐射换热量，W／m2；qw—人体蒸发散热量，W／m2；△q—人体得失的热量，W／m2。
从上式看出，人体与周围环境的换热方式有对流、辐射和蒸发三种，换热的余量即为人体热负荷△q。
△q值与人们的体温变化率成正比当△q>0时，体温将升高；当△q<0时，体温将降低。
当△q=0，人体新陈代谢产热量正好与人体在所处环境的热交换量处于平衡状态。
当达到热平衡状态时，对流换热约占总散热量的25％～30％，辐射散热量占45％～50％，呼吸和无感觉蒸发散热量占25％～30％时，人体才能达到热舒适状态，能达到这种适宜比例的环境便是人体热舒适的充分条件。
3．人体热平衡的影响因素（1）人体新陈代谢产热量qm①qm主要决定于人体的新陈代谢率及对外作机械功的效率。
②单位时间内人体新陈代谢所产生的能量，称为新陈代谢率，通常用符号m表示，单位为W/m2（人体表面积），1met=58.2W／m2。
关于热感觉和热舒适与热适应性的讨论
收稿日期 :2007204227 3 :广东省科技计划项目“基于华南地区住房热舒适度的科学评价方法及数据库研究”(项目编号 :2005B33302011) ; 广东省科技计划项目“基于华南地区建筑物空调系统的热舒适度和能耗的优化设计研究”(项目编号 :2006B13301005)
1) Houghton , Yaglou , Gagge 和 Fanger 认为热感觉和热舒适是 相同的 ,热感觉不冷不热就是热舒适 。
2) Ebbecke ,Hensel ,Cabanac 和清华大学赵荣义等人认为热舒 适并不在稳态热环境下存在 ,它只存在于某些动态过程中 。
3) 哈尔滨工业大学王昭俊在对现场测试结果的分析中认为 热舒适不同于热感觉 ,但热舒适在稳态热环境中也能存在 ,即热 舒适既存在于稳态热环境中又存在于动态热环境中 。
环境下同样可以达到热舒适 ,它是随着环境的变化而变化的 。 关于热舒适和热感觉的区别 , Ebbecke[4 ]在 1917 年曾对热感
觉和热舒适给出了两者之间的区别 “: 热感觉是假定与皮肤热感 觉的活动有联系 ,而热舒适是假定依赖于来自调节中心的热调节 反应”。Hensel 给出了热感觉和热舒适的差别示意图 ,如图 3 所 示 。热感觉主要是皮肤热感受器在热刺激下的反应 ,而热舒适则 是综合各种感受器的热刺激信号 ,形成集总热激励而产生的 。图 中虚线表示一种可能性 ,热舒适则包含舒适与不舒适两种可能性 。
5 结语
热舒适和热感觉具有不同的定义 ,不能混用 。影响热舒适的 因素比影响热感觉的因素要多一些 。
热舒适不能长期存在于一个固定的环境下 ,它是一个动态过 程 。在稳态环境下可以达到热舒适 ,在动态环境下同样可以达到 热舒适 ,它是随着环境的变化而变化的 。
室内热环境与人体热舒适
第二章
室内热环境与人体热舒适
热感觉和热舒适投票
图中可见热感觉投票高于热舒适投票值，二者并不完全一致。
第二章
室内热环境与人体热舒适
1、预测平均热感觉指标PMV
PMV是80年代初得到国际标准化组织(ISO)承认的一种比较全面的 热舒适指标，丹麦房格尔（P.O.Fanger）综合了近千人在不同热
环境下的热感觉实验结果，并以人体热平衡方程为基础，认为人
第二章
室内热环境与人体热舒适
基础代谢率
基础代谢率（BMR, Basal Metabolic Rate） 未进早餐前，保持清醒 静卧半个小时，室温条件维持 在18~25℃之间测定的代谢率 ：46W/m2 BMR变化的范围：10~15% 超过20%为病态。
第二章
室内热环境与人体热舒适
肌肉活动与代谢率
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。
度量：感觉不能用任何直接的方法测量。
第二章
室内热环境与人体热舒适
热感觉的影响因素
冷热刺激的存在 刺激的延续时间
辐射散热/总散热 呼吸及无感觉蒸发散 热/总散热
45~50%
25~30%
将前述各散热量计算式代入方程式，可以得到公式如下，即人体蓄热量S 取决于6个因素的定量描述：
第二章
室内热环境与人体热舒适
不同的人对舒适的差异
Fanger的调查实验结论
瞬感现象 衣着状况
人种：非洲人比北欧人喜欢热环境麽？
第二章
室内热环境与人体热舒适
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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。
线段左上部分进入舒适区，右下部分在采暖 区，表明白天气候状况已达到热舒适、夜间 稍偏冷，属过渡季节。从生物气候图看，白 天需要遮阳，但白天太阳辐射不会使室内温 度超出舒适区，夜间室内人体和设备产热会 使温度有所升高，靠近舒适区，因此，设计 时可以不考虑遮阳，使用时在夜间注意避风。
舒适季：10月 气候状态线段大部分落在舒适区，少 部分落在“自然通风”区，也属于热 季，建筑需要进行遮阳，白天有风时 组织通风可维持室内热舒适，无风时 需要制冷；夜间有风无风均可达到热 舒适。
3.3修正的有效 温度CET
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
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 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(p18-19)
(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。 (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
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： 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。
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。
AC：空调区。 D:除湿区。大 于17毫米汞柱 时，需除湿。 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。
4.5其他区
综合图
4.7另一种生物气候图
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。
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 ℃
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
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。
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。
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。
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。
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 tmrt pv
0～
u
0～
M
46.5～
cloth
0～
10～ 10～
30℃ 40℃ 2700pa
1m/s 232W/m2 0.31m2℃/w
4生物气候图 （补充内容）
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
3.5预测平均热感觉指标PMV
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) 意程度. PMV = F (△q ) = f (tai, RH, tmrt, u, M, Rcl )
〉43 40 35 30 25 20 15 10
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。
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:
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。
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。
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。
3.热环境的评价（p21-23）
任何一项因素都不能单独说明人体对热 环境的反应。 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 :
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 (p8) 活动量、衣着、空气流速，空气温 度，空气湿度，周围辐射温度。
2.4.室内热环境的组成因素(p20)
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。
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(p17-20) 必要条件： 热量积蓄=人体得热－人体散热=0
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%
(ar+ac)(t0-ts)=ar(tmrt-ts)+ac(ta-ts)
3.2.有效温度ET(潮湿作用温度)（p8） 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
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，每增加0.1m/s,相当 于环境温度降低0.3℃. 在0.6m/s～１m/s时，每增加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 。