建筑物理 人体热感觉与热舒适

作业(zuòyè)二1.温度是怎样定义的？温标有哪几种？相互间存在怎样的换算关系(guānxì)？80℉为多少℃和多少K？2.空气的湿球温度该怎样定义？什么是空气的绝对湿度和相对湿度？两者间存在怎样的关系(guānxì)？精品资料3.什么是导热，影响导热传热的因素有哪些？4.什么是对流(duìliú)传热和对流(duìliú)换热，两者有什么区别？影响对流(duìliú)换热的因素有哪些？5.辐射传热的机理与导热传热、对流(duìliú)传热有什么不同？什么是黑度？影响辐射换热的因素有哪些？精品资料第一篇热环境精品资料第2章

人体热感觉(gǎnjué)与热舒适内容：1.人体热感觉(gǎnjué)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精品资料1.人体(réntǐ)热感觉1.1.人体热感觉常识A.人是一种(yīzhǒnɡ)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℃=口腔温度+0.4℃精品资料B.人对热冷的感觉是由体表热冷细胞(xìbāo)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(tiáojié)。适应：热→冷、冷→热。精品资料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(biǎocéng)血管膨胀，分泌汗液蒸发降温。体内温度降低时，皮肤表层(biǎocéng)血管收缩，以防止热量散失。行为调节:穿衣、开窗、开冷暖器等。精品资料出汗:是由汗腺(hànxiàn)分泌的,约有2百万条汗腺(hànxiàn)(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(hànxiàn)排汗。精品资料E.人体生理调节的局限性:体温升高到40℃时，头脑开始(kāishǐ)不清楚，42℃时，皮肤有疼痛感。体温下降到33℃左右，开始(kāishǐ)寒颤，28℃开始(kāishǐ)失去知觉。精品资料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(hūxī)。人体更适应热带气候。热冷冲击。精品资料1.2.人体对热冷的调节过程人体调节自身体温的机制(jīzhì)是很复杂的:刺激→热感觉神经→大脑(丘脑)→调节神经→调节反应。精品资料1.3.主观反应(fǎnyìng)的语义分级不同的人对热冷感是有差别的，但在适应的状态下，这种差别是在窄小范围内的。表现在：瞬感现象：衣着状况：个体状况：地域差异：种族差异：年龄差异：恒定与变化：精品资料语义分级：粗分：热、舒适、冷细分：酷热、热、稍热、舒适、稍冷、冷、酷冷细细分：热上限、酷热、炎热、热、稍热、适中、稍冷、冷、寒冷(hánlěng)、酷冷、严寒、冷下限Veryveryhot,veryhot,hot,warm,slightwarm,neutral,slightcool,cool,cold,verycold,veryverycold用于对人体和热环境的问卷调查研究。精品资料1.4.客观(kèguān)刺激与主观感觉之关系韦伯----费席勒(WeberandFechner)定律R=R0-klnS0+klnSR-----称为感觉量，S-----称为刺激量，dR、dS为相应的增量。主观感觉量与客观(kèguān)刺激量的对数成正比。精品资料2.人体(réntǐ)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走动(zǒudòng)和轻劳务:200—300W运动:可超过1000W精品资料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(cóngér)感到不同程度的热。如果这种热量小于通过传导(chuándǎo)、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。精品资料C.热舒适:是指人体感觉既不热,也不冷的状态。热舒适环境(huánjìng):人在生理心理状态上都感到满意的热环境(huánjìng)。精品资料2.2人体热舒适的充分(chōngfèn)必要条件必要条件(bìyàotiáojiàn)：热量积蓄=人体得热－人体散热=0精品资料热平衡方程(fāngchéng):必要条件(bìyàotiáojiàn)：精品资料充分条件: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(chǎnshēng)不舒适感。对流散热：25-30%辐射散热：45-50%蒸发散热：25-30%精品资料舒适(shūshì)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)精品资料2.3.影响(yǐngxiǎng)人体热舒适的因素(１)qm--代表新陈代谢,与人体活动有关;1met=58w/m2精品资料(2)±qC=±αc(ts-tf)代表对流换热量,与空气流速和气温(qìwēn)有关。(3)±qr=±αr(ts-tr)代表(dàibiǎo)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=0.155m2℃/w精品资料精品资料精品资料精品资料精品资料qW=rm=rαm(ρw-ρv),与空气(kōngqì)所含的水分有关，与相对湿度有关。六个因素：活动量、衣着、空气流速，空气温度(wēndù)，空气湿度，周围辐射温度(wēndù)。精品资料2.4.室内热环境的组成因素四个因素：Ａ．空气温度Ｂ．空气流速Ｃ．空气湿度(shīdù)Ｄ．辐射温度。

精品资料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(tōngfēng)等因素构成的热平衡所决定。A.室内气温室内温度有相应规定：冬季室内气温一般(yībān)应在16～22℃；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。精品资料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(gānzào)、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。精品资料精品资料一般认为最适宜的相对湿度应为50％～60％。在多数情况(qíngkuàng)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。精品资料C.室内风速室内气流状态影响人体的对流换热和蒸发(zhēngfā)换热，也影响室内空气的更新。在0.6m/s以下时，梅增加0.1m/s,相当于环境温度降低0.3℃.在0.6m/s～１m/s时，梅增加0.1m/s,相当于环境温度降低0.15℃.在一般情况下,对人体舒适的气流速度应小于0.7m/s。精品资料对于坐着工作，一般为0.2～0.3m/s,大于1.0m/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(fángjiān),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.精品资料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(yǐngxiǎng)的各表面温度的平均值。平均辐射温度增加１℃，相当于气温升高１℃精品资料注意：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(guānxì)；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。精品资料3.热环境(huánjìng)的评价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(dānyī)的参数来描述这种反应，并用这一单一(dānyī)参数来评价热环境;这个参数叫做热舒适指数（ThermalComfortIndices），它应该综合同时起作用的全部因素的效果。精品资料3.1黒球温度综合了室内(shìnèi)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:(ar+ac)(t0-ts)=ar(tmrt-ts)+ac(ta-ts)精品资料1923---1925美国(měiɡuó)YaglonandHoughton提出：tiA=20℃,RHA=100%，uB=0.1m/stiB=25℃,RHB=50%，uB=1.5m/s3.2.有效温度ET(潮湿(cháoshī)作用温度)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。精品资料3.3修正的有效温度CET1971Gagge提出,1972ASHRAE采用。RHA=50%,UＡ=0.125m/s用黑球(hēiqiú)温度代替空气温度，得到修正的有效温度。精品资料热上限(shàngxiàn)：〉43酷热：40炎热：35热：稍热：30适中：25稍冷：20冷：寒冷：15酷冷：严寒：10冷下限修正(xiūzhèng)的有效温度与人体热感觉：精品资料3.4.热应力指标（HeatStressIndex）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(jìsuàn)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。精品资料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(jīchǔ)，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。精品资料PMV值:反映对热环境(huánjìng)的不满意程度.PMV=F(△q)=f(tai,RH,tmrt,u,M,Rcl)精品资料Fanger还绘了28张图来反映不同参数在舒适状态(zhuàngtài)下的组合.0=f(tai,RH,tmrt,u,M,Rcl,tsk,qsw)代入条件:tsk=35.7-0.0276Mqsw=0.42(M-58)0=f(tai,RH,tmrt,u,M,Rcl)精品资料关于PMV说明(shuōmíng):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:taitmrtpvuMcloth10～10～0～0～46.5～0～30℃40℃2700pa1m/s232W/m20.31m2℃/w精品资料4生物(shēngwù)气候图4.1湿空气表最有用的方法是将舒适区在空气湿度(shīdù)图上具体化显示出来。精品资料4.2舒适区及延伸范围(fànwéi)

A:正常舒适区B、C：辐射区D、E：风速区精品资料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(jiēshòu)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。4.3调温(diàowēn)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。精品资料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(biǎomiàn)刷白的建筑。4.4风速(fēnɡsù)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。精品资料CE、CE‘：适用于标准的隔热良好的刷白建筑，靠蒸发(zhēngfā)散热可达热舒适的条件和范围。4.5被动蒸发(zhēngfā)扩展区精品资料AC：空调区。D:除湿区。大于17毫米汞柱(háomǐɡǒnɡzhù)时，需除湿。W:加湿区。小于5毫米汞柱(háomǐɡǒnɡzhù)时，温度在20~27度间需增湿。H及H’:采暖区。4.5其他(qítā)区精品资料综合(zōnghé)图精品资料4.7另一种(yīzhǒnɡ)生物气候图精品资料精品资料精品资料生物气候图中有“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(fēnbié)对应六种不同的设计策略。精品资料5气候适应性设计(shèjì)策略5.1平衡点温度如果在一个(yīɡè)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。精品资料5.2气候适应性设计(shèjì)策略分析(1)查找气候(qìhòu)资料精品资料(2)在生物(shēngwù