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摘要:室內(nèi)熱舒適環(huán)境可以提高工作效率和使人更富有創(chuàng)造力。人體熱舒適主要與4個環(huán)境因素和2個人體參數(shù)以及其他因素有關(guān),即“外在因素”、“內(nèi)在因素”。當(dāng)人體處于熱舒適狀態(tài)時體內(nèi)新陳代謝產(chǎn)生的熱量與散發(fā)出去的熱量相平衡。通過對人體熱舒適方程的分析,可知“外在因素”通過對“內(nèi)在因素”的作用影響人體的熱舒適性。
論文關(guān)鍵詞:熱舒適,人體熱平衡,影響因素
1.熱舒適的影響因素
一般認(rèn)為,人體熱舒適主要與4個環(huán)境因素和2個人體參數(shù)有關(guān),分別為環(huán)境空氣溫度、空氣濕度、空氣流速、平均輻射溫度和人體新陳代謝率(活動量)及衣服熱阻(著衣量)。除此之外,熱舒適還與人體對熱環(huán)境生理上、行為上和心理上的適應(yīng)性有關(guān),當(dāng)?shù)氐牡乩須夂驐l件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及生活習(xí)慣等因素對熱舒適有不可忽視的影響[1]。
2.人體熱平衡方程
人體的熱平衡方程可用下式表示:
M–W–C–R–E–S=0
其中,式中M為人體能量代謝率,,決定于人體的活動量大。籛為人體所做的機械功;C 、R分別代表人體外表面向周圍環(huán)境通過對流、輻射形式散發(fā)的熱量;E為汗液蒸發(fā)和呼出的水蒸氣所帶走的熱量S為人體蓄熱率。
3. 人體熱舒適方程
熱舒適,即人對熱環(huán)境滿意度的主觀評價,就是通常我們所說的冷熱感覺問題,是人們對于身體所處環(huán)境的總體冷熱感覺。在ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)中,熱舒適定義為人對熱環(huán)境表示滿意的意識狀態(tài)[1]。簡單地說,在一定條件下,當(dāng)由人體新陳代謝產(chǎn)生的熱量與散發(fā)出去的熱量相平衡時,這時人感覺周圍的環(huán)境是舒適的。人在某一熱環(huán)境想要感到熱舒適,必須滿足三個最基本的條件[2]:
(1)最基本、最主要的條件是人與環(huán)境達(dá)到熱平衡,人體對環(huán)境的散熱量等
于人體內(nèi)產(chǎn)生的熱量,即人體蓄熱S=0;
。2)皮膚平均溫度應(yīng)具有與舒適相適應(yīng)的水平;
。3)人體實際的出汗蒸發(fā)熱損失應(yīng)在一個較小的范圍內(nèi),并且和皮膚平均溫
度都是新陳代謝率的函數(shù)。
要達(dá)到熱舒適條件,不是環(huán)境參數(shù)單獨起作用,而是通過環(huán)境參數(shù)來影響人體內(nèi)在因素來起作用?諝鉁囟扔绊懭梭w的冷熱感覺,而機體的冷熱感受器可以敏銳的對冷熱環(huán)境做出反應(yīng)。氣溫降低時,皮膚表面變冷,近表皮的毛細(xì)血管收縮,限制血液流量,減少人體的熱損耗,從而維持正常體溫。氣溫升高時,則相反;空氣濕度則和人體潛熱蒸發(fā)散熱量關(guān)系緊密,當(dāng)空氣濕度增加時,人體皮膚表面上水蒸氣分壓力與空氣中水蒸氣分壓力之差減少,導(dǎo)致人體潛熱蒸發(fā)散熱量減少,相應(yīng)的皮膚潤濕度(與熱舒適有密切關(guān)系)增大,過高的皮膚濕潤度將造成人體的不舒適感;空氣流速影響人體的對流和蒸發(fā)換熱。當(dāng)空氣流速較大時,邊界層厚度減少,表現(xiàn)在外部宏觀參數(shù)上的對流換熱系數(shù)增加,從而使對流換熱增強;而在對流換熱系數(shù)增加的同時傳濕系數(shù)也將增加,從而同時也將增強蒸發(fā)換熱。另外,空氣流速還會對人體皮膚的觸覺感受產(chǎn)生影響,人們把氣流造成的不舒適感叫做“吹風(fēng)感”。環(huán)境周圍溫度;當(dāng)人體周圍所處的環(huán)境溫度與人體的表面溫度不相等時,人體與環(huán)境間就會發(fā)生不等量的熱輻射,影響人體的熱舒適感覺。人體的表面溫度則與人體新陳代謝量率關(guān)系甚大,代謝率決定了體內(nèi)的核心溫度,核心溫度影響皮膚表面溫度,從而影響人體與環(huán)境間的換熱量。而著衣量是調(diào)節(jié)人體熱舒適的重要手段。適當(dāng)?shù)闹b、著裝件數(shù)及著裝厚度等,有助于使身體適應(yīng)外界環(huán)境,保持體溫,建立舒適的人體熱環(huán)境。
因此,人體熱舒適感應(yīng)該是建立在人體蓄熱率、人體蓄熱量以及人體熱適應(yīng)能力等“內(nèi)在因素”上的人對周圍環(huán)境的滿意程度,而溫度等環(huán)境參數(shù)作為“外在因素”通過對“內(nèi)在因素”的作用影響人體的熱舒適性。
小結(jié):
熱舒適是人體對熱環(huán)境的主觀感覺,本文通過對影響人體熱舒適的因素進(jìn)行分析,并結(jié)合熱平衡和熱舒適方程,得到人體熱舒適感是通過環(huán)境參數(shù)作為“外在因素”通過對“內(nèi)在因素”的作用影響人體的熱舒適性。因此,建筑熱環(huán)境是影響人體舒適性的關(guān)鍵。滿足人體舒適度條件下建筑熱環(huán)境的參數(shù)將對建筑節(jié)能有重要意義。
參考文獻(xiàn):
[1] ASHRAE.ANSI/ASHRAE55-2004 Thermal environmental conditions for human occupancy.Atlanta:American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Ennineers,Inc,2004.
[2] P.O.Fanger.Thermal Comfort.1972
[3]紀(jì)秀玲.人居環(huán)境中人體熱感覺的評價及預(yù)測研究[博士學(xué)位論文].中國疾病預(yù)防控制中心,2003
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