人體熱濕反應(yīng)

第四章

建筑熱濕環(huán)境1人體對熱濕環(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)過程中能量釋放的速率。23人體體溫范圍

肝臟：最高，38℃皮膚：與外界環(huán)境有關(guān)各部分溫差不會太大日夜有1℃以內(nèi)的波動代表溫度：核心溫度45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 37~35

℃ 開始有熱的感覺 34~33

℃ 休息時處于熱中性狀態(tài),熱舒適 33~32

℃ 2-4met的(中等)運動量時感覺舒適32~30

℃ 3-6met的(較大)運動量時感覺舒適31~29℃ 坐著時有不愉快的冷感 25℃

(局部) 皮膚喪失感覺 20

℃(手) 非常不快的冷感覺 15

℃(手) 極端不快的冷感覺 5

℃(手) 伴隨疼感的冷感覺6人體的溫度感受系統(tǒng)

20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)人的皮膚上存在對冷敏感的區(qū)域“冷點”和對熱敏感的區(qū)域“熱點”人體各部位的冷點數(shù)目明顯多于熱點為什么人對冷更敏感？50mV7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)8910冷、熱感感受器的的位置11人體各部部位冷點點和熱點點分布密密度(個個/cm2)參考文獻(xiàn)獻(xiàn)：H.Hensel,ThermoreceptionandTemperatureRegulation,London:AcademicPress,198112人體的體體溫調(diào)節(jié)節(jié)系統(tǒng)下丘腦具具有調(diào)節(jié)節(jié)代謝、、體溫和和內(nèi)分泌泌功能，，前部主主要促進(jìn)進(jìn)散熱來來降溫，，后部促促進(jìn)產(chǎn)熱熱抵御寒寒冷。散熱調(diào)節(jié)節(jié)方式血管擴(kuò)張張，增加加血流，，提高表表皮溫度度出汗御寒調(diào)節(jié)節(jié)方式血管收縮縮，減少少血流，，降低表表皮溫度度通過冷顫顫增加代代謝率13人體的體體溫調(diào)節(jié)節(jié)系統(tǒng)在人體體體溫調(diào)節(jié)節(jié)系統(tǒng)正正常工作作的情況況下，增增加環(huán)境境溫度并并不能提提高人體體的核心心溫度只有改變變?nèi)梭w的的代謝率率才能改改變?nèi)梭w體的核心心溫度14人體的體體溫調(diào)節(jié)節(jié)系統(tǒng)下丘腦前前后部是是相互制制約起作作用的，，需要同同時利用用核心溫溫度和皮皮膚溫度度信號來來決定調(diào)調(diào)節(jié)方式式。15人的體溫溫設(shè)定值值隨肌肉肉活動強強度而改改變在體溫調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)統(tǒng)正常工工作時，，增加環(huán)環(huán)境溫度度并不能能提高人人體的核核心溫度度（直腸腸溫度））。只有改變變代謝率率才能改改變?nèi)梭w體核心溫溫度。16體溫調(diào)節(jié)節(jié)系統(tǒng)的的工作原原理靜止：36.8步行：37.4慢跑：37.9劇烈運動：39.51718熱感覺研究方法法：心理理學(xué)定義：人人對周圍圍環(huán)境““冷”““熱”的的主觀描描述。特點：盡盡管人描描述環(huán)境境的冷熱熱，實際際上只能能感覺到到自己皮皮膚下神神經(jīng)末梢梢的溫度度。所以以“冷””“熱””與感受受者的身身體狀態(tài)態(tài)有關(guān)，，不是完完全客觀觀的。“中性””的定義義：不冷冷不熱，，人用于于體溫調(diào)調(diào)節(jié)消耗耗的能量量最小。。度量：感感覺不能能用任何何直接的的方法測測得。19感覺熱

感覺冷熱感覺的的影響因因素冷熱刺激激的存在在刺激的延延續(xù)時間間人體原有有的狀態(tài)態(tài)20熱感覺的的適應(yīng)性性2830323436384021核心溫度度對熱感感覺的影影響溫暖熱！核心溫度度作用中性皮膚溫度度作用22232425262728人體的能能量代謝謝率影響因素素多：肌肉活動動強度：：絕對的的影響環(huán)境溫度度：偏高高、偏低低都增加加代謝率率性別：男男性高于于女性年齡：少少年高于于老人神經(jīng)緊張張程度：：緊張則則代謝率率高進(jìn)食后時時間的長長短等：：進(jìn)食后后代謝率率增加，，蛋白質(zhì)質(zhì)代謝率率高，糖糖和脂肪肪類代謝謝率低。。代謝率單單位met：：1met=58.2W/m2，即成年年男子靜靜坐時的的代謝率率。296~10%基礎(chǔ)代謝謝率：參參照基礎(chǔ)礎(chǔ)基礎(chǔ)代謝謝率(BMR，，BasalMetabolicRate):未進(jìn)早早餐前，，保持清清醒靜臥臥半小時時，室溫溫條件維維持在18~25℃之之間測定定的代謝謝率。BMR變變化范圍圍：10~15％。超超過20％為病病態(tài)。30肌肉活動動與代謝謝率肌肉活動動強度對對代謝率率起決定性的影響一般室內(nèi)內(nèi)運動代代謝率多多在5met以下下31人體是高高效的能能量轉(zhuǎn)化化系統(tǒng)嗎嗎？否??！機械效率率＝W/M大部分室室內(nèi)勞動動機械效效率近似似0，一一般為5%-10%，，很少能能超過20%。。32人體的熱熱平衡熱平衡方方程MWCRES=0皮膚表面面積AD＝0.202mb0.425H0.725身高1.78m體重65kgAD為1.8m233人體溫度度核心(Core)溫度度核心層：：通常包包括腦、、脊椎、、心臟、、肝臟、、消化器器官等內(nèi)內(nèi)臟部分分。直腸溫度度最接近近。外層(Shell)溫溫度皮膚表面面到10mm以以內(nèi)的部部分，通通常包括括皮膚，，皮下脂脂肪和表表層的肌肌肉。34影響人體體與外界界熱交換換的因素素環(huán)境空氣氣溫度：：對流換換熱環(huán)境表面面溫度：：輻射換換熱水蒸汽分分壓力（（空氣濕濕度）：：對流質(zhì)質(zhì)交換高溫環(huán)境境：增加加熱感低溫環(huán)境境：增加加冷感??！風(fēng)速：對對流熱交交換和對對流質(zhì)交交換吹風(fēng)感：：Draft，，冷感和對對皮膚的的壓力沖沖擊服裝熱阻阻：影響響所有換換熱形式式35人體與外外界的熱熱交換人體與外外界的熱熱交換顯熱交換換對流散熱熱輻射散熱熱潛熱交換換皮膚散濕濕出汗蒸發(fā)發(fā)皮膚濕擴(kuò)擴(kuò)散呼吸散濕濕36關(guān)于熱濕濕環(huán)境的的術(shù)語平均輻射溫度或近似式：準(zhǔn)確的應(yīng)該是四次次方黑球溫度Tg操作溫度：反映了了環(huán)境空氣溫度ta和平均輻射溫度的的綜合作用用37平均輻射溫度:一個假象的等溫圍圍合面的表面溫度度，它與人體間的的輻射熱交換量等等于人體周圍實際際的非等溫圍合面面與人體間的輻射射熱交換量。=38熱質(zhì)交換系數(shù)的確確定對流換熱系數(shù)：專專門針對人體的實實驗數(shù)據(jù)受迫對流hc=Cvn自然對流：三種主主要形式hc=常數(shù)hc=CT0.25hc=C(M-50)0.39對流質(zhì)交換換系數(shù)：傳傳質(zhì)與傳熱熱比擬LR=he/hc=16.5℃/kPa39服裝的作用用：保溫和和阻礙濕擴(kuò)擴(kuò)散服裝的性能能：服裝的熱阻阻Icl服裝的透濕濕性服裝的表面面積40服裝的熱阻阻Icl一般指顯熱熱熱阻單位m2K/W和clo，其其中1clo=0.155m2K/W已知單件服服裝熱阻：：Icl=0.161+0.835Iclu,i41服裝的熱阻阻Icl人運動時由由于人體與與空氣之間間存在相對對流速，會會降低服裝裝的熱阻。。Icl=0.504Icl+0.00281Vwalk–0.24椅子給人增增加0.15clo以下熱阻Icl=7.4810–5CSAC––0.1步速3.7km/h1clo0.48clo42舒適服裝熱熱阻與環(huán)境境溫度、相相對風(fēng)速、、活動強度度的關(guān)系43服裝的透濕濕性服裝的存在在增加了皮皮膚的蒸發(fā)發(fā)換熱熱阻阻：服裝對皮膚膚表面的水水蒸氣擴(kuò)散散有一個附附加的阻力力。服裝吸收部部分汗液，，只有剩余余部分汗液液蒸發(fā)冷卻卻皮膚。使使得需要更更大蒸發(fā)量量才能在皮皮膚表面上上形成同樣樣的散熱量量。44服裝的潛熱熱熱阻服裝的蒸發(fā)發(fā)換熱熱阻阻(干燥服服裝)：Ie,cl=Icl/LR=Icl/16.5(kPam2/W)服裝被汗?jié)駶駶櫤鬅嶙枳钑陆?，，顯熱換熱熱加強，又又增加了潛潛熱換熱，，故總傳熱熱系數(shù)增加加：45服裝的表面面積服裝的面積積系數(shù)fcl定義：人體體著裝后的的實際表面面積Acl和人體裸身身表面積AD之比。有實實驗數(shù)據(jù)。。表達(dá)式：fcl=Acl/AD與服裝熱阻阻的近似關(guān)關(guān)系fcl=1.0+0.3Icl46人體的潛熱熱散熱量：：皮膚蒸發(fā)發(fā)體表全部被被汗?jié)駶櫍海篍sk=Ersw+Edif=wEmax接近熱舒適適條件下的的出汗?jié)摕釤嵘崃縀rsw=0.42(M–W–58.2)皮膚濕潤度度w=Esk/Emax皮膚濕擴(kuò)散散散熱量沒有排汗時時Edif=0.06Emax有正常排汗汗時Edif=0.06(Emax–Ersw)47人體的潛熱熱散熱量：：呼吸蒸發(fā)發(fā)顯熱散熱量量Cres=0.0014M(34ta)W/m2潛熱散熱量量Eres=0.0173M(5.867Pa)W/m248人體的輻射射散熱人體與外界界的輻射換換熱方程0.80.40.70.780.720.749人體散熱、、散濕量的的影響因素素全熱：主要要決定于肌肌肉活動強強度，受其其它因素影影響在應(yīng)用用上可以忽忽略。顯熱：決定定于溫度，，隨溫度上上升而減少少。潛熱(散濕濕)：決定定于溫度，，隨溫度上上升而增加加。5051人體排汗率率散濕量量決定因素環(huán)境溫度核心溫度(代謝率)52熱感覺的測測量：問卷卷調(diào)查53什么是熱舒舒適?觀點1：舒適＝中性性?54什么是熱舒舒適?觀點2：舒適＝中性性×舒適產(chǎn)生于不適的消除過程中。“舒適”比“中性”更主觀。Cool&Comfort!55熱舒適與熱熱中性的背背離體溫過低體溫過高體溫正常手的溫度(℃)很不愉快正常很愉快56熱感覺投票票和熱舒適適投票ThermalComfortVote&ThermalSensationVote57人體對穩(wěn)態(tài)態(tài)熱環(huán)境的的反應(yīng)描述述

理論建建立者：P.O.Fanger熱舒適方程程令人體熱平平衡方程中中蓄熱率S＝0，，得出：(M-W)=fclhc(tcl-ta)+3.9610-8fcl[(tcl+273)4(+273)4]+3.05[5.7330.007(MW)Pa]+0.42(MW58.2)+1.7310-2M(5.867Pa)+0.0014M(34ta)對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58預(yù)測平均評評價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(tclta)–0.0014M(34ta)–3.9610-8fcl[(tcl+273)4(+273)4]}S59PMV指標(biāo)標(biāo)的7級分分度分度方法和和TSV基基本一致PMV指標(biāo)標(biāo)只代表了了同一環(huán)境境下絕大多多數(shù)人的感感覺，不能能代表所有有個人的感感覺。60預(yù)測不滿意意百分比PPD(PredictedPercentDissatisfied)PPD是通通過概率分分析確定某某環(huán)境條件件下人群不不滿意的百百分?jǐn)?shù)PPD＝100––95exp[––(0.03353PMV4+0.2179PMV2)]即便達(dá)到PMV＝＝0，仍然然有5％的的人不滿意意。61熱舒適方程程與PMV指標(biāo)特點點總結(jié)只適用于接接近熱舒適適的狀態(tài)（（tsk和Ersw與環(huán)境溫度度完全無關(guān)關(guān)），所以以變量中除除由人體活活動強度確確定的代謝謝率外只有有外部參數(shù)數(shù)。舒適程度由由對熱中性性的偏移程程度確定，，與偏移的的時間長短短沒有關(guān)系系，與人體體的熱狀態(tài)態(tài)變化沒有有關(guān)系。PMV的計計算是完全全客觀的，，但指標(biāo)的的含義卻是是由主觀感感覺統(tǒng)計確確定的。62在曼谷、新加坡、、Athens、布里斯班做做的3200組組非空調(diào)調(diào)環(huán)境的測測試結(jié)果：：PMV與實際TSV的偏差。632000年年夏安徽涇涇縣民居：：非空調(diào)環(huán)環(huán)境熱舒適適調(diào)查644.5.2引起熱不不舒適的主主要因素空氣濕度垂直溫差氣流與吹風(fēng)風(fēng)感輻射不均勻勻性年齡、性別別、季節(jié)、、人種65空氣濕度中性－熱環(huán)環(huán)境中，為為什么潮濕濕的空氣使使人不舒服服？空氣濕度對對人體排汗汗量有影響響嗎？在皮膚沒有有完全濕潤潤的情況下下，增加空空氣濕度會會減少人體體散熱量嗎嗎？潮濕為什么么不舒服？？皮膚濕潤度度增高皮膚黏著性性增加不適66垂直溫差游泳池地面面應(yīng)該保持持的溫度是是多少？67垂直溫差A(yù)SHRAEHandbook：地地板溫度和和不滿意度度的關(guān)系68氣流與吹風(fēng)風(fēng)感draught定義：人體體所不希望望的局部降降溫但在“中性性－熱”環(huán)環(huán)境下吹風(fēng)風(fēng)往往是愉愉快的其它不舒適適的原因局部壓力干干擾冷顫出現(xiàn)69氣流與吹風(fēng)風(fēng)感draught人頭頂上的的自然對流流速度是0.2m/s，，所以是人人體對風(fēng)速速可以覺察察到的閾值值，往往用用來確定室室內(nèi)風(fēng)速的的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。當(dāng)空氣流速速≤0.5m/s，麥金太太爾(1979)等等研究者的的實驗表明明，只要把把空氣溫度度調(diào)整得合合適（提高高空氣溫度度），就可可以使空氣氣的流動幾幾乎覺察不不到。70輻射不均勻勻性向量輻射溫溫度：室內(nèi)內(nèi)兩部分的的平均壁面面溫度差向量輻射溫溫度超過10℃，人人就感到不不舒適71輻射不均勻勻性輻射吹風(fēng)感感：房間內(nèi)內(nèi)局部低溫溫輻射導(dǎo)致致人體所不希希望的局部部降溫面對冷表面面的平均輻輻射溫度比比其它部分分部分的平平均輻射溫溫度低8K以上上，將使人人感到不舒舒適8K72其它因素：：Fanger的實實驗結(jié)論人種：非洲洲人比北歐歐人喜歡熱熱環(huán)境嗎？？熱舒適感覺覺一樣，只只是熱帶人人對熱環(huán)境境有較強適適應(yīng)力，寒寒帶人對冷冷環(huán)境有較較強適應(yīng)力力。年齡：老年年人比年輕輕人更喜歡歡熱環(huán)境嗎嗎？不是，只是是老年人活活動量小。。性別：女性性比男性更更喜歡熱環(huán)環(huán)境嗎？不是，只是是女性喜歡歡穿較輕薄薄的衣服。。季節(jié)和一天天中的時間間會影響熱熱舒適感嗎嗎？盡管人體溫溫有波動，，但熱舒適適感沒有明明顯變化734.5.3其它穩(wěn)態(tài)態(tài)熱反應(yīng)評評價指標(biāo)：(1)有效溫度ET1919開開始研究，，1967前的ASHRAE手冊采用用有效溫度ET定義：：“將干球球溫度、濕濕度、空氣氣流速對人人體溫暖感感或冷感的的影響綜合合成一個單單一數(shù)值的的任意指標(biāo)標(biāo)。它在數(shù)數(shù)值上等于于產(chǎn)生相同同感覺的靜靜止飽和空空氣的溫度度。”對于正常穿穿著：ET=0.492Ta+0.19Pa+6.47對于半裸者者:(二二式條件均均為va<0.15m/s)ET=(0.944Ta+0.056Twb)/[1+0.22(Ta-Twb)]74(1)有效效溫度ET諾謨圖風(fēng)速(m/s)干球溫度(℃)普通衣著，，坐姿輕勞勞動條件。。濕球溫度(℃)75有效溫度ET優(yōu)缺點點實驗條件：：風(fēng)速：0.12－－0m/s濕度：接近近于飽和狀狀態(tài)（100％）優(yōu)點：將人人們最為關(guān)關(guān)注的三個個參數(shù)綜合合為一個參參數(shù)缺點：對濕濕度的影響響可能估計計的過高，，低溫條件下下濕度的影影響不準(zhǔn)確確目前，任何何主要的官官方機構(gòu)均均已不再推推薦有效溫溫度指標(biāo)，，ASHRAE則推推薦使用其其代替形式式--新的的有效溫度度ET*。。76(2)新有有效溫度ET*(Gagge)ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)55-74，ASHREA手手冊1977版參考空氣環(huán)環(huán)境：身著著0.6clo服服裝靜坐，，空氣流速速0.15m/s，，相對濕度度50％，，干球溫度度T0如果同樣服服裝和活動動的人在某某環(huán)境中的的冷熱感與與上述參考考空氣環(huán)境境中的冷熱熱感相同，，則此環(huán)境境的ET*＝T0該指標(biāo)只適適用于著裝裝輕薄、活活動量小、、風(fēng)速低的的環(huán)境。77(3)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)有效溫度度SET*特點：綜合合考慮了不不同的活動動水平和衣衣服熱阻定義：某個個空氣溫度度等于平均均輻射溫度度的等溫環(huán)環(huán)境中的溫溫度，其相相對濕度為為50%，，空氣靜止止不動，在在該環(huán)境中中身著標(biāo)準(zhǔn)熱阻服裝的的人若與他他在實際環(huán)環(huán)境和實際服裝熱阻條條件下的平平均皮膚溫溫度和皮膚膚濕潤度相相同時，則則必將具有有相同的熱熱損失，這這個溫度就就是上述實實際環(huán)境的的SET*。皮膚總散熱熱量皮膚溫度皮膚濕潤度度SET*下飽和水蒸汽分壓壓力皮膚表面飽飽和水蒸汽分壓壓力78ASHRAE舒適區(qū)對于穿輕薄薄服裝，坐坐著工作，，空氣流速速較低的情情況，SET*就等于ET*。坎薩斯州立立大學(xué)實驗驗條件：0.6~0.8clo坐著著55-74條件：0.8~1clo坐坐著但活動動稍大79(3)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)有效溫度度SET*SET*=24℃22.5℃℃，100％24℃，50%SET*＝＝20℃80標(biāo)準(zhǔn)的有效效溫度（SET）皮膚濕潤度度是皮膚表表面的實際際蒸發(fā)損失失與在相同同環(huán)境中可可能出現(xiàn)的的最大損失失之比，最最大損失意意味著皮膚膚表面是完完全濕潤的的。將這一一指標(biāo)與空空氣的溫度度和濕度聯(lián)聯(lián)系起來，，就可提供供一個適用用于穿標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)服裝和坐坐著工作的的人的指標(biāo)標(biāo)。在此基礎(chǔ)上上，工程師師們又?jǐn)U展展了新有效效溫度的主主要內(nèi)容，，以綜合考考慮不同的的活動水平平和衣服熱熱阻，由此此產(chǎn)生了眾眾所周知的的標(biāo)準(zhǔn)有效效溫度（SET）。。標(biāo)準(zhǔn)有效溫溫度是本文文所述中比比較全面的的一種，能能應(yīng)付各種種各樣衣著著條件、活活動量和環(huán)環(huán)境變量的的情況。然然而它需要要用計算機機來計算皮皮膚溫度和和皮膚濕潤潤度，因此此阻礙了它它的通用性性。81有效溫度ET（EffectiveTemperature））與ASHRAE舒舒適區(qū)標(biāo)準(zhǔn)有效溫溫度的數(shù)值值反映了人人體的熱感感覺并不與與空氣的溫溫度值直接接有關(guān)系。。比如：一一個穿著輕輕薄服裝的的人坐在24℃、相相對濕度50%和較較低空氣流流速的房間間里，根據(jù)據(jù)定義他此此時是處于于標(biāo)準(zhǔn)有效效溫度為24℃的環(huán)環(huán)境中，但但如果他此此時脫去衣衣服，標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)有效溫度度就將降至至20℃，，因為此時時他的皮膚膚溫度與一一個穿輕薄薄服裝坐在在20℃空空氣中的人人皮膚溫度度相同。82有效溫度ET（EffectiveTemperature））與ASHRAE舒舒適區(qū)雖然標(biāo)準(zhǔn)有有效溫度反反映了人的的熱感覺，，但由于它它需要計算算皮膚溫度度和皮膚濕濕潤度，因因此應(yīng)用比比較復(fù)雜，，反而不如如只能描述述坐著活動動的新的有有效溫度ET*應(yīng)用用廣泛。基于上述原原因，目前前我們?nèi)匀蝗徊捎眯碌牡挠行囟榷葋矸从橙巳梭w的熱感感覺。83其它熱環(huán)境境評價指標(biāo)標(biāo)合成溫度當(dāng)量溫度主觀溫度有效送風(fēng)溫溫度(有效吹風(fēng)風(fēng)感)84合成溫度米森納爾德德1931年提出概概念，1948年形形成公式特點：包含含了輻射的的影響（ET未考慮慮），但未未考慮空氣氣流動的影影響干球合成溫溫度：Tres=0.47Ta+0.53Tr英國的特許建筑筑設(shè)備工程程師學(xué)會(CIBS)1978年把干干球合成溫溫度作為推推薦指標(biāo)。。低風(fēng)速下下為：Tres=0.5(Ta+Tr)85當(dāng)量溫度Dufton于1932年提提出概念：：一個均勻勻封閉體的的溫度，在在該封閉體體內(nèi)，一個個高550mm直徑190mm的黑色色圓柱體體的散熱熱量與其其在實際際環(huán)境中中的散熱熱量相等等。綜合空氣氣溫度、、平均輻輻射溫度度和空氣氣流速的的影響當(dāng)當(dāng)量溫度度，未給給出能根根據(jù)基本本環(huán)境變變量進(jìn)行行計算的的分析表表達(dá)式，，所用的的擬人器器是一種種又大又又相當(dāng)笨笨重的儀儀器，因因此限制制了它的的應(yīng)用。。Bedford的實驗驗回歸公公式86主觀溫度度目的：尋尋求既考考慮了更更全面的的影響因因素，又又要有簡簡單的表表現(xiàn)形式式，同時時希望把把活動量量和衣著著條件的的影響與與物理環(huán)環(huán)境因素素分開McIntyre等1975年總總結(jié)的回回歸公式式：v<0.1m/s時：Tsub=0.56Ta+0.44Trv>0.1m/s時：87主觀溫度度已知衣著著和活動動量條件件下，舒舒適的主主觀溫度度是：適用范圍圍：50<M<150W/m2，0<Icl<1.588主觀溫度度早期所制制定的指指標(biāo)大多多已廢棄棄不用了了，已被被舒適方方程和標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)有效效溫度等等更完善善的指標(biāo)標(biāo)所代替替新指標(biāo)共共同的弱弱點，其其一，數(shù)數(shù)學(xué)公式式的復(fù)雜雜性，導(dǎo)導(dǎo)致必須須在計算算機上求求值，其其二，盡盡管他們們包括了了所有的的變量，，但令人人遺憾的的是這都都使得他他們在實實際中的的用處不不大。所以，工工程師又又定義了了一個新新的指標(biāo)標(biāo)，這種種指標(biāo)的的應(yīng)用是是以想要要設(shè)計一一個舒適適環(huán)境的的設(shè)計師師的問題題為中心心。它要要求有兩兩種數(shù)據(jù)據(jù)，即居居住者需需要什么么樣的溫溫度、以以及什么么樣的物物理變量量組合會會產(chǎn)生這這一溫度度。這一一指標(biāo)就就是主觀觀溫度。。定義為：：一個具具有空氣氣溫度（（Ta））等于平平均輻射射溫度（（Tr）），相對對空氣流流速（v）等于于0.1m/s和相對對濕度50%的的均勻封封閉空間間的溫度度，該環(huán)環(huán)境將產(chǎn)產(chǎn)生與實實際環(huán)境境相同的的溫暖感感。89有效送風(fēng)風(fēng)溫度(有效吹吹風(fēng)感)針對氣流流引起的的吹風(fēng)感感評價，，反映了了氣流速速度和空空氣溫度度的共同同作用霍頓1938年年的實驗驗，里德德伯格爾爾等1949年年總結(jié)，，內(nèi)文斯斯1971年提提出公式式：＝(Tj-Ta)-8(v-0.15)舒適標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)為：-1.7<<1.1，v<0.35m/s現(xiàn)用于風(fēng)風(fēng)口性能能評價的的ADPI指標(biāo)標(biāo)904.5.4動態(tài)態(tài)熱濕環(huán)環(huán)境及其其評價方方法什么是動動態(tài)熱環(huán)環(huán)境？非空調(diào)環(huán)環(huán)境在溫度不不同的空空間之間間穿行使用搖頭頭電風(fēng)扇扇變溫變風(fēng)風(fēng)速的空空調(diào)方式式人對動態(tài)態(tài)與穩(wěn)態(tài)態(tài)熱環(huán)境境反應(yīng)不不同的機機理熱感覺的的適應(yīng)性性核心溫度度和皮膚膚溫度變變化的不不一致性性91人體對動動態(tài)熱環(huán)環(huán)境的反反應(yīng)上述關(guān)于于熱舒適適的指標(biāo)標(biāo)、評價價都在穩(wěn)穩(wěn)態(tài)熱平平衡條件件下得出出的，實實際上，，人類大大多處于于多變的的動態(tài)熱熱環(huán)境中中。研究究對非穩(wěn)穩(wěn)態(tài)溫度度或風(fēng)速速下的人人體反應(yīng)應(yīng)很有必必要。Gagge等人人發(fā)現(xiàn)：：人體在在溫度出出現(xiàn)階躍躍變化時時，皮膚膚和熱感感覺的變變化有一一個過渡渡過程。。92Gagge的的發(fā)現(xiàn)：：人處于于突變的的環(huán)境空空氣溫度度時，盡盡管皮膚膚溫度和和核心體體溫的變變化需要要好幾分分鐘，但但熱感覺覺卻會隨隨空氣溫溫度的變變化馬上上發(fā)生變變化。由中性－－冷/熱熱，感覺覺滯后由冷/熱熱－中性性，感覺覺超前1.對突突變溫度度環(huán)境的的反應(yīng)93清華實驗驗，證實實了熱感感覺與皮皮膚溫度度的分離離現(xiàn)象：：中性－熱熱，感覺覺滯后熱－中性性，感覺覺超前對突變溫溫度環(huán)境境的反應(yīng)應(yīng)突變溫度度對TSV和皮皮膚溫度度的影響響實驗(clo=0.6)94對突變溫溫度環(huán)境境的反應(yīng)應(yīng)舉例：把把一只手手放在溫溫水盆，，另一只只手放在在涼水盆盆，一段段時間后后，把兩兩只手同同時放在在具有中中間溫度度的第三三個水盆盆里。那那么，第第一只手手感到?jīng)鰶觯硪灰恢皇指懈械脚虾?，盡管管此時處處于同一一溫度的的水中。。分析：當(dāng)當(dāng)人體的的溫度出出現(xiàn)階躍躍變化時時，皮膚膚溫度和和熱感覺覺的變化化有一個個過渡過過程，皮皮膚溫度度因熱慣慣性的存存在而滯滯后。95結(jié)論人體對環(huán)環(huán)境突變變的生理理調(diào)節(jié)十十分迅速速,并不不會對人人體產(chǎn)生生不良后后果人體在環(huán)環(huán)境突變變的生理理調(diào)節(jié)周周期中,皮膚溫溫度并不不能獨立立地作為為熱感覺覺的評價價尺度,因為此此時人體體正在與與周圍熱熱環(huán)境之之間發(fā)生生激烈的的熱交換換，皮膚膚溫度的的變化由由于熱慣慣性的存存在是滯滯后的。。960.30.5頻率(Hz)人體對變變化風(fēng)速速的反應(yīng)應(yīng)現(xiàn)有的研研究成果果對搖擺風(fēng)風(fēng)扇的接接受程度度優(yōu)于固固定風(fēng)扇扇動態(tài)風(fēng)能能夠改善善“中性性－熱””環(huán)境下下人體熱熱感覺氣流的脈脈動頻率率對人體體熱感覺覺有影響響97人體對變變化風(fēng)速速的反應(yīng)應(yīng)總結(jié)當(dāng)人體處處于“中中性-熱熱”即較較暖的環(huán)環(huán)境中時時，動態(tài)態(tài)風(fēng)對人人體的致致冷作用用明顯強強于穩(wěn)定定氣流。。例如人人們對搖搖擺風(fēng)扇扇的接受受程度要要優(yōu)于固固定風(fēng)扇扇。進(jìn)一一步研究究發(fā)現(xiàn)：：頻率在在0.3至0.5Hz范圍內(nèi)內(nèi)變化的的氣流能能使處于于這種熱熱環(huán)境中中的人感感到最涼涼爽；當(dāng)人處于于“冷-中性””的冷環(huán)環(huán)境時，，F(xiàn)anger認(rèn)為頻頻率在0.3至至0.5Hz范范圍變化化的氣流流最容易易使人體體產(chǎn)生冷冷的吹風(fēng)風(fēng)感，從從而造成成不舒適適感；而而Arens認(rèn)認(rèn)為頻率率在0.7至1.0Hz之間間的氣流流有更好好的冷卻卻效果。。98不同類型型風(fēng)的風(fēng)風(fēng)速變化化固定風(fēng)扇扇的機械械風(fēng)自然風(fēng)99不同類型型風(fēng)的頻頻譜特征征100自然風(fēng)的的頻譜具具有以下下特點：：自然風(fēng)的的頻譜具具有相似似的形式式；頻譜曲線線在低頻頻區(qū)斜率率小，在在高頻區(qū)區(qū)斜率大大。101人體對不不同類型型脈動風(fēng)風(fēng)速的接接受程度度實驗（（清華））1022.過渡渡區(qū)熱指指標(biāo)RWI/HDR美國運輸輸部提出出的人體體在過渡渡空間環(huán)環(huán)境的熱熱舒適指指標(biāo)，適適用于候候車空間間環(huán)境設(shè)設(shè)計。對一種活活動狀態(tài)態(tài)過渡到到另一狀狀態(tài)的處處理：未考慮過過渡過程程熱感覺覺的“超超越”和和“滯后后”現(xiàn)象象代謝率M要經(jīng)過過6分鐘鐘才能達(dá)達(dá)到最終終活動狀狀態(tài)下的的穩(wěn)定代代謝率。。其間代代謝率與與時間呈呈線性關(guān)關(guān)系。出汗?fàn)顟B(tài)態(tài)以及人人的活動動擾動氣氣流的變變化會導(dǎo)導(dǎo)致服裝裝熱阻改改變，要要經(jīng)過6分鐘才才能達(dá)到到新的穩(wěn)穩(wěn)定值，，其間服服裝熱阻阻與時間間呈線性性關(guān)系。。103應(yīng)用在空調(diào)設(shè)設(shè)計中的的氣流脈脈動頻率率在0.7-1.0Hz時有有更好的的冷卻效效果，更更舒適。?？照{(diào)送風(fēng)風(fēng)的頻率率、風(fēng)速速要更接接近于自自然風(fēng)，，才更舒舒適。104過渡區(qū)熱熱指標(biāo)RWI/HDR一些人員員需短暫暫停留的的區(qū)間，，如：地地鐵車站站站臺、、站廳、、列車空空調(diào)，該該過渡區(qū)區(qū)間連接接著兩個個不同的的溫度和和濕度等等熱環(huán)境境參數(shù)的的空間。。美國運輸輸部提出出的考慮慮人體在在過渡空空間環(huán)境境的熱舒舒適指標(biāo)標(biāo)：相相對熱熱指標(biāo)RWI(RelativeWarmthIndex)：適適用于較較暖環(huán)境境熱熱損失率率HDR(HeatDeficitRate)：適適用于冷冷環(huán)境105過渡區(qū)熱熱指標(biāo)RWI/HDR相對熱指指標(biāo)RWI：：針對較較熱環(huán)境境當(dāng)Pa2269Pa時當(dāng)Pa2269Pa時人體從不不包括與與空氣等等溫的墻墻表面的的外界獲獲得的輻輻射熱106過渡區(qū)熱熱指標(biāo)RWI/HDR人體熱損損失率HDR(W/m2)：針對對較冷環(huán)環(huán)境107熱舒適指指標(biāo)對動動態(tài)過程程的考慮慮認(rèn)為人在在一種活活動狀態(tài)態(tài)過渡到到另一種種狀態(tài)時時,要經(jīng)經(jīng)過6min的的過程,代謝率率M才能能達(dá)到最最終活動動狀態(tài)下下的穩(wěn)定定代謝率率。人的活動動會導(dǎo)致致出汗,并濕潤潤服裝,同時,人的活活動擾動動周圍氣氣流,導(dǎo)導(dǎo)致服裝裝熱阻有有所改變變。108其他熱濕濕環(huán)境的的物理度度量不需調(diào)節(jié)可調(diào)區(qū)失調(diào)區(qū)疲勞極限HeatStressThermalStrain109熱舒適指指標(biāo)夠用用嗎？在具有熱熱失調(diào)危危險的、、遠(yuǎn)偏離離熱舒適適區(qū)的狀狀態(tài)下，，前面的的熱舒適適指標(biāo)是是不夠的的，例如如：高溫車間間寒冷工作作空間典型指標(biāo)標(biāo)高溫環(huán)境境：熱應(yīng)應(yīng)力指數(shù)數(shù)低溫環(huán)境境：風(fēng)冷冷卻指數(shù)數(shù)110其他熱濕濕環(huán)境的的物理度度量熱應(yīng)力：：一個具具有潛在在危險的的、不舒舒適的的環(huán)境會會形成一一個強烈烈刺激，，稱熱應(yīng)應(yīng)力。熱過勞：：(thermalstrain)由由于熱應(yīng)應(yīng)力的存存在導(dǎo)致致使人體體出現(xiàn)的的排汗量量、及心心跳速度度、及人人體核心心溫度的的變化，，稱熱過過勞。111熱應(yīng)力指指數(shù)HSI(HeatStressIndex)Belding&Hatch,1955假定皮膚膚溫度恒恒定在35℃的的基礎(chǔ)上上，在蒸蒸發(fā)熱調(diào)調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)內(nèi)，認(rèn)為為所需要要的排汗汗量為Ereq等于代謝謝量減去去對流和和輻射散散熱量，，呼吸散散熱不計計，Emax的上限值值為390W/m2：HSI=Ereq/Emax100112熱應(yīng)力指指數(shù)HIS(HeatStressIndex)概念：把把環(huán)境變變量中的的溫度、、濕度綜綜合成一一個單一一的指數(shù)數(shù)，用于于定量表表示熱環(huán)環(huán)境對人人體的作作用應(yīng)力力。應(yīng)用：在在高溫、、低濕與與低溫、、高濕環(huán)環(huán)境中若若熱應(yīng)力力指數(shù)相相同，則則熱過勞勞相同。。意義：用用于具有有熱失調(diào)調(diào)危險的的環(huán)境中中，用熱熱應(yīng)力評評價環(huán)境境，衡量量熱過勞勞。熱應(yīng)力指指數(shù)的測測定條件件：假定皮膚膚溫度恒恒定在35℃基基礎(chǔ)上；；在在蒸發(fā)發(fā)熱調(diào)節(jié)節(jié)區(qū)內(nèi)；；呼呼吸散散熱不計計；認(rèn)認(rèn)為為所需要要的排汗汗量為Ereq等于代代謝量減減去對流流和輻射射散熱量量；113風(fēng)冷卻指指數(shù)WCI(WindChillIndex)在高寒地地區(qū)，影影響人體體熱損失失的主要要因素是是：空氣氣流速、、空氣溫溫度。概念：綜綜合空氣氣流速、、空氣溫溫度綜合合成一個個單一的的指數(shù)。。意義：表表示在皮皮膚溫度度為33℃時某某一皮膚膚表面的的冷卻速速率。114風(fēng)冷卻指指數(shù)WCI(WindChillIndex)Siple&P