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
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。
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
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
=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。
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。
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。
3.5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) △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 )
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。
3.热环境的评价（p21-23）
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:
2.2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%
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。
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。
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。
〉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。
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。
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。
(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
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。
行为调节:穿衣、开窗、开冷暖器等。
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。
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，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℃.
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 ℃
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。
有时超出了自然通风区，在这种情况 下，必须使用空调制冷才能维持室内 舒适。这说明，厦门地区夏季不用空 调制冷是不行的，单靠气候适应性设 计不能使夏季室内达到热舒适，但良 好的遮阳和通风（尤其在夜间）设计 可使空调运行的时间最短，运行能耗 降到最低。
Leabharlann Baidu
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。
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
10～ 10～ 0～
uM
cloth
0～ 46.5～ 0～
30℃ 40℃ 2700pa 1m/s 232W/m2 0.31m2℃/w
4生物气候图 （补充内容）
热季：5月、6月、7月、8月、9月 气候状态点大多落在“自然通风”区的高 湿度范围，表明气候潮湿炎热，属热 季；设计时必须考虑遮阳和充分利用自 然通风。
厦门属海洋性季风季后，夏季有很好 的自然通风条件，利用自然通风（尤 其是夜间通风）在大部分时间内是可 以达到热舒适的。
注意： 但实际有时无风，且气候状态点
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 :
(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
qW = r m = r αm(ρw-ρv) ,与空气 所含的水分有关，与相对湿度有关。
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。
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
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)。
V’:适用于中等 热阻到高等热 阻,外表面刷 白的建筑。
4.4风速扩展区
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。
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。
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。