建筑環(huán)境學(xué)-第4章-人體對(duì)熱濕環(huán)境的反應(yīng)課件

第四章

人體對(duì)熱濕環(huán)境的反應(yīng)1第四章

人體對(duì)熱濕環(huán)境的反應(yīng)1第一節(jié)人體對(duì)熱濕環(huán)境反應(yīng)的生理學(xué)和心理學(xué)基礎(chǔ)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。2第一節(jié)人體對(duì)熱濕環(huán)境反應(yīng)的生理學(xué)和心理學(xué)基礎(chǔ)食物分解氧人體的熱平衡熱平衡方程MWCRES=0

皮膚表面積AD＝0.202mb

0.425H0.725

身高1.78m體重65kgAD為1.8m23人體的熱平衡熱平衡方程MWCR人體溫度核心(Core)溫度核心層：通常包括腦、脊椎、心臟、肝臟、消化器官等內(nèi)臟部分。直腸溫度最接近。外層(Shell)溫度

皮膚表面到10mm以內(nèi)的部分，通常包括皮膚，皮下脂肪和表層的肌肉。4人體溫度核心(Core)溫度4人體體溫范圍肝臟：最高，38℃各部分溫差不會(huì)太大皮膚：與外界環(huán)境有關(guān)日夜有1℃以內(nèi)的波動(dòng)代表溫度：核心溫度5人體體溫范圍肝臟：最高，38℃5人體外層溫度皮膚溫度 狀態(tài)

45

℃以上 皮膚組織迅速損傷 43~41

℃ 被燙傷的疼痛感 41~39

℃ 疼感域 39~37

℃ 熱的感覺(jué) 37~35

℃ 開(kāi)始有熱的感覺(jué) 34~33

℃ 休息時(shí)處于熱中性狀態(tài),熱舒適 33~32

℃ 2-4met的(中等)運(yùn)動(dòng)量時(shí)感覺(jué)舒適32~30

℃ 3-6met的(較大)運(yùn)動(dòng)量時(shí)感覺(jué)舒適31~29℃ 坐著時(shí)有不愉快的冷感 25℃

(局部) 皮膚喪失感覺(jué) 20

℃(手) 非常不快的冷感覺(jué) 15

℃(手) 極端不快的冷感覺(jué) 5

℃(手) 伴隨疼感的冷感覺(jué)6人體外層溫度皮膚溫度 狀態(tài) 6人體與外界的熱交換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7人體與外界的熱交換人體與外界的熱交換7影響人體與外界熱交換的因素環(huán)境空氣溫度：對(duì)流換熱環(huán)境表面溫度：輻射換熱水蒸汽分壓力（空氣濕度）：對(duì)流質(zhì)交換高溫環(huán)境：增加熱感低溫環(huán)境：增加冷感！風(fēng)速：對(duì)流熱交換和對(duì)流質(zhì)交換吹風(fēng)感：Draft，冷感和對(duì)皮膚的壓力沖擊服裝熱阻：影響所有換熱形式8影響人體與外界熱交換的因素環(huán)境空氣溫度：對(duì)流換熱8關(guān)于熱濕環(huán)境的術(shù)語(yǔ)

平均輻射溫度或近似式：準(zhǔn)確的應(yīng)該是四次方黑球溫度Tg操作溫度：反映了環(huán)境空氣溫度ta和平均輻射溫度 的綜合作用9關(guān)于熱濕環(huán)境的術(shù)語(yǔ)平均輻射溫度或9平均輻射溫度:

一個(gè)假象的等溫圍合面的表面溫度，它與人體間的輻射熱交換量等于人體周圍實(shí)際的非等溫圍合面與人體間的輻射熱交換量。=10平均輻射溫度:

一個(gè)假象的等溫圍合面的表面溫?zé)豳|(zhì)交換系數(shù)的確定對(duì)流換熱系數(shù)：專門針對(duì)人體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)受迫對(duì)流hc=Cvn自然對(duì)流：三種主要形式

hc=常數(shù)

hc=CT0.25

hc=C(M-50)

0.39對(duì)流質(zhì)交換系數(shù)：傳質(zhì)與傳熱比擬

LR=he

/hc=16.5℃/kPa11熱質(zhì)交換系數(shù)的確定對(duì)流換熱系數(shù)：專門針對(duì)人體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)11服裝的作用：保溫和阻礙濕擴(kuò)散服裝的性能：

服裝的熱阻Icl

服裝的透濕性

服裝的表面積12服裝的作用：保溫和阻礙濕擴(kuò)散服裝的性能：12服裝的熱阻Icl一般指顯熱熱阻單位m2K/W和clo，其中1clo=0.155m2K/W已知單件服裝熱阻：Icl=0.161+0.835Iclu,i

13服裝的熱阻Icl一般指顯熱熱阻13服裝的熱阻Icl

人運(yùn)動(dòng)時(shí)由于人體與空氣之間存在相對(duì)流速，會(huì)降低服裝的熱阻。 Icl=0.504Icl+0.00281Vwalk–0.24椅子給人增加0.15clo以下熱阻 Icl=0.748Ach–0.1步速90步/min1clo0.48clo14服裝的熱阻Icl人運(yùn)動(dòng)時(shí)由于人體與空氣之間存在相對(duì)流速，會(huì)舒適服裝熱阻與環(huán)境溫度、相對(duì)風(fēng)速、活動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系15舒適服裝熱阻與環(huán)境溫度、相對(duì)風(fēng)速、活動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系15服裝的透濕性服裝的存在增加了皮膚的蒸發(fā)換熱熱阻：服裝對(duì)皮膚表面的水蒸氣擴(kuò)散有一個(gè)附加的阻力。服裝吸收部分汗液，只有剩余部分汗液蒸發(fā)冷卻皮膚。使得需要更大蒸發(fā)量才能在皮膚表面上形成同樣的散熱量。16服裝的透濕性服裝的存在增加了皮膚的蒸發(fā)換熱熱阻：16服裝的潛熱熱阻服裝的蒸發(fā)換熱熱阻(干燥服裝)： Ie,cl

=Icl

/LR=Icl

/16.5(kPam2/W)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，故總傳熱系數(shù)增加：17服裝的潛熱熱阻服裝的蒸發(fā)換熱熱阻(干燥服裝)：17服裝的表面積

服裝的面積系數(shù)fcl

定義：人體著裝后的實(shí)際表面積Acl和人體裸身表面積AD之比。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表達(dá)式：fcl=Acl/AD

與服裝熱阻的近似關(guān)系

fcl=1.0+0.3Icl

18服裝的表面積服裝的面積系數(shù)fcl18人體的能量代謝率影響因素多：

肌肉活動(dòng)強(qiáng)度：絕對(duì)的影響環(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。19人體的能量代謝率影響因素多：196~10%基礎(chǔ)代謝率：參照基礎(chǔ)基礎(chǔ)代謝率(BMR，BasalMetabolicRate):未進(jìn)早餐前，保持清醒靜臥半小時(shí)，室溫條件維持在18~25℃之間測(cè)定的代謝率。46met。BMR變化范圍：10~15％。超過(guò)20％為病態(tài)。206~10%基礎(chǔ)代謝率：參照基礎(chǔ)基礎(chǔ)代謝率(BMR，Bas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21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21人體是高效的能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)嗎？否！機(jī)械效率

＝W/M

大部分室內(nèi)勞動(dòng)機(jī)械效率近似022人體是高效的能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)嗎？否！機(jī)械效率22人體的潛熱散熱量：皮膚蒸發(fā)

體表全部被汗?jié)駶?rùn)：

Esk=Ersw+Edif=wEmax接近熱舒適條件下的出汗?jié)摕嵘崃? Ersw=0.42(M–W–58.2)皮膚濕潤(rùn)度w=Esk/Emax皮膚濕擴(kuò)散散熱量沒(méi)有排汗時(shí)Edif=0.06Emax

有正常排汗時(shí)Edif=0.06(Emax–Ersw)

23人體的潛熱散熱量：皮膚蒸發(fā)

體表全部被汗?jié)駶?rùn)：

23人體的潛熱散熱量：呼吸蒸發(fā)顯熱散熱量 Cres=0.0014M(34ta)W/m2

潛熱散熱量 Eres=0.0173M(5.867Pa)W/m2

24人體的潛熱散熱量：呼吸蒸發(fā)顯熱散熱量24人體的輻射散熱人體與外界的輻射換熱方程0.80.40.70.780.720.725人體的輻射散熱人體與外界的輻射換熱方程0.8人體散熱、散濕量的影響因素全熱：主要決定于肌肉活動(dòng)強(qiáng)度，受其它因素影響在應(yīng)用上可以忽略。顯熱：決定于溫度，隨溫度上升而減少。潛熱(散濕)：決定于溫度，隨溫度上升而增加。26人體散熱、散濕量的影響因素全熱：主要決定于肌肉活動(dòng)強(qiáng)度，受2727人體排汗率散濕量決定因素環(huán)境溫度核心溫度(代謝率)28人體排汗率散濕量決定因素28人體的溫度感受系統(tǒng)20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)人的皮膚上存在對(duì)冷敏感的區(qū)域“冷點(diǎn)”和對(duì)熱敏感的區(qū)域“熱點(diǎn)”人體各部位的冷點(diǎn)數(shù)目明顯多于熱點(diǎn)為什么人對(duì)冷更敏感？50mV29人體的溫度感受系統(tǒng)20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)人的皮膚上存在對(duì)冷敏感的區(qū)人體各部位冷點(diǎn)和熱點(diǎn)分布密度(個(gè)/cm2)參考文獻(xiàn)：H.Hensel,ThermoreceptionandTemperatureRegulation,London:AcademicPress,198130人體各部位冷點(diǎn)和熱點(diǎn)分布密度(個(gè)/cm2)參考文獻(xiàn)：H.H冷、熱感受器冷、熱感受器存在于：外周溫度感受器皮膚粘膜內(nèi)臟中樞性溫度敏感神經(jīng)元脊髓延髓腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)31冷、熱感受器冷、熱感受器存在于：31冷、熱感受器的位置32冷、熱感受器的位置32人體的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)下丘腦具有調(diào)節(jié)代謝、體溫和內(nèi)分泌功能，前部主要促進(jìn)散熱來(lái)降溫，后部促進(jìn)產(chǎn)熱抵御寒冷。散熱調(diào)節(jié)方式血管擴(kuò)張，增加血流，提高表皮溫度出汗御寒調(diào)節(jié)方式血管收縮，減少血流，降低表皮溫度通過(guò)冷顫增加代謝率33人體的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)下丘腦具有調(diào)節(jié)代謝、體溫和內(nèi)分泌功能，前人體的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)下丘腦前后部是相互制約起作用的，需要同時(shí)利用核心溫度和皮膚溫度信號(hào)來(lái)決定調(diào)節(jié)方式。34人體的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)下丘腦前后部是相互制約起作用的，需要同時(shí)人的體溫設(shè)定值隨肌肉活動(dòng)強(qiáng)度而改變?cè)隗w溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常工作時(shí)，增加環(huán)境溫度并不能提高人體的核心溫度（直腸溫度）。只有改變代謝率才能改變?nèi)梭w核心溫度。35人的體溫設(shè)定值隨肌肉活動(dòng)強(qiáng)度而改變?cè)隗w溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常工作時(shí)體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理36體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理36熱感覺(jué)研究方法：心理學(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。37熱感覺(jué)研究方法：心理學(xué)37感覺(jué)熱

感覺(jué)冷熱感覺(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)38感覺(jué)熱感覺(jué)冷熱感覺(jué)的影響因素冷熱刺激的存在38熱感覺(jué)的適應(yīng)性2830323436384039熱感覺(jué)的適應(yīng)性28303核心溫度對(duì)熱感覺(jué)的影響溫暖熱！核心溫度作用中性皮膚溫度作用40核心溫度對(duì)熱感覺(jué)的影響溫暖熱！中性40熱感覺(jué)的測(cè)量：?jiǎn)柧碚{(diào)查41熱感覺(jué)的測(cè)量：?jiǎn)柧碚{(diào)查41什么是熱舒適?觀點(diǎn)1：

舒適＝中性

?42什么是熱舒適?觀點(diǎn)1：?42什么是熱舒適?觀點(diǎn)2：

舒適＝中性×舒適產(chǎn)生于不適的消除過(guò)程中?！笆孢m”比“中性”更主觀。Cool&Comfort!43什么是熱舒適?觀點(diǎn)2：×舒適產(chǎn)生于不適的消除過(guò)程中。Coo熱舒適與熱中性的背離體溫過(guò)低體溫過(guò)高體溫正常手的溫度(℃)很不愉快正常很愉快44熱舒適與熱中性的背離體溫過(guò)低體溫過(guò)高體溫正常手的溫度(℃)很影響熱舒適的因素

空氣濕度

垂直溫差

氣流與吹風(fēng)感輻射不均勻性

年齡、性別、季節(jié)、人種45影響熱舒適的因素空氣濕度45空氣濕度中性－熱環(huán)境中，為什么潮濕的空氣使人不舒服？空氣濕度對(duì)人體排汗量有影響嗎？在皮膚沒(méi)有完全濕潤(rùn)的情況下，增加空氣濕度會(huì)減少人體散熱量嗎？潮濕為什么不舒服？皮膚濕潤(rùn)度增高皮膚黏著性增加不適46空氣濕度中性－熱環(huán)境中，為什么潮濕的空氣使人不舒服？46垂直溫差盡管受試者處于熱中性狀態(tài)，頭足溫差仍然使人感到不舒適。20℃28℃47垂直溫差盡管受試者處于熱中性狀態(tài)，頭足溫差仍然使人感到不舒垂直溫差48垂直溫差48垂直溫差A(yù)SHRAEHandbook：地板溫度和不滿意度的關(guān)系49垂直溫差A(yù)SHRAEHandbook：地板溫度和不滿意度氣流與

吹風(fēng)感draught

定義：人體所不希望的局部降溫但在“中性－熱”環(huán)境下吹風(fēng)往往是愉快的其它不舒適的原因

局部壓力干擾冷顫出現(xiàn)50氣流與

吹風(fēng)感draught定義：人體所不希望的局部降溫有效送風(fēng)溫度(有效吹風(fēng)感)影響吹風(fēng)感的因素：氣流速度及溫度、人體所處的熱狀態(tài)、氣流的分布狀態(tài)針對(duì)氣流引起的吹風(fēng)感評(píng)價(jià)，反映了氣流速度和空氣溫度的共同作用霍頓1938年的實(shí)驗(yàn)，里德伯格爾等1949年總結(jié)，內(nèi)文斯1971年提出公式：

＝(Tj-Ta)-8(v-0.15)舒適標(biāo)準(zhǔn)為：-1.7<<1.1，v<0.35m/s現(xiàn)用于風(fēng)口性能評(píng)價(jià)的ADPI指標(biāo)51有效送風(fēng)溫度(有效吹風(fēng)感)影響吹風(fēng)感的因素：氣流速度及溫度、輻射不均勻性向量輻射溫度：室內(nèi)兩部分的平均壁面溫度差Tv=Fpc(Tc-T∞)向量輻射溫度超過(guò)10℃，人就感到不舒適52輻射不均勻性向量輻射溫度：室內(nèi)兩部分的平均壁面溫度差52輻射不均勻性輻射吹風(fēng)感：房間內(nèi)局部低溫輻射導(dǎo)致人體所不希望的局部降溫面對(duì)冷表面的平均輻射溫度比其它部分部分的平均輻射溫度低8K以上，將使人感到不舒適8K53輻射不均勻性輻射吹風(fēng)感：房間內(nèi)局部低溫輻射導(dǎo)致人體所不希望其它因素：Fanger的實(shí)驗(yàn)結(jié)論人種：非洲人比北歐人喜歡熱環(huán)境嗎？熱舒適感覺(jué)一樣，只是熱帶人對(duì)熱環(huán)境有較強(qiáng)適應(yīng)力，寒帶人對(duì)冷環(huán)境有較強(qiáng)適應(yīng)力。年齡：老年人比年輕人更喜歡熱環(huán)境嗎？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)境嗎？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)影響熱舒適感嗎？盡管人體溫有波動(dòng)，但熱舒適感沒(méi)有明顯變化54其它因素：Fanger的實(shí)驗(yàn)結(jié)論人種：非洲人比北歐人喜歡熱感覺(jué)投票和熱舒適投票ThermalComfortVote&ThermalSensationVote55熱感覺(jué)投票和熱舒適投票ThermalComfortVo第二節(jié)人體對(duì)穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng)描述

理論建立者：P.O.Fanger熱舒適方程 令人體熱平衡方程中蓄熱率S＝0，得出：(M-W)=fclhc

(tcl-ta)

+3.9610-8

fcl[(tcl+273)4

(+273)4]+3.05[5.7330.007(MW)

Pa]+0.42(MW58.2)+1.7310-2

M(5.867

Pa)+0.0014M(34

ta)對(duì)流散熱輻射散熱汗液蒸發(fā)散熱呼吸潛熱和顯熱散熱皮膚擴(kuò)散蒸發(fā)散熱56第二節(jié)人體對(duì)穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng)描述

理論建立者：P.O.預(yù)測(cè)平均評(píng)價(jià)PMV(PredictedMeanVote)PMV=(0.303e–0.036M+0.0275)TL =(0.303e–0.036M+0.0275)

{M–W–3.05[5.733–0.007(M–W)–Pa] –0.42(MW58.15)–1.7310-2M(5.867Pa) –fclhc(tcl

ta)–0.0014M(34ta) –3.9610-8fcl[(tcl+273)4

(+273)4]}S57預(yù)測(cè)平均評(píng)價(jià)PMV(PredictedMeanVotePMV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)境下絕大多數(shù)人的感覺(jué)，不能代表所有個(gè)人的感覺(jué)。58PMV指標(biāo)的7級(jí)分度分度方法和TSV基本一致58預(yù)測(cè)不滿意百分比PPD

(PredictedPercentDissatisfied)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)

PPD＝100–95exp[–(0.03353PMV4+0.2179PMV2)]即便達(dá)到PMV＝0，仍然有5％的人不滿意。59預(yù)測(cè)不滿意百分比PPD

(PredictedPercent熱舒適方程與PMV指標(biāo)特點(diǎn)總結(jié)只適用于接近熱舒適的狀態(tài)（tsk和Ersw與環(huán)境溫度完全無(wú)關(guān)），所以變量中除由人體活動(dòng)強(qiáng)度確定的代謝率外只有外部參數(shù)。舒適程度由對(duì)熱中性的偏移程度確定，與偏移的時(shí)間長(zhǎng)短沒(méi)有關(guān)系，與人體的熱狀態(tài)變化沒(méi)有關(guān)系。PMV的計(jì)算是完全客觀的，但指標(biāo)的含義卻是由主觀感覺(jué)統(tǒng)計(jì)確定的。60熱舒適方程與PMV指標(biāo)特點(diǎn)總結(jié)只適用于接近熱舒適的狀態(tài)（ts在曼谷、新加坡、Athens、布里斯班做的

3200組非空調(diào)環(huán)境的測(cè)試結(jié)果：PMV與實(shí)際TSV的偏差。61在曼谷、新加坡、Athens、布里斯班做的3200組非空其它穩(wěn)態(tài)熱反應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)：(1)有效溫度ET1919開(kāi)始研究，1967前的ASHRAE手冊(cè)采用有效溫度ET定義：“這是一個(gè)將干球溫度、濕度、空氣流速對(duì)人體溫暖感或冷感的影響綜合成一個(gè)單一數(shù)值的任意指標(biāo)。它在數(shù)值上等于產(chǎn)生相同感覺(jué)的靜止飽和空氣的溫度。”對(duì)于正常穿著：ET=0.492Ta+0.19Pa+6.47對(duì)于半裸者:(二式條件均為va<0.15m/s)ET=(0.944Ta+0.056Twb)/[1+0.22(Ta-Twb)]

缺點(diǎn)：低溫條件下濕度的影響不準(zhǔn)確62其它穩(wěn)態(tài)熱反應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)：(1)有效溫度ET1919開(kāi)始研究(1)有效溫度ET諾謨圖風(fēng)速(m/s)干球溫度(℃)普通衣著，坐姿輕勞動(dòng)條件。濕球溫度(℃)63(1)有效溫度ET諾謨圖風(fēng)速干球溫度(℃)普通衣著，坐(2)新有效溫度ET*(Gagge)ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)55-74，ASHREA手冊(cè)1977版參考空氣環(huán)境：身著0.6clo服裝靜坐，空氣流速0.15m/s，相對(duì)濕度50％，干球溫度T0如果同樣服裝和活動(dòng)的人在某環(huán)境中的冷熱感與上述參考空氣環(huán)境中的冷熱感相同，則此環(huán)境的ET*＝T0該指標(biāo)只適用于著裝輕薄、活動(dòng)量小、風(fēng)速低的環(huán)境。64(2)新有效溫度ET*(Gagge)ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)55-(3)標(biāo)準(zhǔn)有效溫度SET*特點(diǎn)：綜合考慮了不同的活動(dòng)水平和衣服熱阻定義：某個(gè)空氣溫度等于平均輻射溫度的等溫環(huán)境中的溫度，其相對(duì)濕度為50%，空氣靜止不動(dòng)，在該環(huán)境中身著標(biāo)準(zhǔn)熱阻服裝的人若與他在實(shí)際環(huán)境和實(shí)際服裝熱阻條件下的平均皮膚溫度和皮膚濕潤(rùn)度相同時(shí)，則必將具有相同的熱損失，這個(gè)溫度就是上述實(shí)際環(huán)境的SET*。皮膚總散熱量皮膚溫度皮膚濕潤(rùn)度SET*下飽和水蒸汽分壓力皮膚表面飽和水蒸汽分壓力65(3)標(biāo)準(zhǔn)有效溫度SET*特點(diǎn)：綜合考慮了不同的活動(dòng)水平和ASHRAE舒適區(qū)對(duì)于穿輕薄服裝，坐著工作，空氣流速較低的情況，SET*就等于ET*。坎薩斯州立大學(xué)實(shí)驗(yàn)條件：0.6~0.8clo坐著55-74條件：0.8~1clo坐著但活動(dòng)稍大66ASHRAE舒適區(qū)對(duì)于穿輕薄服裝，坐著工作，空氣流速較低的(3)標(biāo)準(zhǔn)有效溫度SET*SET*=24℃22.5℃，100％24℃，50%SET*＝20℃67(3)標(biāo)準(zhǔn)有效溫度SET*SET*=24℃22.5℃，100第三節(jié)人體對(duì)動(dòng)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng)什么是動(dòng)態(tài)熱環(huán)境？非空調(diào)環(huán)境在溫度不同的空間之間穿行使用搖頭電風(fēng)扇變溫變風(fēng)速的空調(diào)方式人對(duì)動(dòng)態(tài)與穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境反應(yīng)不同的機(jī)理熱感覺(jué)的適應(yīng)性核心溫度和皮膚溫度變化的不一致性68第三節(jié)人體對(duì)動(dòng)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng)什么是動(dòng)態(tài)熱環(huán)境？68Gagge的發(fā)現(xiàn)：人處于突變的環(huán)境空氣溫度時(shí)，盡管皮膚溫度和核心體溫的變化需要好幾分鐘，但熱感覺(jué)卻會(huì)隨空氣溫度的變化馬上發(fā)生變化。由中性－冷/熱，感覺(jué)滯后由冷/熱－中性，感覺(jué)超前對(duì)突變溫度環(huán)境的反應(yīng)69Gagge的發(fā)現(xiàn)：人處于突變的環(huán)境空氣溫度時(shí)，盡管皮膚溫清華實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了熱感覺(jué)與皮膚溫度的分離現(xiàn)象：中性－熱，感覺(jué)滯后熱－中性，感覺(jué)超前對(duì)突變溫度環(huán)境的反應(yīng)突變溫度對(duì)TSV和皮膚溫度的影響實(shí)驗(yàn)(clo=0.6)70清華實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了熱感覺(jué)與皮膚溫度的分離現(xiàn)象：對(duì)突變溫度環(huán)境0.30.5頻率(Hz)人體對(duì)變化風(fēng)速的反應(yīng)現(xiàn)有的研究成果對(duì)搖擺風(fēng)扇的接受程度優(yōu)于固定風(fēng)扇動(dòng)態(tài)風(fēng)能夠改善“中性－熱”環(huán)境下人體熱感覺(jué)氣流的脈動(dòng)頻率對(duì)人體熱感覺(jué)有影響710.30.5頻率(Hz)人體對(duì)變化風(fēng)速的反應(yīng)現(xiàn)有的研究成果不同類型風(fēng)的風(fēng)速變化固定風(fēng)扇的機(jī)械風(fēng)自然風(fēng)72不同類型風(fēng)的風(fēng)速變化固定風(fēng)扇的機(jī)械風(fēng)自然風(fēng)72人體對(duì)不同類型脈動(dòng)風(fēng)速的接受程度實(shí)驗(yàn)（清華）73人體對(duì)不同類型脈動(dòng)風(fēng)速的接受程度實(shí)驗(yàn)（清華）73過(guò)渡區(qū)熱指標(biāo)RWI/HDR

美國(guó)運(yùn)輸部提出的人體在過(guò)渡空間環(huán)境的熱舒適指標(biāo)，適用于候車空間環(huán)境設(shè)計(jì)。對(duì)一種活動(dòng)狀態(tài)過(guò)渡到另一狀態(tài)的處理：

未考慮過(guò)渡過(guò)程熱感覺(jué)的“超越”和“滯后”現(xiàn)象代謝率M要經(jīng)過(guò)6分鐘才能達(dá)到最終活動(dòng)狀態(tài)下的穩(wěn)定代謝率。其間代謝率與時(shí)間呈線性關(guān)系。出汗?fàn)顟B(tài)以及人的活動(dòng)擾動(dòng)氣流的變化會(huì)導(dǎo)致服裝熱阻改變，要經(jīng)過(guò)6分鐘才能達(dá)到新的穩(wěn)定值，其間服裝熱阻與時(shí)間呈線性關(guān)系。74過(guò)渡區(qū)熱指標(biāo)RWI/HDR美國(guó)運(yùn)輸部提出的人體在過(guò)渡空間環(huán)過(guò)渡區(qū)熱指標(biāo)RWI/HDR相對(duì)熱指標(biāo)RWI：針對(duì)較熱環(huán)境

當(dāng)Pa

2269Pa時(shí)當(dāng)Pa

2269Pa時(shí)人體從不包括與空氣等溫的墻表面的外界獲得的輻射熱75過(guò)渡區(qū)熱指標(biāo)RWI/HDR相對(duì)熱指標(biāo)RWI：針對(duì)較熱環(huán)境過(guò)渡區(qū)熱指標(biāo)RWI/HDR人體熱損失率HDR(W/m2)：針對(duì)較冷環(huán)境熱債D＝HDR當(dāng)熱債D≤－100kJ/m2，人體感到冷不適

當(dāng)熱債D≥100kJ/m2，人體感到熱不適在過(guò)渡空間中，適宜的HRD值與人員的逗留時(shí)間成反比76過(guò)渡區(qū)熱指標(biāo)RWI/HDR人體熱損失率HDR(W/m2)：在自然通風(fēng)環(huán)境中人體的熱舒適在曼谷、新加坡、Athens、布里斯班做的

3200組非空調(diào)環(huán)境的測(cè)試結(jié)果：PMV與實(shí)際TSV的偏差。77在自然通風(fēng)環(huán)境中人體的熱舒適在曼谷、新加坡、Athens、布出現(xiàn)“剪刀差”的原因期望因子PMVe=e×PMV適應(yīng)性模型Tcomf=0.31Tout,m+17.878出現(xiàn)“剪刀差”的原因78第四節(jié)其他熱濕環(huán)境的物理度量不需調(diào)節(jié)可調(diào)區(qū)失調(diào)區(qū)疲勞極限HeatStressThermalStrain79第四節(jié)其他熱濕環(huán)境的物理度量不需調(diào)節(jié)可調(diào)區(qū)失調(diào)區(qū)疲勞極限H熱舒適指標(biāo)夠用嗎？在具有熱失調(diào)危險(xiǎn)的、遠(yuǎn)偏離熱舒適區(qū)的狀態(tài)下，前面的熱舒適指標(biāo)是不夠的，例如：高溫車間寒冷工作空間典型指標(biāo)高溫環(huán)境：熱應(yīng)力指數(shù)低溫環(huán)境：風(fēng)冷卻指數(shù)80熱舒適指標(biāo)夠用嗎？在具有熱失調(diào)危險(xiǎn)的、遠(yuǎn)偏離熱舒適區(qū)的狀態(tài)熱應(yīng)力指數(shù)HSI(HeatStressIndex)Belding&Hatch,1955假定皮膚溫度恒定在35℃的基礎(chǔ)上，在蒸發(fā)熱調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)，認(rèn)為所需要的排汗量為Ereq等于代謝量減去對(duì)流和輻射散熱量，呼吸散熱不計(jì)，Emax的上限值為390W/m2：HSI=Ereq/Emax

10081熱應(yīng)力指數(shù)HSI(HeatStressIndex)B濕黑球溫度WBGTWet-Bulb-GlobeTemperature適用于室外炎熱環(huán)境，考慮了室外炎熱條件下太陽(yáng)輻射的影響，廣泛用于評(píng)價(jià)戶外作業(yè)熱環(huán)境與空氣溫度、空氣濕度、平均輻射溫度及空氣運(yùn)動(dòng)有關(guān)表達(dá)式標(biāo)準(zhǔn)定義回歸公式自然濕球溫度黑球溫度82濕黑球溫度WBGTWet-Bulb-GlobeTemper8383風(fēng)冷卻指數(shù)WCI(WindChillIndex)

Siple&Passel,1945皮膚溫度在33℃時(shí)皮膚表面的冷卻速率84風(fēng)冷卻指數(shù)WCI(WindChillIndex)

Sip第五節(jié)熱環(huán)境與工作效率大量現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查證實(shí)高溫會(huì)降低勞動(dòng)的效率寒冷影響肢體的靈活性溫度偏離最佳值會(huì)增加事故發(fā)生率機(jī)理：激發(fā)的概念，工作本身＋物理環(huán)境中等激發(fā)時(shí)效率最高低激發(fā)導(dǎo)致人不清醒高激發(fā)導(dǎo)致不能全神貫注85第五節(jié)熱環(huán)境與工作效率大量現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查證實(shí)85理論效能與溫度關(guān)系曲線T0為最小激發(fā)溫度，接近、略高于熱中性溫度86理論效能與溫度關(guān)系曲線T0為最小激發(fā)溫度，接近、略高于熱中體力勞動(dòng)與熱環(huán)境87體力勞動(dòng)與熱環(huán)境87腦力勞動(dòng)與熱環(huán)境不降低腦力勞動(dòng)效率的溫度與暴露時(shí)間的關(guān)系氣溫對(duì)效率與相對(duì)差錯(cuò)的影響88腦力勞動(dòng)與熱環(huán)境不降低腦力勞動(dòng)效率的溫度與暴露時(shí)間的關(guān)系氣8989冷應(yīng)力和手工操作效能實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)手的皮膚溫度低于15℃時(shí)，關(guān)節(jié)變得僵硬靈巧性明顯下降實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)手的皮膚溫度低于6℃時(shí)出現(xiàn)麻木感覺(jué)冷風(fēng)有渙散精神作用，分散工作注意力體溫過(guò)低導(dǎo)致人過(guò)于激奮，降低需要持續(xù)集中注意力的工作的效能90冷應(yīng)力和手工操作效能實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)手的皮膚溫度低于15℃時(shí)，關(guān)節(jié)分別將兩部分按集總參數(shù)計(jì)算溫度動(dòng)態(tài)變化人體平均溫度為兩部分溫度的加權(quán)平均體溫低于36.34℃就不會(huì)出汗皮膚溫度低于34℃，核心溫度同時(shí)低于37℃會(huì)出現(xiàn)冷顫，增加代謝率二節(jié)點(diǎn)模型，Gagge，1970中心層新陳代謝皮膚層散熱91分別將兩部分按集總參數(shù)計(jì)算溫度動(dòng)態(tài)變化二節(jié)點(diǎn)模型，Gagg二節(jié)點(diǎn)模型，Gagge，1970中心層熱平衡皮膚層熱平衡皮膚表面總散熱，包括對(duì)流、輻射和蒸發(fā)傳熱系數(shù)，血流量和比熱傳熱系數(shù)，血流量和比熱冷顫增加代謝率92二節(jié)點(diǎn)模型，Gagge，1970中心層熱平衡皮膚表面總散熱二節(jié)點(diǎn)模型的應(yīng)用排汗率有前面的Emax關(guān)系可求出w：

w=(Ersw+Edif)/Emax=[Ersw+0.06(Emax-Ersw)]/Emax由于應(yīng)用了二節(jié)點(diǎn)模型，實(shí)際上SET*可以考慮動(dòng)態(tài)過(guò)程中的人體熱狀況。但由于舒適的主觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)是在穩(wěn)態(tài)環(huán)境下做的，所以仍然不能用于評(píng)價(jià)動(dòng)態(tài)熱環(huán)境。93二節(jié)點(diǎn)模型的應(yīng)用排汗率93思考題人的代謝率主要是由什么因素決定的？人體的發(fā)熱量和出汗率是否隨環(huán)境空氣溫度的改變而改變？“冷”與“熱”是什么概念？單靠環(huán)境溫度能否確定人體的熱感覺(jué)？濕度在人體熱舒適中起什么作用？某辦公室設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是干球溫度26℃，相對(duì)濕度65％，風(fēng)速0.25m/s。如果最低只能使溫度達(dá)到27℃，相對(duì)濕度仍然為65％，有什么辦法可以使該空間能達(dá)到與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)同等的舒適度？94思考題人的代謝率主要是由什么因素決定的？人體的發(fā)熱量和出汗思考題國(guó)外常用帶內(nèi)電熱源manikin（人體模型）作熱舒適實(shí)驗(yàn)，manikin的發(fā)熱量由輸入的活動(dòng)強(qiáng)度決定，材料的導(dǎo)熱系數(shù)與人體肌膚基本相同。實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量皮膚溫度來(lái)確定人體的熱舒適度。這種做法有什么局限？人體處于非熱平衡時(shí)的過(guò)渡狀態(tài)時(shí)是否適用熱舒適方程？其熱感覺(jué)描述是否適用PMV指標(biāo)？PMV在描述偏離熱舒適狀況時(shí)有何局限？95思考題國(guó)外常用帶內(nèi)電熱源manikin（人體模型）作熱舒適思考題為什么要有TSV和TCV兩種人體熱反應(yīng)評(píng)價(jià)投票？HIS、WCI與PMV、PPD應(yīng)用上有什么區(qū)別？動(dòng)態(tài)熱環(huán)境與穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境對(duì)人的熱感覺(jué)影響有何差別，原理是什么？你自己對(duì)“舒適”和“中性”之間的關(guān)系有何切身體會(huì)？

96思考題為什么要有TSV和TCV兩種人體熱反應(yīng)評(píng)價(jià)投票？96演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！第四章

人體對(duì)熱濕環(huán)境的反應(yīng)98第四章

人體對(duì)熱濕環(huán)境的反應(yīng)1第一節(jié)人體對(duì)熱濕環(huán)境反應(yīng)的生理學(xué)和心理學(xué)基礎(chǔ)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。99第一節(jié)人體對(duì)熱濕環(huán)境反應(yīng)的生理學(xué)和心理學(xué)基礎(chǔ)食物分解氧人體的熱平衡熱平衡方程MWCRES=0

皮膚表面積AD＝0.202mb

0.425H0.725

身高1.78m體重65kgAD為1.8m2100人體的熱平衡熱平衡方程MWCR人體溫度核心(Core)溫度核心層：通常包括腦、脊椎、心臟、肝臟、消化器官等內(nèi)臟部分。直腸溫度最接近。外層(Shell)溫度

皮膚表面到10mm以內(nèi)的部分，通常包括皮膚，皮下脂肪和表層的肌肉。101人體溫度核心(Core)溫度4人體體溫范圍肝臟：最高，38℃各部分溫差不會(huì)太大皮膚：與外界環(huán)境有關(guān)日夜有1℃以內(nèi)的波動(dòng)代表溫度：核心溫度102人體體溫范圍肝臟：最高，38℃5人體外層溫度皮膚溫度 狀態(tài)

45

℃以上 皮膚組織迅速損傷 43~41

℃ 被燙傷的疼痛感 41~39

℃ 疼感域 39~37

℃ 熱的感覺(jué) 37~35

℃ 開(kāi)始有熱的感覺(jué) 34~33

℃ 休息時(shí)處于熱中性狀態(tài),熱舒適 33~32

℃ 2-4met的(中等)運(yùn)動(dòng)量時(shí)感覺(jué)舒適32~30

℃ 3-6met的(較大)運(yùn)動(dòng)量時(shí)感覺(jué)舒適31~29℃ 坐著時(shí)有不愉快的冷感 25℃

(局部) 皮膚喪失感覺(jué) 20

℃(手) 非常不快的冷感覺(jué) 15

℃(手) 極端不快的冷感覺(jué) 5

℃(手) 伴隨疼感的冷感覺(jué)103人體外層溫度皮膚溫度 狀態(tài) 6人體與外界的熱交換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104人體與外界的熱交換人體與外界的熱交換7影響人體與外界熱交換的因素環(huán)境空氣溫度：對(duì)流換熱環(huán)境表面溫度：輻射換熱水蒸汽分壓力（空氣濕度）：對(duì)流質(zhì)交換高溫環(huán)境：增加熱感低溫環(huán)境：增加冷感！風(fēng)速：對(duì)流熱交換和對(duì)流質(zhì)交換吹風(fēng)感：Draft，冷感和對(duì)皮膚的壓力沖擊服裝熱阻：影響所有換熱形式105影響人體與外界熱交換的因素環(huán)境空氣溫度：對(duì)流換熱8關(guān)于熱濕環(huán)境的術(shù)語(yǔ)

平均輻射溫度或近似式：準(zhǔn)確的應(yīng)該是四次方黑球溫度Tg操作溫度：反映了環(huán)境空氣溫度ta和平均輻射溫度 的綜合作用106關(guān)于熱濕環(huán)境的術(shù)語(yǔ)平均輻射溫度或9平均輻射溫度:

一個(gè)假象的等溫圍合面的表面溫度，它與人體間的輻射熱交換量等于人體周圍實(shí)際的非等溫圍合面與人體間的輻射熱交換量。=107平均輻射溫度:

一個(gè)假象的等溫圍合面的表面溫?zé)豳|(zhì)交換系數(shù)的確定對(duì)流換熱系數(shù)：專門針對(duì)人體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)受迫對(duì)流hc=Cvn自然對(duì)流：三種主要形式

hc=常數(shù)

hc=CT0.25

hc=C(M-50)

0.39對(duì)流質(zhì)交換系數(shù)：傳質(zhì)與傳熱比擬

LR=he

/hc=16.5℃/kPa108熱質(zhì)交換系數(shù)的確定對(duì)流換熱系數(shù)：專門針對(duì)人體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)11服裝的作用：保溫和阻礙濕擴(kuò)散服裝的性能：

服裝的熱阻Icl

服裝的透濕性

服裝的表面積109服裝的作用：保溫和阻礙濕擴(kuò)散服裝的性能：12服裝的熱阻Icl一般指顯熱熱阻單位m2K/W和clo，其中1clo=0.155m2K/W已知單件服裝熱阻：Icl=0.161+0.835Iclu,i

110服裝的熱阻Icl一般指顯熱熱阻13服裝的熱阻Icl

人運(yùn)動(dòng)時(shí)由于人體與空氣之間存在相對(duì)流速，會(huì)降低服裝的熱阻。 Icl=0.504Icl+0.00281Vwalk–0.24椅子給人增加0.15clo以下熱阻 Icl=0.748Ach–0.1步速90步/min1clo0.48clo111服裝的熱阻Icl人運(yùn)動(dòng)時(shí)由于人體與空氣之間存在相對(duì)流速，會(huì)舒適服裝熱阻與環(huán)境溫度、相對(duì)風(fēng)速、活動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系112舒適服裝熱阻與環(huán)境溫度、相對(duì)風(fēng)速、活動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系15服裝的透濕性服裝的存在增加了皮膚的蒸發(fā)換熱熱阻：服裝對(duì)皮膚表面的水蒸氣擴(kuò)散有一個(gè)附加的阻力。服裝吸收部分汗液，只有剩余部分汗液蒸發(fā)冷卻皮膚。使得需要更大蒸發(fā)量才能在皮膚表面上形成同樣的散熱量。113服裝的透濕性服裝的存在增加了皮膚的蒸發(fā)換熱熱阻：16服裝的潛熱熱阻服裝的蒸發(fā)換熱熱阻(干燥服裝)： Ie,cl

=Icl

/LR=Icl

/16.5(kPam2/W)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，故總傳熱系數(shù)增加：114服裝的潛熱熱阻服裝的蒸發(fā)換熱熱阻(干燥服裝)：17服裝的表面積

服裝的面積系數(shù)fcl

定義：人體著裝后的實(shí)際表面積Acl和人體裸身表面積AD之比。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表達(dá)式：fcl=Acl/AD

與服裝熱阻的近似關(guān)系

fcl=1.0+0.3Icl

115服裝的表面積服裝的面積系數(shù)fcl18人體的能量代謝率影響因素多：

肌肉活動(dòng)強(qiáng)度：絕對(duì)的影響環(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。116人體的能量代謝率影響因素多：196~10%基礎(chǔ)代謝率：參照基礎(chǔ)基礎(chǔ)代謝率(BMR，BasalMetabolicRate):未進(jìn)早餐前，保持清醒靜臥半小時(shí)，室溫條件維持在18~25℃之間測(cè)定的代謝率。46met。BMR變化范圍：10~15％。超過(guò)20％為病態(tài)。1176~10%基礎(chǔ)代謝率：參照基礎(chǔ)基礎(chǔ)代謝率(BMR，Bas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118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21人體是高效的能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)嗎？否！機(jī)械效率

＝W/M

大部分室內(nèi)勞動(dòng)機(jī)械效率近似0119人體是高效的能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)嗎？否！機(jī)械效率22人體的潛熱散熱量：皮膚蒸發(fā)

體表全部被汗?jié)駶?rùn)：

Esk=Ersw+Edif=wEmax接近熱舒適條件下的出汗?jié)摕嵘崃? Ersw=0.42(M–W–58.2)皮膚濕潤(rùn)度w=Esk/Emax皮膚濕擴(kuò)散散熱量沒(méi)有排汗時(shí)Edif=0.06Emax

有正常排汗時(shí)Edif=0.06(Emax–Ersw)

120人體的潛熱散熱量：皮膚蒸發(fā)

體表全部被汗?jié)駶?rùn)：

23人體的潛熱散熱量：呼吸蒸發(fā)顯熱散熱量 Cres=0.0014M(34ta)W/m2

潛熱散熱量 Eres=0.0173M(5.867Pa)W/m2

121人體的潛熱散熱量：呼吸蒸發(fā)顯熱散熱量24人體的輻射散熱人體與外界的輻射換熱方程0.80.40.70.780.720.7122人體的輻射散熱人體與外界的輻射換熱方程0.8人體散熱、散濕量的影響因素全熱：主要決定于肌肉活動(dòng)強(qiáng)度，受其它因素影響在應(yīng)用上可以忽略。顯熱：決定于溫度，隨溫度上升而減少。潛熱(散濕)：決定于溫度，隨溫度上升而增加。123人體散熱、散濕量的影響因素全熱：主要決定于肌肉活動(dòng)強(qiáng)度，受12427人體排汗率散濕量決定因素環(huán)境溫度核心溫度(代謝率)125人體排汗率散濕量決定因素28人體的溫度感受系統(tǒng)20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)人的皮膚上存在對(duì)冷敏感的區(qū)域“冷點(diǎn)”和對(duì)熱敏感的區(qū)域“熱點(diǎn)”人體各部位的冷點(diǎn)數(shù)目明顯多于熱點(diǎn)為什么人對(duì)冷更敏感？50mV126人體的溫度感受系統(tǒng)20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)人的皮膚上存在對(duì)冷敏感的區(qū)人體各部位冷點(diǎn)和熱點(diǎn)分布密度(個(gè)/cm2)參考文獻(xiàn)：H.Hensel,ThermoreceptionandTemperatureRegulation,London:AcademicPress,1981127人體各部位冷點(diǎn)和熱點(diǎn)分布密度(個(gè)/cm2)參考文獻(xiàn)：H.H冷、熱感受器冷、熱感受器存在于：外周溫度感受器皮膚粘膜內(nèi)臟中樞性溫度敏感神經(jīng)元脊髓延髓腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)128冷、熱感受器冷、熱感受器存在于：31冷、熱感受器的位置129冷、熱感受器的位置32人體的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)下丘腦具有調(diào)節(jié)代謝、體溫和內(nèi)分泌功能，前部主要促進(jìn)散熱來(lái)降溫，后部促進(jìn)產(chǎn)熱抵御寒冷。散熱調(diào)節(jié)方式血管擴(kuò)張，增加血流，提高表皮溫度出汗御寒調(diào)節(jié)方式血管收縮，減少血流，降低表皮溫度通過(guò)冷顫增加代謝率130人體的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)下丘腦具有調(diào)節(jié)代謝、體溫和內(nèi)分泌功能，前人體的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)下丘腦前后部是相互制約起作用的，需要同時(shí)利用核心溫度和皮膚溫度信號(hào)來(lái)決定調(diào)節(jié)方式。131人體的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)下丘腦前后部是相互制約起作用的，需要同時(shí)人的體溫設(shè)定值隨肌肉活動(dòng)強(qiáng)度而改變?cè)隗w溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常工作時(shí)，增加環(huán)境溫度并不能提高人體的核心溫度（直腸溫度）。只有改變代謝率才能改變?nèi)梭w核心溫度。132人的體溫設(shè)定值隨肌肉活動(dòng)強(qiáng)度而改變?cè)隗w溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常工作時(shí)體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理133體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理36熱感覺(jué)研究方法：心理學(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。134熱感覺(jué)研究方法：心理學(xué)37感覺(jué)熱

感覺(jué)冷熱感覺(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)135感覺(jué)熱感覺(jué)冷熱感覺(jué)的影響因素冷熱刺激的存在38熱感覺(jué)的適應(yīng)性28303234363840136熱感覺(jué)的適應(yīng)性28303核心溫度對(duì)熱感覺(jué)的影響溫暖熱！核心溫度作用中性皮膚溫度作用137核心溫度對(duì)熱感覺(jué)的影響溫暖熱！中性40熱感覺(jué)的測(cè)量：?jiǎn)柧碚{(diào)查138熱感覺(jué)的測(cè)量：?jiǎn)柧碚{(diào)查41什么是熱舒適?觀點(diǎn)1：

舒適＝中性

?139什么是熱舒適?觀點(diǎn)1：?42什么是熱舒適?觀點(diǎn)2：

舒適＝中性×舒適產(chǎn)生于不適的消除過(guò)程中?！笆孢m”比“中性”更主觀。Cool&Comfort!140什么是熱舒適?觀點(diǎn)2：×舒適產(chǎn)生于不適的消除過(guò)程中。Coo熱舒適與熱中性的背離體溫過(guò)低體溫過(guò)高體溫正常手的溫度(℃)很不愉快正常很愉快141熱舒適與熱中性的背離體溫過(guò)低體溫過(guò)高體溫正常手的溫度(℃)很影響熱舒適的因素

空氣濕度

垂直溫差

氣流與吹風(fēng)感輻射不均勻性

年齡、性別、季節(jié)、人種142影響熱舒適的因素空氣濕度45空氣濕度中性－熱環(huán)境中，為什么潮濕的空氣使人不舒服？空氣濕度對(duì)人體排汗量有影響嗎？在皮膚沒(méi)有完全濕潤(rùn)的情況下，增加空氣濕度會(huì)減少人體散熱量嗎？潮濕為什么不舒服？皮膚濕潤(rùn)度增高皮膚黏著性增加不適143空氣濕度中性－熱環(huán)境中，為什么潮濕的空氣使人不舒服？46垂直溫差盡管受試者處于熱中性狀態(tài)，頭足溫差仍然使人感到不舒適。20℃28℃144垂直溫差盡管受試者處于熱中性狀態(tài)，頭足溫差仍然使人感到不舒垂直溫差145垂直溫差48垂直溫差A(yù)SHRAEHandbook：地板溫度和不滿意度的關(guān)系146垂直溫差A(yù)SHRAEHandbook：地板溫度和不滿意度氣流與

吹風(fēng)感draught

定義：人體所不希望的局部降溫但在“中性－熱”環(huán)境下吹風(fēng)往往是愉快的其它不舒適的原因

局部壓力干擾冷顫出現(xiàn)147氣流與

吹風(fēng)感draught定義：人體所不希望的局部降溫有效送風(fēng)溫度(有效吹風(fēng)感)影響吹風(fēng)感的因素：氣流速度及溫度、人體所處的熱狀態(tài)、氣流的分布狀態(tài)針對(duì)氣流引起的吹風(fēng)感評(píng)價(jià)，反映了氣流速度和空氣溫度的共同作用霍頓1938年的實(shí)驗(yàn)，里德伯格爾等1949年總結(jié)，內(nèi)文斯1971年提出公式：

＝(Tj-Ta)-8(v-0.15)舒適標(biāo)準(zhǔn)為：-1.7<<1.1，v<0.35m/s現(xiàn)用于風(fēng)口性能評(píng)價(jià)的ADPI指標(biāo)148有效送風(fēng)溫度(有效吹風(fēng)感)影響吹風(fēng)感的因素：氣流速度及溫度、輻射不均勻性向量輻射溫度：室內(nèi)兩部分的平均壁面溫度差Tv=Fpc(Tc-T∞)向量輻射溫度超過(guò)10℃，人就感到不舒適149輻射不均勻性向量輻射溫度：室內(nèi)兩部分的平均壁面溫度差52輻射不均勻性輻射吹風(fēng)感：房間內(nèi)局部低溫輻射導(dǎo)致人體所不希望的局部降溫面對(duì)冷表面的平均輻射溫度比其它部分部分的平均輻射溫度低8K以上，將使人感到不舒適8K150輻射不均勻性輻射吹風(fēng)感：房間內(nèi)局部低溫輻射導(dǎo)致人體所不希望其它因素：Fanger的實(shí)驗(yàn)結(jié)論人種：非洲人比北歐人喜歡熱環(huán)境嗎？熱舒適感覺(jué)一樣，只是熱帶人對(duì)熱環(huán)境有較強(qiáng)適應(yīng)力，寒帶人對(duì)冷環(huán)境有較強(qiáng)適應(yīng)力。年齡：老年人比年輕人更喜歡熱環(huán)境嗎？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)境嗎？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)影響熱舒適感嗎？盡管人體溫有波動(dòng)，但熱舒適感沒(méi)有明顯變化151其它因素：Fanger的實(shí)驗(yàn)結(jié)論人種：非洲人比北歐人喜歡熱感覺(jué)投票和熱舒適投票ThermalComfortVote&ThermalSensationVote152熱感覺(jué)投票和熱舒適投票ThermalComfortVo第二節(jié)人體對(duì)穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng)描述

理論建立者：P.O.Fanger熱舒適方程 令人體熱平衡方程中蓄熱率S＝0，得出：(M-W)=fclhc

(tcl-ta)

+3.9610-8

fcl[(tcl+273)4

(+273)4]+3.05[5.7330.007(MW)

Pa]+0.42(MW58.2)+1.7310-2

M(5.867

Pa)+0.0014M(34

ta)對(duì)流散熱輻射散熱汗液蒸發(fā)散熱呼吸潛熱和顯熱散熱皮膚擴(kuò)散蒸發(fā)散熱153第二節(jié)人體對(duì)穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng)描述

理論建立者：P.O.預(yù)測(cè)平均評(píng)價(jià)PMV(PredictedMeanVote)PMV=(0.303e–0.036M+0.0275)TL =(0.303e–0.036M+0.0275)

{M–W–3.05[5.733–0.007(M–W)–Pa] –0.42(MW58.15)–1.7310-2M(5.867Pa) –fclhc(tcl

ta)–0.0014M(34ta) –3.9610-8fcl[(tcl+273)4

(+273)4]}S154預(yù)測(cè)平均評(píng)價(jià)PMV(PredictedMeanVotePMV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)境下絕大多數(shù)人的感覺(jué)，不能代表所有個(gè)人的感覺(jué)。155PMV指標(biāo)的7級(jí)分度分度方法和TSV基本一致58預(yù)測(cè)不滿意百分比PPD

(PredictedPercentDissatisfied)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)

PPD＝100–95exp[–(0.03353PMV4+0.2179PMV2)]即便達(dá)到PMV＝0，仍然有5％的人不滿意。156預(yù)測(cè)不滿意百分比PPD

(PredictedPercent熱舒適方程與PMV指標(biāo)特點(diǎn)總結(jié)只適用于接近熱舒適的狀態(tài)（tsk和Ersw與環(huán)境溫度完全無(wú)關(guān)），所以變量中除由人體活動(dòng)強(qiáng)度確定的代謝率外只有外部參數(shù)。舒適程度由對(duì)熱中性的偏移程度確定，與偏移的時(shí)間長(zhǎng)短沒(méi)有關(guān)系，與人體的熱狀態(tài)變化沒(méi)有關(guān)系。PMV的計(jì)算是完全客觀的，但指標(biāo)的含義卻是由主觀感覺(jué)統(tǒng)計(jì)確定的。157熱舒適方程與PMV指標(biāo)特點(diǎn)總結(jié)只適用于接近熱舒適的狀態(tài)（ts在曼谷、新加坡、Athens、布里斯班做的

3200組非空調(diào)環(huán)境的測(cè)試結(jié)果：PMV與實(shí)際TSV的偏差。158在曼谷、新加坡、Athens、布里斯班做的3200組非空其它穩(wěn)態(tài)熱反應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)：(1)有效溫度ET1919開(kāi)始研究，1967前的ASHRAE手冊(cè)采用有效溫度ET定義：“這是一個(gè)將干球溫度、濕度、空氣流速對(duì)人體溫暖感或冷感的影響綜合成一個(gè)單一數(shù)值的任意指標(biāo)。它在數(shù)值上等于產(chǎn)生相同感覺(jué)的靜止飽和空氣的溫度?！睂?duì)于正常穿著：ET=0.492Ta+0.19Pa+6.47對(duì)于半裸者:(二式條件均為va<0.15m/s)ET=(0.944Ta+0.056Twb)/[1+0.22(Ta-Twb)]

缺點(diǎn)：低溫條件下濕度的影響不準(zhǔn)確159其它穩(wěn)態(tài)熱反應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)：(1)有效溫度ET1919開(kāi)始研究(1)有效溫度ET諾謨圖風(fēng)速(m/s)干球溫度(℃)普通衣著，坐姿輕勞動(dòng)條件。濕球溫度(℃)160(1)有效溫度ET諾謨圖風(fēng)速干球溫度(℃)普通衣著，坐(2)新有效溫度ET*(Gagge)ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)55-74，ASHREA手冊(cè)1977版參考空氣環(huán)境：身著0.6clo服裝靜坐，空氣流速0.15m/s，相對(duì)濕度50％，干球溫度T0如果同樣服裝和活動(dòng)的人在某環(huán)境中的冷熱感與上述參考空氣環(huán)境中的冷熱感相同，則此環(huán)境的ET*＝T0該指標(biāo)只適用于著裝輕薄、活動(dòng)量小、風(fēng)速低的環(huán)境。161(2)新有效溫度ET*(Gagge)ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)55-(3)標(biāo)準(zhǔn)有效溫度SET*特點(diǎn)：綜合考慮了不同的活動(dòng)水平和衣服熱阻定義：某個(gè)空氣溫度等于平均輻射溫度的等溫環(huán)境中的溫度，其相對(duì)濕度為50%，空氣靜止不動(dòng)，在該環(huán)境中身著標(biāo)準(zhǔn)熱阻服裝的人若與他在實(shí)際環(huán)境和實(shí)際服裝熱阻條件下的平均皮膚溫度和皮膚濕潤(rùn)度相同時(shí)，則必將具有相同的熱損失，這個(gè)溫度就是上述實(shí)際環(huán)境的SET*。皮膚總散熱量皮膚溫度皮膚濕潤(rùn)度SET*下飽和水蒸汽分壓力皮膚表面飽和水蒸汽分壓力162(3)標(biāo)準(zhǔn)有效溫度SET*特點(diǎn)：綜合考慮了不同的活動(dòng)水平和ASHRAE舒適區(qū)對(duì)于穿輕薄服裝，坐著工作，空氣流速較低的情況，SET*就等于ET*。坎薩斯州立大學(xué)實(shí)驗(yàn)條件：0.6~0.8clo坐著55-74條件：0.8~1clo坐著但活動(dòng)稍大163ASHRAE舒適區(qū)對(duì)于穿輕薄服裝，坐著工作，空氣流速較低的(3)標(biāo)準(zhǔn)有效溫度SET*SET*=24℃22.5℃，100％24℃，50%SET*＝20℃164(3)標(biāo)準(zhǔn)有效溫度SET*SET*=24℃22.5℃，100第三節(jié)人體對(duì)動(dòng)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng)什么是動(dòng)態(tài)熱環(huán)境？非空調(diào)環(huán)境在溫度不同的空間之間穿行使用搖頭電風(fēng)扇變溫變風(fēng)速的空調(diào)方式人對(duì)動(dòng)態(tài)與穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境反應(yīng)不同的機(jī)理熱感覺(jué)的適應(yīng)性核心溫度和皮膚溫度變化的不一致性165第三節(jié)人體對(duì)動(dòng)態(tài)熱環(huán)境的反應(yīng)什么是動(dòng)態(tài)熱環(huán)境？68Gagge的發(fā)現(xiàn)：人處于突變的環(huán)境空氣溫度時(shí)，盡管皮膚溫度和核心體溫的變化需要好幾分鐘，但熱感覺(jué)卻會(huì)隨空氣溫度的變化馬上發(fā)生變化。由中性－冷/熱，感覺(jué)滯后由冷/熱－中性，感覺(jué)超前對(duì)突變溫度環(huán)境的反應(yīng)166Gagge的發(fā)現(xiàn)：人處于突變的環(huán)境空氣溫度時(shí)，盡管皮膚溫清華實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了熱感覺(jué)與皮膚溫度的分離現(xiàn)象：中性－熱，感覺(jué)滯后熱－中性，感覺(jué)超前對(duì)突變溫度環(huán)境的反應(yīng)突變溫度對(duì)TSV和皮膚溫度的影響實(shí)驗(yàn)(clo=0.6)167清華實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了熱感覺(jué)與皮膚溫度的分離現(xiàn)象：對(duì)突變溫度環(huán)境0.30.5頻率(Hz)人體對(duì)變化風(fēng)速的反應(yīng)現(xiàn)有的研究成果對(duì)搖擺風(fēng)扇的接受程度優(yōu)于固定風(fēng)扇動(dòng)態(tài)風(fēng)能夠改善“中性－熱”環(huán)境下人體熱感覺(jué)氣流的脈動(dòng)頻率對(duì)人體熱感覺(jué)有影響1680.30.5頻率(Hz)人體對(duì)變化風(fēng)速的反應(yīng)現(xiàn)有的研究成果不同類型風(fēng)的風(fēng)速變化固定風(fēng)扇的機(jī)械風(fēng)自然風(fēng)169不同類型風(fēng)的風(fēng)速變化固定風(fēng)扇的機(jī)械風(fēng)自然風(fēng)72人體對(duì)不同類型脈動(dòng)風(fēng)速的接受程度實(shí)驗(yàn)（清華）170人體對(duì)不同類型脈動(dòng)風(fēng)速的接受程度實(shí)驗(yàn)（清華）73過(guò)渡區(qū)熱指標(biāo)RWI/HDR

美國(guó)運(yùn)輸部提出的人體在過(guò)渡空間環(huán)境的熱舒適指標(biāo)，適用于候車空間環(huán)境設(shè)計(jì)。對(duì)一種活動(dòng)狀態(tài)過(guò)渡到另一狀態(tài)的處理：

未考慮過(guò)渡過(guò)程熱感覺(jué)的“超越”和“滯后”現(xiàn)象代謝率M要經(jīng)過(guò)6分鐘才能達(dá)到最終活動(dòng)狀態(tài)下的穩(wěn)定代謝率。其間代謝率與時(shí)間呈線性關(guān)系。出汗?fàn)顟B(tài)以及人的活動(dòng)擾動(dòng)氣流的變化會(huì)導(dǎo)致服裝熱阻改變，要經(jīng)過(guò)6分鐘才能達(dá)到新的穩(wěn)定值，其間服裝熱阻與時(shí)間呈線性關(guān)系。171過(guò)渡區(qū)熱指標(biāo)RWI/HDR美國(guó)運(yùn)輸部提出的人體在過(guò)渡空間環(huán)過(guò)渡區(qū)熱指標(biāo)RWI/HDR相對(duì)熱指標(biāo)RWI：針對(duì)較熱環(huán)境

當(dāng)Pa

2269Pa時(shí)當(dāng)Pa

2269Pa時(shí)人體從不包括與空氣等溫的墻表面的外界獲得的輻射熱172過(guò)渡區(qū)熱指標(biāo)RWI/HDR相對(duì)熱指標(biāo)RWI：針對(duì)較熱環(huán)境過(guò)渡區(qū)熱指標(biāo)RWI/HDR人體熱損失率HDR(W/m2)：針對(duì)較冷環(huán)境熱債D＝HDR當(dāng)熱債D≤－100kJ/m2，人體感到冷不適

當(dāng)熱債D≥100kJ/m2，人體感到熱不適在過(guò)渡空間中，適宜的HRD值與人員的逗留時(shí)間成反比173過(guò)