传热学相关知识.docVIP

1．人体热舒适的影响因素 2．在暖通方案设计时如何结合人体热舒适的需要 3．人体对动态环境的反应 §5-1人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础 一、人体的热平衡 （一）人体的基本生理要求： 1、代谢率： 人体在化学反应中释放能量的速率。人体各部分的温度不同 代谢率高的器官温度较高 2、人体热平衡方程式 M－W － C － R － E ＝ S 式中：M——人体能量代谢率，W/㎡； W——人体所做的机械功，W/㎡ ； C——人体外表面向周围环境通过对流形式散发的热量，W/㎡ ； R——人体外表面向周围环境通过辐射形式散发的热量，W/㎡ ； E——汗液蒸发和呼出的水蒸气所带走的热量，W/㎡ ； S——人体蓄热率，W/㎡ （式中各项均以人体单位表面积的产热和散热表示） 3、裸身人体皮肤表面积的计算： AD=0.202mb0.425H0.725 式中： AD—人体皮肤表面积,m2； H—身高,m； mb—体重,kg； 4、人体最大的生理性变动范围为35～40； · S=0，表明人体正常； · S0，表明体温上升，人体不舒适； · 当体温≥45，人死亡 · S0, 表明在冷环境中，人体散热量增多。 当体温36，称体温过低； 当体温28，有生命危险； 当体温20，一般不能复苏； 5、人体平均皮肤温度： 四点模型法： 人体的核心温度：是由人体的运动强度即代谢率决定的。代谢率越高,人体的核心温度就越高。但人体的核心温度必须维持在一个相当窄的范围内才能保证其正常功能。 人的皮肤温度：随外界温度的变化而变化，而且与人体的核心温度一样,各部位之间存在一定差别。 为了确定人的平均皮肤温度,Ramanathan(1964)提出了一个四点模型。 即通过测试人体胸部、上臂、大腿、小腿，皮肤温度，按照权系数 0.3，0.3，0.2，0.2，进行加权平均。这样求得的平均皮肤温度对于多数用途来说是合适的。 （二）人体与外界的热交换 热交换形式：对流、辐射、蒸发。这几种不同类型的换热方式都受人体的衣着影响。 对流：环境空气的温度决定了人体表面与环境的对流换热，温差因而影响了对流换热量。周围的空气流速影响了对流热交换系数。气流速度大时,人体的对流散热量增加,因此会增加人体的冷感。 辐射：周围物体的表面温度决定了人体辐射散热的强度。例如,在同样的室内空气参数的条件下,围护结构内表面温度高会增加人体的热感，否则会增加人的冷感。 蒸发：潜热交换。主要是通过皮肤蒸发和呼吸散湿带走身体的热量。决定于空气相对湿度的大小与空气流速 皮肤蒸发：包含汗液蒸发和通过皮肤的湿扩散两部分； 空气流速：除了影响人体与环境的显热和潜热交换速率以外,还影响人体的皮肤的触觉感受。 “吹风感(Draft)”：是一种气流增大引起皮肤及粘膜蒸发量增加以及气流冲力产生的不愉快的感觉。 （三）影响人体与外界显热交换的几个环境因素 1．平均辐射温度： 其中： ——平均辐射温度， Fn ——周围环境各表面可看到的面积，m2 tn ——周围环境各表面的温度， 物理意义：一个假象的等温围合面的表面温度，它与人体间的辐射热交换量等于人体周围实际的非等温围合面与人体间的辐射热交换量。 黑球温度计：是由一个涂黑的薄壁铜球，内装有一个温度计组成，温度计的感温包包在铜球的中心。 2. 操作温度to(Operation Temperature) 反映了环境温度ta和平均辐射温度tr的综合作用； 式中： hr——辐射换热系数，W/(㎡·) hc——对流换热系数，W/(㎡·) 3．对流换热系数hc 自然对流： 受迫对流：与风速有关； 4．对流质交换系数he (即蒸发换热系数） LR= he/hc LR称为“刘易斯系数”，对于一般的室内空气环境有：LR=16.5 （四）服装的作用： 保温；阻碍湿扩散。 1、服装热阻Icl：指的是显热热阻Iclo 常用的单位有：㎡·K/W和clo 1clo=0.155 ㎡·K/W 1clo定义为：一个静坐者在21空气温度、空气流速不超过0.05m/s，相对湿度不超过50%的环境中感到舒适所需要的服装热阻。 如： 夏季服装一般为：0.5clo (0.08 ㎡·K/W) 工作服装一般为：0.7clo (0.11 ㎡·K/W) 正常室外穿的冬季服装：1.5～2.0clo 北极地区的服装：4.0clo 2.服装热阻的影响因素 （1）椅子对热阻的影响 取决于椅子与人体接触的面积。 座椅的热阻的增值可进行估算 Icl=7.48×10－5 A－0.1 （2）行走对热阻的影响 Icl=0.504 Icl +0.00281Vwalk－0.24 如果一个人静立时，服