【正文】 衫，背心，T恤到腳裸的裙子，長(zhǎng)袖襯衣，夾克，連褲襪長(zhǎng)褲，長(zhǎng)袖襯衫，長(zhǎng)袖毛衣，T恤長(zhǎng)袖工作服，T恤長(zhǎng)褲，長(zhǎng)袖襯衫，長(zhǎng)袖毛衣，T恤加夾克和長(zhǎng)內(nèi)褲工作褲，長(zhǎng)袖襯衫，T恤長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)褲，運(yùn)動(dòng)衫絕緣的工作服，長(zhǎng)袖保暖內(nèi)衣，長(zhǎng)內(nèi)褲長(zhǎng)袖睡衣，長(zhǎng)睡褲，3/4袖長(zhǎng)的睡袍，拖鞋（無(wú)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(huì)產(chǎn)生一定的通風(fēng)，產(chǎn)生“煙囪效應(yīng)”。； M—新陳代謝產(chǎn)熱量，w/m178。當(dāng)人體有排汗蒸發(fā)散熱時(shí)，那部分排汗的皮膚的濕潤(rùn)度為： (212) [31]當(dāng)人體沒(méi)有排汗蒸發(fā)散熱時(shí)。皮膚濕潤(rùn)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?？諝鉁囟?，℃。坐著休息時(shí)人體的新陳代謝能量為M=58W/m2，將這一活動(dòng)量定為1met，任何新陳代謝率為Xw/m2的活動(dòng)量為X/58 (met)，下表為ISO7730標(biāo)準(zhǔn)中的新陳代謝產(chǎn)熱量和met值。鑒于人是一個(gè)有生命的體系，使得對(duì)人體進(jìn)行量測(cè)就成為一件很復(fù)雜的事情，因?yàn)槿藢?duì)環(huán)境的任何一點(diǎn)變化都會(huì)產(chǎn)生有意識(shí)或無(wú)意識(shí)的反應(yīng)，這就很難把測(cè)量結(jié)果歸納為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(guò)人體核心與皮膚之間的直接熱傳導(dǎo)和人體血管中血液的流動(dòng)來(lái)進(jìn)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(diǎn)介紹兩個(gè)模型，在這兩個(gè)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(guò)對(duì)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(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，以問(wèn)卷方式及ASHRAE的7級(jí)熱感覺(jué)標(biāo)度調(diào)查了居民的熱感覺(jué)。我國(guó)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(méi)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(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能差，自然通風(fēng)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(huì)有所不同，很多人體熱舒適性的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究都證實(shí)了這一點(diǎn)。在攝入一頓營(yíng)養(yǎng)平衡的食物以后，身體內(nèi)部的能量代謝會(huì)比原來(lái)增加15%。從衣服的熱阻上來(lái)看中國(guó)和西方國(guó)家有著很大的不同?，F(xiàn)在已有一些研究人員對(duì)熱舒適性標(biāo)準(zhǔn)的普遍適用性提出了質(zhì)疑。以往測(cè)試結(jié)果證明：在自然通風(fēng)系統(tǒng)中，ET﹡與人體實(shí)測(cè)舒適度ASH之間的關(guān)系是呈直線關(guān)系，℃，℃，北京地區(qū)測(cè)試結(jié)果為：℃[19]。這類模型可以被認(rèn)為是穩(wěn)態(tài)的和以熱平衡方程為基礎(chǔ)的。生理學(xué)方法是研究人體對(duì)熱和冷的反應(yīng)機(jī)理，其目的在于認(rèn)識(shí)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(xué)的王昭俊通過(guò)對(duì)哈爾濱住宅環(huán)境的熱舒適做了實(shí)測(cè)調(diào)查發(fā)現(xiàn)哈爾濱人對(duì)溫度變化的敏感性同北京天津地區(qū)，且PPD的最小值比國(guó)外的研究結(jié)果低[22]，西安建筑科技大學(xué)的楊柳博士首次給出了我國(guó)室外平均溫度與中性溫度的線性關(guān)系，并計(jì)算出了我國(guó)主要城市的熱舒適溫度，作為建立我國(guó)建筑氣候分析的舒適性評(píng)價(jià)基準(zhǔn)【50】。：冬季中性溫度為22℃，℃，℃[17]；1995年在香港的測(cè)試結(jié)果為：℃，℃，℃，℃[18]。但這些研究表明當(dāng)人們處于不舒適的環(huán)境中時(shí)，他們的工作效率會(huì)受到影響。Fanger所作的測(cè)試表明年齡性別差異對(duì)舒適度沒(méi)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(dòng)量也往往比男性要小；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(méi)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(shuō)他們對(duì)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(shí)也是為滿足人們?cè)谄渌矫娴脑竿?。六十年代中期，?duì)舒適研究的興趣在美國(guó)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(diǎn)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(cè)量方法 21 21 個(gè)人因素 22 其它因素的影響 23 24 25 25(PMV)和預(yù)測(cè)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(cè)試方案的確定及調(diào)查問(wèn)卷的設(shè)計(jì) 37 37 38 調(diào)查問(wèn)卷的設(shè)計(jì) 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(xiàn) 90附錄A：人體熱感覺(jué)調(diào)查問(wèn)卷 94附錄B: 碩士研究生學(xué)習(xí)階段發(fā)表的主要論文和參與的研究項(xiàng)目 134 138 1. 緒論熱舒適問(wèn)題是建筑科學(xué)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(jì)者判斷利用被動(dòng)式設(shè)計(jì)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(méi)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(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能差，自然通風(fēng)室內(nèi)熱環(huán)境狀況較差。以實(shí)測(cè)研究為基礎(chǔ)的適應(yīng)性熱舒適理論認(rèn)為：人們?cè)趯?shí)際環(huán)境中的熱感覺(jué)受著過(guò)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(jì)學(xué)分析方法對(duì)測(cè)試與調(diào)查結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)回歸分析，得出如下結(jié)論：*本項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重大國(guó)際合作項(xiàng)目（50410083）及國(guó)家青年自然科學(xué)基金項(xiàng)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(jì)初，人們認(rèn)識(shí)到空氣過(guò)于干燥或過(guò)度潮濕都是不可取的。七十年代初，研究者對(duì)于環(huán)境變量對(duì)人體的散熱和人體總的溫暖感的作用有了更進(jìn)一步的理解和認(rèn)識(shí)。在ASHRAE Standard 551992中熱舒適被定義為“人們對(duì)熱環(huán)境表示滿意的意識(shí)狀態(tài)”。干空氣會(huì)刺激眼睛的粘膜并使之干燥，而處于低露點(diǎn)溫度（﹤2℃）的環(huán)境中的時(shí)間越長(zhǎng)，這種影響越大[7]?！妫鎇1]。在感覺(jué)舒適時(shí)的工作效率并不高，而在工作效率高時(shí)，大部分人感覺(jué)微冷；在這次測(cè)試中還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)引入空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，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(xué)角度進(jìn)行解釋。調(diào)查結(jié)果表明，自然通風(fēng)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(duì)應(yīng)的有效溫度上限為30℃，對(duì)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(rèn)為三者之間是難于關(guān)聯(lián)的，如果能綜合運(yùn)用現(xiàn)有研究成果和相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，使幾種主要研究方法相互映照，將推進(jìn)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(gè)邊界不清楚的模糊集合，要對(duì)某一適當(dāng)?shù)臒岘h(huán)境和人對(duì)某一環(huán)境的忍耐力作出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，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(xí)慣、行為方式、與服飾愛(ài)好有關(guān)的文化背景與社會(huì)背景，還應(yīng)了解人們?cè)谑覂?nèi)及室外所習(xí)慣了的熱體驗(yàn)。一、穿衣習(xí)慣的不同比較在世界不同地區(qū)所做的熱舒適性現(xiàn)場(chǎng)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(xí)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(xí)慣是很不相同的。由以上的例子我們可以認(rèn)為人們各自不同的生活環(huán)境會(huì)使人們認(rèn)為滿意的熱環(huán)境有很大的差別。為了切實(shí)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(gè)適應(yīng)于夏熱冬冷地區(qū)的熱舒適環(huán)境控制標(biāo)準(zhǔn)，從而指導(dǎo)建筑室內(nèi)熱環(huán)境設(shè)計(jì)，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(jué)以及生理上的需要，人體需要與周?chē)h(huán)境進(jìn)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(gè)模型假定人體處于一個(gè)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(diǎn)瞬態(tài)能量平衡模型二節(jié)點(diǎn)模型是在皮爾斯基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室中建立起來(lái)的人體溫度調(diào)節(jié)的數(shù)學(xué)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(lái)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(shí)為1； 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，每小時(shí)所消耗氧氣的立升數(shù)，L/h。Fanger等人根據(jù)對(duì)前人試驗(yàn)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(jì)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?jǐn)U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(rùn)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(rùn)度，而是通過(guò)控制排汗率mrsw (方程式211)來(lái)控制皮膚濕潤(rùn)度，因此皮膚的濕潤(rùn)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(cè)中查得。一．血液循環(huán)的調(diào)節(jié)在外部熱環(huán)境變化時(shí)，人體首先能調(diào)整散熱率的第一個(gè)生理機(jī)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(jī)能，以保持適當(dāng)?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?chē)h(huán)境之中。肺部的水分損耗決定于周?chē)乃羝麎毫昂粑?，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(dòng)的熱調(diào)節(jié)機(jī)能，而體溫則是對(duì)熱應(yīng)力、主要是對(duì)新陳代謝的被動(dòng)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(dòng)。出現(xiàn)這種差異的原因，是由于在兩種條件下皮膚濕潤(rùn)程度不同而造成的。對(duì)于輕微的寒冷應(yīng)力，肌肉纖維的電活動(dòng)增加（肌肉寒冷發(fā)緊）并提高新陳代謝產(chǎn)熱，約超過(guò)舒適條件下的30～100%。在舒適區(qū)內(nèi)，其活動(dòng)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(cè)量方法在ASHRAE5566標(biāo)準(zhǔn)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€(gè)溫度計(jì)來(lái)測(cè)得，但是要得到一個(gè)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(shí)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?jǐn)?shù)表示。首先，它決定著人體的對(duì)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(dāng)環(huán)境溫度迅速變化時(shí)，熱感覺(jué)的變化比體溫的變化要快得多。如果某個(gè)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(jué)稱為“輻射吹風(fēng)感”。冷的地板是熱不舒適的潛在根源，尤其對(duì)坐著工作的人，由于缺少活動(dòng)，腳的溫度將逐漸降低至空氣溫度從而感覺(jué)不舒適，這樣人們就有可能通過(guò)提高室內(nèi)空氣溫度來(lái)補(bǔ)償，這在采暖季節(jié)無(wú)疑會(huì)增加能耗。這些非熱因素包括有人口統(tǒng)計(jì)學(xué)方面的（如性別、年齡、文化、經(jīng)濟(jì)等因素）、研究的背景（建筑設(shè)計(jì)、建筑功能、季節(jié)、氣候等）、環(huán)境的交互感覺(jué)（如聲、光、房間的色彩、室內(nèi)空氣的質(zhì)量等）。三．標(biāo)準(zhǔn)有效溫度(SET)標(biāo)準(zhǔn)有效溫度指標(biāo)是對(duì)新有效溫度的進(jìn)一步發(fā)展，它結(jié)合了人體平均皮膚溫度和皮膚濕潤(rùn)度來(lái)表示人體熱平衡狀態(tài)，這種指標(biāo)對(duì)于任何環(huán)境條件、衣著及活動(dòng)量均按均勻的環(huán)境條件(ta=tmrt)來(lái)表示，并統(tǒng)一規(guī)定相對(duì)濕度為50%，（即室內(nèi)“靜風(fēng)”狀態(tài)），活動(dòng)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(duì)流散熱系數(shù)，w/(m2m178。二．預(yù)測(cè)不滿意率PPD預(yù)測(cè)不滿意率（PPD）指標(biāo)用來(lái)表示對(duì)熱環(huán)境不滿意的百分?jǐn)?shù)。在蒸發(fā)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，人體非常有