热舒适的定义为:人对周围热环境所做的主观满意度评价(ISO 773O)。关于人体热舒适和热环境之间的关系从本世纪初便开始了。早期曾经用过贝氏标度和AsHRAE标度,是以大量的观察试验结果为依据,实验中的有关参数可改变的数量有限,再加上各个参数之间存在很多的耦合关系,故结论难以推广。
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1.1贝氏标度
Bedfbrd在l936年提出热舒适的7级评价指标。热舒适的指标分别为:冷、凉、舒适的凉爽、舒适并不冷不热、舒适的温暖、暖、热。
1.2 ASHRAE标度
最初,根据美国堪萨斯州立大学等长期研究结果,产生了美国供暖、制冷与空调工程师协会的ASHRAE 55-74标准,即《人们居住的热舒适条件》,以及后来的ASHRAE 55.81标准、ASHRAE 55.1992标准、ASHRAE 55.2004标准。在1996年开始使用7级热感觉指标:冷、凉、微凉、中性、微暖、暖、热。
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1.3 ISO标准¨
国际标准化组织(ISO)根据丹麦工业大学PO FaIlger教授的研究成果制定了ISO 7730标准,《适中的热环境--PMv与PPD指标的确定及热舒适条件的确定》。在ISO7730标准中以PMV-PPD指标来描述和评价热环境。该指标综合考虑了人体活动程度、衣服热阻(衣着情况)、空气温度、空气湿度、平均辐射温度、空气流动速度等6个因素,以满足人体热平衡方程为条件,通过主观感觉试验确定出的绝大多数人的冷暖感觉等级。上述研究成果及相应的标准形成了以后舒适性热环境设计的依据。
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ISO 7730对PMV.PPD指标的推荐值为:PPD 10%,即PMV值在-0.5-+0.5之间。
根据ISO 7730的规定,有以下3种方式来描述人对周围热环境的热舒适度(或热不舒适度):
1)PMV(Predicted Mean vote):
2)PPD(Predicted Percentage of Dissatisfied)不满意百分比的预测数;
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3)DR(Draught Rating气流风险)指出了气流的紊流强度对于气流感知的重要性。
其中PMV和PPD用来表述整个人体的热舒适度,而DR则用来表述人体的某些特定区域的热舒适度。
1.4预测平均投票数和预测不满意百分数(丹麦)
关于热环境的舒适条件,丹麦工业大学著名学者Po Fanger教授等从20世纪60年代就开始进行了大量的研究工作,提出了热舒适的PMV_PPD指标体系,Fanger制定了3个舒适条件,第一个条件是人体必须处于热平衡状态,以便使人体对环境的散热量等于人体体内产生的热量,第二个条件是皮肤平均温度应具有与舒适相适应的水平,第三个条件是人体应具有最佳的排汗率,排汗率也是新陈代谢的函数。
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以热舒适性方程和ASHRAE的7点标度为依据,提出了预测平均投票数PMV(predicted mean vote)指标。该指标在欧洲得到了广泛的应用。
FaJlger的PMV指标范围是-3~+3的范围,分别对应了人体的热感觉和冷感觉,PMV的分度如表1所示。PMV指标(预期平均评价)代表了对同一环境绝大多数人的冷热感觉,因此可用PMV指标预测热环境下人体的热反应。
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对于即使大多数人表示满意的热环境,由于人与人之间生理等方面的差别,仍然会有人感到不满意,为了说明这一关系,Fanger还提出了预测不满意百分数PPD(predicted percentage of dissatisfied)标准,用来衡量对于环境的不满意程度的人数。
事实表明,即使在PMV=0的时候,也就是人体对环境感觉最好的时候,仍然有5%的人对环境表示不满意。因此,PPD的提出,既肯定了多数人对环境的感觉的同时,又保留了少数人们对环境的不满意,是让大多数人接受的一个指标。
nuantongkongtiaozaixian PMV-PPD指标是在热舒适方程的基础上,通过对1396名美国和丹麦受试者的热感觉进行统计分析建立起来的一种环境评价指标,由于有大量的实验数据,因此其得到了世界的公认。在ISO Standard7730和ASHRAE Standard 55-2004中,都以PMV和PPD指标对热环境进行描述和评价。
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绿色奥运评价体系室内热舒适指标:
体育馆建筑观众席部位的PMV值在-1.0~-0.5之间(冬季采暖)或0.5~1.0之间(夏季空调)。
体育馆建筑运动员休息室内的PMV值在-0.5~0.5之间。
运动员村居住建筑居室的PMV值在-0.75~0.75之问。
1.5有效温度和标准有效温度阳(美国)
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这是一个将干球温度、湿度、空气流速对人体温暖感或冷感的影响综合成单一数值的指标,数值上等于产生相同感觉的静止饱和空气的温度,在分析中采用有效温度ET作为热环境的衡量标准。
有效温度在低温时过分强调了湿度的影响,而在高温时对湿度的影响强调得不够。
暖通-空调-在线 有效温度曾为很多官方和专业团体所采用,特别是用在热环境规范中,直到1967年,ASHRAE也一直转载这个指标。目前,任何主要的官方机构均己不再推荐有效温度指标。尽管如此,它仍是那些早期指标中最值得注意的指标。因为它不但得到普遍的承认,而且是具有大量的实验数据。有效温度温标的建立是一项卓越的成就,ET作为标准指标被空气调节工程师使用了近50年。
www.ehvacr.com 目前,ASHRAE则推荐使用其代替形式--新的有效温度ET,是由Gagge教授提出的,是一个等效的干球温度量,如果在环境温度ET,平均辐射温度与环境温度相同,相对湿度50%的等温假想热环境中,人体的皮肤湿度和通过皮肤的换热量与真实环境下的值相同,那么就可以用ET来表示这一真实环境的温度。就是说,ET值把真实环境下的空气温度、相对湿度和平均辐射温度归整为一个温度参数,使具有不同空气温度、相对湿度和平均辐射温度的环境能用一个ET值相互比较。
暖通在线 对照ASHRAE 55.92中舒适区要求,ET值应在23℃到26℃之间,相对湿度小于60%;对照ASHRAE 55.2004中舒适区要求,夏季ET值应在23℃到27.2℃之间,相对湿度30%~60%,冬季ET值应在20.2℃到24.8℃之间,相对湿度30%~60%。
可以采用Gagge的人体二节点模型,编写程序,以现场测量的物理量、服装热阻和新陈代谢率为输入量,计算有效温度ET和PMV指标。
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实测的热感觉值TSV:当TSV=0时,ET和Ta的物理意义是热中性状态所对应的温度。
中性温度指在理论上人体感觉最适中的环境温度,中性温度可以分为实测中性温度和预测中性温度。
另外还有标准有效温度指标(SET)。标准有效温度应包含平均皮肤温度和皮肤湿润度,以便确定某个人的热状态。确定某一状态的标准有效温度需分两步进行,首先要求出一个人的皮肤温度和皮肤湿润度,这可以通过实测来完成,其次就是求出产生相同皮肤温度和湿润度值的标准环境温度,这一步可通过对人体的传热分析来完成。
暖通空调zaixian 标准有效温度是比较全面的一种,然而它所具有的复杂性,使其需要用计算机来计算皮肤温度和皮肤湿润度,因此阻碍了它的通用性。
这类模型共同的特点是它们假设环境参数不随时间改变,而且把人体看作是外界热刺激的被动接受者。一定的热环境参数对人体的作用,是通过两者之间的热湿交换来影响人体的生理参数,进而产生不同的热感觉。所以,这类模型可以被认为是稳态的和以热平衡方程为基础的。按照这一类模型制定的ASHRAE标准旨营造一种稳态的、至少80%居民能够接受的热环境。
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1.6卡他冷却能力、当量温度和主观温度
1914年由Leonard hiss爵士提出,以大温包温度计热损失量为基础。卡他温度计由一根长为40mm,直径为20 mm的圆柱形大温包的酒精玻璃温度计组成。温度计杆上有38℃和35℃两条标线,使用时将温度计加热到酒精柱高于38℃刻度。然后将其挂于流动空气中,测量酒精柱从38℃下降到35℃所需的时间。根据这一时间和每一温度计所配有的校正系数,即可计算环境的"冷却能力"。
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20世纪30年代进行的大量实验都采用卡他温度计,它综合了平均辐射温度、空气温度、空气流速的相互影响,但未考虑湿度的影响。
Dufton定义了当量温度。所谓当量温度,即是一个均匀封闭体的温度。在该封闭体内,一个高为550 mm、直径为190 mm的黑色圆柱体的散热量与其在实际环境中的散热量相等。圆柱体表面所维持的温度是圆柱体所散失的热量的精确函数,这一温度在任何均匀空间内都比37.8℃要低一个数值,这个数值是37.8℃和封闭空间温度之差的2/3。当量温度未给出能根据基本环境变量进行计算的分析表达式,因此限制了它的应用。
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主观温度的定义为:一个具有空气温度(Ta)等于平均辐射温度(Tr),相对空气流速(v)等于0.1 m/s和相对湿度50%的均匀封闭空间的温度,
该环境将产生与实际环境相同的温暖感。主观温度的定义在很大程度上取决于主观温暖感,利用环境变量表示的主观公式无论何时均可由现有的温暖感数据加以确定,因此这是由经验得出的公式。
暖通在线 1.7湿球黑球温度计指数(Wet-Bulb-GlobeTemDerature)
湿球黑球温度指数是表示人体接触生产环境热强度的一个经验指数。
对于经常使用的室内作业情况:
WBGT=0.7tnw+0·3tg
其中,tnw为自然湿球温度;tg为黑球温度。
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