建筑热环境与人体热舒适

建筑热环境与人体热舒适（精选10篇）

篇1：建筑热环境与人体热舒适

建筑热环境与人体热舒适

前言：

建筑，从洪荒人类的洞穴到树巢，再至今时今日的鳞次栉比的高楼大厦，它都在体现与鉴证着人类文明的发展与进步。在人类空前文明的今天，建筑的意义已不再是简单的遮风挡雨，而更是一种人文的体现。

随着人们健康舒适意识的加强，越来越多的人们开始追求舒适的室内环境。人的一生中有80%以上的时间是在室内度过的，良好的室内热环境对人体的健康舒适和工作效率都会产生积极有利的影响。人的热感觉和舒适感不能视为同一概念，舒适感具有更广泛的含义，除了与空气温度、湿度相关外，还与气流速度、室内空气品质密切相关，而热感觉在舒适感中无疑起着举足轻重的作用。

关键词: 建筑热环境 热舒适 影响因素

（一）热环境

将影响人体冷热感觉的各种因素所构成的环境称为热环境。人体的冷热感觉是室内的温湿度，风力大小、热辐射情况、衣着和个人心理及身体素质等因素综合作用的结果。建筑热环境的设计目标是舒适、健康、高效，以最少的能源消耗提供舒适、健康的工作和居住环境，提高生活质量。优质节能的建筑热环境的创造要依靠城市规划、建筑、建筑环境及设备工程乃至园林等学科学者的共同努力与协作，是一个长期摸索与探究的过程。

（二）热舒适 所谓人体热舒适，指人体对热环境感到满意的主客观评价。热平衡是人感到舒适的必备条件。人的热平衡即人体新陈代谢产生的热量与自身蒸发、导热、对流和辐射的失热量的代数和相平衡。对人体而言，与周围环境的导热、对流及辐射换热是得热或失热的过程，而汗液蒸发则完全是失热的过程。人在不同的活动状况下，所要求的舒适温度是不同的。新陈代谢的产热量取决于活动的程度，在周围没有辐射或导热不平衡的状况下，新陈代谢产热量有不同的平衡温度，例如睡觉时产热量为70W～80W，空气平衡温度是28℃；人坐着时产热量为100W～150W，空气平衡温度是20℃～25℃；马拉松运动员产热量会达到1000W，此时，无论环境温度如何，他的热感觉都为极不舒适。

（三）影响人体热舒适的因素

影响人体热舒适感觉的因素有空气温度、空气相对湿度、空气流速、平均辐射温度、人的新陈代谢率、衣服热阻和个人心理因素，前4 个因素为室内物理因素，后3 个因素为个人因素。当某一要素达不到预期的要求时，可以在一定范围内通过调节其他要素来弥补所造成的不利影响。

人体热感觉及热舒适性分析

1.温度与人体热舒适的关系

研究显示，室内最适宜的温度是20℃～24℃。在人工空调环境下，冬季温度控制在16℃～22℃，夏季控制在26℃～28℃时，能耗比较经济，同时又较为舒适。室内温度低于16℃时，人手指的温度会低于25℃，将无法正常使用。根据调查研究表明：空气温度在25℃左右时，脑力劳动的工作效率最高；低于18℃或高于28℃时，工作效率会急剧下降。空气温度35℃时的工作效率是25℃时的50%；空气温度10℃时的工作效率只有25℃时的30%。

2.相对湿度对人体热舒适的影响

舒适区内（干球温度16℃～25℃），相对湿度在30%～70%范围内变化对人体的热感觉影响不大，一般认为最舒适的相对湿度应为50%～60%。室内湿度过高，会加速细菌、霉菌及微生物的繁殖，导致室内卫生水平大为降低并使人患呼吸道、消化道及各种过敏性疾病。室内湿度过低，会使人对疾病的抵抗力降低。

3.风速对人体热舒适的影响

室内空气的流动为室内环境的通风换气提供了简捷有效的途径，合理的空气流动速度范围为良好的室内空气品质提供了保障。一般情况下，令人体舒适的气流速度应小于0.3m/s。夏季广州、上海等地室内风速在0.3 m/s～1m/s 时多数人感到愉快。

4.热辐射对人体热舒适的影响

平均辐射温度Tmrt 是一个复杂的概念，与人在室内所处的位置、着装及姿态有关，是室内热辐射指标，它取决于空间周围表面温度。另外热辐射具有方向性，因此在单向辐射下，只有朝向辐射的一侧才能感到冷或者热，这样人体是无法感到热舒适的。因此可以通过改善围护结构热工性能来提高热舒适水平。

改善室内热环境并提高人体热舒适的措施

要使人们真正处于舒适的室内环境中, 应使人体按正常比例散热, 即辐射散热应占总人体散热量的45% ~ 50%, 对流散热约占25% ~ 30% , 而呼吸和无感觉蒸发散热约占25% ~ 30%。这就要求在建筑设计过程中充分重视室内空间质量和功能分区问题,注意室内的防热处理,充分利用有利的环境因素而防止不利的环境因素, 创造舒适的室内热环境。还要求空调系统设计时慎重选择空调室内设计温度并进行合理的气流组织。防热途径有室内外环境绿化、窗户遮阳(内、外遮阳)、自然通风和外围护结构的隔热等防热措施。个体可通过改变着衣量, 开关窗户, 启停室内空调采暖设备及改变温度、风速等个人行为调节措施来改变环境舒适度及个人热舒适感;个体还可从生理上和心理上适应某一热环境, 生理适应指长期暴露在热环境中人体热应力的逐渐减小的一种生理反应, 它包括基应性和环境适应性;心理适应指根据过去的经历和期望适时改变现在的热环境期望值。对理论上未达到舒适标准的某一热环境,个体换一种心态去评价和感受也许会觉得舒适。空调设计专家们应高度重视室内气流组织, 积极采纳各种新型空调方案, 例如: 置换式空调、工位调节、背景空调与桌面空调相结合、椅下低速送风及地板送风等等, 当然某些空调方案只适合于特定的建筑类型和房间功能, 设计师们应慎重选用。高层建筑物业管理人员应积极配合空调专家定量评价室内气流组织优劣, 进一步对空调系统作出总体评价, 并适时调查用户室内热环境和热舒适性情况, 为今后空调设计的改进和优化提供依据。

研究存在的问题及其分析

国内外关于热环境对人体舒适性的影响研究非常之多, 涉及的方向和内容比较广, 但还是存在一些问题和不足, 比如具体体现在以下几点:

1)热环境的各影响因素对人体的影响是复合的,而各因素之间又是互相影响的,因此, 应该把热环境看作一个整体, 综合考虑各因素对人体的影响。然而,热环境和人体热舒适的现状研究很多是集中在单一因素或两三个因素对人体的热舒适影响而没有得出综合考虑所有因素的影响结果。

2)目前的热环境对人体热舒适性影响研究主要偏重于物理环境测试分析, 而没有考虑人的心理、生理影响, 综合考虑主客观因素。今后应侧重于热环境对人的心理、生理影响的研究, 采取物理测试和问卷调查两种试验方法对室内热环境进行考察和分析。

3)通过调查, 目前室内热环境相对恶劣的建筑为大型超市、商场、影剧院、体育馆等, 其原因是以上建筑空间大, 人员密度大加上室内空气流通性不好, 导致室内空气污浊沉闷, 易引起人的抱怨。所以, 应着重进行以上建筑的热环境对人体舒适性的影响研究, 提出一些具有借鉴意义的方案和标准, 以供建筑师、暖通空调工程师参考。

4)国内气候比较特殊的地区(如夏热冬冷地区、湿热地区)的室内热环境对人体舒适性的影响尚无人研究。笔者依托重庆地区所特有的气候和重庆大学优越的实验条件以及一支团结奋进的科研队伍, 正在开展重庆地区的建筑热环境的舒适性研究, 希望能提出针对湿热地区的舒适性指标。

5)建筑能耗的一大部分是用来维持室内热环境状况, 因此, 为了获得人体可以接受的舒适热环境, 可接受状态的定义在决定建筑能耗和设计方案选择方面显得极其重要, 而且各典型气候地区的舒适性标准又不尽相同, 应加以区分, 并形成标准或规范。

6)室内热环境包括建筑室内热环境和交通工具(如汽车、火车、飞机、轮船等)的内部热环境。目前的研究很少涉及到交通工具的室内热环境方向。实际上交通工具由于室内人员密度大, 外围环境差等原因, 其内部热环境极其恶劣, 应加强这方面的研究及探讨,重庆大学学报(自然科学版)2005年出一些建设性结论以供暖通空调设计师们借鉴, 并为空调系统的操作提供指导。

7)如今的热环境对人体舒适性影响方面的研究还不够深入, 真正转化为现实生产力的科学研究并不多, 所以, 各研究院所和机构、各高校的专家学者应选准方向, 深入研究, 直到项目研究成果真正转化为影响社会经济发展的生产力为止。

结论

随着人们生活水平的提高, 人们对其生活、工作环境的要求有所改变,调节室内热环境可采用空调、供暖设备及一些辅助措施等。从节能的角度考虑, 应尽量提高夏季空调温度, 降低冬季供暖温度, 但会造成室内热环境质量变差, 容易引起室内人员的抱怨, 人体的热舒适得不到保证, 导致生活质量下降、工作效率降低。

如今的热环境对人体舒适性影响方面的研究还不够深入, 真正转化为现实生产力的科学研究并不多, 所以, 各研究院所和机构、各高校的专家学者应选准方向, 深入研究, 直到项目研究成果真正转化为影响社会经济发展的生产力为止。

参考文献

[1] 李文菁 陈歆儒 人体舒适度与室内热环境 湖南工程学院学报2010年9月第20卷3期 [2] 刘 飞 张栋梁 建筑热环境对人体热舒适和建筑能耗的影响 大众科技2010年第9期 [3] 姜 涛 朱立民

建筑、环境与人体健康

才智2011年第17期

[4] 孟庆林 赵荣义等人

建筑环境人体热适应的研究现状与思考

2010年建筑热工与建筑节能

[5] 张宇峰 王进勇 陈慧梅

我国湿热地区自然通风建筑热舒适与热适应现场研究

暖通空调HV&AC 2011年第41卷第9期

篇2：建筑热环境与人体热舒适

（2014.6．）

实验目的：学会使用各种热气候测量仪器测量室外气候要素

实验时间：（自填）

实验地点：广州大学城广州大学工程实验南楼屋顶、室外周围环境和楼梯间、物理实验室内 实验仪器：太阳辐射仪、指南针、直尺、三杯风速仪、热球风速仪、干湿球温度计、红外线

测温仪（注明仪器型号、规格和产地）

实验内容：

1.测量：屋顶的太阳辐射（总辐射、散射辐射、直射辐射）。不同时段反复测量5次，取各

测量时段的算术平均值，记录天空辐射状况（无云、多云、全云、高云、低云、空气污染情况等），记录测量时刻，同时用棒影法测量太阳高度角和指南针测量太阳方位角。

2.测量：屋顶的平均风速和瞬时最大风速和风向。不同时段反复测量5次。风向取各测量时

段的中间值。

3.测量：屋顶的空气温度和空气相对湿度。不同时段反复测量5次，取各测量时段的算术平

均值。注意仪器不能受日晒，不能被大风吹，思考为什么？

4.测量：屋顶地面上下表面温度差、女儿墙向阳面和背阳面表面温度差，梯屋受晒外墙内外

表面温度差，注意深色和浅色、光滑和粗糙表面、不同材料的区别。用红外线测温仪测量天空温度，注意有云和无云的区别

5.测量：树冠上表面和和下表面、树荫地面、草地、灌木受晒和木受晒的表面温度。

6.测量：沥青路面、水泥路面、彩色水泥路面、水面等表面温度，注意颜色、受晒和不受晒的区别。

7.测量：人体各部位的表面温度（含衣服表面），注意男女的区别,并判断舒适度。

8.拍照：适当拍照测量过程和环境状况，附一张小组照。

数据处理：

1.画出测量平面图，标明指北针和测点位置

2.原始数据记录和数据处理表格自己设计。

3.适当用图线表达测量结果，注意纵横坐标的物理量。

4.分析测量误差和引起误差的各种原因。

5.得出实验结论

6.把测量结果与当天气象部门公布数字进行比较，分析异同的原因

7.写出各人实验心得

参考书：

《建筑物理》（第三版）柳孝图主编

注意：

1、注意人身安全，严禁爬高和翻越女儿墙

2、爱护仪器，损坏要酌情赔偿

篇3：建筑热环境与人体热舒适

工位空调是一种将清洁凉爽的空气直接送到人的呼吸区的送风方式,并且提供给每一位使用者一定的控制手段,使得工作人员可以控制送风量、送风方向以及送风温度等参数,来调节工作区域内的温度、湿度,在保证微环境舒适的同时能够有效地利用能源[1]。

采用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术研究工位空调在工作区及人体周围形成的气流组织和微环境评价[2,3,4,5,6],与传统空调不同的是,工位空调的工位送风时人体周围的温度、气流速度等环境参数是非均一的,为了解决工位空调的舒适性问题,需要研究工位空调的环境参数分布特性,利用计算流体力学模拟软件Fluent,对不同的工位空调送风参数房间气流组织分布状况以及工位区的环境参数分布进行分析研究,并对人体热舒适程度进行评价。

1 计算模型

1.1 物理模型

计算选用的物理模型取某一标准办公室。物理模型如图1所示。该办公室采用隔板式工位送风进行过渡季节空气调节。计算的边界条件:房间尺寸X×Y×Z=5.4 m×3.4 m×2.8 m;室内热边界条件如表1所示。

1-出风口;2-背景送风口;3-灯管;4-人;5-工位送风口;6-电脑;7-打印机;8-窗;9-南墙;10-门。

1.2 模拟工况

模拟使用背景送风结合隔板送风时,不同的工位送风温度及送风速度条件下,人体周围及室内流场分布,模拟工况及编号如表2所示。

2 模拟结果分析

在工位送风速度为0.3m/s、0.6m/s、0.8m/s,背景送风为1.5m/s、2m/s、3m/s 9种工况下,模拟空调房间室内的温度场、速度场。选取2个代表性截面A(X-Y面,穿过人体中心)和B(水平高度1.1m),对室内速度、温度分布以及工作区微环境进行分析与研究[7,8]。

2.1 温度场分布(见图2～图5)

从图2～图5可以看出,在背景送风为2m/s情况下,随着工位送风速度的增加,送风量增加,人体呼吸区的温度降低,人体周围的温度也降低。当送风速度v=0.3m/s时,温度场分布合理,最符合设计要求,最为适宜。当送风速度v=0.6m/s和0.8m/s时,与v=0.3m/s相比较工作区温度不会有太大变化,但是由于气流速度较大,送风量大,工位送风气流溢出工作区,向背景区蔓延,在人的头顶上方形成一个较大的低温带。

在工位送风和背景送风的耦合下,工作区热负荷主要由工位送风消除,背景区热负荷主要由背景送风消除。由图5可以看出,工作区及房间温度呈现分区分布,工位区温度明显低于背景温度,人体正好处于工位送风区,合理地利用了工位送风,送风效率高,具有节能的优点。

2.2 速度场分布(见图6)

图6为工位送风速度在0.6m/s工况下截面A处的气流分布。工位送风口直接将新风送到人体呼吸区,呼吸区气流较强。速度大小在0.15～0.2m/s范围内,非工作区域气流速度较工作区小,气流流动均匀。

2.3 舒适性评价

不同的背景送风速度(1.5m/s、2m/s、3m/s)、不同隔板工位送风速度(0.3m/s、0.6m/s、0.8m/s)下的工位送风性能如表3、表4所示。

m/s

由表3、表4可以看出,工位末端送风速度的大小直接影响工位送风送风性能及人体舒适性。当工位送风速度v=0.3m/s、0.5m/s,呼吸区气流速度均小于0.3m/s,符合人体舒适性关于气流速度的要求。当工位送风速度v=0.8m/s时,人体头部上方及头顶前方气流速度超过0.3m/s。不符合人体舒适性要求。背景送风为2m/s与工位送风为0.3m/s的组合,易在工作区及人体呼吸区达到良好的气流组织和舒适性要求。

通过PMV可以清楚地对工作区内的舒适性进行评价[9,10,11]。标准规定:-0.5<PMV<0.5,可以接受。按照夏季工况,在评价中假定人体轻度劳动,代谢率为1.4met=80W/m2,服装热阻为0.5clo=0.078(m2·℃)/W[12,13]。

工况S4下A截面的PMV分布如图7所示。

由图7可见,在工作区范围内PMV的值接近于零,背景区的值也都小于0.5,满足舒适性要求。

3 结论

对隔板工位空调进行了数值模拟与微环境的评价。通过对工位系统的研究,得出如下结论:

1)隔板工位空调将新鲜空气直接送到人体,周边的热量只有较少的部分被带入到工作区,背景区同工作区“分开”供冷。新风可以被有效利用。

2)人体周围温度明显低于背景温度,室内温度以人体为中心由内向外逐渐递增,由于背景温度较高,背景空调所需送风量减少,因此可以实现总体节能。

3)工位送风速度对工作区微环境及人体舒适性有着很显著而直接的影响。随着工位送风速度的增加,送风量增加,人体呼吸区的温度降低,人体周围的温度也降低。由于空气流动而造成的人体不希望的局部冷却也增加,人体周围,特别是人体呼吸区吹风感增加,因此在设计过程中必须选取合适的速度范围。

4)工位空调由于其具有诸多优点和其他空调系统所无法比拟的节能优势,必将在以后得到广泛的应用。

篇4：建筑热环境与人体热舒适

摘 要：高科技的信息社会在给我们便利的同时，也面临能源危机，这给整个社会乃至今后的发展都带来了巨大的影响。为了促使国家朝着可持续性方向发展，国家以保护能源作为基础提出了节能环保的政策方针。其中热回收技术是实现节能环保、降低能源消耗的有效技术。本文主要解释了热回收技术在建筑环境与设备工程中的基本原理和应用。

关键词：热回收技术；建筑环境；设备工程

在我国高速发展的进程中，在道路建设、房屋建设、公共设施建设等各方面均能看到建筑工程。由于在施工过程中消耗了大量的能源，在全国总能耗中占有非常大的比例，由此可见，随着国家今后的发展，如果不能采取有效先进的技术来降低能耗，将对生态环境带来巨大损失。所以在建筑环境与设备工程中应该采取恰当的技术。

1.热回收技术简述

空调在建筑物中的作用主要是起到了调节温度、空气流通等作用，现如今人们的生活条件与生活质量得到了显著的提高，空调是每个建筑物里必备的暖通设备。然而虽然空调是生活必备的，但人们却没有把其功能发挥完全，同时还造成了能源的浪费。空调暖通设备在使用过程中主要分为排热和吸热两个过程，这两个过程都是非常消耗能源的。比如在酷热的夏天，暖通空调就要用排热来冷却空气，从而达到调节室温的作用，如果在寒冷的冬天，就需要通过加热来调节室内温度，这样就能够为人们提供比较舒适的办公、学习、生活的环境了。因此在暖通设备使用过程中通过较好地利用热回收系统，可以交换热量和冷量，从而达到调温功能的同时重新利用废气，达到节省能源的作用。

2.热回收系统的原理及结构

作为建筑工程中的重要基础设备，空调在运行的过程中所产生的新负荷能占到总比例的1/5以上，这就意味着降低负荷可以达到在减少空调运行过程中消耗的能源。此技术可以通过热回收系统来完成，其工作原理主要为：使用剩余的冷量或者热量来处理新空气。由此可以达到经济适用的目标，现阶段热回收系统中的设备（主要包含热管式显热交换器、转轮式全热交换器等）在工作中的机理大同小异，接下来对热回收系统的设备进行分析和解释。

2.1板翘式全热回收器

板翘式全热回收器的板翘和隔板之间有一张纸，这张纸不仅薄而且还具有非常高的导热性，以达到在空调运行过程中的两侧温差较大时，两侧的能量和湿度进行交换的目的。可以达到能量的全部回收并实现节省能源的目标。由此可见该设备的主要功能为回收空调排风中的结余能量。

2.2热管式显热回收器

热管式显热回收器的主要工作原理为：热管是密闭的真空金属管，内部含有冷媒。所以在热管的一端受热后，液体吸收热量实现气化，并在压力的作用下气体流向热管的另一端释放热量，释放热量之后又迅速冷凝为液态，然后贴壁金属网的毛细管抽吸液态的冷媒回到受热段。由于传统的热管式交换热率比较差，改善过的热管式会在热管外加设增加换热面积的翘片，从而提高效率。热管式显热回收器的灵活度不够的原因为其同一根管子包含蒸发、绝热、冷凝三重功效。

2.3转轮式全热回收器

转轮式全热回收器的制作材料为铝箔，并且其表面通常会刷一层二氧化硅以达到吸湿的作用。其工作原理主要是将空调运行过程中的多于3/4的冷量吸收再利用，即当设备在运转时，其中一侧的转轮直接吸入排风，然后通过处理后将冷量传递给转轮，同时在另一侧的转轮吸入新空气（设备转速10r/min至20r/min），由此将新空气冷却以实现制冷的技术。此技术是新发展起来的高效率换热器。

2.4盘管环路式热回收器

盘管环路式热回收器的主要工作原理为新空气一侧和排风一侧添加一个换热盘管，回路连通盘管内含有工作流体（水或乙二醇水溶液），以泵为动力实现循环过程。夏季中，排风处的盘管将冷量传递给工作流体，工作流体将工作介质运送到新空气处的热管，以达到冷却新空气的效果。（冬季，排风处的盘管将热量传递给工作流体，工作流体将工作介质运送到新空气处的热管，以加热新空气的效果）。

3.热回收器的应用状况

简单介绍一下热回收在现阶段的实现情况，并且将详细描述在建筑环境与设备工程中的应用。

3.1直接式冷凝热回收装置

直接式冷凝热回收技术是回收制冷剂蒸汽，常见于中央空调冷水机组。双冷凝热回收技术的实现过程，是在压缩机和冷凝器之间加一个回收冷凝热的热回收器。在热交换器中储存一定量的制冷剂，制冷剂可能存在由气化到液化再到气化的形式。随着科技的发展进步，热回收装置的应用除了在中央空调之外的家用空调设备也比较多，在节能减排的同时提高人们的生活质量，为生活学习工作区都提供了较为舒适的环境。

3.2间接式冷凝热回收装置

间接式冷凝热回收装置主要是由制冷机组和热泵机组共同运行的，其机理为充分利用热泵技术回收冷凝热（冷却水主要温度为30摄氏度到38摄氏度之间）。当冷水机组和热泵同时工作时，冷却水回温可以由冷却塔风机的启动和停止来控制温度。为确保冷水机组的有效进行，热泵蒸发器的出水温度应当低于32摄氏度，此条件可以通过电动三通阀门来控制冷却塔的水流量和热泵蒸发器的流量实现，两者的比例关系直接决定了冷水机组的运行过程。

适用范围为现有空调系统改造，但费用和投资相对较大，控制不仅复杂并且容易出现问题，利用效果不甚理想。

4.结束语

目前的能源消耗问题已经被广泛关注，我们不仅应该关注我们这代人的能源使用，更应该为下代人留下可以供以发展的能源。在高效利用能源的过程中，我们必须将遵守相关环保政策，热回收技术必须在提供更好的生活空间的同时，充分发挥节能减排的作用。此项技术在能源与发展成为矛盾的时代中，将具有更大的发展空间。

参考文献：

[1]黄璞洁，许伊那.酒店空调冷凝热回收技术的应用研究[J].节能技术，2011，29（4）：357-363.

[2]黄璞洁，李艳霞，何耀炳等.集中空调冷凝热回收技术在生活热水供应系统中的应用[J].暖通空调，2011，41（8）：54-57，36.

篇5：建筑热环境与人体热舒适

热舒适是人体最内室环境既感觉不到热也感觉不到冷的一种温度感觉状态,用来说明人体对室内热环境的接受程度。目前对于人体热舒适有几种不同的定义:ASHRAE55-92中热舒适定义为,人体对周边环境感觉满意的一种意识行为反映;ISO7330中定义为,人体对室内热环境从感觉上觉得舒适的以一种评价;ASHRAE55-2004中对热舒适的定义为,人体对周边环境感觉到满意,并且还强调人自身对热舒适性的一种主观评价。

2 影响人体舒适度的因素

2.1 自然环境因素

2.1.1 空气温度。

室内空气温度是人体热舒适的最重要的影响因素。由于人体的新陈代谢需要不断的和周围的环境进行热量交换从而影响人体对流和热辐射的交换。人体对自身周边的环境温度敏感度较为灵敏,能对周边的冷热环境做出准确判断。相关的实验数据表明,人体机能对冷热的温度判断力不比人体机能的生理反应慢。在过冷或者过热的情况下,人体的生理和心理会发生直接的变化。

2.1.2 空气相对湿度。

空气相对湿度指在一定的温度和压力下,空气中实际水分含量与饱和空气中水蒸汽含量之比。空气的湿度会对人体皮肤表面的蒸发和散热产生直接影响,进而影响人体对湿度的舒适性。

2.1.3空气流速。空气流速影响人体与自身周边环境之间的换热,从而产生对人体热舒适的影响,当环境温度低于人体的表面温度时,提高空气流速,人体向环境的对流热量增大。空气流速影响人体出汗以及汗的蒸发和散热,从而影响人体的热舒适感觉。

空气流速还会影响人体对周边环境的触觉感受,在较凉的空气环境中,空气流动会使人感觉到冷,破坏人体的热量平衡。相反,在较热的环境下,空气流动的速度适当提高则容易是人体感觉到舒适。

2.1.4 辐射温度。

辐射温度对人体的热舒适及热健康也有很重要的影响。在人体所接触的环境中,空气温度和热辐射温度不一定相等。当周边环境的辐射温度高于人体表皮温度时,热量从物体向人体辐射,使人体受热。当较为强烈的辐射温度与人体皮肤表面相接触时,使体温连续升高,可能使人体体温调节产生故障,就有可能造成中暑现象使人产生急剧的不舒适状态。当周边环境的辐射温度低于人体表皮温度时,热量从人体向物体辐射,使人体散热,在相对寒冷的冬季时候,人体向周边环境散热也产生不舒适感。

2.2 人体自身因素

2.2.1 人体新陈代谢率。

新陈代谢是人体的生理特征之一。新陈代谢体现了人体与周边环境进行的物质转换,而后在人体体内物质转化产生的过程。人体在进行活动的时候回在体内产生能量,会与周边环境产生热交换。新陈代谢率与人体热交换的效率的有直接关系,影响人体代谢率的因素有很多,如年纪、活动量、精神活动、环境温度等。

2.2.2 服装热阻。

服装热阻的定义为,服装在人与周边环境进行热交换的过程中对热流的阻力,即服装的隔热性能。人体穿着的服装对热具有阻碍作用,可以使人体热损失减小来该表人对周边环境的热舒适感觉。影响服装热阻的因素有织物类型、服装样式和人体活动等因素。

2.3 其他因素

影响人体热舒适的还包括:性别因素,在理论上说明,女性的基础新陈代谢率比男性的稍微低,因此女性较男性喜欢较热一点的环境中。在大量的调研和试验中,得出结论认为女性相对男性而言,对室内热环境的舒适度则更为敏感;年龄不同对热舒适的感觉也是不同,通常认为老年人抵抗力相对较差,对热舒适的要求要高于青年人的。

摘要：寒冷地区冬季寒冷,城市和农村取暖方式不尽相同。良好的室内热环境不尽使人体感觉舒适友好而且提高脑力和体力工作者的工作效率。此外,研究影响人体热舒适因素也为建筑的合理设计和建筑节能提供科学依据。主要从影响人体热舒适度的自然环境因素的空气温度、空气相对湿度、空气流速以及辐射温度和人体自身因素的人体新陈代谢率和服装热阻等。

关键词：寒冷地区,热舒适度

参考文献

[1]杨茜.寒冷地区室内热舒适研究[D].西安建筑科技大学,2010.

[2]孙哲.洛川县传统民居冬季室内热环境分析及更新设计研究孙哲[D].内蒙古科技大学,2015.

篇6：建筑热环境与人体热舒适

人体循环，其实就是像我们室内的供热散热设施。散热片有四肢的皮肤与肺脏，也会有口腔与消化道的粘膜。更会有所有的脏器。

这些不同的脏器，因位置的不同，所以会有不同的有效散热与无效散热的自然的出现。如皮肤和口腔和呼吸道粘膜，会有有效的辐射散热和排汗散热，而位于内脏的器官，高温的辐射散热显然是无效的，但排液散热或排热水蒸汽散热才可有效无疑！

而就是所有的脏器，也会冷而舒张并尽力储能储水自保，时间过长的冷，就是组织细胞淀粉油脂水肿样变，这就是冷而组织细胞的变性和功能减低与变性的出现。热而产热产液能力增强，并释液释能外出细胞减热散热自保，这就是植物的蒸发散热与能量远送果实的储存，也是人体内部组织细胞的炎症的出现。细胞正常热而细胞自保性收缩而远送热液热能，病态就是组织细胞的炎症出现。细胞过热就是细胞膜持续收缩缺氧缺能的出现，这就是低功与植物纤维化与动物细胞热变性死亡的出现。也是痉挛性疾病的自然出现，加上排液就是吐泻散热的出现，排汗散热也是此性质无疑！植物枝叶细胞热并合成能量多，但会发蔫乏能，枝叶甚至会纤维化出现，但果实会饱满。植物枝叶细胞冷，并不合成能量，但会有舒张水肿并淀粉油脂水肿样变，但果实会萎缩。这就是细胞的冷而自保和热而自保本能证明无疑！向日葵的向阳性并阳面皮薄与阴面舒张并厚，就是证明无疑！

人体自然进食，能量传输是胃肠经门静脉入肝脏，肝脏的肝窦为低压区，为胃肠来的能量作最大的接触和长时间的吸收储能作基础，肝脏储能后或肝脏被供血加热，能量送到下腔静脉入右心，右心泵血到肺脏。肺脏散热后回左心。左心高压泵血到全身。

而人体的心脏与肺脏和肝脏，事实上的双套血液供应。这就是心脏的心室腔的血液与冠状动脉血液，肺脏的右心供血与左心高压低温供血与肝脏门静脉供血与来自左心的肝脏左右动脉供血。

当然，作为心脏，也自然接受四肢回流的低温上腔静脉血液，因外周散热性好，所以回流的上腔静脉血液，要比下腔静脉血液温度要低，并四肢越冷，回流血液越冷，而内脏回流血是因外散热变差而温度会更高的无疑！

所以肝脏有巨大的冷而储能减热而外排能量的巨大功能无疑，这就是肝脏的内糖原的巨大储备和血液内白蛋白的形成。也是肝脏左右动脉供血增加时，肝脏糖原细胞的糖释放的出现，也是血流温度变热的自然出现。这就是同步的肺脏左心供血温度的增高与血糖的增高，也是肺脏适当降温供血动脉增强供血和功能提升的巨大出现，这是人应激所会有的正向功能增强的出现。如血流过热并血糖过高，肺脏与心脏供血动脉摄糖摄氧产热并热而自保性收缩出现，这就是心脑肺脏供血的自然减少而肝脏温度更高的自然出现，也是胃肠温度增高的自然出现！这就是胃肠热而自保性收缩而腹胀与吐泻散热的自然出现。也是肝区疼痛的自然出现！也会是心肺脑血管痉挛性收缩的出现！更是肺脏变热热而气管肌痉挛性收缩限制氧气进入人体再产热的调节出现，更是肺泡水肿低功少吸收氧气的调节出现！

因动脉肌没有脂肪酶，所以只会对糖与氨基酸作代谢。所以血流温度增高并血糖增高就是动脉肌的收缩的自然出现，这也是动脉肌收缩后，供血器官的变冷，冷而舒张储能储水的自然出现，过度的冷就是水肿低功的自然出现。而供血增加过度，就是器官变热并热而炎症和痉挛性收缩的自然出现。这就是机体不同应激功能的自然出现！

所以中医有情绪致病一说，人生气会有不同的反应，有的人生气，四肢收缩变冷而肝脏供血增多，这就是肝脏供氧而产热并释液释糖的自然出现。此时会血流变热并血糖增高，所以会有心肺动脉肌不同的摄氧摄能并自保性收缩的自然出现。这也是肺热或肺冷的自然出现。

所以中医会有用冷热药辩证治疗实际有效的经验出现。在轻度肺热时，给养阴清肺丸，用微冷药口服，诱发胃肠肝脏心肺细胞和全身组织细胞冷自保本能出现增强，储糖储能增强而使血流变冷并血糖变低，气管肌舒张并炎症消失。而在降溫动脉摄高糖并血流热而痉挛性收缩时，这种治疗是有效的。如果降温动脉痉挛性收缩时间长并肺脏过度纤维化，就用热药补药刺激内脏或周身组织细胞产热，并自保性内脏细胞收缩致冷而增加外散热减少内供血，使内脏变冷，血流变冷并血糖变低。回心血流也变冷变的低血糖或增加外循环后，皮肤与肌肉与低脂被加热而回流体内增加。这就是血脂抑制动脉肌摄氧摄糖的机理出现，也是高氨基酸与血糖竞争进入动脉肌的出现，氨基酸低产热就会使动脉肌舒张而增加外循环外散热而减低内脏温度而治愈或减轻疾病！在肺热并肺动脉高压出现时，中医所讲的寒饮内停肺脏时，给小青龙汤内服，方中的麻黄收缩内脏外供血外出汗散热，大热细辛干姜半夏桂枝刺激内脏产热能力增强并热而自保性收缩致冷高热内脏增加外散热外循环而减低内脏热，使回心肺血流变冷，血糖决定变低或相对变低，就可使微循环开放而肺功能恢复正常。

而西医学的高热量理论与反自然浅静脉供糖，会使本来血流就热并血糖过高者的肺炎患者，右心直接接受上腔静脉来的高糖血液，血糖值更高出现。这就是咳嗽病人有时静脉供糖，咳嗽会变哮喘，哮喘会变肺脏与胃肠出血的自然出现！动脉肌摄糖摄氧并血流过热，动脉自保性收缩而四肢动脉收缩保温，但血流更热和痉挛性心肺肝脏与胃肠动脉收缩缺氧出血死亡的必然发生！

所以所谓肺感染，这其实是肺热或肺冷所致无疑，要说感染最多是肺脏正常菌群的继发感染。所以说，西医学理论与静脉反自然高糖人为输入，就是巨大的错误无疑！就是西药抗菌素有时有效，也是这种有细菌产生的细胞毒素，引发人体细胞自保本能出现而舒张并储能储水，使痉挛性收缩缓解和炎症被吸收。并不是直接杀细菌与病毒所为！这就是所谓的抑菌剂也有效，杀菌剂也部分有效的原因-这其实就是一种清热解毒的中药所能引起的细胞自保本能一样的作用无疑！

大道至简，万病一原。温度控制一切！

这就是最简单的生物物理学或生理学与可能的病理学无疑！

篇7：建筑热环境与人体热舒适

1 建筑遮阳对热舒适性和视觉舒适的影响

1.1 热舒适影响参数和分级

热舒适性体现了人们对周围环境冷热适宜性的主观满意度,是对人们在室内生活、工作的热环境基本要求。影响热舒适的主要因素有室内空气温度、相对湿度、平均辐射温度、空气流速和太阳光直射程度等。

从光学角度分析,遮阳装置对室内热舒适性影响的主要参数有:太阳能总透射比、向室内侧的二次热传递系数和直射-直射太阳光透射比。其中,太阳能总透射比指通过窗户传入室内的太阳辐射与入射太阳辐射比值,玻璃窗和遮阳装置综合的太阳能总透射比用gtot表示;向室内侧的二次热传递系数指通过玻璃窗和遮阳装置综合吸收的太阳辐射通过辐射和对流释放到室内的部分与入射太阳辐射的比值;直射-直射太阳光透射比指通过遮阳装置后,避免室内的人和环境直接遭受太阳辐射,用玻璃窗和遮阳装置综合的直射-直射太阳能透射比表示。

在影响热舒适性的几个主要因素中,空气温度、平均辐射温度和太阳光直射程度等可通过建筑遮阳设施调节控制:空气温度和平均辐射温度均受太阳能总透射比gtot、向室内侧的二次热传递系数和直射-直射太阳光透射比综合影响。影响室内舒适性的太阳光直射程度可由遮阳装置的直射和透射防护性能定量表述,即直射-直射太阳光透射比。

建筑遮阳对室内热舒适的影响程度按由小至大分为1～5级,可分别由太阳能总透射比、向室内侧的二次热传递系数和直射-直射太阳光透射比3个参数的测试确定其对室内影响分级,详见标准《建筑遮阳热舒适、视觉舒适性能与分级》(JG/T 277-2010)。

1.2 视觉舒适性的影响参数和分级

视觉舒适指人对光环境感觉的舒适程度。影响视觉舒适度的因素较多,其主要因素有光效环境照度等(如运动场、会客厅、卧室等),这些因素均可通过建筑遮阳设施控制。

影响室内视觉舒适性因素之一的照度可由遮阳装置的日光利用性能确定;光效环境均受遮阳装置的不透光度、眩光调节、夜间私密性、透视外界的能力和日光利用的5个性能综合影响。其中,不透光度指遮阳装置不透光性能即遮光能力的体现;眩光调节指通过调节遮阳装置,使视野中的亮度分布、范围或对比有所调整,以降低亮度极端对比产生的视觉不舒适感,提高观察细部和目标的能力;夜间私密性指室内正常照明状态下,遮阳装置完全关闭后,阻隔外部观察避免被外界透视的能力;透视外界的能力指在遮阳装置完全关闭后,人站在室内对外界识别看清目标的能力;日光利用指在室内需要照明时,通过调节遮阳装置利用太阳光采光减少照明用电,提高日光利用率的能力。

从光学角度分析,不透光度由对应等级照度照射是否有无光感即透光等级确定,眩光调节、夜间私密性和透视外界的能力由遮阳装置的直射—直射可见光透射比和直射-散射可见光透射比的综合测试确定,日光利用能力可由散射-半球测试确定。

《建筑遮阳热舒适、视觉舒适性能与分级》(JG/T 277-2010)标准将建筑遮阳对室内视觉舒适的影响程度按由小至大分,不透光度分为半暗、全暗2级,眩光调节、夜间私密性、透视外界的能力、日光利用能力分为1～5级。

2 建筑遮阳的类型与节能效果测试分析

建筑遮阳设施因结构不同、安装位置不同,其遮阳效果有较大差别。我国常用的建筑遮阳按其不同的安装位置可分为三种类型:外遮阳、中置遮阳和内遮阳。遮阳设施使进入室内的热辐射量减少,玻璃内表面温度降低,太阳光的炙烤感减弱。遮阳装置按对改善室内热舒适性能的影响由大至小分别为外遮阳、内置遮阳、内遮阳。实测结果表明,窗户若采用外遮阳装置,当外遮阳百叶帘全部关闭时,仅有10%～20%太阳能进入室内;采用中置遮阳装置,当百叶全部关闭时,约有30%～40%太阳能进入室内;采用内遮阳装置,当百叶帘或织物卷帘关闭时,约有60%～70%的太阳能进入室内。可见外遮阳与其他遮阳方式相比进入室内的热辐射量最少,改善室内热舒适性影响和节能效果最佳,当达到室内热舒适性时所消耗的空调能量与其他遮阳方式相比最少。从空调耗电角度比较,采用内遮阳设施,仅能减少建筑空调能耗8%～10%;采用中置遮阳设施,室内温度可降低2～3℃(图1),可减少空调能耗20%左右;采用外遮阳设施,室内温度可降低5～7℃(图2)[1],可减少空调能耗约30%。

3 建筑遮阳产品的选择与应用

由于建筑遮阳对室内视觉舒适的影响程度由不透光度、眩光调节、夜间私密性、透视外界的能力、日光利用的5个性能参数进行综合评价,所以选择遮阳产品应注意以下要求。

3.1 不透光度

不透光度主要影响室内光效环境,如卧室、艺术品陈列室等对室内光效环境的要求均有不同。该性能体现遮阳产品不透光性和织物类的密实性(空洞率小),如光学测试实验室所需遮阳材料应为全暗3级产品,而有孔洞类百叶帘则达不到半暗1级,不适合使用在要求无光照的环境中。

3.2 眩光调节

在人的视野中,当环境中转化亮度相差较大时就会感到不舒服。在生活、学习和工作中,可通过遮阳装置调节室内环境的视野中各种光线,减少眩光对视觉舒适性的影响。特别是对细部工作点要求较高的室内场所,如牙医诊所、教室等,选择遮阳产品时应将眩光调节性能作为主要考虑因素,以保证所需的视觉环境。

3.3 夜间私密性和透视外界的能力

夜间私密性和透视外界的能力两项参数是遮阳装置本身一对相互矛盾的性能参数,当夜间私密性的性能较高时,透视外界能力的性能较低,相反当夜间私密性的性能较低时,透视外界能力的性能将较高。卫生间、更衣室或私人会所等场所应选择夜间私密性性能较高的遮阳产品,而办公室、教室等应选择透视外界能力较高的遮阳产品,可缓解工作疲劳,有益于室内人员身体和身心健康,提高工作效率。可见遮阳装置夜间私密性和透视外界的能力高低选择和室内场所功能性密切相关。

3.4 日光利用性能

日光利用性能主要指利用太阳光采光的能力,遮阳产品不但要阻挡太阳辐射,改善室内热环境需求,还要具有一定的采光能力,不影响室内最低光照度要求。例如照明用电较高的商场、学校、办公写字楼等应考虑遮阳产品的日光利用性能。所以在选择遮阳产品时,应权衡各性能,选择性能适宜的产品,通过不同时间遮阳装置的调节改善其太阳光在照明上的利用。

综上所述,视觉舒适性各参数性能分级的高低并非衡量遮阳装置或产品优劣的标准,而是根据室内场所视觉实际所需光效环境等要求,选择适宜的遮阳装置或产品。

4 结束语

建筑遮阳设施是实现建筑节能的最有效方法之一,根据建筑物的实际情况,通过选择合理的遮阳装置,遮挡太阳光线进入室内,在提高建筑物的热舒适性和视觉舒适性同时还可减少建筑空调能耗和人工照明用电,改善室内光环境,防止眩光,减少紫外线射入,降低外窗太阳辐射形成的建筑空调负荷。如果到2020年我国能发展到1/2左右建筑物采用遮阳,每年可减少采暖与空调能耗超过1亿t标准煤,减少排放CO2超过3亿t,还可相对应减少发电、采暖用燃煤产生的SO2、粉尘、固体废物等污染物排放,为政府治理大气污染、减少雾霾天气,保护人们的身心健康,改善生活质量,提高工作效率,做出重大贡献。因此,推广应用建筑遮阳技术,为实现建筑节能和降低大气污染将起到重要的作用。

参考文献

[1]张新生,许锦峰.铝合金百叶外遮阳在建筑中应用推广研究[J].建设科技,2012,15.

[2]JG/T 277-2010,建筑遮阳热舒适、视觉舒适性能与分级[S].

篇8：建筑热环境与人体热舒适

【关键词】中庭建筑;热环境;改善措施;节能

中图分类号:G267 文献标识码:A 文章编号:1009-8283(2009)05-0269-01

中庭通常具有不同于一般建筑形式的特点,大体量、高容积以及大面积的玻璃屋顶或者玻璃外墙,如何维持中庭良好的热环境并提高节能效果,成为了建筑师和工程技术人员需要用心思考的问题。

1 中庭建筑的热环境特点

中庭建筑有两种明显的效应现象:烟囱效应和温室效应。

1.1 烟囱效应

烟囱效应是由于室内外温差造成热压力差,从而形成中庭内气流的流动。中庭往往高度较高,由于空气浮力的作用,底部热空气上升,聚集在中庭顶部,而在中庭底部的活动区域,温度会相对较低,在整个中庭空间形成明显的垂直温度分层。在高层建筑中,烟囱效应的作用是比较明显的。烟囱效应作用下的建筑室内的通风换气构成高层建筑的热负荷和冷负荷的一个主要部分。对于低层建筑和多层建筑,一般而言,外围护结构的气密性较差,烟囱效应的作用也不能忽视。

1.2 温室效应

温室效应是由于太阳的短波辐射通过玻璃温暖室内建筑表面,而室内建筑表面的波长较长的二次辐射则不能穿过玻璃反射出去,因此中庭获得和积蓄了太阳能,使得室内温度升高。烟囱效应是由于中庭较大的得热量而导致中庭和室外温度不同而形成中庭内气流向上运动。

2 中庭建筑热环境的影响因素

中庭建筑热环境的影响因素诸多,下面主要就烟囱效应、气流组织方式、建筑密封性、室内负荷变化等影响因素作一阐释。

2.1 烟囱效应

中庭建筑的结构特点决定了,由热压引起的烟囱效应是影响中庭建筑热环境变化的一个主要原因。中庭的建筑布局结构、高度、大小以及开口位置等都会不同程度的影响烟囱效应的强度。

当室内温度高于室外温度,由于中庭建筑烟囱效应的存在,冷空气从建筑物低层部分的门窗及其他缝隙中涌入,而室内被加热的空气则从高层部分的缝隙渗出,将室内的热量带出室外,进而导致了室内热负荷的增加。

2.2 气流组织方式

中庭建筑热环境的另外一个主要的影响因素是气流组织方式。一般的中庭建筑都是开放型的,中庭与其周围各层区域相互连通,在连通区间内有气流的交换,造成中庭与功能区的热环境相互影响。但是如果室内的气流组织方式不合理,因中庭的烟囱效应所形成的垂直温度梯度常常会使热量滞留在中庭顶部,使顶层的温度高于设计值较多,底部活动区域温度低于设计值较大,出现上热下冷的现象。

2.3 密封性

中庭建筑在使用过程中,如果门窗长期开放和关闭不严,通风孔及其他附属建筑密封性不好,致使中庭内外气流的交换流量过多或交换加速,中庭内部的温度变化将会受室外气温的决定性影响。

2.4 负荷变化

对于一个完整意义上的中庭建筑物来说,它的热(冷)负荷值是基本不变的,即使变化,也是在一定限度内的。中庭结构中门窗布局和大小设计,采暖制冷设备的合理布设,建筑本身的热力学规划等等都会或多或少影响中庭建筑的热环境。

3 中庭热环境的改善措施

引起中庭热环境变化的主要因素,上节做了简单概述。如果能够合理设置机械供热、降温和通风等手段并充分利用烟囱效应和温室效应这两种效应现象,就能在一定程度上降低建筑能耗,提高中庭建筑热环境舒适度。改善中庭热环境的措施,主要有以下幾种:

3.1 炎热季节的改善措施

中庭是有大面积玻璃围护的空间,在温室效应作用下,如果不采取必要的防热措施,炎热季节将会导致中庭内的气温过高。具体防热措施如下:

(1) 隔热

目前,中庭建筑的玻璃幕墙使用最多的还是普通透明玻璃,这种玻璃的导热系数大,可达到5.99～6.84W/m•K, 透射率在90%以上,难以达到隔热的作用,从中庭现场测量的结果来看,室内的气温跟室外接近,甚至会出现高于室外气温的现象。运用新型的吸热玻璃、低辐射玻璃,都能较好地达到隔热目的。对于中庭幕墙还可采用双层皮系统、中空玻璃以提高隔热性能。

(2) 遮阳

中庭的遮阳包括顶棚遮阳和玻璃幕墙遮阳。对于夏热冬暖地区,因为不考虑冬季利用太阳能采暖,所以可采用固定式遮阳,热反射玻璃;对于夏热冬冷地区和西北干热地区,由于还需兼顾冬季利用太阳能取暖,所以应采用活动式遮阳。中庭顶棚在满足采光要求的前提下,可适当减少玻璃的面积,增加屋面的面积,以降低辐射得热和传递得热。

(3) 自然通风

风压通风就是利用建筑迎风面和背风面的压力差,有效的利用风压,在平面设计上,中庭建筑的开口应朝向夏季的主导风向,进口的面积大于出口面积,并且应有较便捷的通道把风引导到中庭内部,从而形成较好的自然通风。

3.2 寒冷季节的改善措施

严寒地区和夏热冬冷地区的冬季,室外气温低,需防止室内热量的散失,中庭的保温就显得尤为重要。寒冷季节中庭建筑的主要保温措施如下:

(1) 围护结构的保温

中庭的玻璃幕墙和玻璃采光顶是建筑围护结构中是热交换最活跃、最敏感的部位。低辐射玻璃、多层玻璃的热阻较大,适用于寒冷地区,而阳光透射系数小的热反射玻璃和传热系数大的吸热玻璃则不适用于寒冷地区。

(2) 安装双层挡风帘

在冬季,公共场所中的大门上通常安装挡风帘,挡风帘对大门的冷风入侵有一定的阻挡作用。该建筑安装有塑料单层挡风帘,本文在其外面增加布料材质的棉帘,即安装双层挡风帘。

(3) 利用太阳能

太阳辐射进入中庭内部能有效地提高中庭的气温,同时提高中庭内表面平均辐射温度,改善室内热环境。通过合理设置及采用积极的措施,把冬季的阳光导入中庭内部,是改善中庭热环境非常有效的方法。

(4) 安装空气幕

空气幕是安装在建筑物的大门上方,自上而下形成风帘,防止室外空气从大门进入室内的采暖通风设备。冬季,由于热空气上浮,空气幕吹出的热风风速自上而下逐渐减弱,距地面较近的热风被室外冷空气推进室内,形成暖流而被利用,既不损耗能源,又补充了部分新风。

(5) 防止冷风影响

为了防止冷风渗透,应保证中庭的玻璃幕墙和玻璃顶棚的接缝处的气密性要好,中庭直接对外的门或其他与中庭相通的门,在门口处应设置门斗。

4 结语

本文对中庭建筑热环境影响因素进行了分析,对改善不同季节中庭建筑热环境给予了一定的理论探讨。需要指出的是,现代中庭建筑热环境的分析已经迈入了计算机电子模拟阶段,改善中庭热环境需要综合多种方法,一方面可以营造舒适的热环境,一方面还可以达到节能目的。

参考文献:

[1]彭少华,徐伟来,杨轶.深圳五洲宾馆中庭空调改造.暖通空调,2003(5);

篇9：建筑热环境与人体热舒适

随着科技、经济的日益发展, 人类赖以生存的室内环境已经发生了质的飞跃。由于人的一生中有绝大部分时间是在室内度过的, 室内环境状况对人体的生长发育、健康以及工作效率等有着密切的关系。特别是近年来空调系统的广泛应用使得人们更加依赖于室内环境。所以研究人体热舒适, 创造健康、舒适、安静、清洁的室内环境, 是非常必要的。

1 热舒适影响因素分析

人体热舒适是多个因素相互作用的结果, 而且随着室外气候条件的变化而变化。热舒适一般是指人们对其所处的局部气候产生的不冷不热的主观感觉, 是人们在众多因素作用下的主观反映。美国采暖、制冷和空气调节工程师学会 (ASHRAE) 在55-56标准中, 给出了热舒适环境的定义为:人在心理状态上感到满意的热环境。国内外的广泛研究表明, 影响人体热舒适的主要因素可以归结为六个, 与环境有关的四个因素:平均辐射温度、空气温度、空气速度及相对湿度;与人有关的两个因素:人体代谢率和服装热阻。除此之外, 还有其它能引起人体局部不舒适的环境参数, 如吹风, 垂直方向较大的温度梯度以及辐射温度的不对称等。而人体的心理因素、性别差异、地区、以及种族差异等也使得不同人体对热感觉的评价有一定的差异[1]。

很多相关研究[2]都给出空气温度、相对湿度、空气流速等参数对人体热舒适及能耗的影响, 例如室内空气温度对人体热舒适影响很大;在一定温度范围内可以通过增加室内风速来实现更佳的室内舒适性;室内相对湿度对人体舒适性不是很明显, 但是对空调系统能耗的影响很大。因此, 在温湿度允许范围内我们可以适当降低温度, 增大湿度, 并且可以在室内温度偏高时, 通过增加风速来补偿室内舒适性。据美国国家标准局统计资料表明, 如果在夏季将设定温度值下调1℃, 将增加9%的能耗, 如果在冬季将设定温度值上调1℃, 将增加12%的能耗[3]。

2 热舒适评价方法

“热舒适”是指人体对热环境的主观热反应。Bedford在1936年提出热舒适的7级评价指标, 美国供暖、制冷与空调工程师协会 (ASHRAE Standard) 在1996年开始使用7级热感觉指标, 如表1所示[4]:

除常用的PMV指标外, 各国学者针对各自不同的目的提出了许多用于评价人体热感觉与热舒适的指标, 其中比较有代表性的指标有:有效温度和标准有效温度 (美国) ;卡他冷却能力、当量温度和主观温度 (英国) ;预测平均投票数和预测不满意百分数 (丹麦) ;热应力指标;湿球黑球温度计指数[5]。对室内热舒适性的评价指标规定, 我国可依照的相关标准包括《中等热环境PMV和PPD指数的测定及热舒适条件的规定》 (GB/T18049-2000) 、采暖通风与空气调节设计规范 (2001年版) 等。

人体热舒适是人们对周围热环境感到满意的一种主观感觉, 它是多种因素综合作用的结果, 是一个精神的、主观的心理反应。最初人们对空调热环境进行评价时, 是用传统数学方法, 对热感觉各个级别间原本很模糊的边界给于精确的界定。这样就会出现用精确数学处理热舒适反而不精确的现象。引入模糊数学方法建立模糊综合评判模型, 这是一种比以前更加科学的热舒适评判体系, 但由于每个人生理上的差异及主观感觉的多样性, 使得每个个体的舒适区都不尽相同, 而模糊评判模型是根据群体的热感觉建立的, 不能完全适用于每一个个体[6]。因此, 对室内热舒适性进行评价时, 发展了多种评价方法。

陶爱荣等[7]提出了模糊评判的方法, 即针对传统室内环境舒适性评价方法的局限性, 提出了广义舒适感的概念, 利用模糊数学方法建立多级FCE指标, 并用实验的方法对该指标的精度和可靠性作了检验。胡平放等[8]采用了主观评价的方法, 即选择典型大型商场, 采用问卷调查的方式, 了解不同商场、不同人员对室内环境满意程度、可接受性和引发的症状水平, 进而对室内环境舒适性进行主观评价。数值预测方法[9]是将计算传热学和计算流体力学综合应用于室内气候组织的数值计算, 将计算范围扩至建筑围护结构外表面, 根据Patankar提出的对r求调和平均的措施, 建立共轭传热室内环境的一种数值预测模型方法。目前还有很多基于神经网络理论进行评判的热舒适评价方法。赵博等[10]以Matlab 6.0为开发工具, 建立了BP神经网络评判模型, 选取不同个体对17种不同环境做出热舒适判断作为学习的教师, 然后再对4种不同的环境进行了验证。该方法能够解决个体热舒适差异的问题。

魏东等[11]在分析影响人体热舒适的六个主要室内热环境因素的基础上, 讨论了PMV指标的作用和运算方法。利用人工神经网络建立了PMV指标的预测模型, 并将PMV指标用作空调系统的优化性能指标, 研究了空调系统优化控制方案。控制方法采用预测控制滚动优化的思想, 优化指标取舒适性指标和耗能量之和。在仿真过程中, 对空调区域冷湿负荷进行预测, 并用Matlab软件进行数据拟和。在模型不确定和环境、负荷参数不断变化的情况下, 仿真结果表明, 房间的温度基本维持在24~27℃之间, 相对湿度也保持在45%~60%之间, 可以做到随外部环境参数的变化进行实时调控。既实现了建筑节能的要求, 又可以使空调区域内的温湿度保持在舒适范围内。

3 结论

篇10：人体热舒传感器测试系统设计

摘 要：基于人体热舒性的研究，本文提出了一种热舒适性传感器设计方案。系统以单片机为核心，通过测量环境温度、空气湿度、风速三个变量，通过单片机数据处理与计算，得出人体热舒适性指标。系统简单可靠，为人体热舒适性研究的实验实践打下了一定的基础。

关键词：外界环境温度；湿度；风速；单片机处理系统；传感器

中图分类号： TS94 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）13-128-2

0 引言

从理论上讲，当气温高于32℃时，人体就会出现炎热的感觉，但是实际情况不是这样的。例如，在气温 35℃的环境中，如果空气的相对湿度在4 0%～ 5 5%，平均风速在3m/s以上的这种环境下，虽说温度很高，但是人体就不会感觉到很炎热。如果人是处在同样的温度环境下，把湿度逐渐增大到70以上，此时的风速在很小时，人体就会产生闷热难熬的感觉，甚至极大可能出现中暑现象。这说明舒适度不仅仅与温度有关，还与相对湿度，环境风速等因素有直接关系。就目前市场而言，能够很好的测出人体的热舒性的仪器都是很不准确和科学的，现如今的单片机的应用已经涉及到各个领域中了，通过微机的计算可以正确的得出科学的数据供我们人类使用。本文基于以上的思路，以AT89C51为核心，设计能够计算出人体舒适指数一套系统。

1 硬件系统设计

本文人体热舒性参数测试系统由温度、湿度、风速传感器完成对参数的采集，这里我们采用的是GFW15风速传感器，HIH3610湿度传感器，DS18B20温度传感器。通过传感器采集的信号经过AD7705转换器转换，测量电路对传感器所探测到的电流信号进行放大并且转变成数字信号后，再传送给C51单片机，再由C51单片机进行特定的分析和处理，参数值通过lcd显示出值。整个系统包含测量电路，微控制电路，显示电路。其中测量电路主要是包括为两个方面，第一方面是热敏电阻信号的处理机制；而第二方面是热电堆信号的处理机制。因为热电堆输出的信号主要是电压信号，所以我们不必要进行其它方面的处理，其实我们直接将其信号放大处理得到以后，只要能够让A/D转换器检测分辨的电压信号就可以了。正温度系数的热敏电阻的信号是随着电阻值的变化将电阻值的变化转换为相对应的电信号。微控制电路主要是对传来的数字信号进行整合并且分析得出具体的采样值，采样得到的信号一般是在-5V～+5V之间。显示电路主要是对计算出的人体热数指数进行显示，能够很清楚的得到此时的环境下人体的热舒性指数。

通过以上电路硬件的链接可以很好的完成电路端的设计，上电以后可以很好地对外界的环境温度，湿度和风速进行分别的采集，然后通过人体舒适性指数的指标来进行判断人的舒适等级。

2 软件设计

本次人体热舒性指数测试系统中，软件大体的设计是包括单片机的通信设计电路的编程和传感器对数据的采集处理。软件编程的设计我们在KEil软件里编写，将KEIL中的C程序经过烧录插件写入单片机内部并且链接连接电路。首先我们要对三个传感器与LCD液晶显示屏进行各自的初始化设置，本次设计编程采用C语言在keil环境中进行，通过使用串口通讯线将串口连接起来，第一步是调试下位机的串口通信，在这过程中我们采用串口调试助手，在keil软件环境中编程，要传送的信号通过上位机和通讯串口发送到下位机，下位机一接收到上位机发送的字节信号后就再传送给上位机。第一步我们设定的是把三种传感器和液晶显示屏进行初始化，经过A/D转换把电压信号传送给我们的单片机进行分析，分析采样的次数计算出采样的一个平均值，分别得出我们的三个参数值，各部分调试完成后对整个系统进行调试，硬件软件都准备好之后，启动系统，进行试验，软件流程图如图2所示：

3 实验结果及总结

通过测出的温度，湿度和风速三个条件就可以通过以上的公式即可算出人体的舒适度。实验表明，该人体热舒传感测试系统准确可靠并且实用简便，实验的结果基本上达到我们的预期目标。

参 考 文 献

[1] 戴胜华，蒋大明.单片机原理与应用[M].北京：清华大学出版社，2005.

[2] 张洪润，易涛.单片机应用技术教程[M].北京：清华大学出版社，2003.

[3] 樊昌信，通信原理[M].北京，国防工业出版社，2007.

[4] 陈艾.敏感材料与传感器[M].北京：高等教育出版社，2004.

[5] 高晓蓉.传感器技术[M].成都：西安交通大学出版社，2001.

[6] 彭军.传感器与检测技术[M].北京：高等教育出版社， 2005.