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鄭慧凡,等. 室內動態熱舒適的影響因素分析[J]. 熱科學與技術, 2015,14(04):259-266.

對熱舒適的研究一般都是基於穩態的情況下進行，而事實上室內環境也處在動態變化之中。因此，有必要從健康舒適的角度對室內的動態熱舒適進行研究。

１動態熱舒適研究的必要性

１．１熱舒適與熱感覺

人們對熱舒適有兩種不同的認識，一種認為熱感覺為中性時就是熱舒適。當空氣濕度維持在合適的水平，且空氣流速較低時，微涼或微暖的熱感覺區被視為熱舒適區，持有這一觀點的有Houghton，yaglpou,Gagge和Fanger等。另一種認為熱舒適並不在穩態環境下存在，它隻能存在於某些動態過程中。當人長時間處在穩態熱中性環境中時，會因為沒有熱刺激導致人體調節機制停止工作，同時產生厭煩心理，對人體熱健康有一定副作用，因此，熱舒適是一個動態過程。

Hensel給出的熱舒適與熱感覺的機理示意圖１，圖１中虛線表示一種可能性。由此可見，熱感覺來自於皮膚熱感受器的反映，而熱舒適是在集總熱激勵作用下產生的。

１．２室內空氣品質與熱舒適性的關系

隨著科技的發展和空調技術的創新，人由於長期處於空調環境下也產生瞭健康問題，即病態建築綜合癥，根源不隻是空氣品質問題，判斷仍離不開人的主觀感受和經驗。大量的國內外研究表明，室內空氣品質與熱舒適性有著本質的聯系。室內環境品質主要囊括室內空氣品質、舒適度、噪音等因素，均對室內人員心理和生理產生一定的影響，如室內的溫濕度以及風速影響著室內污染物的排放及人對室內空氣品質的感覺；氣流組織形式不僅對熱舒適有作用，而且也可提供高品質的室內空氣。因此，很多建築物盡管符合現有標準，穩態環境並不能滿足人體的熱舒適性。其原因為

１）基於穩態熱舒適指標的空調通常目標是實現一個接近熱中性的舒適熱環境，溫度較低，長期生活在這樣的環境裡，人的各種調節機能得不到鍛煉，而且室內外的較大溫差造成的熱沖擊對人體健康不利；

２）維持中性的熱環境需要耗費大量的能源，不符合全球可持續發展策略；

３）長期處於穩定的熱環境中，並無什麼熱舒適可言，隻能說是沒有熱不舒適。

鑒於此，對室內動態熱舒適的研究不僅有助於對熱舒適本質的理解，而且可以作為對新的空氣調節技術的理論基礎，在實際應用中也具有重要意義。

室內動態熱舒適的影響因素分析

２．１室內動態熱舒適的研究現狀

國內外學者對動態熱舒適的研究主要集中在溫度和風速的動態化兩個方面，而且人體熱舒適與人體的自主性體溫調節也有密切的關系。

２．２關於室內動態熱舒適影響因素的分析

人體熱舒適是客觀因素和主觀因素綜合作用的結果。客觀因素主要包括：室內空氣溫度、氣流速度、空氣濕度、室內平均輻射溫度等，主觀因素主要包括：人體的生理和心理特點、服裝熱阻、人體活動量等。

２．２．１室內溫度變化特點及影響

空氣溫度是影響熱舒適的主要因素，它直接影響人體通過對流及輻射的顯熱交換。常見的溫度變化形式主要有正弦波、鋸齒形波和方形波。生活中人們經歷的溫度變化一般為上午溫度逐漸升高，下午兩點鐘達到最高，此後溫度便會呈下降趨勢。

sprague和mcnall研究指出人體的熱感覺與溫度的波動頻率有很大聯系，當滿足下式時溫度的波動對人體幾乎沒有影響。

（Δｔ）（Δˇｔ）＜３０

式中：

Δｔ表示溫度的波動幅度，℃；Δˇｔ表示溫度的平均變化率，℃／ｈ。此外溫度的波動范圍也和人的著裝以及運動狀態有關，在溫度的動態調節中溫度波動應該在３℃左右。

２．２．２室內的氣流分佈及影響

空氣流速是影響動態熱舒適的又一重要因素。其變化情況分為兩種：風速大小及頻率的變化。有研究發現空氣流速大小與周圍環境溫度的關系，如圖２所示，在考慮氣流的波動性時這種增長曲線不一定出現，但隨著溫度的升高，人體對氣流速度大小的敏感程度也隨著增長。

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氣流具有一定的紊動特性，風的波動性和波動的頻率導致瞭熱舒適的動態性。Fanger和Pedersen主要研究瞭周期性波動氣流的影響；Tanabe和Kimura發現正弦變化氣流對熱舒適的影響比其他氣流要好；rohles發現處在超出以前所認為的合理風速（0.8ｍ／ｓ）時，人體感覺愉快；孫淑鳳和趙榮義認為將穩態送風系統改為動態時，可以提高送風溫度和氣流速度。有學者對自然風的分析發現風速分佈應該是正態的，而且由於湍流的間歇性及空氣流動環境的影響，速度分佈往往成偏態分佈，大部分的風速都集中在低風速附近。有學者對自然風的分析發現風速分佈應該是正態的，而且由於湍流的間歇性及空氣流動環境的影響，速度分佈往往成偏態分佈，大部分的風速都集中在低風速附近。

２．２．３室內空氣濕度特點及影響

有研究認為，增加空氣濕度，高溫時增加人體的熱感，低溫時加劇人體的冷感，當相對濕度變化范圍在５０％～６０％時較為適宜。相對濕度隨著溫度和空氣中水蒸氣的含量而變化，在一天的氣溫變化中，相對濕度也隨著變化。

空氣濕度與悶熱感有較大關系，Taep根據大量實驗結果編制瞭可以確定空氣溫度和相對濕度的人體熱感覺圖，如圖３所示，提出瞭悶熱感曲線（曲線Ａ），另有學者研究出從事體力勞動的人的勞動能力與空氣溫濕度的關系，提出瞭耐久性曲線（曲線Ｂ和Ｃ，其中曲線Ｃ的勞動強度大於曲線Ｂ的）。濕度還與室內空氣潔凈度有關，室內相對濕度與高蟲體量有很大關系，但相對濕度為多高時會引起室內蟲體增加需進一步研究。

２．２．４人體的生理和心理特點

人是影響熱舒適的主觀因素，主要體現在生理和心理上。人主要通過自身的熱平衡來調節身體溫度從而使身體適應周圍的熱環境。

端木琳等研究發現人體蓄熱以及人體自身的熱適應能力是影響熱舒適的內在因素。馬高祥和丁秀娟認為新陳代謝對人體熱舒適性有一定影響，主要因素包括人體的肌肉活動、精神活動、食物的特殊動力作用、環境溫度、人體的基礎代謝率、年齡、心情好壞、肥胖程度、運動狀態等。不同地域的人所能接受的熱舒適范圍也不同，同時人的生理適應，對熱環境的心理適應及行為適應也是影響動態熱舒適的重要因素。此外，有研究表明，在同樣的室內環境下男女由於性別的差異，也會導致對熱環境舒適性評價結果的不一致。

２．２．５衣服熱阻的影響

服裝與人體有密切的聯系，服裝熱阻的大小可以直接影響到人體的熱感覺，大多數情況下，人體體內的熱是通過皮膚經服裝散發到環境中的，反之亦然。由於人體身上各部位熱敏感程度不一樣，導致瞭實際上人體各部位的熱舒適情況也不一樣。

２．２．６室內其他因素的影響

​張泉等認為人體移動是室內擾動源，對氣流分佈存在短期影響，同時在移動過程中會增加室內平均溫度和平均速度，使周圍的溫度分佈不均勻，而速度分佈向均勻性方向發展。謝東和王漢青研究發現，人體部位的局部暴露也會對熱舒適產生影響。由於氣流組織的不同和熱源產生的浮力羽流使得室內存在熱分層現象也會使熱舒適出現差別。

總之，對室內動態熱舒適的研究，主要集中在溫度和風速的動態化兩個方面，還處於探索階段，通常認為影響熱舒適度的幾個因素是相互聯系的，同時，研究也發現環境操作溫度和相對濕度，風速頻率幾乎沒什麼影響。

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