| 标题 | 关于人体热舒适性研究的探讨 |
| 范文 | 李亮红 摘 要：近年来，空调既要求节能又要保证舒适度越来越成为人们关注的重点内容，因此本文对于人体热舒适性的研究进行了探讨。其中讨论了预测平均投票（PMV）模型和适应性（ACM）模型，对这两个模型相关标准进行分析。 关键词：热舒适性；PMV；ACM；PPD；模型 引言：近年来，全球范围内关于提高室内温度的话题持续升温。中国政府主张民众夏天将空调的温度调到25.5℃-26℃，但25.5℃-26℃的温度并不适合所有人，由于个体存在差异，着装习惯、冷热感和对室内空气质量要求都不同。同时，为响应政府节能号召，本文旨在确定室内温度的设定标准，这标准即可设定最适宜室温以提高热舒适水平，也可满足节能的要求[1，2] 。 一、热舒适模型 上个世纪以来，学者们根据大基数实验样本建立了热舒适模型以描述人们在建筑物内感觉到舒适的条件范围。这个热舒适模型有：范格尔提出表征人体冷热感的预测平均投票PMV（Predicted Mean Vote）模型。另一种是考虑了室内人体热中性温度与室外气候关系的热舒适适应性模型ACM（Adaptive Comfort Model） （一）预测平均投票（PMV）-预期不满意百分数（PPD）模型[2] 。世界范围内，很多建筑设计过程中室内热舒适标准都是依据于PMV-PPD指标的。预测平均投票（PMV）是由范格尔教授在美国暖通、空调、制冷工程师学会ASHRAE（2001）和国际标准ISO7730（ISO，1994）中提出的，这是评价和测量室内热湿环境最被广泛应用的热舒适指数。此指标基于稳态传热理论，后来Nevins（1996）和McNall对其进行修正。范格尔运用经典热传递理论和实证研究导出了一般舒适方程（人体热平衡方程），包括空气流速、平均辐射温度、相对湿度和空气温度这四个基本环境参数，以及衣着和活动程度这两个个人参数。此指标用七级分度代表同一环境下绝大多数人的舒适感。但支持这个舒适模型的理念在指定活动的最佳舒适度所要求的热流和从人体到环境的热流上并不平衡。 （二）适应性模型。de Dear et al.（1998）收集了21000组测量数据建立起了一个全球数据库，基于此数据库的拓展研究表明，自然通风和混合通风的计算方式是不一样的，尤其是在室外温度较高的月份。相比于范格尔模型的预测值，在建筑中，更高的室温也会让人们所接受。 二、热舒适标准 （一）美国暖通空调、制冷工程师学会（ASHRAE）。ASHRAE对于在同一空间内同一环境下的大多数住户群体可以接受热环境做出了规定。它定义了热舒适标准里面的“大多数”为80%的人群可以接受。ASHRAE在后续标准中进一步采取了范格尔的PMV-PPD模型和等效温度概念并提出了舒适图。热舒适图描述了PPD小于10%且PMV的值为-0.5～0.5之间的温湿度。ASHRAE在其手册中讨论了热舒适问题的细节部分，里面涵盖了92个方程和130多个参数。其热舒适模型包括了在稳态条件下覆盖了从基础物理热环境到人体生理情况的人体热舒适所有方面。估算方法随后应用于建立各个情况下的热环境的可接受范围，而不是简单的查询舒适图上的舒适区，而且，研究推荐舒适区及设计条件只作为参考。 （二）国际标准化组织（ISO）。国际标准化组织（ISO）提出了一种基于PMV-PPD指标的评价室内热湿环境的分析方法。此标准考虑人体由于着装情况和新陈代谢率所影响的热平衡而带来的人体冷热感，同时也考虑了空气温度、热辐射温度、湿度和空气流速这四个环境参数影响。 三、关于空气流动的热舒适性研究 早在本世纪二十年代就有学者在研究热舒适性与空气流动的关系。后来Rohles et al.第一次在实验室中实行了空气流动和人体舒适性之间的关系研究。他们在天花板上打孔以供应房间空气，以此测试了90个主体。研究表明，皮肤温度和主体的热舒适性有较强相关性。实验中，被测试对象处于七个不同典型空气气流中，包括正弦波（10s～60s）、随机波、稳定波和脉冲波，其中空气平均流速范围是0.5～2m/s。实验表明，正弦波使人有更强冷感。在此基础上，他们以测试空气平均流速控制在0.2 m/s对人体热舒适的影响。结果表明，人体对于波动的空气流能使人的冷感更强。 结论：关于人体热舒适性的模型很多，在本文中介绍了较为经典的预测平均投票（PMV）-预期不满意百分数（PPD）模型（PMV-PPD）和适应性模型。其中PMV-PPD模型综合考虑了人体的服装和活动情况，以及空气温度、热辐射温度、湿度和空气流速这四个参数，因其考虑的因素较为全面，是使用最为广泛的热舒适模型。而适应性模型在数据库的基础上，比PMV-PPD模型多考虑了更为极端情况，因此也有一定的合理性。根据这些模型，各个标准组织或机构制定了相应的标准，其中以美国暖通空调、制冷工程师学会（ASHRAE）和国际标准化组织（ISO）制定的标准使用最广。在使用这些模型或标准的时候要注意人们个体之间的差异性，并且其推荐值或计算式。另外，本文还讨论了空气流动速度以及周期性空气流动对人体的热舒适性的影响，结果表明人对于波动的空气流感觉更为敏感。 参考文献： [1] 丁颖慧，陈滨，陈星，《关于热舒适模型研究发展的综述》，《暖通空调》[J]。2006年36卷9期，29-34。 |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。