人因工程学(王雁)第3章微气候环境
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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。
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）。
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四、热辐射
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3-5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，其差值为实际辐射温度。
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本章主要内容
微气候要素及其相互关系 人体的热交换与平衡 微气候环境对人的影响 改善微气候环境的措施
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第一节 微气候要素及其相互关系
微气候是指生产、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空气温度 ②空气湿度 ③气流速度（风速） ④热辐射
图3-1便携式温湿度计
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三、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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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。
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一、空气温度（气温）
气温：空气的冷热程度。 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 （℉）。两种温标的换算关系为：
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，其中重要的组合有：空 气温度和周围表面温度；空气温度、周围表面温度和气流速度； 空气温度、周围表面温度、气流速度和相对湿度；空气温度、气 流速度和相对湿度；空气温度和相对湿度。
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第二节 人体的热交换与平衡
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三、气流速度（风速）
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。如图3-2、 图3-3、图3-4所示。
图3-2 电子（热球）微风仪 图3-3 手持式风向风速仪 图3-4便携式风速仪
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四、热辐射
热辐射：物体在绝对温度大于0K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。
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，即对 流、传导、辐射和蒸发。
（3-1） （3-2）
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二、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）空气内所含的水汽克数。
(2)相对湿度:某气温、压力条件下空气的水汽压强与 相同温度、压力条件下饱和水汽压强的百分比。
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。
③辐射，人体表面向外辐射出波长较长的红外线。取决于人体环境 间的温度差、人体表面积、服装热阻值等。
④蒸发，皮肤表面出汗和由肺部排出水分散热。取决于皮肤表面积、 服装热阻值、蒸发散热系数及相对湿度等。
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几种散热方式的比例
测试条件：春秋季节、轻体力活动，日总排热量3000kcal
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人体热交换方式及其影响因素
①对流，一般指人体将热量传递给（温度较低的）空气，空气流动 将热量带走。取决于气流速度、皮肤表面源自文库、对流传热系数、服装 热阻值、气温及皮肤温度等。当气温达到34.5℃以上，对流基本失 效。
②传导，当人体接触低于体温的物体时，热量向外传导。取决于皮 肤与环境（包括所接触的物体、空气等）的温差以及所接触物体的 面积大小及其导热系数。
第三章 微气候环境
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本章基本要求
了解微气候环境的构成要素，各要素测定方法，微气 候环境对人的影响的综合性。
通过人体热平衡方程式掌握人体与外界热交换方式， 各种热交换的影响因素，为维持人体热平衡提供改进 方向。
了解人对微气候环境的主观感受，掌握微气候环境的 评价方法。
掌握特殊环境（高温和低温）对人的影响，及微气候 环境改进措施。
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，干 球温度计指示的温度叫干球温度，根据湿球温度和干 球温度找出相对湿度。
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二、空气湿度
便携式温湿 度计1
便携式温湿 度计2
单片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3-1）、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。
图3-5 黑球温度计
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五、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。例如：在相同热辐射条件下，下面 三种不同环境中，人体具有相同的热环境感觉： 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；
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）。
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四、热辐射
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3-5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，其差值为实际辐射温度。
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本章主要内容
微气候要素及其相互关系 人体的热交换与平衡 微气候环境对人的影响 改善微气候环境的措施
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第一节 微气候要素及其相互关系
微气候是指生产、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空气温度 ②空气湿度 ③气流速度（风速） ④热辐射
图3-1便携式温湿度计
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三、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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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。
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一、空气温度（气温）
气温：空气的冷热程度。 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 （℉）。两种温标的换算关系为：
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，其中重要的组合有：空 气温度和周围表面温度；空气温度、周围表面温度和气流速度； 空气温度、周围表面温度、气流速度和相对湿度；空气温度、气 流速度和相对湿度；空气温度和相对湿度。
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第二节 人体的热交换与平衡
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三、气流速度（风速）
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。如图3-2、 图3-3、图3-4所示。
图3-2 电子（热球）微风仪 图3-3 手持式风向风速仪 图3-4便携式风速仪
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四、热辐射
热辐射：物体在绝对温度大于0K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。
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，即对 流、传导、辐射和蒸发。
（3-1） （3-2）
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二、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）空气内所含的水汽克数。
(2)相对湿度:某气温、压力条件下空气的水汽压强与 相同温度、压力条件下饱和水汽压强的百分比。
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。
③辐射，人体表面向外辐射出波长较长的红外线。取决于人体环境 间的温度差、人体表面积、服装热阻值等。
④蒸发，皮肤表面出汗和由肺部排出水分散热。取决于皮肤表面积、 服装热阻值、蒸发散热系数及相对湿度等。
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几种散热方式的比例
测试条件：春秋季节、轻体力活动，日总排热量3000kcal
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人体热交换方式及其影响因素
①对流，一般指人体将热量传递给（温度较低的）空气，空气流动 将热量带走。取决于气流速度、皮肤表面源自文库、对流传热系数、服装 热阻值、气温及皮肤温度等。当气温达到34.5℃以上，对流基本失 效。
②传导，当人体接触低于体温的物体时，热量向外传导。取决于皮 肤与环境（包括所接触的物体、空气等）的温差以及所接触物体的 面积大小及其导热系数。
第三章 微气候环境
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本章基本要求
了解微气候环境的构成要素，各要素测定方法，微气 候环境对人的影响的综合性。
通过人体热平衡方程式掌握人体与外界热交换方式， 各种热交换的影响因素，为维持人体热平衡提供改进 方向。
了解人对微气候环境的主观感受，掌握微气候环境的 评价方法。
掌握特殊环境（高温和低温）对人的影响，及微气候 环境改进措施。
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，干 球温度计指示的温度叫干球温度，根据湿球温度和干 球温度找出相对湿度。
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二、空气湿度
便携式温湿 度计1
便携式温湿 度计2
单片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3-1）、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。
图3-5 黑球温度计
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五、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。例如：在相同热辐射条件下，下面 三种不同环境中，人体具有相同的热环境感觉： 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；