人體對熱濕環(huán)境的反應課件

人體對熱濕環(huán)境的反應

§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

§3人體對動態(tài)熱環(huán)境的反應

§4其他熱濕環(huán)境的物理度量

§5熱環(huán)境與勞動效率§6

人體熱調(diào)節(jié)的數(shù)學模型

1）維持體溫相對穩(wěn)定人體攝取食物以維持生命食物通過人體新陳代謝被分解，大部分化學能變成熱量人體不斷釋放熱量，也從環(huán)境中通過對流、輻射和汗液蒸發(fā)獲得或失掉熱量人體的生理機能決定了必須維持體溫相對穩(wěn)定以保證人體各項功能正常。代謝率（MetabolicRate）：人體在化學反應中釋放能量的速率?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

一、人體的熱平衡1.人體的基本生理要求

人體各部分的溫度不同身體表面溫度比深部組織低，易隨著環(huán)境溫度變化；代謝率高的器官溫度較高?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

感謝血液循環(huán)，幫助我們將熱量從高溫處帶到低溫處2）體溫從中你發(fā)現(xiàn)了什么？體溫核心溫度人體平均皮膚溫度量測體內(nèi)溫度的有利位置直腸鼓膜食道用以估算腦血流溫度的最靠近和最容易利用的位置。其溫度是最中心的溫度，用來量測動脈血液溫度。最常用的測試位置。a）核心溫度§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

請設計一個實驗：讓核心溫度和皮膚溫度朝著相反方向變化。b）人體平均皮膚溫度1938年哈蒂和樸波依斯提出用皮膚溫度傳感器（熱敏電阻或熱電偶）固定在皮膚的標準位置上（八點位置），加權平均求得平均皮膚溫度。至今仍被普遍采用。部位哈蒂和樸波依斯加權拉曼納坦加權頭0.07胸0.1750.3背0.175上臂0.070.3下臂0.07手0.05大腿0.190.2腿0.20.2§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

1964年Ramanathan提出四點模型法確定人的平均皮膚溫度，簡單，對多數(shù)用途相當合適。3）人體熱平衡§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

Think，在相同的室內(nèi)空氣溫度下，夏季與冬季人體的熱感覺是否相同？Why？式中M—人體能量代謝率,決定于人體活動量大小，W/㎡W—人體所做的機械功，W/㎡；C—人體外表面向周圍環(huán)境散發(fā)的對流熱量,W/㎡；R—人體外表面向周圍環(huán)境散發(fā)的輻射熱量,W/㎡；E—汗液蒸發(fā)和呼出的水蒸氣所帶走的熱量,W/㎡；S—人體蓄熱率，W/㎡。真的嗎？§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

人體熱平衡方程式：M－W－C－R－E—S=0指機體的產(chǎn)熱和散熱速率處于平衡狀態(tài)§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

式中—人體皮膚表面積，m2；H—身高，m；—體重，kg?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

4)裸身人體皮膚表面積的計算看看自己的皮膚有多大吧!再想想這么大的一張皮子是做什么用的呢?皮膚的作用保護身體避免受傷和被病菌感染將身體內(nèi)部與外部環(huán)境隔開阻止水分流失幫助調(diào)節(jié)體溫排除體內(nèi)垃圾收集周圍環(huán)境的信息在陽光照射下產(chǎn)生維生素D§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

體溫＞37.2℃發(fā)燒體溫=38.3℃輕癥中暑體溫=40℃重癥中暑體溫=45℃致死體溫<36℃體溫過低體溫<28℃有生命危險體溫<20℃一般不能復蘇5)人體最大的生理性體溫變動范圍→35～40℃§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

現(xiàn)在來分析一下熱平衡方程吧

S=0：S>0：S<0：Think，S=0就表示人體處于舒適狀態(tài)嗎？內(nèi)穩(wěn)態(tài)（homeostasis）：指身體內(nèi)部能保持一定的動態(tài)平衡，即不管外部環(huán)境如何變化，一個生物體的體內(nèi)環(huán)境總保持穩(wěn)定。身體有多種保持內(nèi)穩(wěn)態(tài)的方法，如當身體缺少食物或水時，大腦會發(fā)出信號使你感到饑餓或口渴，提醒你必須攝入食物或水來維持生命?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

表明人體正常，能量平衡；表明體溫上升，人體不舒適；表明在冷環(huán)境中，人體散熱量增多。注意：S=0并不一定表示人體處于舒適狀態(tài)。因為各種熱量之間可能有許多不同組合都可使S=0，但只有能使人體按正常比例散熱的熱平衡才是舒適的?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

對流換熱約占總散熱量的25～30%；輻射散熱約占45～50%；呼吸和無感覺蒸發(fā)散熱約占25～30%。當勞動強度或室內(nèi)熱環(huán)境要素發(fā)生變化時，人體通過調(diào)節(jié)機能爭取新的熱平衡，這時的熱平衡稱為“負荷熱平衡”，雖然S仍然=0，但人體已不在舒適狀態(tài)（但是可以忍受）。由于人體物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)能力有一定限度，終將出現(xiàn)S≠0。結論：室內(nèi)空氣溫度、濕度、氣流速度、環(huán)境輻射溫度是室內(nèi)熱環(huán)境的四項構成要素，它們與人體產(chǎn)熱量及衣著情況的不同組合，使得室內(nèi)熱環(huán)境大致可分為舒適的、可以忍受的和不能忍受的三種情況?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

熱交換形式2.人體與外界的熱交換蒸發(fā)對流輻射傳遞呼吸和汗液的潛熱§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

影響熱交換的因素:衣服熱阻環(huán)境空氣溫度空氣流速空氣相對濕度周圍物體的表面溫度衣服熱阻：以上幾種形式均受人體的衣著影響，衣服熱阻大則換熱量小;環(huán)境空氣溫度：與人體的溫差大，增加對流散熱量；周圍物體的表面溫度：決定人體輻射散熱強度其溫度高會增加人體熱感；其溫度低會引起過多的輻射熱損失（如坐在冷玻璃窗旁所感到的輻射吹風感）。濕衣服則例外，Why？§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

空氣流速：影響人體與環(huán)境的顯熱和潛熱交換速率，氣流速度大時人體對流散熱量大，提高汗液蒸發(fā)率，從而增加人體冷感；同時還影響人體的皮膚觸覺感受?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

在較涼環(huán)境下，吹風會強化冷感覺，對人體熱平衡有破壞作用，相當一種冷感覺。在較暖環(huán)境下，不破壞人體熱平衡，是一種氣流增大引起皮膚及黏膜蒸發(fā)量增加以及氣流沖力產(chǎn)生的不愉快的感覺，會引起皮膚緊繃、眼睛干澀、被氣流打擾、呼吸受阻甚至頭暈的感覺。吹風感（Draft）：氣流造成的不舒適的感覺?？諝庀鄬穸龋阂欢囟认拢諝庀鄬穸雀邉t人體皮膚表面的蒸發(fā)量少，散熱量?。桓邷丨h(huán)境下相對濕度大增加人體熱感；低溫環(huán)境下相對濕度大會使衣物潮濕，降低衣服熱阻而增加人體冷感?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

3.影響人體與外界顯熱交換的幾個環(huán)境因素§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

平均輻射溫度操作溫度對流換熱系數(shù)對流質(zhì)交換系數(shù)§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

（MeanRadiateTemperature，MRT）（1）平均輻射溫度式中—平均輻射溫度，K；

Fj

—周圍環(huán)境第j個表面的角系數(shù)；

Tj—周圍環(huán)境第j個表面的溫度，K；

—周圍環(huán)境第j個表面的黑度；

—假想圍合面的黑度。我國對不同建筑性質(zhì)的△t（外墻或屋頂內(nèi)表面與室內(nèi)空氣之間的允許溫差）取值規(guī)定是根據(jù)衛(wèi)生和建造成本等因素確定的，一般保證不結露，不形成過分冷輻射。序號建筑物和房間類型外墻平屋頂和坡屋頂頂棚1居住建筑、醫(yī)院、幼兒園等6.04.02辦公樓、學校、門診部等6.04.53公共建筑（除上述者外）7.05.5§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

測得的黑球溫度為Tg，空氣溫度為Ta，則當平均輻射溫度與室溫差別不大時，平均輻射溫度為：§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

平均輻射溫度的測量：黑球溫度計（2）操作溫度to(OperationTemperature)

是為研究熱損失循環(huán)和能量需求而引入的概念，反映了環(huán)境溫度ta和平均輻射溫度的綜合作用，其值取決于對流和輻射效應，表達式為：to=hr+hctahr+hctr

式中hr—輻射換熱系數(shù)，W/(㎡·℃)

hc—對流換熱系數(shù)，W/(㎡·℃)§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

（3）對流換熱系數(shù)hc

在均勻氣流中的均勻受熱的人體有著顯著的不均勻熱損失，直接面向空氣流的人體前緣的對流熱損失最大，側(cè)邊最小。氣流速度或方向的迅速變化會顯著增加熱損失，如機場地勤人員由于在旋轉(zhuǎn)機翼下方的下降氣流中而容易遭受劇烈冷卻?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

自然對流：無風或風速很小的條件下；受迫對流：與風速有關（可通過風洞實驗測定）。（4）對流質(zhì)交換系數(shù)he(即蒸發(fā)換熱系數(shù))對流質(zhì)交換系數(shù)he與對流換熱系數(shù)hc的關系式：LR=he/hc

式中LR——稱為“劉易斯系數(shù)”，℃/kPa。對于典型的室內(nèi)空氣環(huán)境：LR=16.5LR不受人體尺寸和形狀的影響，也不受空氣流速或溫度的影響，它受所包含氣體（指空氣和水蒸氣）中的物理性質(zhì)和大氣壓力的影響。§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

保溫；阻礙濕擴散。4.服裝的作用服裝熱阻服裝透濕性服裝表面積(1)服裝熱阻Icl（顯熱熱阻）a.常用單位：㎡·K/W和clo1clo=0.155㎡·K/W一個靜坐者在21℃空氣溫度空氣流速不超過0.05m/s相對濕度不超過50%的環(huán)境中感到舒適所需要的服裝熱阻，相當于內(nèi)穿長袖襯衣、外穿長褲和普通外衣或西裝時的服裝熱阻。注意：這一熱阻指從皮膚表面到服裝外表面的總熱阻，包括皮膚和服裝之間積存的任何空氣層所起的保溫作用，但不包括服裝外面空氣層的熱阻§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

服裝類型服裝熱阻夏季服裝0.5clo(0.08㎡·K/W)工作服裝0.7clo(0.11㎡·K/W)正常室外穿的冬季服裝1.5～2.0clo北極地區(qū)的服裝4.0clo§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

成套服裝熱阻：服裝總熱阻：服裝面積系數(shù)b.椅子對服裝熱阻的影響

§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

當人坐在椅子上時，椅子本身會給人體增加0.15clo以下的熱阻，其值大小取決于椅子與人體接觸的面積。網(wǎng)狀吊床或沙灘椅與人體接觸面積最小,熱阻增加最小；單人軟體沙發(fā)的接觸面積最大，可增加熱阻0.15clo。其他類型的座椅的熱阻的增值按下式估算：△Icl=0.748Ach－0.1式中Ach—椅子和人體的接觸面積，m2。由于人體與空氣之間存在相對流速，會降低服裝熱阻，降低的熱阻值為：△Icl=0.504Icl+0.00281νwalk－0.24式中νwalk—人的行走步速，步/min?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

c.行走對服裝熱阻的影響§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

增加皮膚蒸發(fā)換熱熱阻的原因服裝對皮膚表面的水蒸氣擴散有一個附加的阻力；服裝吸收部分汗液,只有剩余的汗液蒸發(fā)冷卻皮膚；大多數(shù)服裝借助被稱為燈芯作用的毛細現(xiàn)象而吸收和傳輸汗液，使汗液并不在皮膚表面蒸發(fā)，而是從服裝內(nèi)部或外表面蒸發(fā)，這使排汗效率降低，并需要更大的蒸發(fā)量以便在皮膚表面產(chǎn)生同樣的散熱量。（2）服裝透濕性影響皮膚表面汗液的蒸發(fā)§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

服裝本身的蒸發(fā)換熱熱阻：服裝的總蒸發(fā)換熱熱阻：式中icl—服裝本身的水蒸氣滲透系數(shù)，僅考慮透過服裝的濕傳遞過程；

im—服裝的總水蒸氣滲透系數(shù)，考慮了從皮膚到環(huán)境空氣的濕傳遞過程?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

服裝吸收了汗液后，會使人涼快的原因衣服潮濕導致導熱系數(shù)增加衣服原有熱阻下降，顯熱傳熱基礎上增加了部分潛熱換熱?；顒訌姸确b熱阻活動強度服裝熱阻靜坐0.6站立但偶爾走動0.4坐姿售貨0.4行走3.2km/h0.4站立售貨0.5行走4.8km/h0.35行走6.4km/h0.31clo干燥服裝被汗?jié)駶櫤蟮臒嶙瑁?）服裝的表面積人體著裝后與外界的熱質(zhì)交換面積改變。

服裝面積系數(shù)fcl：人體著裝后的實際表面積Acl和人體裸身表面積AD之比。表達式：fcl=Acl/AD

估算式：fcl=1.0+0.3Icl§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

5.人體的能量代謝人體能量代謝率人體的機械效率人體蒸發(fā)散熱量人體與外界的輻射換熱量不同環(huán)境條件和活動強度下人體散熱和散濕量基礎代謝：人體在基礎狀態(tài)下的能量代謝；基礎代謝率（BMR，BasalMetabolicRate）：單位時間內(nèi)的基礎代謝。是衡量代謝的一個標準；代謝率單位：1met=58.2w/m2，為人靜坐時的代謝率。清晨、清醒、靜臥半小時禁食12小時以上室溫18～25℃精神安寧、平靜（1）人體的能量代謝率§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

影響能量代謝的因素精神活動食物的特殊動力效應肌肉活動環(huán)境溫度性別年齡精神活動：腦的能量來源主要靠糖氧化釋放能量，安靜思考時影響不大，精神緊張時產(chǎn)熱量增多，代謝率增高.食物的特殊動力效應：進食之后的一段時間內(nèi)，機體內(nèi)產(chǎn)生額外熱量的作用,稱為食物的特殊動力效應。其中蛋白質(zhì)最強，脂肪次之，糖類最少；肌肉活動：對能量代謝的影響最為顯著。主要以增加肌肉耗氧量而做功，使能量代謝率升高；§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

影響能量代謝的因素環(huán)境溫度：裸身男子在安靜狀態(tài)下，在22.5～35°C的環(huán)境中最為穩(wěn)定；溫度過低可使肌肉緊張性增強，能量代謝增高；溫度過高可使體內(nèi)物質(zhì)代謝加強，能量代謝增高。性別：女性比男性低6～10%；年齡：少年較高，老年稍低，人體基礎代謝率隨年齡逐漸下降。§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

影響能量代謝的因素臨界溫度：

當環(huán)境溫度降到該點時，某個休息的人的新陳代謝產(chǎn)熱量開始增加，低于該溫度則休息著的人的新陳代謝產(chǎn)熱量會由于顫抖生熱作用或不顫抖生熱作用而提高?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

有此能力的只限于幼兒，你知道為什么嗎？臨界溫度對畜牧業(yè)十分重要：在低于動物的臨界溫度下飼養(yǎng)動物的做法在經(jīng)濟上不可取。提高環(huán)境溫度在蒸發(fā)的溫度調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)，引起代謝率的提高是很小的（環(huán)境溫度從29℃升高到38℃，代謝率的增加約為12%）§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

提高環(huán)境溫度對代謝率的影響會怎樣？Why？臨界溫度大約是25℃北極狐貍的臨界溫度為-20℃（2）人體的機械效率體溫的提高會增加有關的化學反應的速度（溫度每增加1K，反應速率要增加約13%），同時由于肌肉的硬度減小及血液的粘度降低，會加快活動速率。這就是運動員在比賽前要熱身的原因呦！要知道比賽前通過熱身將肌肉溫度提高到39℃會使成績改善約5%呀?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

在空調(diào)負荷計算時，人體的機械效率常看作0，原因是：大部分的辦公室勞動和室外輕勞動的機械效率近似0人體代謝率估算本身有誤差對空調(diào)系統(tǒng)設計偏于安全考慮?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

（3）人體蒸發(fā)散熱量人體的皮膚蒸發(fā)散熱量Esk人體的呼吸散熱散濕量§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

Psk=0.254tsk－3.335此式反映了完全被汗液潤濕的人體潛熱散熱量式中Emax—皮膚表面的最大潛熱換熱量，W/m2；he—服裝表面的對流質(zhì)交換系數(shù)，W/m2·kPa；

Ie，cl—服裝的潛熱換熱熱阻，m2·K/W；Pa、Psk—環(huán)境空氣、皮膚表面的水蒸氣分壓力，kPa。因為汗液是在服裝表面蒸發(fā)的呀！人體皮膚實際蒸發(fā)散熱量：式中Ersw—汗液蒸發(fā)散熱量，w/m2；

Edif—皮膚濕擴散散熱量；

—皮膚濕潤度?？捎脤嶒灹繙y出來§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

皮膚實際蒸發(fā)量與在同一環(huán)境中皮膚完全濕潤而可能產(chǎn)生的最大蒸發(fā)散熱量之比，相當于濕皮膚表面積所占人體皮膚表面積的比例：反映了汗液能夠蒸發(fā)的難易程度，極好地客觀反映不舒適程度，如環(huán)境濕度增加，皮膚濕潤度也將提高。當環(huán)境濕度增加，皮膚未排汗時：Edif=0.06Emax

當環(huán)境濕度增加，正常排汗時：

Edif=0.06（Emax－Ersw）不能直接量測啊！§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

當人體處于不冷不熱狀態(tài)、接近熱舒適條件下：人體平均皮膚溫度tsk=35.7－0.0275(M－W)汗液蒸發(fā)散熱量Ersw=0.42(M－W－58.2)ω=M－W－58.246he[5.733－0.007(M－W)－Pa]＋0.06熱舒適條件下的皮膚濕潤度計算式：2）人體的呼吸散熱散濕量顯熱散熱量：Cres=0.0014M(34-ta)W/㎡潛熱散熱量：Eres=0.0173M(5.867－Pa)W/㎡不易被覺察到的潛熱散熱的形式：水分通過皮膚的擴散情緒出汗呼吸散熱直接以小便、唾液、眼淚之類的液體形式排出的水分并不出現(xiàn)在熱平衡方程中，其散失不具有冷卻效應?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

雖然人體的呼吸道起著熱交換器的作用，但還有熱損失（4）人體與外界的輻射換熱量周圍物體向人體輻射稱為正輻射，即人體得到熱量人體向周圍物體輻射稱為負輻射，即人體失去熱量人對正輻射較敏感(夏季)，對負輻射較遲鈍，這就是嚴寒時人容易因負輻射不知不覺地失熱而受冷的原因。§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

式中ε—人體表面的發(fā)射率，對灰體其值等于吸收率；

—斯蒂芬·玻爾茲蔓常數(shù)，5.67×10－8W/㎡·K4；

feff—人體姿態(tài)影響有效表面積的修正系數(shù)；

Tcl—人體表面的溫度，K；—環(huán)境的平均輻射溫度，K。（5）不同環(huán)境條件和活動強度下人體的散熱和散濕量活動強度一定時，人體發(fā)熱量在一定溫度范圍內(nèi)可近似看作是常數(shù)；隨環(huán)境空氣溫度的不同，人體向環(huán)境散熱量中顯熱和潛熱的比例隨環(huán)境空氣溫度變化：環(huán)境空氣溫度越高，人體的顯熱散熱量越少，潛熱散熱量越多；環(huán)境空氣溫度達到或超過人體體溫時，人體向外界的散熱形式全部變成蒸發(fā)潛熱散熱?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

二、人體的溫度感受系統(tǒng)溫度感受器冷感受器熱感受器兩種溫度感受器的區(qū)別：對動態(tài)刺激的反應特性不同熱感受器：只對熱刺激產(chǎn)生沖動,冷刺激下被抑制;冷感受器：只對冷刺激產(chǎn)生沖動,熱刺激下被抑制。位置不同冷感受器：皮膚表面下0.15～0.17mm的生發(fā)層中;熱感受器：位于皮膚表面下約0.3～0.6mm處。數(shù)量不同：冷點數(shù)目多于熱點?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

Think，人體對哪種感覺的反應更敏感呢？用顯微鏡是無法辨識感受器的，冷熱感受器在皮膚中的距離是根據(jù)實驗推斷出的結論。

人體皮膚中存在溫度感受器；人體體內(nèi)某些粘膜和腹腔內(nèi)臟等處存在溫度感受器；人體的脊髓、延髓、腦干網(wǎng)狀結構中存在中樞性溫度敏感神經(jīng)元?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

三、人體的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)恒溫動物包括人，與非生物體相比,有完善的體溫調(diào)節(jié)機制，在外界環(huán)境溫度改變時，通過調(diào)節(jié)產(chǎn)熱過程和散熱過程，維持體溫相對穩(wěn)定。人體的溫度和散熱量不完全由環(huán)境因素決定，人體的體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)在一定環(huán)境參數(shù)范圍內(nèi)具有主動調(diào)節(jié)這些參數(shù)的能力，其主要功能是將人體的核心溫度維持在一個適合生存的較窄的范圍內(nèi)。體溫調(diào)節(jié)主要依靠神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)完成，激素可控制某些體溫調(diào)節(jié)過程?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

對體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)最重要的輸入量核心溫度平均皮膚溫度§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

前部后部促進散熱促進產(chǎn)熱，御寒調(diào)節(jié)體溫的中樞：下丘腦在維持內(nèi)穩(wěn)態(tài)方面起著重要作用呦！表層體溫：人體的外周組織即表層，包括皮膚、皮下組織和肌肉等的溫度；深部溫度（coretemperature）：機體深部（心、肺、腦和腹腔內(nèi)臟等處）的溫度。人體體溫的調(diào)節(jié)方法調(diào)節(jié)皮膚表層的血流量調(diào)節(jié)排汗量提高產(chǎn)熱量§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

分別相當于核心溫度和平均皮膚溫度表層體溫：不穩(wěn)定氣溫達32℃以上時，皮膚各部位溫差將變?。辉诤洵h(huán)境中，隨著氣溫下降，手、足的皮膚溫度降低最顯著，但頭部皮膚溫度變動相對較小。深部溫度：比表層溫度高，且較穩(wěn)定，各部位之間的差異也較小§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

深部溫度和表層溫度的分布隨不同環(huán)境發(fā)生相對改變：寒冷環(huán)境中，深部溫度分布區(qū)域較縮小，主要集中在頭部與胸腹內(nèi)臟，且表層與深部間存在明顯的溫度梯度.炎熱環(huán)境中，深部溫度可擴展到四肢。體溫調(diào)節(jié)是在下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞控制下，隨機體內(nèi)外環(huán)境刺激信息的變動，通過增減皮膚血流量、發(fā)汗、寒戰(zhàn)等生理反應，調(diào)節(jié)體熱的放散和產(chǎn)生，使體溫保持相對恒定的體溫調(diào)節(jié)方式。人體皮膚表層的血流量的變動范圍：從幾乎為零～得到心臟輸出量的12%排汗：靠小汗腺，汗液中水分99%以上，固體成分＜1%，且多為NaCl§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

在很大的外界溫度范圍內(nèi)，人體能有效地維持恒定的體內(nèi)溫度，但當環(huán)境溫度高到甚至連完全濕潤的身體也不能充分散熱以保持熱平衡時，溫度調(diào)節(jié)就不起作用了運動對溫度調(diào)節(jié)有影響，人的恒溫設定點不是恒定的，而要取決于工作速率，在較高的代謝率下，恒溫設定點升高，直腸溫度便被控制在一個較高的水平上，當劇烈運動時可能高達39.5℃；曲線的水平部分表明盡管環(huán)境溫度有很大的變化而直腸溫度卻是恒定的，這意味著排汗量的相應變化；溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常工作時，提高環(huán)境溫度不會改變?nèi)梭w的核心溫度或直腸溫度，只能增加排汗速率。§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

該圖表示：在兩種不同的空氣溫度下工作時，排汗量是如何隨著直腸溫度而變化的。工作速率決定直腸溫度；直腸溫度和皮膚溫度共同決定著排汗量。這意味著來自皮膚的熱感覺信號是會改變出汗反應的?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

當人體處于冷環(huán)境下，體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)先是收縮皮下血管以減少身體表層的血流量，降低皮膚溫度，；繼而采用打冷顫、運動等方式增加代謝率，如人體產(chǎn)熱量不能抵償熱損失，即代謝率的增加不足以維持體溫，則體溫下降，人體被慢慢冷卻。在寒冷環(huán)境中最有效的機能是行為方面的，對寒冷的不舒適感強有力地促使人們?nèi)プ瞿承┦虑橐允怪玫礁纳?，使人能在這種氣候下生活。

§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

結論：人體的御寒能力很弱，不如防止過熱能力，因此人體對冷刺激的反應要比對熱刺激的反應敏感?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

四、熱感覺人體對溫度是敏感的，但這對于溫度測量來說是不可靠的。大腦常依靠熱量傳入傳出體內(nèi)的速度來判斷溫度§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

不能用任何直接方法測量感覺影響熱感覺的因素冷熱刺激的存在刺激的延續(xù)時間人體原有的熱狀態(tài)受刺激的面積受冷熱刺激的面積越大，則受刺激的感受器就越多，感覺也就越強烈；不同的人具有不同的溫度適應范圍，人體不同的部位有不同的溫度適應范圍。請設計一個實驗以說明人體熱感覺對環(huán)境的適應性§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

熱感覺：人對周圍環(huán)境是“冷”還是“熱”的主觀描述。“中性”狀態(tài)：即人感到不冷不熱的狀態(tài)。適應中性區(qū)：當皮膚的局部面積已適應某一溫度，就有一個以這一溫度為中心往兩邊延伸的溫度范圍，通過這一延伸，皮膚溫度的變化就可不引起任何溫度感覺，則這一溫度范圍稱為～。中性區(qū)的范圍：0.01K～8K，系取決于受刺激的皮膚面積、它在身體上的位置及刺激溫度的變化率。§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

從高到低的順序依次為：臉部、胸部、軀干、背部、臂部和腿部熱刺激不論作用在人體上何處都會增加大腿上的出汗量，而冷刺激則會減少其出汗量當皮膚局部已經(jīng)適應某一溫度后，改變皮膚溫度，如果溫度的變化率和變化量在一定范圍內(nèi)是不會引起皮膚有任何熱感覺的變化的。皮膚對溫度的快速變化更為敏感，當溫度變化率低，或皮膚溫度在中性區(qū)以內(nèi)，適應過程會跟上溫度的變化，從而完全感覺不到這種變化?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

皮膚的局部靈敏度該圖表明溫度變化率對暖閾和冷閾的作用。當變化率在0.1℃/s以上時，皮膚溫度只要升高0.5℃就會感到溫暖，而在0.01℃/s的較小變化率下，在皮膚溫度升高3℃以前卻沒有任何感覺?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

圖中實線表示暖閾和冷閾，虛線為感覺變化閾。就此受試者而言，中性區(qū)為31～37℃，在31℃以下，即使經(jīng)過40min的充分適應期之后，也可感覺到有一股持續(xù)的冷意。§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

當?shù)陀谥行詶l件時，皮膚溫度系隨著環(huán)境溫度的降低而穩(wěn)定地下降，這時平均皮膚溫度是感覺和不舒適的良好預測器。如延長在寒冷中逗留的時間，則深部溫度將下降；在高于熱中性的條件下系受到出汗反應的影響。當環(huán)境溫度上升到高于中性條件時，皮膚溫度也升至中性點以上，溫度感覺也因此而增長。一旦開始有出汗反應，皮膚溫度就近似保持穩(wěn)定，而溫度感覺只是緩慢上升，不舒適感并不隨著溫度感覺而來，這時皮膚濕潤度是熱不舒適感的良好預測器；在熱環(huán)境中，深部溫度對不舒適感具有明顯影響（如人在恒溫浴盆中）?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

人體核心溫度對熱感覺的影響§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

熱感覺最初取決于皮膚溫度，而后取決于核心溫度；熱不舒適感則視皮膚濕潤度而定§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

當人置于突然變化的溫度環(huán)境之中，熱感覺隨空氣溫度的變化而立即發(fā)生變化，盡管皮膚溫度和深部體溫的變化需要好幾分鐘.在空氣溫度中感覺搶先發(fā)生變化，使受試者會感到象在穩(wěn)態(tài)的空氣溫度下一樣地暖和，盡管他的生理溫度遠遠偏離穩(wěn)態(tài)值。因此，在瞬變狀況下，常用空氣溫度預測熱感覺，比根據(jù)皮膚溫度和核心溫度確定可能更準確?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

瞬變狀況下，熱感覺的變化比體溫變化要快舒適感通常在靜坐狀態(tài)下出現(xiàn)，此時既不出汗，溫度調(diào)節(jié)的工作量也最小。在運動期間，深部體溫升高且皮膚通常出汗以保持平衡，降低了對外界刺激的靈敏度，使一個運動著的人對溫度變化的感受不及靜坐的人靈敏，這是因為他正處于體力活動之中，無暇顧及熱刺激。如果他正在出汗，強有力的蒸發(fā)系統(tǒng)只需較小的力量就可補償環(huán)境溫度的變化。§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

運動對感覺的影響問卷調(diào)查方式，了解受試者對環(huán)境的熱感覺，要求其按某種等級標度描述其熱感?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

熱感覺的描述目前最廣泛使用的是以下兩種標度(可相互比較)：貝氏標度（英國ThomasBedford于1936年提出）：將熱感覺和熱舒適合二為一；ASHRAE七級熱感覺標度（ASHRAEthermalsensationscale）：精確指出了熱感覺。§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

投票選擇方式熱感覺投票TSV（ThermalSensationVote）：與ASHRAE熱感覺標度內(nèi)容一致的7級分度指標，僅分級范圍為-3～+3；熱舒適投票TCV（ThermalComfortVote）：5級分度指標，分級范圍0～4。因為人與人之間的差異，導致在任何一個熱環(huán)境中要想使50%以上的人同時認為這個環(huán)境是舒適的，這是一件很難的事情，但這是我們的目標?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

ASHRAEStandard54-1992認為是：對環(huán)境表示滿意的意識狀態(tài)；Bedford、Gagge、Fanger等認為是：“不冷不熱”的中性熱感覺；Hensel認為是：使人高興，愉快、滿意的感覺；Cabanac認為是：隨著熱不舒適的部分消除而產(chǎn)生的；Ebbecke（1917年）認為是：假定依賴于來自調(diào)節(jié)中心的熱調(diào)節(jié)反應，而熱感覺是假定與皮膚熱感受器的活動有聯(lián)系。五、熱舒適(一)定義（二）熱舒適的影響因素§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

皮膚溫度核心溫度空氣濕度垂直溫差吹風感輻射不均勻性其他因素：年齡、性別、季節(jié)、人種等濕度增加1.空氣濕度§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

適于：皮膚沒有完全濕潤時皮膚濕潤度增加熱不舒適感增加濕度降低

使人感覺空氣較新鮮，舒適感提高適于：當較熱但濕度較低時注意：相對濕度存在下限，過低的濕度（＜30%）對舒適與健康將產(chǎn)生負面影響。舒適條件下可能引起不舒適的皮膚濕潤度的下限：ω＜0.0012M+0.15你知道是什么原因嗎？溫差越大，感覺不舒適者越多，這說明地板材料的選擇是重要的。2.垂直溫差§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

在較涼環(huán)境下，吹風會強化冷感覺，對人體熱平衡有破壞作用，相當一種冷感覺；在較暖環(huán)境下，不破壞人體熱平衡，是一種氣流增大引起皮膚及黏膜蒸發(fā)量增加以及氣流沖力產(chǎn)生的不愉快的感覺，會引起皮膚緊繃、眼睛干澀、被氣流打擾、呼吸受阻甚至頭暈的感覺。§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

請注意一種現(xiàn)象：盡管在辦公室中對吹風感的抱怨比比皆是，但從容的步速對人體所產(chǎn)生的風速也要大于1m/s，這個速度通常會被認為具有很強的吹風感，但卻無人抱怨散步時吹風的不舒適。3.吹風感（Draft)氣流造成的不舒適感覺§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

吹風感的影響因素氣流速度氣流溫度人所處的熱狀態(tài)氣流分布狀態(tài)湍流度導致不舒適的最低風速≈0.25m/s，相當于人體周圍自然對流的速度，邊界層對低速吹風有一定的屏蔽作用?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

有效吹風感（或稱有效吹風溫度θ）：綜合了吹風風速和吹風溫度的作用。建議的舒適標準：不滿意率：式中Ta、ta—室內(nèi)空氣溫度，℃；

Tj—吹風的風溫，℃；υ—吹風的速度，m/s；

Tu—湍流度，無量綱；、—平均流速、脈動流速。§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

4.輻射不均勻性對于熱輻射：式中Tc—輻射板表面溫度，K；T∞—室內(nèi)其他表面的平均溫度，K；

Tr—室內(nèi)測試點的平均輻射溫度，K；

Fpc—輻射板對室內(nèi)測試點平面微元的角系數(shù)；

Fsc—輻射板對室內(nèi)測試點小球面的角系數(shù)；

Tv—向量輻射溫度。Tv>10K時，人們就會感到不舒適?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

對于冷輻射：面對冷表面的平均輻射溫度Tpr比房間其余部分的平均輻射溫度<8K以上時，在該位置的人們就會感到不舒適.式中Tr—室內(nèi)其余部分的平均輻射溫度，K；

Tf—外墻溫度，K；Ta、To—室內(nèi)、外空氣溫度，K；

Fpw—窗戶對室內(nèi)測試點平面微元的角系數(shù)；

αn—窗戶內(nèi)表面對流換熱系數(shù)，W/（m2·K）；K—窗戶的傳熱系數(shù)，W/（m2·K）?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

§1人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

相當于向量輻射溫度對人體的熱感覺而言，冷輻射吊頂和垂直熱輻射板相對比較舒適。年齡：對熱舒適沒有顯著影響，老年人代謝率低的影響被蒸發(fā)散熱率低所抵消。老年人喜歡較高室溫是因為活動量?。坏貐^(qū)：長期生活在炎熱和寒冷地區(qū)的人對其所在環(huán)境有較強適應能力（工作效率較高、皮膚溫度正常），僅對不舒適環(huán)境的忍受能力較強，但對熱舒適條件的要求相同；性別：同樣條件下男女之間對環(huán)境溫度的好惡沒有顯著差別。女性比男性喜歡較高室溫是因為女性喜歡穿較薄衣物；季節(jié)：對人的熱舒適感覺沒有影響?！?人體對熱濕環(huán)境反應的生理學和心理學基礎

5.其他因素：年齡、性別、季節(jié)、人種等§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

熱舒適方程預測平均評價PMV有效溫度ET*一、熱舒適方程對熱舒適有影響的變量環(huán)境變量人體變量空氣溫度空氣濕度空氣流速平均輻射溫度能量代謝率衣著情況注意：這些變量是相互影響的，改變一個變量對人體舒適感的影響可能與其他變量值有關?！?人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

范格爾提出：可用一個綜合舒適指標來代替以上六個變量表示人體的舒適程度，確定人體舒適狀態(tài)的物理參數(shù)是與人體有關，而不是與環(huán)境有關，因為人感覺到的是自己的皮膚溫度，而不是周圍空氣的溫度。為此制定了三個前提條件：人體必須處于熱平衡狀態(tài)，以使人體對環(huán)境散熱量等于人體體內(nèi)產(chǎn)生的熱量；平均皮膚溫度應具有與舒適相適應的水平。人體的熱感覺與皮膚溫度有關，當能量代謝率較高時舒適所需的皮膚溫度通常低于坐著工作時的皮膚溫度；人體應具有最佳的排汗率，排汗率也是能量代謝率的函數(shù)，人們只有坐著工作時才不出汗。§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

（1）人體外表面向周圍空氣的對流散熱量式中hc—對流換熱系數(shù)，w/m2·k；

tcl—衣服外表面溫度，℃；

tsk—人體在接近舒適條件下的平均皮膚溫度，℃；

ta—人體周圍空氣溫度，℃；

Icl—服裝熱阻，m2·K/W。§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

（2）人體外表面向環(huán)境的輻射散熱量R=εfclfeff

(T4cl－T4r)當人體蓄熱率S=0時，熱平衡方程：M－W－C－R－E=0§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

（3）人體總蒸發(fā)散熱量：E=Cres＋Eres＋Edif＋ErswM－W=C+R+E=fcl

hc(tcl－ta)+3.96×10－8fcl[(tcl＋273)4－(tr＋273)4]＋3.05(5.733－0.007(M－W－Pa]＋0.42(M－W－58.2)＋0.0173M(5.867－Pa)＋0.0014M(34－ta)熱舒適方程：與人體活動有關的參數(shù)與衣著有關的參數(shù)熱環(huán)境參數(shù)可由Icl決定風速va的函數(shù)靜坐時W≈0反映了人體處于熱平衡狀態(tài)時，6個影響人體熱舒適的變量M、Pa、ta、、Icl、va之間的定量關系§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

二、預測平均評價PMV（PredictedMeanVote）若人體通過對流和輻射散熱能滿足舒適方程，人體處于舒適狀態(tài)；若人體在某種熱環(huán)境下，通過對流、輻射散熱不能滿足舒適方程，人體會產(chǎn)生一個熱負荷TL（反映人體對熱平衡的偏離程度的人體熱負荷）。TL=M－W－C－R－E人體產(chǎn)熱量與人體向外界散出的熱量之間的差值（假定人體的平均皮膚溫度tsk和出汗造成的潛熱散熱Ersw是人體保持舒適條件下的數(shù)值）>0<0人體產(chǎn)生熱感覺人體產(chǎn)生冷感覺PMV指標：同樣采用7級分度。代表了同一環(huán)境下絕大多數(shù)人的舒適感覺；但不一定能夠代表所有個人的感覺（因為人與人之間存在生理差別）。試驗條件：四種不同的活動強度，相同的衣量（標準服裝，為0.6clo，包括薄的棉斜紋布褲子和襯衫以及短毛襪，不穿鞋）,風速有變化，人體的反應。試驗結論：人體反應是活動量和“負荷”的函數(shù)，即：PMV=[0.303exp(－0.036M)+0.0275]TL§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

由此推出了預測不滿意百分比PPD指標適用于穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境，不適用于動態(tài)熱環(huán)境

§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

預測不滿意百分比PPD（PredictedPercentDissatisfied）指標：表示人群對熱環(huán)境不滿意的百分數(shù)。PPD=100－95exp[－(0.03353PMV4＋0.2179PMV2)]因此，ISO7730對PMV-PPD指標的推薦值范圍為：-0.5～+0.5，相當于人群中允許有10%的人感覺不滿意。夏季典型狀況（當?shù)叵募镜湫褪彝鉄岘h(huán)境條件，0.4clo,室中央靜坐）炎熱地區(qū)和部分溫暖地區(qū)：夏季日平均PMV≤1.5，相當于室溫≤29.8℃（相對濕度70%，風速0.1m/s，室溫=房間平均輻射溫度）；寒冷地區(qū)和部分溫暖地區(qū)：夏季日平均PMV≤1.2，相當于室溫≤29.1℃（相對濕度70%，風速0.1m/s，室溫=房間平均輻射溫度）?！?人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

我國住宅室內(nèi)熱環(huán)境評價指標冬季典型狀況（當?shù)囟镜湫褪彝鉄岘h(huán)境條件下，采暖地區(qū)1.5clo，非采暖地區(qū)2.0clo，室中央靜坐）采暖地區(qū)：日平均PMV≥-1.2；非采暖地區(qū)：日PMV≥-1.5?！?人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

室內(nèi)熱環(huán)境評價與測量的新標準ISO7730（1984年國際標準化組織提出）采用PMV-PPD指標描述和評價熱環(huán)境?！?人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

[解]由題意可知：M=58.2W/m2，W=0W/m2，ta=30℃，Pa=2.539kPa，Icl=0.4，hc=4W/（m2·℃），由式4-26得：由式4-17得：[例1]在夏季，當人靜坐在某居室內(nèi)，該室氣溫為30℃，房間平均輻射溫度為29℃，風速為0.1m/s，相對濕度60%，服裝熱阻為0.4clo，F(xiàn)cl=1.05，，請采用PMV-PPD指標評價熱環(huán)境?！?人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

根據(jù)PMV=1.38可知PPD=43%簡便算法：[例2]如果房間受到強烈輻射，房間平均輻射溫度為32℃，其他條件與例1相同，采用PMV-PPD指標評價熱環(huán)境。

§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

按例1做法可求得：PMV=1.96，查PMV-PPD曲線得PPD=80%，表明了熱輻射對熱感覺的影響。[解][例3]如果使室內(nèi)風速為0.3m/s，其他條件同例2，采用PMV-PPD指標評價熱環(huán)境?？汕蟮茫篜MV=1.54，PPD=60%，說明即使在強烈熱輻射下，只要加強通風，可以改善室內(nèi)熱環(huán)境[解][例4]如果在例3的熱環(huán)境中，進行家務勞動，其能量代謝率為80kcal/m2h，采用PMV-PPD指標評價熱環(huán)境?！?人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

可求得：PMV=2.06，PPD>80%，可知當人增加活動量后，人對該房間的熱感覺由稍熱變?yōu)闊?。可以通過采取以下措施改善熱環(huán)境減少服裝熱阻將做家務的時間調(diào)整在早晚熱輻射較弱及氣溫較低的時候打開空調(diào)或電扇降低勞動強度等[解]影響PMV指標的主要因素有哪些？§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

在環(huán)境因素中，室溫影響最大在靜坐狀態(tài)下，冬季室溫升高1℃，PMV約上升0.21，室溫在17.4～22℃范圍內(nèi)，人處于熱舒適狀態(tài)；夏季室溫升高1℃，PMV約上升0.41。在環(huán)境因素中，房間平均輻射溫度的影響次之在冬季，當房間平均輻射溫度升高1℃時，PMV約上升0.087；夏季約上升0.19。§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

影響PMV指標的主要因素有哪些？§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

影響PMV指標的主要因素有哪些？在環(huán)境因素中，濕度影響最小冬季室內(nèi)濕度變化10%,PMV約變化0.06,夏季約變化0.1?！?人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

在夏季自然通風情況下，室內(nèi)風速變化影響較大風速增大0.1m/s，PMV減少約0.15。影響PMV指標的主要因素有哪些？由以上分析,可知夏季環(huán)境因素對PMV的影響比冬季大（因夏季穿衣較少）?！?人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

穿衣多少和人在室內(nèi)活動狀況對PMV有很大影響當人的活動量由35kcal/m2h增加到120kcal/m2h

（即由睡覺狀況變?yōu)榧覄栈顒樱?，PMV可由-2.51升至1.45，但是這些因素是由人來控制和調(diào)節(jié)的，因此，在設計前，必須研究人在室內(nèi)的活動模式和服裝熱阻，把人的因素確定下來。影響PMV指標的主要因素有哪些？§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

三、有效溫度ET*(EffectiveTemperature)與ASHRAE舒適區(qū)§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

將干球溫度、濕度、空氣流速對人體溫暖感或冷感的影響綜合成一個單一數(shù)值的任意指標。在數(shù)值上等于產(chǎn)生相同感覺的靜止飽和空氣的溫度。被使用了近50年，目前已不采用了，Think，為什么呢？未考慮熱輻射作用，不能反映逗留較長時間的熱感覺，所以實驗設計不夠合理。有效溫度ET§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

房間A：v=0，相對濕度100%，溫度每次實驗變一個房間B：溫度、濕度和流速任意組合調(diào)整房間B的環(huán)境參數(shù)使人在兩個房間來回走動時具有相同的熱感覺有效溫度ET的缺陷：過高的估計了濕度在低溫下,對涼爽和舒適狀態(tài)的影響，同時在高溫時對濕度的影響強調(diào)得不夠。當受試者轉(zhuǎn)入房間A時，衣服吸收了水分，放出吸附熱，遂使人感受到短暫的溫暖感；再進入房間B時，由于從皮膚和衣服開始蒸發(fā)水分，遂帶來涼爽；當受試者進入第二個環(huán)境時，皮膚濕潤度尚處于與前一環(huán)境相適應的狀態(tài)，因此引起蒸發(fā)損失的短暫變化?！?人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

相對濕度/%風速/m/st/℃100017.7700.522.4202.525引進皮膚濕潤度的概念。適用于著裝輕?。?.6clo）、活動量?。ㄗぷ鳎?、風速低（＜0.15m/s）的環(huán)境。與ET比較，ET*包含了輻射熱的作用。

ET*（℃）熱感覺ET*（℃）熱感覺43允許上限25適中40酷熱20稍冷35炎熱～冷～熱15寒冷30稍熱10嚴寒§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

新有效溫度ET*§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

綜合考慮了不同的活動水平和衣服熱阻，是一個最通用的指標。可用來解決高溫高濕對人體的影響，把真實環(huán)境下的空氣溫度、相對濕度和平均輻射溫度規(guī)整為一個溫度參數(shù)。

§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

標準有效溫度SET*標準環(huán)境：空氣溫度=平均輻射溫度的等溫環(huán)境；相對濕度為50%；空氣靜止不動。在該環(huán)境中身著標準熱阻服裝的人若與他在實際環(huán)境和實際服裝熱阻條件下的平均皮膚溫度和皮膚濕潤度相同時，這個溫度就是上述實際環(huán)境的SET*。因為需要計算tsk和ω，所以應用不如ET*斜畫的一組虛線即為等有效溫度線，它的數(shù)值是在50%的相對濕度線所標注的對應的溫度值。兩塊舒適區(qū)重疊處是被推薦的室內(nèi)空氣設計條件?！?人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

標準有效溫度（℃）感覺坐著工作的人的生理狀態(tài)＞37.5很熱，很不舒適調(diào)節(jié)失效34.5～37.5熱，令人非常不滿大量出汗30.0～34.5溫暖，令人不舒適和不滿出汗25.6～30.0稍暖，令人有些不滿輕微出汗，血管擴張22.2～25.6舒適并令人滿意適中17.5～22.2稍涼，令人有些不滿血管收縮14.5～17.5涼并令人不滿身體慢慢變冷10.0～14.5冷并令人非常不滿冷顫標準有效溫度和感覺§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

在標準有效溫度的公式中標準服裝的熱阻隨活動量變化關系活動量（met）標準服裝（clo）適中的生理狀態(tài)平均體溫/℃皮膚濕潤度0.80.736.260.061.10.636.350.072.00.536.560.142.90.436.710.213.80.336.880.28§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

各種舒適指標的比較指標變量范圍備注有效溫度ETta、相對濕度、v0＜ET＜45°已廢除新有效溫度ET*ta、相對濕度只限于坐著工作、穿輕薄服裝為ASHRAE用于室內(nèi)舒適區(qū)標準有效溫度SET*全部規(guī)定區(qū)域的上限為冷顫以生理反應模型為基礎，最通用指標預測平均反應PMV全部-3＜PMV＜+3未確定范圍熱舒適方程全部舒適狀態(tài)§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

§2人體對穩(wěn)態(tài)熱環(huán)境的反應描述

討論目前的空調(diào)設計考慮是否科學、合理、全面，根據(jù)以上內(nèi)容應采取什么改進方法？人體在溫度出現(xiàn)階躍變化時，皮膚溫度和熱感覺的變化有一個過渡過程，皮膚溫度的變化由于熱慣性的存在是滯后的。當人體由中性環(huán)境突變到冷或熱環(huán)境時，熱感覺的變化有一個“滯后”；從冷或熱環(huán)境中突變到中性環(huán)境時，人體的熱感覺響應較快，會出現(xiàn)熱感覺短時間的“超前”，即所感覺到的冷熱感指標比穩(wěn)定時要更低。§3人體對動態(tài)熱環(huán)境的反應

以上指標是在穩(wěn)態(tài)條件下即人體處于熱平衡條件下得出.以下研究非穩(wěn)態(tài)溫度或風速環(huán)境中的人體熱反應。一、人體對階躍溫度變化的反應結論：人體對環(huán)境突變的生理調(diào)節(jié)十分迅速，并不會對人體產(chǎn)生不良后果；人體在環(huán)境突變的生理調(diào)節(jié)周期中，皮膚溫度并不能獨立地作為熱感覺的評價尺度，因為此時人體正在與周圍熱環(huán)境之間發(fā)生激烈的熱交換?！?人體對動態(tài)熱環(huán)境的反應

熱中性：決定環(huán)境因素的風速、溫度、濕度三大因素綜合起來最舒服的環(huán)境狀況又稱為熱中性，即PPD＜10％，PMV＝±0.5。其中起決定因素的即為風速。如人們在大海邊、草原、森林的感覺不一樣，最主要的因素是風速不同所致。動態(tài)風在較暖環(huán)境中對人體的致冷作用明顯強于穩(wěn)定氣流；氣流脈動頻率對人體熱感覺有著不可忽視的影響。§3人體對動態(tài)熱環(huán)境的反應

二、人體對變化風速（動態(tài)風）的反應§3人體對動態(tài)熱環(huán)境的反應

相對熱指標RWI(RelativeWarmthIndex)：適用于較暖環(huán)境；熱損失率HDR(HeatDeficitRate)：適用于冷環(huán)境。三、過渡活動狀態(tài)的熱舒適指標RWI和HDR兩個指標對動態(tài)過程的考慮反映在：人在一種活動狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)時，要經(jīng)過6min過程，代謝率M才能達到最終活動狀態(tài)下的穩(wěn)定代謝率;人的活動會導致出汗，并濕潤服裝，同時，人的活動擾動周圍氣流，導致服裝熱阻有所改變。注意：以上兩個指標沒有考慮人體在過渡區(qū)間受到變化溫度刺激時出現(xiàn)的熱感覺“滯后”和“超前”的現(xiàn)象，僅考慮過渡狀態(tài)人體的熱平衡。1.相對熱指標

M(τ)

[Icw(τ)+Ia]+6.42(ta－35)+RIaRWI=234（Pa≤2269Pa）M(τ)

[Icw(τ)+Ia]+6.42(ta－35)+RIaRWI=65.2(5858.44－Pa)/1000（Pa≥2269Pa）相對熱指標為無量綱指標。RWI的分度與ASHRAE熱感覺標度之間的關系見下表：

§3人體對動態(tài)熱環(huán)境的反應

反映了人體單位皮膚面積上的熱損失，表示人體在較冷環(huán)境中，平均皮膚溫度下限時的凈熱損失速率，即負的人體蓄熱率，單位為W/㎡：

HDR=D/△τ=28.39－M(τ)

－6.42(ta－30.56)＋RIaIcw(τ)+Ia式中Icw(τ)—衣服被汗?jié)駶櫤蟮臒嶙?，clo；

Ia—人體的空氣邊界層熱阻，clo；D—熱債，J/m2；△τ—暴露時間，s?！?人體對動態(tài)熱環(huán)境的反應

2.熱損失率HDR這個定義說明可按人員的逗留時間來確定適宜的室內(nèi)設計參數(shù)

前面介紹的熱濕環(huán)境中的各種評價指標旨在預測熱感覺或主觀熱舒適感。以下介紹在具有熱失調(diào)危險的炎熱環(huán)境中（如高溫車間、寒冷的野外作業(yè)）的評價指標?！?其他熱濕環(huán)境的物理度量

可調(diào)區(qū)受環(huán)境影響區(qū)熱應力：具有潛在危險的、不舒適的環(huán)境形成的強烈刺激。熱過勞(thermalstrain)：由于熱應力的存在導致人體出現(xiàn)排汗量、心跳速度及人體核心溫度的變化，超出人體本身的調(diào)節(jié)能力，出現(xiàn)熱失調(diào)。C區(qū)排汗量不再增加而體溫上升。疲勞極限：可調(diào)區(qū)的上限?！?其他熱濕環(huán)境的物理度量

建立熱應力指數(shù)的目的：把環(huán)境變量綜合成一個單一的指數(shù)，用于定量表示熱環(huán)境對人體的作用應力熱應力指數(shù)的測定條件假定皮膚溫度恒定在35℃；在蒸發(fā)熱調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)，認為所需排汗量Ereq等于代謝量減去對流和輻射散熱量；呼吸散熱不計；此概念與皮膚濕潤度相同§4其他熱濕環(huán)境的物理度量

一、熱應力指數(shù)HSI(HeatStressIndex)HSI=Ereq/Emax×100E的上限值=390W/m2，相當于一個典型男子的排汗量=1L/h，該值被定義為可連續(xù)保持8h的最大排汗量。