机动卫生装备舱室空气质量与人体热舒适性关系的评价与分析

目的:控制和改善机动卫生装备的舱室空气质量,保障舱室内人员的热舒适性。方法:运用灰色关联度方法研究某急救车舱室在高温高湿条件下开启制冷空调30 min和60 min时舱室内伤病员和医护人员的热舒适性。结果:初始条件下舱室内人体热舒适性为"不舒适"等级;30 min时伤病员和医护人员的热舒适性等级达到"最舒适"和"舒适"等级;60 min时热舒适性进一步提高;卧姿伤病员的热舒适性优于坐姿伤病员和站姿医护人员的热舒适性。结论:灰色关联度法能较好地应用于机动卫生装备舱室空气质量与人体热舒适性的评价与分析。

辐射供冷空调系统下的人体热舒适性研究

为了深入研究辐射供冷空调系统下的人体热舒适性,对辐射供冷空调系统的传热机理进行了分析,合理简化了人体热平衡方程,获得了人体显热散热量、辐射对流散热量比与热舒适性的关系。实验及数值模拟结果表明:在辐射供冷空调系统下,人体热舒适性指标(PMV)与人体显热散热量之间具有较好的线性关系,利用该线性关系,可从人体热平衡的角度直接对人体热舒适性进行评价;人体辐射对流散热量比与热舒适性指标之间没有明显的相关关系,即人体辐射对流散热量比对热舒适性没有影响。因此,在保证人体热舒适性的基础上,可以通过提高人体辐射对流散热量比,即使辐射供冷空调系统具有较大的辐射末端面积、较低的辐射末端温度或较高的送风温度,从而达到建筑节能的效果。此项研究可为辐射供冷空调系统的热舒适性评价及系统设计提供参考。

如何设计不同热环境下中小学体育课的运动强度?--基于运动中人体热舒适性的视角

《义务教育体育与健康课程标准(2022年版)》(以下简称“义教新课标”)对中小学体育课的运动强度提出了明确要求,在此基础上根据课堂实际环境,从运动中人体热舒适性的视角探究不同热环境下如何科学设计体育课的运动强度。基于运动人体热舒适性模型,利用5种模拟条件分别计算当环境温度、环境相对湿度、环境风速、服装覆盖率以及人体热舒适性5个因素发生改变时体育课运动强度的推荐值。结果显示:不同热环境下中小学体育课的推荐运动强度存在明显差异,其中,影响最大的热环境因素是环境温度,其次是环境风速,环境相对湿度影响最小。从运动人体热舒适性的视角看,不同热环境下的推荐运动强度均满足义教新课标的要求,表明基于该视角能够较好地对不同热环境下中小学体育课的运动强度进行科学设计。基于不同热环境的中小学体育课运动强度设计通过影响学生的热应激程度、热环境相关的健康理论知识与实践能力、热负荷心理忍耐力,促进学生运动能力、健康行为和体育品德3个维度的体育与健康核心素养的形成。

人体热舒适性在城市规划领域的研究综述

随着"以人为本"及低碳节能思想的深入,愈来愈多的学者开始展开人体热舒适性的研究,城市是以人为中心,同时也是能源消耗的集中地。文章首先概述了当前人体热舒适性的研究现状,然后从人体热舒适性的影响因素、评价以及在城市规划领域的应用三个方面进行相关研究的总结,以期为人体热舒适性在城市规划领域的应用提供思路和方向。

人体热舒适性评价试验室的研制

试验室由外室和真实民居结构的内室构成,外室由空气处理机组模拟各种户外气候环境,内室配置温度、湿度、风速等传感器,测量空调设备营造的室内环境温湿度、气流分布等参数,并分析计算室内人体热舒适性指标。试验室用于开发新型空调设备、客观评价空调设备所营造环境的舒适性,并为环境舒适性的主观评价提供条件。

城市道路对微区域温度场和人体热舒适性的影响规律研究

道路作为城市下垫面的重要组成部分,其面积比例、材料组成和路域植被状况对于城市温度场及人体热感具有重要的影响。为此,基于ENVI-met构建了包含城市道路场景的微区域模型,通过现场实测数据验证了模型的有效性;在此基础上,分析了城市道路面积占比、路面反射率、路面导热系数、路侧植被覆盖率等对城市微区域空气温度、平均辐射温度、路面温度以及人体生理等效温度的影响规律。结果表明:当城市道路面积占比增大20%时,空气温度升高值可达2.42℃;高反射率路面在14:00的空气温度比普通路面低1.38℃,但夜间的降温效果不突出;低导热系数路面能够有效降低夜间的路面温度与空气温度;在路侧增加10%植被覆盖率可使空气温度降低3℃~4℃,生理等效温度降低0.3℃~1.4℃;关联性分析表明导热系数与空气温度的相关系数为0.714;增加路侧植被覆盖率来缓解城市热岛效应的成本增加为0.218%。总体上,城市道路面积占比越大,城市热岛效应越明显,但这一规律不是线性的;高反射率路面能够有效降低空气温度,但不能提升人体热舒适性;导热系数与空气温度关联性最高,低导热系数路面对城市微区域夜间温度和室外热舒适性较为有利;增加路侧植被能够降低微区域的空气温度和生理等效温度,且经济效益最好,是缓解城市热岛效应的有效途径之一。研究结论从道路设计的角度为缓解城市热岛效应提供了方法和思路。

基于人体热调节模型的乘员舱热舒适性分析

为研究乘员的动态热反应规律,以提高乘员舱内的热舒适性,综合考虑环境参数、人体调节、代谢水平、服装热阻等因素,建立车内热环境与人体热调节模型耦合计算方法,计算乘员重要热感应部位头部、胸部和四肢的皮肤平均温度动态变化情况,并分析人体热调节反应和热舒适性变化规律。结果表明,乘员舱热环境与人体热调节模型的耦合计算方法可较可靠地分析乘员动态热反应和热舒适性;在暖风系统开启时,车内热环境瞬态变化,在不同乘坐位置乘员不同身体部位的皮肤温度变化存在差异;在热环境中,乘员皮肤温度上升,人体的热调节参数血管舒张量和出汗量增加,从而带走体内热量,维持体温恒定。

基于热舒适的湿热地区步道树木设计策略

湿热地区的夏季高温且潮湿,严重影响了人们的户外活动。行道树提供的遮阴显著影响着人行道的热环境,然而目前针对树种及排列形式对人行道热环境的研究尚少。基于湿热地区常见的行道树树种及排列形式,建立了13个ENVI-met仿真情景。结果表明,高LAI、大冠幅的树木能够提供更好的冷却效益;不论道路方向,两侧种植乔木比单侧的冷却效益更好;行道树南北向种植可以获得更好的热舒适效果。本研究旨在为中国湿热地区步道规划的树木选择及种植方式提供实践建议,为室外运动人群提供更好的热舒适环境。

基于ENVI-met软件对热环境模拟及人体热舒适性研究:以安徽省建科院绿色屋顶为例

[背景]在全球气候变化背景下,随着城市热岛效应加剧,对城市热环境及人体热舒适性研究日益得到重视。夏热冬冷地区绿色屋顶在夏季有着显著的降温增湿效应。[目的]探索绿色屋顶在降低城市热岛效应,提升人体热舒适性等方面的机制,为城市绿色屋顶的规划设计提供科学依据。[方法]以安徽省建筑科学研究设计院(后简称:建科院)绿色屋顶为研究对象,选取晴朗无风的典型天气条件下对花园式绿色屋顶进行实地监测,在验证模型精度可靠性的基础上运用ENVI-met 4.4.5软件模拟花园式与草坪式两种不同类型绿色屋顶,随机式、组团式与围合式三种不同植被布局形式,从"面"的角度测量绿色屋顶降温增湿效应以及用生理等效温度(PET)对人体热舒适性进行评价。[结果]结果表明:(1)绿色屋顶在夏季有着明显的降温增湿效应,降温效应呈现白天弱夜间强,增湿效应呈现白天强夜间弱的总体分布特征。(2)草坪式与花园式绿色屋顶类型呈现的降温和增湿的变化趋势较为一致;降温幅度分别在0.002~0.068℃与0.001~0.141℃之间,增湿幅度分别在0.367%~1.952%与0.555%~2.305%之间;花园式略强。(3)在19:00至次日6:00时间段,此时空气温度处于26.462~28.436℃之间,相对湿度处于54.192%~66.608%之间,PET处于18~23℃,为人体热舒适性水平最佳的时段;在11:00—16:00时间段,此时空气温度处于28.557~30.349℃之间,相对湿度处于49.646%~57.636%之间,PET>41℃,人体热舒适性处于一天中最差水平;在6:00—11:00以及16:00—19:00时间段,PET处于23~41℃,人体热舒适性处于一般水平。(4)在植被配置比例相同,植被布局不同的情境中,地块平均温度依次为随机式布局<组团式布局<围合式布局,且温度的高低与风速大小呈正相关,与相对湿度大小呈负相关的关系,相同时间点三种不同植被布局形式呈现相同的热应激水平。[结论]在夏热冬冷地区,草坪式与花园式绿色屋顶在夏季都具有一定的降温增湿效果,一天中不同时间段的人体热舒适水平也会表现不同,所以增加绿色空间和城市绿量,对于改善城市微气候和提高人体热舒适性具有重要意义。

着装人体局部热舒适性研究与发展现状

为进一步丰富和发展着装人体局部热舒适性的研究方法及手段,文章通过回顾服装热舒适性研究的发展历程,阐述了服装局部热传递的机理,从物理学、生理学和心理学角度出发,综述了着装人体局部热舒适性常见的主、客观评价方法,并详细论述了人体、服装、外界环境和衣下空气层这四大因素对着装人体局部热舒适性的影响情况,最后提出了修正局部动态热阻公式将有利于完善着装人体局部热舒适性的评价,增加对衣下非均匀空气层的研究对着装人体局部热舒适性具有重要意义,研制适用于局部热舒适性测试的新型服装微气候仪将会具有良好的发展前景。

纯电动汽车内个性化采暖的热舒适试验

纯电动汽车内采用个性化采暖(座椅加热、腿部加热、脚部加热)装置进行局部加热,实测了人体局部和整体的热舒适情况以及各部位的加热功率。结果表明:个性化采暖装置在车外温度为0~8℃时能显著提高驾乘者局部和整体的热舒适情况,尤其是脚部和手等肢末部位;在加入新风系统的情况下,与传统空调采暖的能耗相比,个性化采暖装置的节能最高可达总能耗的81.4%。

上躯干皮肤温度冷热变化与热量调节区划分

针对制冷与加热一体式服装中冷热调节区域设计问题,以皮肤温度为依据,探究人体受冷热环境影响上躯干各部位的冷热需求程度。分别测量冷与热2种环境下,青年男子在静坐、站立、步行、快走4种运动状态中上躯干不同区域的皮肤温度,分析各部位皮肤温度变化来判断人体局部区域的冷热情况,对皮肤温度变化值采用聚类分析来进行冷热调节区域的划分。结果表明:在冷环境下,人体上躯干皮肤温度在任一状态下侧胸、后肩温度均较低,且在静坐、站立阶段中明显低于人体平均皮肤温度;热环境下,任一状态下前肩、后肩温度均较高,前肩、后肩、中背明显高于人体平均皮肤温度,故侧胸、前肩及后肩等部位的冷热需求是功能服装设计的重点。

植被配置结构对人体热舒适度影响的数值模拟研究

[背景]城市热岛效应对人体健康产生显著的负面影响。城市绿地能够有效改善城市热环境,提高人体热舒适度。[目的]探究植被配置结构的温湿效应及对人体热舒适度的影响,以期为城市预备地景观规划提供参考,预防并减少城市热岛效应对城市居民健康的影响。[方法]以合肥某高校预备地为研究对象,选取晴朗无云且无极端天气的夏季典型气象日进行实地监测,以实测数据进行ENVI-met软件数值模拟精度验证。基于垂直和水平的视角对植被配置结构方案进行量化界定,根据植被配置类型(草地、灌木+草地、乔木+草地、乔木+灌木+草地)、种植布局(列植、均匀点植)及种植密度[植物间高宽比(ART)分别为0.75、1.13、1.50、2.25]三个方面建立9个模拟方案,定量对植被配置结构方案的降温增湿效应及人体热舒适度(生理等效温度,PET)进行评价。[结果]所有模拟方案的降温增湿效果的变化趋势较为一致,基本上呈现先升后降的变化趋势。方案八(乔木+草地,ART=2.25,均匀点植)的降温增湿效果最优,降温指标较最差的方案一最大差值达1.36℃,增湿6.29%。方案九(乔木+灌木+草地,ART=2.25,均匀点植)的人体热舒适度最优,PET值为35.37℃。不同植被配置类型对热舒适度的改善效果由强到弱的顺序为乔灌草结构(方案九)>乔草结构(方案八)>灌草结构(方案二)>草地结构(方案一);15∶00时,乔灌草结构(方案九)的PET值较草地结构方案(方案一)下降了7.44℃。乔木间种植密度越大,模拟方案与原始方案的温度和相对湿度的差值就越高。在控制相同绿量的情况下,在植被种植稀疏时,均匀点植展现出更优的人体舒适度,但方案三(乔木+草地,ART=0.75,均匀点植)与方案五(乔木+草地,ART=1.5,列植)PET值相差仅0.15℃;当种植密集时,列植则更有利于风的流通,更有效降低场地温度,方案七(乔木+草地,ART=2.25,列植)比方案四(乔木+草地,ART=1.13,均匀点植)PET值低0.87℃。[结论]城市绿地在夏季降温增湿效应明显,均匀点植的乔草结构(ART=2.25)对热环境降温增湿效果最明显,均匀点植的乔灌草结构方案下人体舒适度最优。植被配置结构优化对于减少城市热岛效应,提高人体热舒适性和促进居民健康有重要意义。

天津西站特殊高大空间室内热环境模拟分析

天津西站高架候车室采用大面积玻璃穹顶,太阳辐射通过玻璃直射到人体上,会大幅增加人体的热感觉,这给室内热环境控制提出了新的要求。从空调系统的设置、气流组织模拟及人体热舒适性分析等三个方面模拟分析候车室内热环境,以期得到满足人体热舒适性要求的玻璃遮阳系数、温湿度、风速参数及地板辐射供冷参数等内容,为同类项目设计提供参考。

空心砌块通风墙体二维简化传热模型研究

空心砌块通风墙体是一种新型的建筑围护结构,该结构可以利用空调系统排风、地道风或夏季夜间凉风对空心砌块墙体的空腔进行通风,实现墙体内部冷、热量的转移。该技术将热回收或可再生能源利用与降低墙体内部冷/热量结合起来,可削弱室外气候对室内环境的影响,减小墙体内表面温度的波动,从而改善人体的热舒适性。为了研究该新型通风墙体的传热特性,建立了空心砌块通风墙体的二维简化传热模型。并且在稳态情形下,计算分析了该通风墙体内表面的平均温度。还进一步研究了空心砌块通风墙体的当量热阻及其影响因素。结果表明空心砌块通风墙体能获得较低的墙体内表面温度和较高的当量热阻,同时,也降低了室内负荷。

家用空调制冷舒适性指标研究

本文针对影响空调制冷工况下的舒适性指标进行了研究,并给出了制冷工况下的部分舒适性指标的试验方法及试验结果。随着生活水平的提高,人们对家用房间空调器的功能也有了更高的要求,不再仅仅局限于空调最基本的制冷及制热功能,而是对房间空调器的功能提出了新的要求,即舒适性。人体热舒适性,是指人体对湿热环境的满意程度,是人体通过自身的热平衡和环境状况综合起来获得的人体舒适程度。

基于PMV指标的掘进巷道通风效果的数值模拟

以某高温掘进巷道为研究对象,研究不同通风方式下巷道内气流的速度场、温度场及人体热舒适性指标(PMV)场的特征。根据计算流体力学(CFD)理论,建立带浮升力效应的湍流模型;分析掘进巷道模型的边界条件;并对压入和抽出两种通风方式下巷道内气流的速度场、温度场和PMV场进行模拟计算。计算结果表明,压入式通风克服了抽出式通风气流紊乱的缺点,其速度场分布符合受限贴附射流规律;在巷道同一截面不同高度处的温度梯度不超过3℃;PMV平均值为0.49,范围为-0.7～0.7,均属人体感觉舒适范围,能更好地满足人体热舒适性要求。本研究可为高温掘进巷道通风方式的选择提供参考。

现代化住宅暖通空调设计要素

本文以某小区的现代化住宅为例，从其温度标准确定、基于人体热舒适性指标PMV的控制系统、合理选择冷冻机规模、新风量的计算确定等方面来阐述现代化住宅暖通空调设计的要素。

广州珠江城大厦冷辐射吊顶办公室的气流组织模拟分析

广州珠江城大厦采用冷辐射吊顶加独立新风及干式风机盘管相结合的空调系统,本文利用数值模拟软件Airpak对某办公室空间进行计算模拟,对室内空气的速度场、温度场、PMV与PPD模拟结果进行分析,得出工作区域地面以上0.1 m处截面、1.1 m处截面、1.8 m处截面,三个水平面的人体周围的温度相差不大,符合25℃设计要求,靠近玻璃幕墙的风机盘管送风形成的空气幕墙很好地隔绝了外界热量的渗透,没有对室内温度场带来影响.新风送风口出口送风气流风速为0.5 m/s左右,上升到一定高度后风速降到0.25 m/s以下,人体截面周围风速普遍在0.25 m/s以下,基本不会存在吹风感.人体表面处的PMV指标在-1.25~1.25之间,满足人体舒适性指标.人体表面处PPD值大都在5%左右,热舒适性较好.因此,该系统在提高人体的热舒适性是可行的.