室內(nèi)熱舒適性的評(píng)價(jià)指標(biāo)綜述

　　摘要：通過(guò)對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境舒適性研究狀況的回顧，對(duì)影響室內(nèi)熱環(huán)境的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了較詳細(xì)的綜述，提出應(yīng)結(jié)合我國(guó)國(guó)人的生理參數(shù)及我國(guó)國(guó)情，對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)做深入的研究。并指出了在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)必須從人體的熱舒適角度考慮其設(shè)計(jì)方案。

　　關(guān)鍵詞：熱環(huán)境,熱舒適,評(píng)價(jià)指標(biāo)

　　1.引言

　　建筑是人們生活與工作的場(chǎng)所，現(xiàn)代人類大約有80%的時(shí)間在建筑物中度過(guò)，人們漸漸認(rèn)識(shí)到建筑內(nèi)環(huán)境品質(zhì)如聲環(huán)境、室內(nèi)光環(huán)境、熱濕環(huán)境及室內(nèi)空氣品質(zhì)對(duì)人的身心健康、舒適感及工作效率都會(huì)產(chǎn)生直接的影響[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,提高生活質(zhì)量已日益為人們所關(guān)心。改善室內(nèi)環(huán)境，尤其是室內(nèi)熱濕環(huán)境,是提高生活質(zhì)量的主要途徑之一。對(duì)熱環(huán)境的評(píng)價(jià)可根據(jù)三類不同的標(biāo)準(zhǔn)：1)生存標(biāo)準(zhǔn)：由于人的體溫影響體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速度，尤其是酶系統(tǒng)最佳工作狀態(tài)的維持，只允許體溫在很窄的范圍內(nèi)波動(dòng)，因此，機(jī)體內(nèi)熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)的首要任務(wù)是使人在休息時(shí)能保持體溫恒定在(37±0.15)℃左右，超過(guò)或低于標(biāo)準(zhǔn)體溫2℃時(shí),在短期內(nèi)還可以忍受，但如持續(xù)時(shí)間太長(zhǎng)時(shí)，就會(huì)損害健康,甚至危及生命;2)舒適性標(biāo)準(zhǔn)：人可生存、適應(yīng)的熱環(huán)境往往并不一定使人感到舒適，在人類賴以生存的熱環(huán)境范圍內(nèi)，只有一較小的范圍可定義為熱舒適區(qū)域;3)工作效率標(biāo)準(zhǔn)：熱環(huán)境會(huì)影響人的敏感、警覺(jué)、疲乏、專注和厭煩程度，通過(guò)上述作用對(duì)體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)的效率產(chǎn)生影響。我們這里討論的主要是熱環(huán)境的舒適性[2]。

　　熱舒適指標(biāo)是表示人們對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境滿意程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)。從2O世紀(jì)初，人們便開(kāi)始對(duì)人體熱舒適性和熱環(huán)境之間的關(guān)系進(jìn)行研究。由于我國(guó)各地氣候差異較大，各個(gè)地區(qū)又缺乏實(shí)際的針對(duì)性的研究，降低了人們對(duì)夏季舒適性的要求。本論文通過(guò)對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境舒適性研究狀況的回顧,對(duì)影響室內(nèi)熱環(huán)境的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了較詳細(xì)的綜述，為今后的研究提供了參考。

　　2.室內(nèi)熱環(huán)境舒適性的影響因素及研究狀況

　　人體熱舒適在ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)中，定義為人對(duì)熱環(huán)境表示滿意的意識(shí)狀態(tài)。它通過(guò)研究人體對(duì)熱環(huán)境的主觀反映，得到人體熱舒適的環(huán)境參數(shù)組合的最佳范圍和允許范圍以及實(shí)現(xiàn)這一條件的控制、調(diào)節(jié)方法。影響人體熱舒適的環(huán)境參數(shù)主要有四個(gè)：空氣溫度、空氣速度、空氣相對(duì)濕度和平均輻射溫度，人自身參數(shù)兩個(gè)：衣服熱阻和勞動(dòng)強(qiáng)度[3]。人們對(duì)熱舒適性的認(rèn)識(shí)和研究是不斷發(fā)展的。在20世紀(jì)初，一些發(fā)達(dá)國(guó)家的學(xué)者就已開(kāi)始了對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的研究，目前人體熱舒適問(wèn)題已發(fā)展成為熱工學(xué)、建筑物理學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)的交叉學(xué)科。早期的熱舒適評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定室內(nèi)溫、濕度，最多加上送風(fēng)速度要求，例如，夏季溫度26℃、相對(duì)濕度50%，冬季18℃、相對(duì)濕度40%，風(fēng)速≤0.125m/s等。稍后，ASHRAE(美國(guó)采暖空調(diào)制冷工程師學(xué)會(huì))提出有效溫度(ET)概念，以綜合考慮溫度和相對(duì)濕度的影響。由于房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面與人體的輻射熱交換對(duì)熱舒適性影響極大，在評(píng)價(jià)房間的熱舒適性時(shí)，為了綜合考慮輻射影響，又相繼提出了等感有效溫度、合成溫度、房格爾熱舒適方程、平均輻射溫度(MRT)、作用溫度(OT)、標(biāo)準(zhǔn)有效溫度(SET)、主觀溫度等概念和指標(biāo)，對(duì)人體熱舒適性評(píng)價(jià)又提高了一步。1984年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出了室內(nèi)熱環(huán)境評(píng)價(jià)與測(cè)量的新標(biāo)準(zhǔn)化方法ISO7730，采用PMV-PPD指標(biāo)評(píng)價(jià)人體熱舒適性[4]。目前用于室內(nèi)熱環(huán)境舒適性的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)主要指標(biāo)見(jiàn)表1。

 

　　3.室內(nèi)熱環(huán)境舒適性的評(píng)價(jià)指標(biāo)

　　3.1 PMV-PPD指標(biāo)

　　Fanger的預(yù)測(cè)平均投票值PMV(Predicted Mean Vote)和預(yù)測(cè)不滿意百分?jǐn)?shù)PPD(Predicted Percentage Of Dissatisfied)指標(biāo)是目前為止公認(rèn)的最合理的評(píng)價(jià)方法，它是在大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上,并以人體的熱舒適方程和ASHRAE七點(diǎn)標(biāo)度為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)McNall等在Kansas州立大學(xué)所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)得出的四種新陳代謝率情況下的熱感覺(jué)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線擬合分析，提出的表征人體熱舒適的一個(gè)較為客觀的指標(biāo)。該指標(biāo)綜合考慮了環(huán)境因素和人的因素，包括人體活動(dòng)情況(新陳代謝率)，衣著情況(服裝熱阻)，空氣溫度，空氣相對(duì)濕度，空氣流速，平均輻射溫度六個(gè)因素[1]，并從心理、生理學(xué)主觀熱感覺(jué)的等級(jí)為出發(fā)點(diǎn),是迄今為止,考慮人體熱舒適感諸多因素最全面的評(píng)價(jià)指標(biāo)，但PMV-PPD評(píng)價(jià)指標(biāo)只考慮穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境，有一定的使用范圍。

　　3.2 卡他冷卻能力

　　卡他溫度計(jì)由一根長(zhǎng)為40mm，直徑為20mm的圓柱形大溫包的酒精玻璃溫度計(jì)組成。溫度計(jì)桿上有38℃和35℃兩條標(biāo)線，使用時(shí)將溫度計(jì)加熱到酒精柱高于38℃這一刻度。然后將其掛于流動(dòng)空氣中,測(cè)量酒精柱從38℃下降到35℃所需的時(shí)間。根據(jù)這一時(shí)間和每一溫度計(jì)所配有的校正系數(shù)，即可計(jì)算環(huán)境的“冷卻能力”。它綜合了平均輻射溫度、空氣溫度、空氣流速的影響，但未考慮濕度的影響。

 

　　3.3 有效溫度

　　有效溫度的定義為：“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。”他意味著在實(shí)際環(huán)境和飽和空氣環(huán)境中衣著和環(huán)境情況均相等，且平均輻射溫度等于空氣溫度。有效溫度指標(biāo)的建立是一項(xiàng)卓越的成就，使用了近50年，但曾一度認(rèn)為有效溫度在低溫時(shí)過(guò)分強(qiáng)調(diào)了濕度的影響，而在高溫是對(duì)濕度的影響強(qiáng)調(diào)不夠。由于它存在一些缺陷，美國(guó)采暖制冷和空氣調(diào)節(jié)工程師推薦使用新的有效溫度ET*代替。

 

　　3.4 新有效溫度ET*

　　1971年蓋奇(Gagge)等人引入了皮膚濕潤(rùn)度的概念從而得到了新有效溫度ET*提供了一個(gè)適用于穿標(biāo)準(zhǔn)服裝和坐著工作的人的舒適指標(biāo)。ET*的定義是：通過(guò)對(duì)身著0.6clo服裝靜坐在0.15m/s的空氣中的人的熱舒適試驗(yàn)，采用相對(duì)濕度50%時(shí)的空氣溫度作為與其冷熱感相同，則后者所處環(huán)境的空氣干球溫度就是前者的ET*。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。

　　3.5 標(biāo)準(zhǔn)有效溫度SET*

　　在ET*提出后不久，ET*的主要內(nèi)容又有了擴(kuò)展，綜合考慮了不同的活動(dòng)水平和衣服熱阻，產(chǎn)生了目前最通用的指標(biāo)--標(biāo)準(zhǔn)有效溫度SET*，并且稱為合理的導(dǎo)出指標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)有效溫度應(yīng)包含平均皮膚溫度和皮膚濕潤(rùn)度,以便確定某個(gè)人的熱狀態(tài)。其定義是：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)，則必有相同的熱損失，這個(gè)溫度就是實(shí)際環(huán)境的SET*[7].

 

　　3.6 熱舒適指標(biāo)PD

 

　　3.7 主觀溫度

　　主觀溫度的定義為：一個(gè)具有空氣溫度(Ta)等于平均輻射溫度(Tr),相對(duì)空氣流速(v)等于0.1m/s和相對(duì)濕度50%的均勻封閉空間的溫度，該環(huán)境將產(chǎn)生與實(shí)際環(huán)境相同的溫暖感。它要求有兩種數(shù)據(jù)，即居住者需要什么樣的溫度、以及什么樣的物理變量組合會(huì)產(chǎn)生這一溫度。主觀溫度取決于主觀溫暖感,利用環(huán)境變量表示的主觀公式無(wú)論何時(shí)均可由現(xiàn)有的溫暖感數(shù)據(jù)加以確定，因此這是由經(jīng)驗(yàn)得出的公式。

　　4 結(jié)合我國(guó)氣候特征及國(guó)情舉例說(shuō)明熱舒適評(píng)價(jià)指標(biāo)的研究與應(yīng)用

　　目前在我國(guó)雖然已經(jīng)有不少人開(kāi)始著手熱舒適性的理論研究，但人體熱舒適還沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。由于我國(guó)的地理特征復(fù)雜，幅員遼闊，南北氣候差異較大，人們生活習(xí)慣多變。因此需要對(duì)各地區(qū)進(jìn)行實(shí)際的針對(duì)性的研究，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和人們的舒適感，選擇最優(yōu)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，以滿足人們對(duì)舒適性的要求。例如：我國(guó)北方地區(qū)冬季寒冷干燥，夏季氣溫高，濕度大，生活或工作在非空調(diào)建筑中的舒適度成為一個(gè)值得研究的問(wèn)題，用PMV指標(biāo)對(duì)我國(guó)北方地區(qū)非空調(diào)住宅建筑冬季、夏季的熱舒適性進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)PMV 影響的六個(gè)因素中，空氣相對(duì)濕度φ與空氣流速v對(duì)PMV 的影響不大，而且，如果在空調(diào)房間內(nèi)這兩個(gè)值一般為定值;而對(duì)PMV 值影響比較大的兩個(gè)因素為室內(nèi)空氣溫度ta 及服裝熱阻Icl ，其實(shí)人體的新陳代謝率M 對(duì)PMV 的影響也比較顯著，但是在住宅建筑內(nèi)，人們一般以休息為主，M 為定值。對(duì)于北方地區(qū)，冬季供暖技術(shù)已比較成熟也得到普及，除一些供暖條件差或室內(nèi)溫度過(guò)高的住宅建筑內(nèi)，室內(nèi)的環(huán)境幾乎全部滿足人們的熱舒適度要求;而夏季使用空調(diào)的家庭并不是很多，在非空調(diào)住宅建筑中很大一段溫度范圍內(nèi)，人們都處于不舒適狀態(tài)，從人們舒適角度來(lái)講，建議普及家庭空調(diào)。

　　5 結(jié)論

　　到目前為止所有的熱舒適指標(biāo)均存在一定的局限性, 突出表現(xiàn)在所有指標(biāo)均未反映出某些細(xì)節(jié)的但很重要的熱物理參數(shù)的影響, 這主要包括室內(nèi)氣溫垂直變化程度、壁面熱輻射均勻程度, 氣流的垂直和水平分布情況等[9]。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家由于經(jīng)濟(jì)狀況、能源狀況不同, 生活習(xí)慣等導(dǎo)致的心理期望值不同。因此,我們不能全部照搬國(guó)外的研究成果，而應(yīng)立足于我國(guó)的實(shí)際情況,研究適合我國(guó)國(guó)情的室內(nèi)熱環(huán)境熱舒適理論。這就要求我國(guó)科技工作者結(jié)合我國(guó)人的生理參數(shù)及實(shí)際情況，在熱環(huán)境領(lǐng)域尤其是在對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法方面做較深入的研究，且在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)必須從人體的熱舒適角度考慮其設(shè)計(jì)方案。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 曾光,田永錚,趙華,王芃.環(huán)境因素及綜合因素對(duì)PMV指標(biāo)的影響分析[J].建筑節(jié)能，2007年第3期(總第35卷第193期).

　　[2] 紀(jì)秀玲,李國(guó)忠,戴自祝.室內(nèi)熱環(huán)境舒適性的影響因素及預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)研究進(jìn)展[J].衛(wèi)生研究, 2003年5月第32卷,第3期.

　　[3] 楊仁忠,耿世彬,張華.室內(nèi)空氣環(huán)境的舒適與健康[J].制冷空調(diào)與電力機(jī)械,NO.1/2002第85期第23卷.

　　[4] 王子介.室內(nèi)熱舒適性的綜合定量評(píng)價(jià)方法與應(yīng)用[J].南京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版), 2003年第3卷第2期.

　　[5] 周亞杰,吳昊.室內(nèi)熱舒適性與室內(nèi)空氣參數(shù)的關(guān)系探討[J].武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2005年第5期.

　　[6] 袁旭東,甘文霞,黃素逸.室內(nèi)熱舒適性的評(píng)價(jià)方法[J].湖北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2001年6月第23卷第2期.

　　[7] 丁秀娟,胡欽華,李奎山,鄭慶紅.人體熱舒適研究進(jìn)展[J].東莞理工學(xué)院學(xué)報(bào),2007年2月第14卷第1期 .

　　[8] 邊浪,茅靳豐,劉建飛.關(guān)于熱舒適型幾個(gè)問(wèn)題的探討[J].專題研討,NO.5/2005第105期第6卷.

　　[9] 呂旭鳳,張好治.建筑室內(nèi)微氣候?qū)θ梭w舒適感的影響[J].

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