室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適課件

第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適姓名：朱尚斌時(shí)間：20160516第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適姓名：朱尚斌12.1室內(nèi)熱環(huán)境評(píng)價(jià)2.1.1室內(nèi)熱環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適2.1室內(nèi)熱環(huán)境評(píng)價(jià)第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適2一、室內(nèi)熱環(huán)境及熱舒適與人體健康的影響因素室內(nèi)熱環(huán)境是指影響人體冷熱感覺(jué)的環(huán)境因素。這些因素主要包括室內(nèi)空氣溫度、空氣濕度、氣流速度以及人體與周圍環(huán)境之間的輻射換熱。適宜的室內(nèi)熱環(huán)境是指室內(nèi)空氣溫度、濕度、氣流速度以及環(huán)境熱輻射適當(dāng)，使人體易于保持熱平衡從而感到舒適的室內(nèi)環(huán)境條件。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適一、室內(nèi)熱環(huán)境及熱舒適與人體健康的影響因素室內(nèi)熱環(huán)境是指影響3影響室內(nèi)人體熱舒適的因素有6個(gè)：第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適空氣溫度：對(duì)流散熱量環(huán)境表面的溫度：輻射散熱量水蒸氣分壓力（空氣濕度）：蒸發(fā)散熱量悶熱——濕冷風(fēng)速：對(duì)流散熱量和蒸發(fā)散熱量涼風(fēng)——熱風(fēng)服裝熱阻：影響所有散熱量新陳代謝率：影響產(chǎn)熱量影響室內(nèi)人體熱舒適的因素有6個(gè)：第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人4第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適1.人體的新陳代謝影響因素：

肌肉活動(dòng)強(qiáng)度：絕對(duì)有影響

環(huán)境溫度：偏高、偏低都增加代謝率性別：男性高于女性

年齡：少年高于老人

神經(jīng)緊張程度：緊張則代謝率高

進(jìn)食后時(shí)間的長(zhǎng)短等：進(jìn)食后代謝率增加，蛋白質(zhì)

代謝率高，糖和脂肪類代謝率低。代謝率單位met：1met=58.2W/m2，即成年男子靜坐時(shí)的代謝率。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適1.人體的新陳代謝影響因5第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適基礎(chǔ)代謝率（BMR,BasalMetabolicRate）

未進(jìn)早餐前，保持清醒靜臥半個(gè)小時(shí)，室溫條件維持在18~25℃之間測(cè)定的代謝率：46W/m2BMR變化的范圍：10~15%超過(guò)20%為病態(tài)。基礎(chǔ)代謝率第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適基礎(chǔ)代謝率（BMR,B6第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適肌肉活動(dòng)與代謝率肌肉活動(dòng)強(qiáng)度對(duì)代謝率起決定性的影響一般室內(nèi)運(yùn)動(dòng)代謝率多在5Met以下第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適肌肉活動(dòng)與代謝率肌肉活動(dòng)7第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適不同活動(dòng)的代謝率第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適不同活動(dòng)的代謝率8第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適2、服裝熱阻Ic1人體衣著多少直接影響著人體熱平衡或者人體蓄熱的多少。單位1clo為靜坐、ta=21℃、V<0.05m/s、

<50%時(shí)舒適所需衣服熱阻。1clo=0.155m2K/W（襯衣+普通外套）在與圖中情況不同時(shí)（如活動(dòng)量等），應(yīng)對(duì)其參數(shù)進(jìn)行修正。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適2、服裝熱阻Ic1人體9第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適服裝熱阻第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適服裝熱阻10第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適人運(yùn)動(dòng)時(shí)由于人體與空氣之間存在著相對(duì)流速，會(huì)降低服裝熱阻。

Ic1=0.504Ic1+0.00281Vwalk-0.24

椅子給人增加0.15clo以下熱阻Ic1=0.748

Ach-0.1服裝被汗?jié)駶?rùn)后熱阻會(huì)下降，顯熱換熱加強(qiáng)，又增加了潛熱換熱，故總的傳熱系數(shù)增加，總熱阻下降第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適人運(yùn)動(dòng)時(shí)由于人體與空氣之11第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適服裝的透濕性第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適服裝的透濕性123、輻射散熱量對(duì)一般的民用建筑來(lái)說(shuō)，室內(nèi)熱輻射主要是指房間周圍墻壁、頂棚、地面、窗玻璃對(duì)熱體的熱輻射作用，如果室內(nèi)有火墻、壁爐、輻射采暖板之類的裝置，還必須考慮該部分的熱輻射。

室內(nèi)熱輻射的強(qiáng)弱通常用“平均輻射溫度”（

mrt）代表，即室內(nèi)對(duì)人體輻

射熱交換有影響的各表面溫度的平均值。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適

3、輻射散熱量對(duì)一般的民用建筑來(lái)說(shuō)，室內(nèi)熱輻射主要是指房間周13平均輻射溫度也可以可以用黑球溫度換算出來(lái)黑球溫度是將溫度計(jì)放在直徑為150mm黑色空球中心測(cè)的反映熱輻射影響的溫度。平均輻射溫度與黑球溫度間可用貝爾丁公式換算。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適平均輻射溫度也可以可以用黑球溫第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體14室內(nèi)熱輻射的影響平均輻射溫度對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境有很大影響。在炎熱地區(qū)，夏季室內(nèi)過(guò)熱的原因除了夏季氣溫高外，主要是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的熱輻射，特別是由通過(guò)窗戶進(jìn)入的日輻射所造成的。

在寒冷地區(qū)，如外圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度過(guò)低，將對(duì)人體產(chǎn)生“冷輻射”，也嚴(yán)重的影響室內(nèi)的熱環(huán)境。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適室內(nèi)熱輻射的影響平均輻射溫度對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境有很大影響。第二章154、室內(nèi)空氣溫度室內(nèi)氣溫：是表征室內(nèi)熱環(huán)境的主要參數(shù)。對(duì)于一般的民用建筑，按房間的使用要求而對(duì)房間的溫度有相應(yīng)的規(guī)定：冬季室內(nèi)氣溫一般在16~22℃,夏季空調(diào)房間氣溫多規(guī)定為24~28℃，并以此作為室內(nèi)計(jì)算溫度。

室內(nèi)實(shí)際溫度則有房間得熱和失熱、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度及通風(fēng)等因素構(gòu)成的熱平衡所決定，設(shè)計(jì)者的任務(wù)就在使實(shí)際溫度達(dá)到室內(nèi)計(jì)算溫度。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適4、室內(nèi)空氣溫度室內(nèi)氣溫：是表征室內(nèi)熱環(huán)境的主要參數(shù)。對(duì)于一16第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適175、室內(nèi)空氣濕度室內(nèi)空氣濕度直接影響著人體的蒸發(fā)散熱。一般認(rèn)為最適宜的相對(duì)濕度應(yīng)為50~60%。在大多數(shù)情況下，即氣溫在16~25℃時(shí)、相對(duì)濕度在30~70%范圍內(nèi)變化，對(duì)人體得熱熱感覺(jué)影響不大。如濕度過(guò)低（低于30%），則人會(huì)感到干燥、呼吸器官不適；濕度過(guò)高則會(huì)影響正常的排汗，尤其在夏季高溫時(shí)，如濕度過(guò)高（高于70%）則汗液不易蒸發(fā)，最令人不舒適。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適5、室內(nèi)空氣濕度室內(nèi)空氣濕度直接影響著人體的蒸發(fā)散熱。第二章18第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適水蒸氣分壓力第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適水蒸氣分壓力196、室內(nèi)風(fēng)速室內(nèi)氣流狀態(tài)影響人的對(duì)流換熱和蒸發(fā)換熱，頁(yè)影響室內(nèi)空氣的更新。人頭頂上的自然對(duì)流速度是0.2m/s，是人體對(duì)風(fēng)速可以覺(jué)察的閥值，往往用來(lái)確定是室內(nèi)風(fēng)速的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在一般情況下，對(duì)人體舒適的氣流速度小于0.3m/s；但在夏季利用自然通風(fēng)的房間，由于室內(nèi)氣溫較高，舒適的氣流速度也應(yīng)較大。當(dāng)空氣流速

0.5m/s，實(shí)驗(yàn)研究表明，只要把空氣溫度調(diào)到合適的溫度（提高空氣的溫度），就可以使空氣的流動(dòng)幾乎覺(jué)察不到。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適6、室內(nèi)風(fēng)速室內(nèi)氣流狀態(tài)影響人的對(duì)流換熱和蒸發(fā)換熱，頁(yè)影響室20二、室內(nèi)熱環(huán)境及人與環(huán)境的熱交換環(huán)境溫度在-20—+40℃，人體感到舒適的溫度在22-28℃之間，人體最舒適范圍是24-26℃之間。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適人體體溫范圍肝臟：最高，38℃皮膚：與外界環(huán)境有關(guān)各部分溫差不會(huì)太大日夜有1℃以內(nèi)的波動(dòng)二、室內(nèi)熱環(huán)境及人與環(huán)境的熱交換環(huán)境溫度在-20—+40℃，21第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適人體的正常體溫人的正常體溫人的正常體溫：36.5℃人的皮膚表面溫度為：33.3℃第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適人體的正常體溫人的正常體22第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適人體的熱平衡人體的基本生理要求食物分解氧化熱量人體的基本生理要求：維持體溫基本恒定！代謝率（MetabolicRate）人體新陳代謝反應(yīng)過(guò)程中能量釋放的速率第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適人體的熱平衡人體的基本生23第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適人體與外界的熱交換顯熱交換對(duì)流散熱輻射散熱潛熱交換皮膚散濕出汗蒸發(fā)皮膚濕擴(kuò)散呼吸散濕第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適人體與外界的熱交換顯熱交24人體的熱平衡

第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適

熱平衡方程M-W-C-R-E-S=0皮膚表面積AD=0.202mb0.425H0.725S——人體蓄熱率，W/m2M——人體新陳代謝率，W/m2W——人體所做的機(jī)械功，W/m2R——著裝人體外表面與環(huán)境的輻射換熱量，W/m2C——著裝人體外表面與環(huán)境的對(duì)流換熱量，W/m2E——皮膚擴(kuò)散蒸發(fā)、汗液蒸發(fā)及呼吸所造成的散熱量，W/m2人體的熱平衡第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適25第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適熱平衡方程M-W

R-E

C=S人體能量人體所做代謝率機(jī)械功人體與環(huán)境人體蒸發(fā)人體與環(huán)境人體蓄熱率輻射換熱率散熱率對(duì)流換熱率人體產(chǎn)熱率

與活動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適熱平衡方程M-W26第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適蓄熱量不同時(shí)的生理現(xiàn)象M-W

R-E

C=SS>0：體溫升高，40℃時(shí)人出汗停止；43.5℃時(shí)人死亡。S<0:體溫降低，人體顫抖；34℃，肌肉適應(yīng)，停止顫抖；28℃，呼吸停止，人死亡。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適蓄熱量不同時(shí)的生理現(xiàn)象M27第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適熱舒適方程M-W

R-E

C=S人體感到舒適的必要條件：S=0人體感到舒適的充分條件：

人體按正常比例散熱人體正常的散熱范圍：對(duì)流散熱/總散熱輻射散熱/總散熱呼吸及無(wú)感覺(jué)蒸發(fā)散熱/總散熱25~30%45~50%25~30%將前述各散熱量計(jì)算式代入方程式，可以得到公式如下，即人體蓄熱量S取決于6個(gè)因素的定量描述：

第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適熱舒適方程M-W28不同的人對(duì)舒適的差異瞬感現(xiàn)象衣著狀況個(gè)體差異適應(yīng)性種族差異年齡差異恒定與變化第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適Fanger的調(diào)查實(shí)驗(yàn)結(jié)論人種：非洲人比北歐人喜歡熱環(huán)境麼？

熱舒適是一樣的，只是熱帶人對(duì)熱環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)力，寒帶人對(duì)冷環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)力。年齡：老人比年輕人更喜歡熱環(huán)境么？

不是，只是老年人活動(dòng)量小。性別：女性比男性更喜歡熱環(huán)境么？不是，只是女性喜歡穿較輕薄的衣服。季節(jié)和一天中的時(shí)間會(huì)影響熱舒適感么？

盡管人體溫有波動(dòng)，但熱舒適感沒(méi)有明顯變化不同的人對(duì)舒適的差異瞬感現(xiàn)象第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱29三、室內(nèi)熱環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適六個(gè)影響因素預(yù)測(cè)平均熱感覺(jué)指標(biāo)（PMV）標(biāo)準(zhǔn)有效溫度（SET）濕黑球溫度（WBGT）熱感覺(jué)三、室內(nèi)熱環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適六30熱感覺(jué)研究方法：心里物理學(xué)定義：人對(duì)周圍環(huán)境“冷”“熱”的主觀描述。特點(diǎn)：盡管人描述環(huán)境的冷熱，實(shí)際上只能感覺(jué)到自己皮膚下神經(jīng)末梢的溫度。所以，“冷”“熱”與感受者的身體狀態(tài)有關(guān)，不是完全客觀的。“中性”的定義：不冷不熱，人用于體溫調(diào)節(jié)消耗的能量最小。度量：感覺(jué)不能用任何直接的方法測(cè)量。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適熱感覺(jué)研究方法：心里物理學(xué)第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒31熱感覺(jué)的影響因素冷熱刺激的存在刺激的延續(xù)時(shí)間人體原有的狀態(tài)第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適熱感覺(jué)的影響因素冷熱刺激的存在第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體32什么是熱舒適？觀點(diǎn)一：熱舒適和熱感覺(jué)是相同的，即熱舒適=熱感覺(jué)處于中性觀點(diǎn)二：熱舒適不同于熱感覺(jué)，即熱舒適是隨著熱不舒適的部分消除而產(chǎn)生的。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適什么是熱舒適？觀點(diǎn)一：觀點(diǎn)二：第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體33當(dāng)人獲得一個(gè)快樂(lè)的刺激的時(shí)是舒適的，但此時(shí)可能熱感覺(jué)是中性的或者是非中性的。同樣的手溫有時(shí)感到舒適有時(shí)感到不舒適，說(shuō)明了什么？穩(wěn)態(tài)環(huán)境下,一般只涉及熱感覺(jué)指標(biāo)，不涉及熱舒適指標(biāo)。熱舒適并不在穩(wěn)態(tài)環(huán)境下存在，只存在于某些動(dòng)態(tài)過(guò)程中，并

不是持久的。熱舒適第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適當(dāng)人獲得一個(gè)快樂(lè)的刺激的熱舒適第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體34熱感覺(jué)和熱舒適投票圖中可見(jiàn)熱感覺(jué)投票高于熱舒適投票值，二者并不完全一致。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適熱感覺(jué)和熱舒適投票圖中可見(jiàn)熱感覺(jué)投票高于熱舒適投票值，二者并351、預(yù)測(cè)平均熱感覺(jué)指標(biāo)PMVPMV是80年代初得到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)承認(rèn)的一種比較全面的熱舒適指標(biāo)，丹麥房格爾（P.O.Fanger）綜合了近千人在不同熱環(huán)境下的熱感覺(jué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并以人體熱平衡方程為基礎(chǔ)，認(rèn)為人在舒服狀態(tài)下應(yīng)有的皮膚溫度和排汗散熱率分別與產(chǎn)熱率之間存在相應(yīng)關(guān)系--------即在一定的活動(dòng)狀態(tài)下，只有一種皮膚溫度和排汗散熱率是使人感到舒適的。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適1、預(yù)測(cè)平均熱感覺(jué)指標(biāo)PMVPMV是80年代初得到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化36預(yù)測(cè)平均熱感覺(jué)指標(biāo)（PMV）綜合考慮六個(gè)因素ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)引用熱舒適測(cè)定儀適用于適度熱環(huán)境丹麥—方格爾—熱舒適第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適預(yù)測(cè)平均熱感覺(jué)指標(biāo)（PMV）綜合考慮六個(gè)因素第二章室37PMV指標(biāo)的7級(jí)分度分度方法和TSV基本一致。PMV指標(biāo)只代表了同一環(huán)境下絕大數(shù)人的感覺(jué)，不能代表所有人的感覺(jué)。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適PMV指標(biāo)的7級(jí)分度分度方法和TSV基本一致。第二章38PMV-PPD指標(biāo)

PMV指標(biāo)代表了同一環(huán)境下絕大多數(shù)人的熱感覺(jué),但人與人之間存在生理差別,PMV指標(biāo)并不一定能夠代表所有人的感覺(jué)。因此Fanger又提出了預(yù)測(cè)不滿意百分比PPD指標(biāo)來(lái)表示人群對(duì)熱環(huán)境不滿意的百分?jǐn)?shù),并用概率分析方法,給出了PMV與PPD之間的定量關(guān)系。Fanger教授根據(jù)pmv指標(biāo)統(tǒng)計(jì)了大量的數(shù)據(jù)并制成了表格，由這些數(shù)據(jù)推演出PPD指標(biāo)，兩者合稱PMV-PDD評(píng)價(jià)指標(biāo)。PMV熱舒適模型是基于體溫調(diào)節(jié)和熱平衡理論得出的。根據(jù)這些理論,人體通過(guò)生理過(guò)程,如出汗、打冷顫和調(diào)節(jié)皮膚血流量等,來(lái)保持新陳代謝產(chǎn)熱量和身體失熱量的平衡。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適PMV-PPD指標(biāo)PMV指標(biāo)代表了同一環(huán)境下絕大多數(shù)人的39PMV-PPD指標(biāo)及其影響因素PMV指標(biāo)只代表了同一環(huán)境下絕大數(shù)人的感覺(jué)，不能代表所有人的感覺(jué)。PPD是通過(guò)概率分析確定某環(huán)境條件下人群不滿意的百分?jǐn)?shù)。即便到達(dá)PMV=0，仍有5%的人不滿意。PMVPPD第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適PMV-PPD指標(biāo)及其影響因素PMV指標(biāo)只代表了同一環(huán)境下絕40PMV-PPD指標(biāo)及其影響因素PMV=f（ta，，a，mrt，M，Icl）環(huán)境參數(shù)活動(dòng)量衣著可以有多種不同的(ta，，a，mrt，M，Icl)組合達(dá)到同樣的感覺(jué)PMV。

感覺(jué)PMV第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適PMV-PPD指標(biāo)及其影響因素PMV=f（ta，，a，412、有效溫度及其評(píng)定熱舒適的應(yīng)用(1)有效溫度

有效溫度是氣溫、濕度、氣流三要素相互組合，再以氣溫的形式來(lái)表示室內(nèi)冷熱感覺(jué)的指標(biāo)，是從多數(shù)的實(shí)驗(yàn)者親自體會(huì)感覺(jué)而來(lái)，并不是依靠?jī)x器測(cè)定出來(lái)的。如：B室的氣溫25℃，濕度為50%，氣流1.5m/s的體感相等于A室內(nèi)20℃的體感，B室的室內(nèi)氣候就以ET20℃表示。第二章室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適2、有效溫度及其評(píng)定熱舒適的應(yīng)用(1)有效溫度有效溫度是421919年開(kāi)始研究，1967年的ASHRAE手冊(cè)采用ET的不足，低溫條件下濕度的影響不準(zhǔn)確。受試者立即評(píng)價(jià)環(huán)境未考慮人體還處于前一環(huán)境