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建筑物理ArchiecturaI Physics  河南理工大学 建筑与艺术设计学院 1.1室内热湿环境 1.2室外热环境及建筑热工分区 1.3传热方式 1.1室内热湿环境 1.1.1人体的热平衡 1.1.2人体热平衡的影响因素 1.1.3室内热环境的评价 1.1.4湿空气的物理性质 1.1.1人体的热平衡 人体与室内的热交换 主要以对流和辐射的方式进 行。室内气候对人体的影响 主要表现在冷热感。冷热感 取决于人体新陈代谢产生的 热量和人体向周围环境散热 量之间的平衡关系，如图。 建筑师的任务就是为人们营造出良好的室内热 环境，使人们能保持舒适状态下的人体热平衡。 问题：当人体热负荷为0，也即人体达到了热平衡时，是不是人就感觉舒适了？ 什么是人体舒适度？ 人体舒适度：就是在不特意采取任何防寒保暖 或防暑降温措施的前提下，人们在自然环境中是否 感觉舒适及其达到怎样一种程度的具体描述。 在空气温度高于32℃、湿度超过80%、风力小 于2级的环境中，人们会普遍感到闷热难忍，甚至 出现中暑现象，我们称这时的“人体舒适度”为“闷热” 或“极热”。 所谓按正常比例散热，指的是对流换热约占总散热量的25-30? ，辐射散热约为45-50? ，呼吸和无感觉蒸发散热约占 25-30? ，处于舒适状况的热平衡，可称之为“正常热平衡”。 影响人体热舒适的因素： 主观因素：人体所处的活动状态、人体的衣着状 态。 客观因素：室内的气象参数——室内空气湿度、 空气温度、气流速度、环境辐射温度。 热舒适感是在这6各因素共同影响下的一种综合 效果。 1.1.2人体的热平衡的影响因素 1、空气温度：对流散热量 2、环境表面温度：辐射散热量 3、水蒸汽分压力（空气湿度）：蒸发散热量 闷热vs湿冷 4、风速：对流散热量和蒸发散热量 凉风席席vs热风 5、服装热阻：影响所有散热量 6、新陈代谢率：影响产热量 1.1.2人体的热平衡的影响因素 食物?分解氧化?热量 人体的基本生理要求：维持体温基本恒定！ 代谢率(Metabolic Rate)：人体新陈代谢反应过程中能量释放的速率 1)影响人体新陈代谢产热量的因素 影响因素多： 肌肉活动强度：绝对的影响 环境温度：偏高、偏低都增加代谢率 性别：男性高于女性 年龄：少年高于老人 神经紧张程度：紧张则代谢率高 进食后时间的长短等：进食后代谢率增加，蛋白质代谢率高，糖和脂肪类代谢率低。 代谢率单位 met：1 met = 58.2 W/m2，即成年男子静坐时的代谢率。 2)基础代谢率：参照基础 基础代谢率(BMR ，Basal Metabolic Rate) 未进早餐前，保持清醒静卧 半小时，室温条件维持在18~25℃ 之间测定的代谢率：46 W/m2 BMR变化范围：10~15%。超过20％ 为病态。 3)肌肉活动与代谢率 一般室内运动代谢率多在5 met 以下。 （2）人体体温范围 肝脏：最高，38℃ 皮肤：与外界环境有关 各部分温差不会太大 日夜有1℃以内的波动 代表温度：核心温度 温度是指物体的冷热程度。测量温度的仪表 叫温度计。 温度计因刻度标准不同而分为摄氏温度（或 称摄氏温标）、绝对温度（或称绝对温标）和华 氏温度（或称华氏温标）。 A摄氏温度用符号“℃”（摄氏度）表示。并规 定在1标准大气压下水的冰点和沸点分别为0℃ 和100℃。在二者之间分为100个等分，每1等 分为1℃。　　 B绝对温度用符号K（开氏度）表示。并规定在1标准大气压下水的冰点和沸点分别为273.15K和373.15K。二者之间仍分为100个等分，每1等分为1K。 C华氏温度用符号（华氏度）表示。并规定在1标准大气压下水的冰点和沸点分别为32华氏度和212华氏度。二者之间分为180个等分，每1等分为1华氏度。 如果用t代表摄氏温度，T代表绝对温度，W代表华氏温度，则： T=t+273.15 W=tX9/5十32 工程中，一般都采用摄氏温度和绝对温度。华氏温度只在部分国家中使用。 人体皮肤的温度 并非均匀一致 卫生学研究中：体表上不同部位几个点皮 肤温度的平均值，每个测定值是按其所代表 的人体表面积的比例加权计算而得的。 人体皮肤温度 (3)服装热阻 (4)辐射散热量 人体皮肤对常温物体辐射的吸收率0.95 1.1.3室内热环境的评价 (1)环境空气温度：对流换热 (2)环境平均辐射温度（表面温度）：辐射换热 (3)空气湿度（水蒸汽分压力）：对流质交换 A高温环境：增加热感 B低温环境：增加冷感！ (4)风速：对流热交换和蒸发散热 吹风感：Draught，冷感和对皮肤的压力冲击