人體熱舒適性的實(shí)驗(yàn)研究

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1、人體熱舒適性的實(shí)驗(yàn)研穴摘要由于建筑形式、氣候、種族、等等因素的差異會(huì)造成世界各地的人在相同的環(huán)境中熱感覺(jué)不同，對(duì)熱舒適性的要求也不同，因此本文通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室里創(chuàng)造不同的熱環(huán)境對(duì)200名左右在校學(xué)生采用問(wèn)卷調(diào)查的形式進(jìn)行測(cè)試來(lái)確定空氣的溫濕度以受試者熱舒適性的影響程度。并將室內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)與本實(shí)驗(yàn)得出的舒適區(qū)比較，認(rèn)為我國(guó)現(xiàn)有的空調(diào)房間的空氣設(shè)計(jì)參數(shù)基本合理。關(guān)鍵詞熱環(huán)境人體熱舒適性熱感覺(jué)1引言隨著社會(huì)的機(jī)械化和工業(yè)化程度日益增加，人們?cè)谑覂?nèi)的時(shí)間也越來(lái)越多（大約占生活總時(shí)間的80%以上），這就使人們對(duì)室內(nèi)環(huán)境對(duì)人體熱舒適性影響的研究越來(lái)越感興趣。室內(nèi)環(huán)境是指房間內(nèi)的所有參數(shù)，這

2、些參數(shù)會(huì)影響人體與周圍環(huán)境的換熱，從而影響人體的熱創(chuàng)造性。但是目前，在熱舒適性方面所做的研究工作大多數(shù)是由美國(guó)以及歐洲等一些西方國(guó)家所開(kāi)展的。如今在世界各地所沿用的熱舒適性標(biāo)準(zhǔn)也都是根據(jù)本文國(guó)家所做的研究工作而建立起來(lái)的；而各地對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)例如ANSI/ASHRAEStandard55-1992的使用并沒(méi)有考慮不同地區(qū)建筑形式的不同、種族的不同等等因素?，F(xiàn)在已有一些研究人員對(duì)熱舒適性標(biāo)準(zhǔn)的普遍適用性提出了質(zhì)疑。他們認(rèn)為建筑形式、氣候、種族等等因素的差異可能造成世界各地人們?cè)谙嗤臒岘h(huán)境中熱感覺(jué)不同，對(duì)熱舒適性的要求也不同。如果在使用熱舒適性標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候不對(duì)其進(jìn)行一些修正就有可能造

3、成一些不良的后果。因此有必要在各地展開(kāi)人體熱舒適性的研究。然而由于中國(guó)在人體熱舒適性的研究領(lǐng)域的起步較晚到目前為止所做的工作也不多，因此有必要通過(guò)測(cè)試來(lái)確定空氣的溫濕度對(duì)中國(guó)熱舒適性的影響程度，從而得出ASHRAE的體體熱舒適性標(biāo)準(zhǔn)是否適合中國(guó)使用，由此可知我們現(xiàn)有的空調(diào)房間的設(shè)計(jì)參數(shù)是否合理。2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法本次實(shí)驗(yàn)采用問(wèn)卷調(diào)查的方式。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為空氣溫度和濕度的變化對(duì)受試者熱感覺(jué)和熱舒適性的影響程度，本實(shí)驗(yàn)總共做了18個(gè)工況。各工況分布如圖1所示。參加該實(shí)驗(yàn)受試者數(shù)量在200人左右，男女共比例為1:1。實(shí)驗(yàn)中受試者的服裝為KSU實(shí)驗(yàn)室中的標(biāo)準(zhǔn)服裝，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)此時(shí)的衣服熱阻值約

4、為，在實(shí)驗(yàn)時(shí)受試者保持靜坐狀態(tài)，此狀態(tài)下人體的活動(dòng)量為。實(shí)驗(yàn)懼的數(shù)據(jù)包括受試者問(wèn)卷、實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的空氣參數(shù)（包括空氣溫度、空氣濕度和氣流速度）、外界空氣參數(shù)（包括空氣溫度和空氣濕度）。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每隔半個(gè)小時(shí)用TSI在6個(gè)均勻分布的測(cè)點(diǎn)處對(duì)實(shí)驗(yàn)小室中的空氣流速進(jìn)行測(cè)量并記錄，每隔15分鐘對(duì)溫濕度自動(dòng)巡檢儀顯示的溫濕度進(jìn)行記錄。另外在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始、中間和結(jié)束時(shí)對(duì)室外空氣參數(shù)和玻璃房外的空氣參數(shù)進(jìn)行測(cè)量并記錄。3測(cè)試結(jié)果與分析本次實(shí)驗(yàn)的問(wèn)卷包括四項(xiàng)主要內(nèi)容：ASHRAE的七級(jí)熱感覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)、四級(jí)熱舒適標(biāo)準(zhǔn)、受試者對(duì)所處熱環(huán)境的濕度、空氣流速以及心情的七級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。另外在分析中采用新有效溫度E

5、T*作為熱環(huán)境的衡量標(biāo)準(zhǔn)。由于受試者的服裝熱阻并沒(méi)有進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，實(shí)際上可能受試者的服裝熱阻并不正好等于，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能有一定程度的誤差。圖1實(shí)驗(yàn)工況圖3.1中性溫度與期望溫度中性溫度是指在理論上人體感覺(jué)最適中的環(huán)境溫度，中性溫度可以分為實(shí)測(cè)中性溫度和預(yù)測(cè)中性溫度［10］。Humphrey［11］指出人們?cè)敢饨邮艿臒岘h(huán)境可能在中性溫度的這側(cè)或那一側(cè)；在寒冷地區(qū)的人們所期望的熱環(huán)境可能偏向于稍暖和的那一側(cè)，而生活在天氣較熱的人們的期望溫度則可能偏向于較涼爽的一側(cè)。因此期望溫度往往并不恰好等于中性溫度。從表1的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可看出，期望溫度稍低于中性溫度，但差別很小，兩者基本吻合。

6、女性的中性溫度和期望溫度要稍高于男性的中性溫度和期望溫度，但是差別很小，這說(shuō)明男女所認(rèn)為滿意的熱環(huán)境基本是相同的，這與Fanger和Nevins等人所得出的結(jié)論是一致的。女性之所以喜歡較高一點(diǎn)的溫度，可能是因?yàn)樵谝欢ǖ幕顒?dòng)量下女性單位體表面積的能量代謝率要低于男性的能量代謝率。中性溫度與期望溫度表1線性擬合公式中性溫度（ET*）期望溫度（ET*）實(shí)測(cè)值女TS=*-男TS=*總體TS=*_理論值PMV=*_將本次實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果與Fanger對(duì)128名丹麥學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果、Nevins對(duì)720名美國(guó)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果相比較，我們發(fā)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)得出的中性溫度和期望溫度要普遍低

7、于Fanger和Nevins所得出的值，其差別約為1°C。這說(shuō)明中國(guó)居民特別是中國(guó)的北方居民喜歡較低一點(diǎn)的溫度。3.2最低不滿意率按照Fanger的PMV與PPD關(guān)系的求解方法，從本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果得出的擬合曲線如圖2所示由圖中的曲線可以看出實(shí)測(cè)的最低不滿意率LPPDS與Fanger的LPPD值存在著差別，當(dāng)TS=0時(shí)，LPPDS=4%,略低于Fanger的LPPD值（5%）表明實(shí)驗(yàn)受試者對(duì)環(huán)境的不滿意程度要比Fanger的值低，中國(guó)人對(duì)環(huán)境更容易滿足。從圖3和圖4我們可看出女性的LPPDS=%,男性的LP