【正文】 衫，背心，T恤到腳裸的裙子，長袖襯衣，夾克，連褲襪長褲，長袖襯衫，長袖毛衣，T恤長袖工作服，T恤長褲，長袖襯衫，長袖毛衣，T恤加夾克和長內(nèi)褲工作褲，長袖襯衫，T恤長運動褲，運動衫絕緣的工作服，長袖保暖內(nèi)衣，長內(nèi)褲長袖睡衣，長睡褲，3/4袖長的睡袍，拖鞋（無襪子）注：所有的套裝包括鞋子、貼身短內(nèi)褲或短襯褲。除此以外，其間的空氣層會產(chǎn)生一定的通風，產(chǎn)生“煙囪效應(yīng)”。； M—新陳代謝產(chǎn)熱量，w/m178。當人體有排汗蒸發(fā)散熱時，那部分排汗的皮膚的濕潤度為： (212) [31]當人體沒有排汗蒸發(fā)散熱時。皮膚濕潤度是決定蒸發(fā)熱損失的重要參數(shù)。tcl—人體衣服表面的平均溫度，℃；tmrt—平均輻射溫度，℃；ADu—杜波伊斯表面積（裸體體表面積），m2。空氣溫度，℃。坐著休息時人體的新陳代謝能量為M=58W/m2，將這一活動量定為1met，任何新陳代謝率為Xw/m2的活動量為X/58 (met)，下表為ISO7730標準中的新陳代謝產(chǎn)熱量和met值。鑒于人是一個有生命的體系，使得對人體進行量測就成為一件很復雜的事情，因為人對環(huán)境的任何一點變化都會產(chǎn)生有意識或無意識的反應(yīng)，這就很難把測量結(jié)果歸納為一個標準狀態(tài)。新陳代謝產(chǎn)生的熱量一部分由呼吸直接散失在環(huán)境中，其余的熱量交換則是通過人體核心與皮膚之間的直接熱傳導和人體血管中血液的流動來進行的。衣服表面平均溫度，℃；Rcl衣服熱阻， m178。； —人體皮膚的總散熱量，W/m178。在這里重點介紹兩個模型，在這兩個模型中都假定皮膚表面的溫度和皮膚表面的傳熱是一致的、均勻的。本課題的主要內(nèi)容是通過對夏熱冬冷地區(qū)居住房間冬、夏兩季室內(nèi)熱物理參數(shù)進行現(xiàn)場測試，以問卷方式及ASHRAE的7級熱感覺標度調(diào)查了居民的熱感覺。我國夏熱冬冷地區(qū)夏季炎熱，冬季比較寒冷，其冬夏季節(jié)氣候特征雖然沒有寒冷地區(qū)及夏熱冬暖地區(qū)氣候惡劣，但是由于其建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能差，自然通風室內(nèi)熱環(huán)境狀況較差。因此生活在不同環(huán)境中的人們，他們的期望溫度也會有所不同，很多人體熱舒適性的現(xiàn)場實驗研究都證實了這一點。在攝入一頓營養(yǎng)平衡的食物以后，身體內(nèi)部的能量代謝會比原來增加15%。從衣服的熱阻上來看中國和西方國家有著很大的不同?，F(xiàn)在已有一些研究人員對熱舒適性標準的普遍適用性提出了質(zhì)疑。以往測試結(jié)果證明：在自然通風系統(tǒng)中，ET﹡與人體實測舒適度ASH之間的關(guān)系是呈直線關(guān)系，℃，℃，北京地區(qū)測試結(jié)果為：℃[19]。這類模型可以被認為是穩(wěn)態(tài)的和以熱平衡方程為基礎(chǔ)的。生理學方法是研究人體對熱和冷的反應(yīng)機理，其目的在于認識包括血管收縮和出汗這一類人體反應(yīng)。哈爾濱工業(yè)大學的王昭俊通過對哈爾濱住宅環(huán)境的熱舒適做了實測調(diào)查發(fā)現(xiàn)哈爾濱人對溫度變化的敏感性同北京天津地區(qū)，且PPD的最小值比國外的研究結(jié)果低[22]，西安建筑科技大學的楊柳博士首次給出了我國室外平均溫度與中性溫度的線性關(guān)系，并計算出了我國主要城市的熱舒適溫度，作為建立我國建筑氣候分析的舒適性評價基準【50】。：冬季中性溫度為22℃，℃，℃[17]；1995年在香港的測試結(jié)果為：℃，℃，℃，℃[18]。但這些研究表明當人們處于不舒適的環(huán)境中時，他們的工作效率會受到影響。Fanger所作的測試表明年齡性別差異對舒適度沒有影響，女性的皮膚溫度和蒸發(fā)散熱量要比男性低，而她們的活動量也往往比男性要??；年老的人所滿意的熱環(huán)境和年輕人滿意的熱環(huán)境也并沒有很大的差別，但年輕人和年老人所滿意的熱環(huán)境相同并不是說他們對冷熱環(huán)境的敏感程度也相同[10]。冬季呼吸道感染疾病的發(fā)病率隨濕度的降低而升高[5]。研究熱舒適最重要的理由是為滿足人們感到舒適的愿望，同時也是為滿足人們在其它方面的愿望。六十年代中期，對舒適研究的興趣在美國得到了發(fā)展。 Energy saving.*This research has been funded by young scholar fund (50408014) and international cooperation project (50410083) of National Natural Science Foundation of China.目 錄1. 緒論 1 1 1 2 4 5 7 9 9 穩(wěn)態(tài)能量平衡模型 9 二維節(jié)點瞬態(tài)能量平衡模型 10 11 11 12[34] 17 17 19 20 21 人體熱舒適性的主要影響因素及測量方法 21 21 個人因素 22 其它因素的影響 23 24 25 25(PMV)和預(yù)測不滿意率(PPD) 26 29 30 34 35 35 夏熱冬冷地區(qū)地域范圍與氣候特征 35 夏熱冬冷地區(qū)建筑熱環(huán)境與能耗狀況 35 測試方案的確定及調(diào)查問卷的設(shè)計 37 37 38 調(diào)查問卷的設(shè)計 39 39 39 42 45 49 49 50 小結(jié) 52 53 53 5熱期望溫度及熱接受能力分析 57 63 64 6熱期望溫度及熱接受能力分析 66 70 70 70 72 79 適應(yīng)性熱舒適模型節(jié)能潛力分析 84 866. 結(jié) 論 87致 謝 89參考文獻 90附錄A：人體熱感覺調(diào)查問卷 94附錄B: 碩士研究生學習階段發(fā)表的主要論文和參與的研究項目 134 138 1. 緒論熱舒適問題是建筑科學領(lǐng)域中最早研究的課題之一。利用舒適溫度與室外氣候的相關(guān)性分析，可以幫助建筑設(shè)計者判斷利用被動式設(shè)計策略獲得室內(nèi)熱舒適的可能性。其冬夏季節(jié)氣候特征雖然沒有寒冷地區(qū)及夏熱冬暖地區(qū)氣候惡劣，但是由于其建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能差，自然通風室內(nèi)熱環(huán)境狀況較差。以實測研究為基礎(chǔ)的適應(yīng)性熱舒適理論認為：人們在實際環(huán)境中的熱感覺受著過去的熱經(jīng)歷、文化背景、建筑特性、室內(nèi)外氣候等諸多因素的影響，室內(nèi)舒適溫度與室外平均溫度顯著相關(guān)。借助于統(tǒng)計學分析方法對測試與調(diào)查結(jié)果進行了統(tǒng)計回歸分析，得出如下結(jié)論：*本項研究得到國家自然科學基金重大國際合作項目（50410083）及國家青年自然科學基金項目（50408014）的資助。 the fort temperature is not a fix value but varies with the outdoor climate (especially air temperature ) and it is correlated to the mean outdoor temperature. The adaptive thermal fort model of residential buildings in hot summer and cold winter context is established based on the correlation between the neutral temperature and the mean outdoor air temperature: （R178。19世紀初，人們認識到空氣過于干燥或過度潮濕都是不可取的。七十年代初，研究者對于環(huán)境變量對人體的散熱和人體總的溫暖感的作用有了更進一步的理解和認識。在ASHRAE Standard 551992中熱舒適被定義為“人們對熱環(huán)境表示滿意的意識狀態(tài)”。干空氣會刺激眼睛的粘膜并使之干燥，而處于低露點溫度（﹤2℃）的環(huán)境中的時間越長，這種影響越大[7]?！妫鎇1]。在感覺舒適時的工作效率并不高，而在工作效率高時，大部分人感覺微冷；在這次測試中還發(fā)現(xiàn)，當引入空調(diào)系統(tǒng)時，不管是在工廠內(nèi)還是在辦公室內(nèi)的工作效率都提高了，這些現(xiàn)象目前只能用生理學角度進行解釋。調(diào)查結(jié)果表明，自然通風條件下北京普通住宅的熱環(huán)境基本上處于ASHRAE的舒適區(qū)之外，80%居民可接受的熱環(huán)境對應(yīng)的有效溫度上限為30℃，對溫度的敏感程度與其他地區(qū)相近[19]。這意味著即使室內(nèi)環(huán)境為最佳熱舒適狀態(tài)還有5%的人感到不滿意?！　　　　　　　　　　　　　∪欢钊诉z憾的是，人們普遍認為三者之間是難于關(guān)聯(lián)的，如果能綜合運用現(xiàn)有研究成果和相關(guān)學科的知識，使幾種主要研究方法相互映照，將推進有關(guān)人體舒適的研究和發(fā)展。人體適應(yīng)性包括行為調(diào)節(jié)、生理調(diào)節(jié)、心理調(diào)節(jié)。人體舒適度是一個邊界不清楚的模糊集合，要對某一適當?shù)臒岘h(huán)境和人對某一環(huán)境的忍耐力作出準確評價，不但應(yīng)該了解處于該熱環(huán)境中的人的年齡、性別、衣著、飲食、及休息習慣、行為方式、與服飾愛好有關(guān)的文化背景與社會背景，還應(yīng)了解人們在室內(nèi)及室外所習慣了的熱體驗。一、穿衣習慣的不同比較在世界不同地區(qū)所做的熱舒適性現(xiàn)場研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)在不同地方由于氣候條件不同，人們的穿衣習慣有明顯的差別[24]。最暖和的服裝（包括四層襯衣或短上衣和四層褲子）。我們都知道中西方的飲食習慣是很不相同的。由以上的例子我們可以認為人們各自不同的生活環(huán)境會使人們認為滿意的熱環(huán)境有很大的差別。為了切實改善夏熱冬冷地區(qū)室內(nèi)的熱環(huán)境狀況，降低空調(diào)與采暖能耗，迫切需要建立一個適應(yīng)于夏熱冬冷地區(qū)的熱舒適環(huán)境控制標準，從而指導建筑室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)計，創(chuàng)造理想的舒適節(jié)能的生態(tài)建筑。為使人體維持舒適的感覺以及生理上的需要，人體需要與周圍環(huán)境進行熱濕交換。 穩(wěn)態(tài)能量平衡模型Fanger教授建立了著名的穩(wěn)態(tài)傳熱模型，這個模型假定人體處于一個熱平衡狀態(tài)，凈得熱量為零。； —人體皮膚總的蒸發(fā)散熱量，W/m178。作用溫度，℃，. 二維節(jié)點瞬態(tài)能量平衡模型二節(jié)點模型是在皮爾斯基礎(chǔ)實驗室中建立起來的人體溫度調(diào)節(jié)的數(shù)學模型。 (22) (23)其中，人體核心的蓄熱率，即人體內(nèi)部能量的增加量，W/m178。人體的新陳代謝率M通常以耗氧量來度量: （25）[32]其中，M人體的新陳代謝率，W/m2； 人體的新陳代謝率系數(shù)，即呼出二氧化碳量與吸入氧氣量之比值，重體力時為1； 在標準狀態(tài)下，每小時所消耗氧氣的立升數(shù)，L/h。Fanger等人根據(jù)對前人試驗數(shù)據(jù)的分析，提出了人體與環(huán)境之間的換熱量的定量計算公式。其單位是，w/(m2m178。在正常的排汗情況下，（1Wrsw），因此皮膚水分擴散蒸發(fā)熱損失為： (213) [31]若最大蒸發(fā)熱損失值Emax和排汗蒸發(fā)散熱Ersw已知，則 （214）[31]一旦皮膚的濕潤度確定，皮膚的蒸發(fā)熱損失也就可知： (215) [31]雖然皮膚的蒸發(fā)熱損失決定于W（方程29），但人體并不能直接控制皮膚的濕潤度，而是通過控制排汗率mrsw (方程式211)來控制皮膚濕潤度，因此皮膚的濕潤度是皮膚汗腺分泌與環(huán)境作用的間接結(jié)果。 (217)[30]其中，Cres—干呼吸顯熱損失，w/m178。而各單件衣服的熱阻可從相關(guān)手冊中查得。一．血液循環(huán)的調(diào)節(jié)在外部熱環(huán)境變化時，人體首先能調(diào)整散熱率的第一個生理機能是皮膚表層（即皮下層）內(nèi)血流的調(diào)節(jié)。在中等熱應(yīng)力下，皮下層的血液循環(huán)是首要的調(diào)節(jié)機能，以保持適當?shù)臒崃坑扇梭w內(nèi)部傳到皮膚，然后在皮膚表面散失于周圍環(huán)境之中。肺部的水分損耗決定于周圍的水蒸汽壓力及呼吸率，它又主要取決于新陳代謝率與需氧量。三．體內(nèi)溫度的反應(yīng)血液循環(huán)及排汗都是主動的熱調(diào)節(jié)機能，而體溫則是對熱應(yīng)力、主要是對新陳代謝的被動反應(yīng)。與體溫的一致性不相同，表皮組織的溫度可在15～42℃這一甚大的范圍內(nèi)變動。出現(xiàn)這種差異的原因，是由于在兩種條件下皮膚濕潤程度不同而造成的。對于輕微的寒冷應(yīng)力，肌肉纖維的電活動增加（肌肉寒冷發(fā)緊）并提高新陳代謝產(chǎn)熱，約超過舒適條件下的30～100%。在舒適區(qū)內(nèi)，其活動力最低而中樞神經(jīng)系統(tǒng)在最低的水平上受著刺激。 人體熱舒適性的主要影響因素及測量方法在ASHRAE5566標準中，人的熱舒適被解釋為“在此環(huán)境中人們表示滿意”?？諝鉁囟葞缀蹩捎萌魏我粋€溫度計來測得，但是要得到一個精確的讀數(shù)卻需要采取一定的措施。在建筑工程中常用空氣的實際水蒸氣分壓力與同溫同壓下的飽和水蒸汽分壓力之比，以百分數(shù)表示。首先，它決定著人體的對流換熱；其次，它影響著空氣的蒸發(fā)力從而影響著排汗的散熱效率。將新陳代謝量表示為單位面積的量，且以58w/m178。當環(huán)境溫度迅速變化時，熱感覺的變化比體溫的變化要快得多。如果某個人靠近該冷表面的身體一側(cè)所增加的輻射熱損失足以引起局部冷感和不舒適，這種感覺稱為“輻射吹風感”。冷的地板是熱不舒適的潛在根源，尤其對坐著工作的人，由于缺少活動，腳的溫度將逐漸降低至空氣溫度從而感覺不舒適，這樣人們就有可能通過提高室內(nèi)空氣溫度來補償，這在采暖季節(jié)無疑會增加能耗。這些非熱因素包括有人口統(tǒng)計學方面的（如性別、年齡、文化、經(jīng)濟等因素）、研究的背景（建筑設(shè)計、建筑功能、季節(jié)、氣候等）、環(huán)境的交互感覺（如聲、光、房間的色彩、室內(nèi)空氣的質(zhì)量等）。三．標準有效溫度(SET)標準有效溫度指標是對新有效溫度的進一步發(fā)展，它結(jié)合了人體平均皮膚溫度和皮膚濕潤度來表示人體熱平衡狀態(tài)，這種指標對于任何環(huán)境條件、衣著及活動量均按均勻的環(huán)境條件(ta=tmrt)來表示，并統(tǒng)一規(guī)定相對濕度為50%，（即室內(nèi)“靜風”狀態(tài)），活動量為lmet(58w/m2)。式中，Pa蒸汽分壓力，mmHg；ta空氣溫度，（℃）；tcl衣服表面的平均溫度，（℃）；tmrt平均輻射溫度，（℃）；hc對流散熱系數(shù)，w/(m2m178。二．預(yù)測不滿意率PPD預(yù)測不滿意率（PPD）指標用來表示對熱環(huán)境不滿意的百分數(shù)。在蒸發(fā)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，人體非常有