會計學1流體力學緒論二、人體與環境之間熱濕交換對流換熱(C)輻射放熱(R)皮膚表面蒸發放熱(Esk)呼吸對流換熱(Cres)呼吸蒸發放熱(Eres)W為人體對外所做功，S表示人體儲熱量。第1頁/共31頁三、各影響因素對人體的作用密切相關在一定的氣溫下，相對濕度越大，人體通過蒸發的散熱量就越少，越容易感到悶熱，反之會感到涼爽。在一定的相對濕度下，氣溫越高通過對流和輻射的散熱量越少，人體感覺熱，反之人體感覺冷。而當氣溫高一點濕度低一點的熱環境和氣溫低一點濕度高一點的熱環境可能對人體有相同的熱作用效果。第2頁/共31頁組成熱環境的各影響因素的不同組合，熱環境對人體可以有不同的作用效果，但也可以有相同的作用效果。從暖通空調的角度來看，不同的組合，暖通空調系統的能耗是不同的。因此，采用怎樣的暖通空調方式、參數組合才能使人體更舒適、暖通空調系統更易于實現、更節能是熱濕環境在暖通空調領域的應用研究主要的課題之一。第3頁/共31頁評價熱濕環境就是將影響熱濕環境的各要素和人體生理學結合人的主觀感覺構造一個評價指標，這個指標反映人體對熱濕環境的真實感受。§1-2熱、濕環境的評價方法與評價指標預測平均冷熱感新標準有效溫度作用溫度第4頁/共31頁一、預測平均冷熱感PMV(Fanger教授)PMV與人體的代謝量M和人體的蓄熱量S的關系第5頁/共31頁PPD：對溫冷感的不滿足率Fanger教授通過實驗得到被實驗者的PPD與PMV的關系從上式可以看出，即使PMV為0，平均也會有5％的人不滿足，這說明了人體對冷熱感覺存在個體差異。在ISO7730中，PMV作為標準的熱環境指標被采用，并將PMV=±0.5(PPD=10％)作為舒適域。第6頁/共31頁值得注意的是，在上述表示各熱量的計算式中，基本上是在人體舒適或接近舒適的情況下導出的。特別足，皮膚平均溫度tsk只考慮了人體的代謝熱M，而沒有考慮其他環境條件和著衣的影響；蒸發熱E沒有考慮氣溫、輻射、風速和著衣的影響。顯然，當偏離舒適狀態，PMV值較大時，將與實際偏差較大。所以，運用PMV進行評價應控制在PWV不超出±2(PPD=10％)

，最好是在PW=±0.5(PPD＝10％)范圍內使用。第7頁/共31頁二、新標準有效溫度SET*是冷熱感覺及人體與環境的熱交換量與實際環境等同的相對濕度為50％的標準環境的氣溫。由Gagge提出，并作為標準的體感溫度被ASHRAE采用。標準環境是指相對濕度為rsh=50％、風速為vs＝0.1m/s、人體代謝量Ms=1.0met，著衣熱阻Icls=0.6clo的環境。第8頁/共31頁SET*以實際氣溫ts、平均輻射溫度tr、風速v、相對濕度rh、代謝量M、實際著衣熱阻Icl為輸入值，用Gagge提出的人體二層生理模型算出人體的平均皮膚溫度tsk和汗濕面積率ω、結合熱工學計算出通過皮膚面的換熱量Msk，在實際環境和標準環境等待熱感覺的條件下計算得出，即：第9頁/共31頁由于在計算SET*的過程中，全部考慮了熱環境的六大要素，因而可以說SET*比PMV具有更加廣泛的適用性。通過試驗，在舒適的條件下SET*的大致范圍，美國人為SET*=22.2－25.6℃，日本人為SET*=22－26℃。其它的評價指標，如：有效溫度ET*

、作用溫度OT等。第10頁/共31頁一、熱濕環境的基本參數身體感覺冷熱的環境基本要素如上所述有六大要素：(1)空氣溫度；(2)空氣濕度；(3)風速；(4)輻射溫度以及在人體側的著衣的熱特性；(5)著衣熱阻和表示人體在體內產生的熱量；(6)代謝量。不同環境、不同時間各要素對環境和人體的作用大小不同。在實際中要根據實際情況選擇測定項目和相應的檢測方法。§1-3熱、濕環境基本參數的測量第11頁/共31頁二、溫度及其測量方法溫度的表示方法攝氏溫度(℃)華氏溫度(F)絕對溫度(K)第12頁/共31頁溫度計的種類熱膨脹直讀式溫度計熱電偶溫度計電阻溫度計第13頁/共31頁溫度計的校正為確保溫度測量的精度，需要對測量用的溫度計進行校正(標定)，用作校正的溫度計通常采用水銀溫度計或者是已經用標準溫度計校正過的溫度計。對于采用了二次儀表的測試系統，由于使用了連接測頭和儀表較長的接線，則需要對包括二次儀表在內的溫度測試系統整體進行校正。第14頁/共31頁室溫的測定測點位置通常是在離地面1~1.5m的高度在ISO7726中推薦室溫的測定高度為離地面o.1m，0.6m，1.1m，1.7m。對于不同的建筑、不同的空調系統、在不同的時間其室溫分布不同，因此，應根據具體需要在有代表性的平面位置和高度位置布置測點。非穩態室溫測定選擇熱惰性較小的溫度計。輻射影響較明顯場合注意防止輻射的影響。第15頁/共31頁輻射的測定熱輻射的測定就是測定與人體進行輻射熱交換的墻壁、家具等表面的溫度，通過計算求出輻射熱交換量和平均輻射溫度，或者測定空間某點的輻射溫度或輻射熱量。第16頁/共31頁輻射的測定方法接觸法測定周圍表面的溫度，熱電偶或半導體溫度計直接接觸。非接觸法測定周圍表面的溫度，紅外線輻射溫度計。黑球溫度計，測量無發熱球的輻射與對流達到熱平衡時的溫度，再求出平均輻射溫度的裝置。第17頁/共31頁平均輻射溫度計算當氣溫與黑球溫度之差小于2-3℃時，可簡化為第18頁/共31頁濕度的測量濕度計的種類阿斯曼通風干濕球溫度計電阻式濕度計電容式濕度計毛發濕度計第19頁/共31頁濕度的測量濕度表示：絕對濕度、相對濕度、露點溫度在室內對濕度進行簡易測定的場合，通常采用數字式濕度計。采用阿斯曼通風干濕球溫度計測量濕度時，為了使其達到平衡，每點測量需要3-5min以上。即使是采用電阻和電容式濕度計，也要考慮時間延滯性問題。毛發式自動記錄濕度計，主要用于以濕度管理為目的的場合，如美術館、博物館等的濕度測控常常采用。第20頁/共31頁空氣流速及其測量空氣的流速是形成熱環境的四個基本要素之一，同時還直接關系到室內熱量及粉塵、有害氣體等污染物的擴散。空氣的流速主要以平均風速進行評價。但是，最近的研究發現，風速的不穩定度對人體的氣流感也有較大的影響。第21頁/共31頁空氣流速及其測量風速儀的種類在室內熱環境的測量中經常使用的風速儀有熱線風速儀、熱敏電阻風速儀、晶體管式風速儀等。熱線風速儀熱敏電阻風速儀晶體管式風速儀第22頁/共31頁室內空氣流速的測定氣流速度的測量高度，以離地面10cm和100-120cm的高度為好。在這兩個高度位置正好是坐著的人著衣量少的腳踝關節部和裸露的脖子、頭的部位，對氣流十分敏感。在計測平面分布的場合，除了人員的工作位置等具有代表性的位置外，在近壁面和空調系統吹出口下方及近旁處也需設立測定點。測量時，對于平均流速的測定要考慮到風速儀的時間延滯性；對于測量風速變動的場合要使用反應時間短的風速儀。第23頁/共31頁著衣量單位是clo值，1clo相當于男性穿著西裝時的熱阻。clo值越大衣服的熱阻越大，反之越小。一般厚衣服的clo值大，薄衣服的clo值小，長衣服的clo值大，短衣服的clo值小，顯然，裸體時的clo值為0。第24頁/共31頁溫度測量法：在十分平靜的環境中測量被試驗者著衣的表面溫度tcl、衣服內的皮膚溫度tsk及作用溫度to，(當氣溫和作用于人體的平均輻射溫度相等時可以用空氣溫度代替)，根據熱平衡:著衣熱阻(clo)的測定要精確測量著衣熱阻值是困難的，不同面料的衣服、人體的不同姿勢、衣服的大小不同時衣服的熱阻是個同的。重量測量法多件衣服的clo值第25頁/共31頁代謝量及其測量方法人的活動量或者作業強度可以用代謝量表示。通常用單位體表面積、單位時間的代謝量表示。如安靜地坐在椅子上時為58.2W/m2。代謝量如果對標準體格的成人而言，每人相當于100W的電燈1個。作為代謝量的基準單位，通常用met表示，lmet就是安靜時的代謝量58.2W。代謝量的測定：直接法、間接法第26頁/共31頁一、室內熱濕環境的內擾與外擾內擾：室內作用因素如室內的照明裝置、辦公設備和人員向室內散熱散濕。內擾主要是通過對流、輻射和蒸發(或吸濕)與室內進行熱濕交換。外擾：室內因素以外的作用因素如室外氣溫、濕度、太陽輻射、室外風等。外擾主要通過門窗輻射、圍護結構熱濕傳導以及室內外的空氣交換進行熱濕傳遞。§1-4暖通空調系統與熱濕環境第27頁/共31頁二、暖通空調系統與熱濕環境以往的空調系統主要是以空氣環境為控制主體，即室內空氣的溫度、濕度和速度。室內空氣環境的內、外擾最終是作用到室內空氣上，使室內空氣的參數改變。為了抵抗這個干擾、保持室內空氣的參數達到所需要的值，人們通過暖通空調系統供冷(或供熱)、加濕(或去濕)。第28頁/共31頁存在問題影響人體冷熱感、舒適感的環境因素不僅僅是空氣的溫度、濕度、速度，還有環境的平均輻射溫度。內擾、外擾或暖通空調系統，對室內空氣狀態參數作用過程較慢，延滯性很大。對于以