關(guān)于空氣濕度影響人體舒適性的解釋

1、關(guān)于空氣濕度影響人關(guān)于空氣濕度影響人體舒適性的解釋體舒適性的解釋1 空氣濕度與人體熱舒適室內(nèi)環(huán)境的好壞跟人們的心情、生活、工作都息息相關(guān),一個(gè)舒適的溫度、清新的空氣、干濕恰到好處的感受都能給人們帶來(lái)身心愉悅的感受,幫助人們提高工作效率、改善工作心情,帶來(lái)家的溫暖。人體熱舒適是建筑領(lǐng)域的研究課題之一,關(guān)于熱舒適的定義,通常是指人們對(duì)當(dāng)下室內(nèi)熱環(huán)境的自身感覺(jué),包括溫度、濕度、風(fēng)速等。在ASHREA標(biāo)準(zhǔn)55中,歸納了影響人體熱舒適的6個(gè)因素,分別為:人的活動(dòng)量、衣著保溫程度、空氣溫度、空氣流速、空氣濕度和平均輻射照度。對(duì)人體感覺(jué)比較適宜的溫度濕度條件是：夏季室溫25時(shí)，相對(duì)濕度在4050比較舒適；冬

2、季室溫18時(shí)，相對(duì)濕度應(yīng)控制在6070，春秋季一般氣溫比較適宜，室內(nèi)經(jīng)常開(kāi)窗通風(fēng)，就能保持一定的濕度條件。根據(jù)皮膚感覺(jué)、生理反應(yīng)和熱效應(yīng)獲得“標(biāo)準(zhǔn)有效溫度指數(shù)，它表明相對(duì)濕度在20%50%范圍內(nèi)、干球溫度在2325范圍內(nèi)，是人體感覺(jué)舒適的最佳溫濕度環(huán)境。 空氣濕度影響著皮膚表面粘液和汗液的蒸發(fā),以及通過(guò)皮膚的水分?jǐn)U散,即影響人體能量代謝平衡,因此影響到人體溫度、熱感覺(jué)。低濕度時(shí)皮膚極度的干燥會(huì)導(dǎo)致皮膚的損傷、粗糙和不舒適性,甚至削弱皮膚保護(hù)功能;高濕度使皮膚的水分含量增加,并關(guān)閉汗腺,減少出汗,高濕度還影響到人對(duì)織物的觸摸感,皮膚表面的高水分與不舒適的關(guān)系部分在于皮膚和衣服產(chǎn)生的摩擦;空氣質(zhì)量

3、的清新也受到環(huán)境中溫度的強(qiáng)烈影響。u2 人體的熱平衡u濕度影響著皮膚表面粘液和汗液的蒸發(fā),以及通過(guò)皮膚的水分?jǐn)U散,即蒸發(fā)影響能量代謝平衡,因此影響到人體溫度和熱感覺(jué)二當(dāng)皮膚表面蒸發(fā)減少或增加時(shí),會(huì)使皮膚的溫度發(fā)生變化。雖然久坐的人很少用出汗來(lái)調(diào)節(jié)熱平衡,但濕度對(duì)他們來(lái)說(shuō)的確有直接的影響。u水的蒸發(fā)速度與人體和周圍空氣之間的蒸發(fā)壓力差有關(guān),一個(gè)中年人穿長(zhǎng)褲和長(zhǎng)袖襯衫,在24,相對(duì)濕度50%的環(huán)境中休息,他會(huì)散發(fā)37mL/s的水分到空氣中去。其中13m L/s是從呼吸和出汗中排出的,其余20mL/S是從沒(méi)有汗腺的皮膚中擴(kuò)散出去的。u人體的熱平衡方程式為:u式中uS 為人的機(jī)體多余熱量或欠缺熱量;u

4、M為新陳代謝產(chǎn)生的熱量;uW為機(jī)械功的熱當(dāng)量;uQv為蒸發(fā)散熱量;uQR為輻射散熱量;uQc為對(duì)流散熱量。u至于能量,一個(gè)休息的人總的散熱量為105 W,蒸發(fā)會(huì)失去2 1 W,占20%。由于休息的人沒(méi)有做功消耗體力,所有的新陳代謝能量全部作為熱量散發(fā)到周圍的環(huán)境中去。例如通過(guò)水分蒸發(fā)擴(kuò)散的方式,將21 W的廢熱排放到周圍的空氣中去,其余的84 W則通過(guò)導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射進(jìn)行熱交換.u在24的環(huán)境溫度中,把相對(duì)濕度從50%減小到20%,總的水分蒸發(fā)量增加到40 m L/s,而相應(yīng)的能量消耗為26 W,占總的能量消耗(105 W)的25%。由于能量平衡,增加了蒸發(fā)就減小了熱傳遞。進(jìn)而由于皮膚的溫度略

5、微下降0.3,大約是32.9。結(jié)果人們感覺(jué)是在溫度相同的環(huán)境中,相對(duì)濕度為20%比相對(duì)濕度為50%更覺(jué)得涼一些。如果把相對(duì)溫度從50%減小到20%,要保持相同的皮膚溫度并感覺(jué)一樣,那么環(huán)境溫度需要提高1。u 在更溫暖的環(huán)境里或者增加活動(dòng)和新陳代謝量,由于熱平衡需要主動(dòng)排汗,在這種情況下,濕度的影響更大。新陳代謝常表示為無(wú)因次的代謝率:即實(shí)際的新陳代謝率與休息時(shí)的新陳代謝率之比。一個(gè)休息的人的新陳代謝量為1個(gè)代謝率。在上面的例子中,如果這個(gè)人是在溫度24,相對(duì)濕度為50%的環(huán)境中不停的行走,他的新陳代謝就會(huì)增加3倍(3個(gè)代謝率)即315 W。對(duì)流和輻射熱量會(huì)變少,水分?jǐn)U散為21m L/S排汗熱損

6、失與新陳代謝和呼吸相比增加1.3倍(38mL/S),并且水分蒸發(fā)又會(huì)帶走人體的熱量(161W)。uASHRAE舒適性標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明舒適性環(huán)境條件需要中性的熱感覺(jué),并給了一個(gè)溫度數(shù)值范圍,即提供的環(huán)境是至少80%的人能接受的。對(duì)于溫度有3.5的變化范圍u在舒適性溫度區(qū)域內(nèi)一般人的熱感覺(jué)是+0.5微暖和-0.5微涼的范圍內(nèi)。在定義等效溫度時(shí)是指在相對(duì)濕度50%的溫度下,相同的皮膚溫度和皮膚濕潤(rùn)度散發(fā)到環(huán)境中的熱量,與在實(shí)際溫度濕度下散發(fā)到環(huán)境中的熱量相同。皮膚的濕潤(rùn)度是對(duì)皮膚水分的一種測(cè)量,是皮膚表面的排汗與人體失去的總水分的比率。因而同樣的等效溫度值就會(huì)有同樣的熱感覺(jué)。u3 濕度的影響 u 雖然舒適性

7、溫度區(qū)域的定義很完善,也為試驗(yàn)和觀察所證明。但是濕度的范圍很少被確定,特別是高濕度。生理和能量平衡說(shuō)明這個(gè)等效溫度是指既不高又不低的濕度范圍內(nèi)的熱感覺(jué)。但是在實(shí)驗(yàn)室,人的體驗(yàn)說(shuō)明,對(duì)可以接受的舒適性是有濕度范圍的。u濕度引起的不舒適性的其它方面可能與能量無(wú)關(guān),皮膚對(duì)水分的感覺(jué)以及與衣服纖維的相互作用產(chǎn)生的觸感,可能是由于皮膚自身的水分造成的,皮膚外層死的鱗狀細(xì)胞會(huì)吸收或失去水分-當(dāng)皮膚的水分增多時(shí),其細(xì)胞是濕潤(rùn)而柔軟的;當(dāng)干燥時(shí),細(xì)胞會(huì)收縮并且變硬。在這種情況下,用皮膚的相對(duì)濕度比用皮膚的濕潤(rùn)度更能說(shuō)明問(wèn)題u皮膚的相對(duì)濕度等于皮膚的平均水蒸氣壓力 與同溫度下皮膚的飽和水蒸氣壓力 之比典型的是膠

8、質(zhì)層的含水量大約為10%,但是它能吸收更多的水分。sksmskPPRH,mPskP, su皮膚的水分可能由皮膚的機(jī)械性刺激感受器和細(xì)毛囊或由其它某些皮膚的膨脹和收縮的感覺(jué)的中性機(jī)理決定。在皮膚的水分含量很高時(shí),細(xì)胞的膨脹足以關(guān)閉或減少汗腺出汗,如相對(duì)濕度大于或等于90%。相反在一個(gè)很干燥的環(huán)境中,皮膚能收縮到受傷害的程度。u正如前面所述,描述皮膚水分特性的另一個(gè)術(shù)語(yǔ)是皮膚的濕潤(rùn)度(W),而作為皮膚的總面積的一部分的水膜層面積,必須考慮到從皮膚表面蒸發(fā)產(chǎn)生的熱損失( )u u式中, 是皮膚總面積;he是蒸發(fā)熱傳遞系數(shù); 是環(huán)境蒸氣壓力; 是在皮膚溫度下的飽和水蒸氣壓力。皮膚的濕潤(rùn)與熱不舒適性有密

9、切的關(guān)系閉,并且當(dāng)皮膚的濕潤(rùn)度接近或高于25%時(shí)幾乎沒(méi)有人會(huì)感到舒適。)(.askseduskPPhAWEskEduAaPsksP.u皮膚的濕潤(rùn)度和皮膚相對(duì)濕度的關(guān)系為:u從公式3,明顯說(shuō)明 是比W大,除非W=1。也證明當(dāng)W一定時(shí), 只隨環(huán)境的絕對(duì)濕度的增加而增加。雖然等效溫度區(qū)域內(nèi)皮膚的濕潤(rùn)度是不變的,皮膚的相對(duì)濕度,皮膚的濕脹和柔軟是隨環(huán)境的絕對(duì)濕度增加而增加。skRHskRHu人對(duì)于水分是有感覺(jué)的并能用語(yǔ)言準(zhǔn)確地描述環(huán)境的濕度,如干燥、中等、潮濕。同時(shí)也能感覺(jué)到皮膚的水分。u在連續(xù)出汗的情況下,皮膚的濕潤(rùn)度隨時(shí)間緩慢地增加,這是因?yàn)槠つw上積累了鹽分。鹽分的增加是由于汗液的蒸發(fā)分解造成的,

10、留在皮膚表面的主要是氯化鈉。鹽降低了汗膜的蒸發(fā)壓力,降低了單位面積的蒸發(fā)速度。隨著汗膜的面積增加蒸發(fā)速度就會(huì)等于汗液的分泌速度。那么洗澡或是經(jīng)過(guò)劇烈運(yùn)動(dòng)后清理皮膚都會(huì)減少汗膜,能更有效地使汗液蒸發(fā)而減少皮膚的濕潤(rùn)度。u在潮濕的環(huán)境中,穿著的衣服是有影響的,Cwsdow的測(cè)試揭示了皮膚的濕潤(rùn)度在25%以上時(shí),皮膚和衣服之間的摩擦力會(huì)急增,隨著皮膚水分的增加,更會(huì)感覺(jué)到纖維組織的粗糙產(chǎn)生不愉快感,所以當(dāng)皮膚的濕潤(rùn)度接近或高于25%時(shí),人們會(huì)感覺(jué)不舒服。u由于纖維的粘性,空氣的濕度和皮膚的水分等原因,會(huì)使人們感覺(jué)到纖維的粗糙和不舒服感,從而能影響到銷售。在干燥的環(huán)境中比在潮濕的環(huán)境中,纖維織物、服裝

11、和布料會(huì)有更好的手感。u3.1 低濕度的影響u低濕度影響人們的舒適性和健康,在低濕度的環(huán)境中,人們常抱怨鼻子、咽喉、眼睛和皮膚的干燥,特別是當(dāng)露點(diǎn)溫度低于零度時(shí)。低濕度能導(dǎo)致分泌粘液的皮膚表面干燥。呼吸器官的表面會(huì)干燥,濃縮分泌粘液,這種濃縮甚至能到達(dá)汗毛間隙里,結(jié)果減少了噬菌細(xì)胞的活動(dòng),增加了呼吸器官受疾病感染的可能性和不舒適性。Green認(rèn)為在冬季呼吸系統(tǒng)的疾病和生病人數(shù)的增加與低濕度有關(guān)。皮膚極度的干燥會(huì)導(dǎo)致皮膚的損傷、粗糙和不舒適性,甚至削弱皮膚保護(hù)功能?；覊m環(huán)境會(huì)進(jìn)一步加劇低濕度皮膚的干燥。u低濕干燥的環(huán)境也是眼睛發(fā)炎的一個(gè)因素。在低濕的環(huán)境中眼睛的不舒適性是隨時(shí)間的增加而加大。u3

12、.2 高濕度的影響u提高濕度會(huì)減少舒適性。較低的濕度時(shí),熱感覺(jué)是熱舒適性的良好指示劑。但在高濕度水平,熱感覺(jué)本身并不能可靠的預(yù)測(cè)熱舒適性。Nevins推薦在溫暖方面舒適性區(qū)域中相對(duì)濕度不超過(guò)60%,以防止熱不舒適性。u舒適性區(qū)域的上限是有爭(zhēng)議,最高的濕度是在1974年和1981年ASHRAR標(biāo)準(zhǔn)中的17露點(diǎn)溫度,這不是基于對(duì)舒適性的考慮,而是考慮到霉菌的生長(zhǎng)和其它與水有關(guān)的現(xiàn)象。在1992年標(biāo)準(zhǔn)55中指定60%的相對(duì)濕度作為上限,也是主要在于考慮到霉菌的生長(zhǎng)。這個(gè)上限不是針對(duì)人的舒適性,而是對(duì)蒸發(fā)制冷裝置要求太嚴(yán)格。u一個(gè)對(duì)熱環(huán)境滿意的居住場(chǎng)所可能是對(duì)溫度、水分、摩擦力及其它感覺(jué)得出結(jié)果。uL

13、arry做的舒適性研究,在溫度為21到27,露點(diǎn)為2至20時(shí),做3種運(yùn)動(dòng)量的活動(dòng)(外坐、斷斷續(xù)續(xù)地走和站、連續(xù)的走)描述主觀反映,主觀等級(jí)包括熱感覺(jué)、皮膚的濕潤(rùn)度和熱可承受性。對(duì)于熱可承受性,參加對(duì)環(huán)境的熱可忍受者認(rèn)為不用空調(diào)不能忍受,會(huì)充分激起人們?nèi)ジ纳骗h(huán)境溫度以減少不舒適,例如打開(kāi)窗子,開(kāi)啟電風(fēng)扇,調(diào)節(jié)一下溫度調(diào)節(jié)裝置、增減衣服、抱怨或者干脆走開(kāi)。u4空氣質(zhì)量u濕度也影響到人們對(duì)空氣質(zhì)量以及對(duì)環(huán)境的舒適和滿意方面的感覺(jué)。氣味能分散對(duì)環(huán)境的可承受性,而且濕度可以刺激或掩蓋氣味和嗅覺(jué)。另外我們憑感覺(jué)判別空氣質(zhì)量時(shí),會(huì)受到溫度、濕度和空氣流動(dòng)速度的物理因素影響。在冷卻器中,干燥的空氣是無(wú)污染的并

14、很新鮮。甚至在一個(gè)清潔的,無(wú)氣味的以及通風(fēng)良好的空間,對(duì)空氣清新程度的感覺(jué)是隨空氣濕度和溫度的增加而減小。對(duì)于一個(gè)人均新鮮空氣為15L/S,通風(fēng)良好無(wú)氣味的房間,濕度的增加會(huì)使人們感覺(jué)空氣不新鮮,人的嗅覺(jué)系統(tǒng)只適合于短時(shí)間里,長(zhǎng)時(shí)間地處在某種氣味中對(duì)這種氣味的感覺(jué)強(qiáng)度就會(huì)減弱。但在這種場(chǎng)合陳腐的感覺(jué)并未隨時(shí)間的延續(xù)而消失,只意味著該房間的空氣是無(wú)氣味的。u大多數(shù)人贊同熱環(huán)境和空氣質(zhì)量非常重要,感覺(jué)空氣質(zhì)量是否清新在很大程度上受到環(huán)境中濕度的影響。露點(diǎn)溫度在20,相對(duì)濕度大于65%的場(chǎng)合與不可接受的空氣質(zhì)量感覺(jué)有特殊的聯(lián)系。uFang發(fā)現(xiàn)普通的建筑材料中釋放出的污染空氣有類似的結(jié)果。對(duì)一個(gè)特別的污染中心,隨著溫度或濕度的降低,所感覺(jué)的空氣質(zhì)量更可被接受。這種可接受性與濕空氣的焓有強(qiáng)烈的聯(lián)系。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)溫度和濕度對(duì)材料的釋放速度幾乎無(wú)影響。u5 總結(jié)u濕度以間接或直接的方式影響著人們的舒適性,在一定的溫度下,降低濕度使居住者感到更冷、更干燥、以及更舒