1微气候
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本章内容
1 微气候要素及其相互关系 2 人体的热交换与平衡 3 微气候环境对人的影响 4 改善微气候环境的措施
湖南科技大学工业工程系
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一 微气候要素及ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ相互关系
微气候：指生产、生活过程中现场所处的局部环境中 的气候状况，包括下列4个最重要的参数：
1、空气气温 2、空气湿度 3、气流速度（风速） 4、热辐射条件状况 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。
Qs-人体的热积蓄或热债变化率（J/m2•h）
Qm-人体的新陈代谢产热率（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）
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)
Qe-人体汗液蒸发和呼出水蒸气的蒸发热传递率（J/m2•h）
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Qk-人体外表面向周围环境的辐射热传递率（J/m2•h）
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热辐射强度：热辐射体单位时间、单位面积上所辐射出 的热量（J/cm2·min）。 测量热辐射可用黑球温度计。
黑球温度计是一种球形温度计， 如图 7-5所示。它是在直径为15.7mm的铜 制球形表面涂上黑颜色（为无光泽黑 球），球内插一支水银温度计制成。其 平均辐射系数为0.95，铜球越薄越好。 测量范围为20～120℃，精度为±1℃。 打开热辐射源，黑球温度上升，关闭热 辐射源，黑球温度下降，其差值为实际
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3、气流速度（风速）
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。
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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， 这是一种测量低风速（测量范围： 0.05~1m/s）的仪器。现在各种便携式 电子（热球）微风仪（如图7-2、图7-4 所示）、手持式风向风速仪（如图7-3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7-4便携式风速仪
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智能湿度测量技术的发展
便携式温 湿度计1
便携式温湿 度计2
图7-1便携式温湿度计
单片微机的广泛应用和半导体存储器 件技术的发展促进了智能湿度测量技术 的发展。几种基于半导体温度、湿度传 感器，微型计算机完成计算，半导体记 忆器件存储数据的便携式实时测量系统 已得到广泛使用。如便携式温湿度计 （见图7-1）、智能湿度测量仪和单片 微机测湿系统。它们都无须人工干预， 实时性强，可以处理较多的数据；有的 还可配多种探头以适应不同测量要求， 实现在线数据记录、图形记录等；同时， 配备报警功能以视觉、听觉、电子邮件 形式发出报警信号。
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。
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“＋”表示人体得热，“－”表示人体散热。
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、蒸发热交换 和传导热交换。
人体的热平衡方程为
Qs ＝ Qm－W±Qc±Qr－Qe±Qk （7-3）
常采用华氏温标（℉），两种温标的换算关系为
t
C
5 9
t
F
32
t F 5 t C 32
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(7 1)
(7 2)
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湖南省专业气象台预告长沙24小时城市环境气 象预报 2009-03-29 17:00 平均相对湿度：80%
2、空气湿度
湿度:空气的干湿程度，分为绝对湿度和相对湿度。 (1)绝对湿度:每立方米（m3）空气内所含的水蒸汽克数。 (2)相对湿度:某气温、压力条件下空气的水蒸汽压强与相同温 度、压力条件下饱和水蒸汽压强的百分比。 生产与生活环境场所的湿度常用相对湿度表示。相对湿度在 70%以上称为高气湿，低于30%称为低气湿。 相对湿度可用通风干湿表或干湿球温度计测量。干湿球温度 计中，湿球温度计指示的温度叫湿球温度，湿球温度略低于干 球温度。
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1、空气温度（气温）
空气的冷热程度叫做气温。人们生产或生活所处局部环境的 气温除受大气温度影响外，还受现场设备、产品、加工零件和 原材料等冷热源和人体散热的影响。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
辐射温度。
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图7-5黑球温度计
5、微气候各要素之间的相互关系
在人类作业或起居环境中，气温、湿度、热辐射和气流速 度对人体的影响是可以相互替代的。某一参数的变化对人体 的影响，可以由另一参数的相互变化所补偿。
我们把微气候参数以及对冷热感觉有显著影响的微气候参 数的各种组合的综合指标，称之为微气候指标，在下列环境 中，人们有着相同的热环境感觉。
１）气温17.7℃，相对湿度100％，风速0ｍ/ｓ。
２）气温22.4℃，相对湿度70％，风速0.5ｍ/ｓ。
３）气温25.0℃，相对湿度20％，风速2.5ｍ/ｓ。
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二、人体的热交换与平衡
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。
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图7-2 电子（热球）微风仪
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图7-3 手持式风向风速仪
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4、辐射热 热辐射：物体在绝对温度大于0K(-273.16℃)时的辐
射能量。
热辐射是一种红外线，它不能加热气体，但能被周围 物体所吸收而转变成热能，从而使物体升温，成为二次 辐射源。
人体也向外界辐射热量。当周围物体表面温度超过人 体表面温度时，周围物体向人体辐射热能使人体受热， 称为正辐射；反之，称为负辐射。
1 微气候要素及其相互关系 2 人体的热交换与平衡 3 微气候环境对人的影响 4 改善微气候环境的措施
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一 微气候要素及ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ相互关系
微气候：指生产、生活过程中现场所处的局部环境中 的气候状况，包括下列4个最重要的参数：
1、空气气温 2、空气湿度 3、气流速度（风速） 4、热辐射条件状况 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。
Qs-人体的热积蓄或热债变化率（J/m2•h）
Qm-人体的新陈代谢产热率（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）
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)
Qe-人体汗液蒸发和呼出水蒸气的蒸发热传递率（J/m2•h）
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Qk-人体外表面向周围环境的辐射热传递率（J/m2•h）
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热辐射强度：热辐射体单位时间、单位面积上所辐射出 的热量（J/cm2·min）。 测量热辐射可用黑球温度计。
黑球温度计是一种球形温度计， 如图 7-5所示。它是在直径为15.7mm的铜 制球形表面涂上黑颜色（为无光泽黑 球），球内插一支水银温度计制成。其 平均辐射系数为0.95，铜球越薄越好。 测量范围为20～120℃，精度为±1℃。 打开热辐射源，黑球温度上升，关闭热 辐射源，黑球温度下降，其差值为实际
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3、气流速度（风速）
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。
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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， 这是一种测量低风速（测量范围： 0.05~1m/s）的仪器。现在各种便携式 电子（热球）微风仪（如图7-2、图7-4 所示）、手持式风向风速仪（如图7-3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7-4便携式风速仪
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智能湿度测量技术的发展
便携式温 湿度计1
便携式温湿 度计2
图7-1便携式温湿度计
单片微机的广泛应用和半导体存储器 件技术的发展促进了智能湿度测量技术 的发展。几种基于半导体温度、湿度传 感器，微型计算机完成计算，半导体记 忆器件存储数据的便携式实时测量系统 已得到广泛使用。如便携式温湿度计 （见图7-1）、智能湿度测量仪和单片 微机测湿系统。它们都无须人工干预， 实时性强，可以处理较多的数据；有的 还可配多种探头以适应不同测量要求， 实现在线数据记录、图形记录等；同时， 配备报警功能以视觉、听觉、电子邮件 形式发出报警信号。
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。
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“＋”表示人体得热，“－”表示人体散热。
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、蒸发热交换 和传导热交换。
人体的热平衡方程为
Qs ＝ Qm－W±Qc±Qr－Qe±Qk （7-3）
常采用华氏温标（℉），两种温标的换算关系为
t
C
5 9
t
F
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t F 5 t C 32
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(7 1)
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湖南省专业气象台预告长沙24小时城市环境气 象预报 2009-03-29 17:00 平均相对湿度：80%
2、空气湿度
湿度:空气的干湿程度，分为绝对湿度和相对湿度。 (1)绝对湿度:每立方米（m3）空气内所含的水蒸汽克数。 (2)相对湿度:某气温、压力条件下空气的水蒸汽压强与相同温 度、压力条件下饱和水蒸汽压强的百分比。 生产与生活环境场所的湿度常用相对湿度表示。相对湿度在 70%以上称为高气湿，低于30%称为低气湿。 相对湿度可用通风干湿表或干湿球温度计测量。干湿球温度 计中，湿球温度计指示的温度叫湿球温度，湿球温度略低于干 球温度。
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1、空气温度（气温）
空气的冷热程度叫做气温。人们生产或生活所处局部环境的 气温除受大气温度影响外，还受现场设备、产品、加工零件和 原材料等冷热源和人体散热的影响。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
辐射温度。
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图7-5黑球温度计
5、微气候各要素之间的相互关系
在人类作业或起居环境中，气温、湿度、热辐射和气流速 度对人体的影响是可以相互替代的。某一参数的变化对人体 的影响，可以由另一参数的相互变化所补偿。
我们把微气候参数以及对冷热感觉有显著影响的微气候参 数的各种组合的综合指标，称之为微气候指标，在下列环境 中，人们有着相同的热环境感觉。
１）气温17.7℃，相对湿度100％，风速0ｍ/ｓ。
２）气温22.4℃，相对湿度70％，风速0.5ｍ/ｓ。
３）气温25.0℃，相对湿度20％，风速2.5ｍ/ｓ。
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二、人体的热交换与平衡
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。
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图7-2 电子（热球）微风仪
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图7-3 手持式风向风速仪
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4、辐射热 热辐射：物体在绝对温度大于0K(-273.16℃)时的辐
射能量。
热辐射是一种红外线，它不能加热气体，但能被周围 物体所吸收而转变成热能，从而使物体升温，成为二次 辐射源。
人体也向外界辐射热量。当周围物体表面温度超过人 体表面温度时，周围物体向人体辐射热能使人体受热， 称为正辐射；反之，称为负辐射。