丁勇花等:熱舒適模型與熱適應(yīng)模型的對比分析DoI:10.13905/j.cnki.dwjz.2015.04.054熱舒適模型與熱適應(yīng)模型的對比分析丁勇花,狄育慧,王智鵬(西安工程大學(xué),西安710048)【摘要】PMV模型是目前應(yīng)用最廣的室內(nèi)熱舒適評價模型,但在實際應(yīng)用中出現(xiàn)了比較大的誤差,本文對比分析了各個邊界條件對PMⅤ模型和aPMⅤ模型的影響,得出了用aPMV模型要比用PMⅤ模型所得的不滿意率比要低,即在人們可接受的范圍內(nèi),用aPMⅤ模型評價熱舒適可以避免不必要的熱量和冷量損失,降低能源消耗和運行成本,從而確保人們的健康和工作效率,這對提高室內(nèi)熱舒適和建筑節(jié)能具有一定的意義?！娟P(guān)鍵詞】熱舒適;PMV模型;熱適應(yīng)模型;對比【中圖分類號】TU1.48【文獻標(biāo)識碼】B【文章編號】1001-6864(2015)04-0149-0420世紀(jì)90年代之前,研究人員普遍接受和運用1970年, Fanger教授提出的PMⅤ模型是基于熱平Fanger教授的PMv-PPD模型對人體熱舒適進行預(yù)測衡方法建立起來的,是一種靜態(tài)的或者恒定的模型,與評價,但是后來越來越多的現(xiàn)場測試和調(diào)研發(fā)現(xiàn):是對人體熱感覺的預(yù)測,代表了同一環(huán)境下絕大多數(shù)在穩(wěn)態(tài)環(huán)境條件下,PMV模型可以對人體熱舒適進行人的熱感覺,但是人與人之間存在生理差別,因此很好的預(yù)測;在自然通風(fēng)或者室外環(huán)境下,PMV模型PMV指標(biāo)并不一定能夠代表所有個人的感覺。所以,預(yù)測的熱舒適值與實際的熱感覺值有很大的偏差,且 Fanger教授又提出了預(yù)測不滿意百分比PPD指標(biāo)來PMⅤ預(yù)測的熱舒適值一般要比實測的人體熱感覺值表示人群對熱環(huán)境不滿意的百分數(shù)。要偏大一些。所以研究一種適用于自然通風(fēng)環(huán)境下1.2熱適應(yīng)模型的熱舒適評價模型就顯得尤為重要,這樣可以對人體熱適應(yīng)是指機體對于長期熱環(huán)境刺激產(chǎn)生的耐熱感覺進行定量的分析,更好的指導(dǎo)人們進行生活活熱性提高的生理性適應(yīng)過程。適應(yīng)性熱舒適是以熱動。就社會而言,過高或者過低的室內(nèi)溫度都會引起舒適的實測研究為基礎(chǔ)的,人們普遍認為人體熱舒適居住者不舒適,影響居住者的生活和工作,所以用最的適應(yīng)性是造成實測研究與實驗室研究差異最主要少的能源消耗來滿足人們對環(huán)境的要求,一直都是我的原因。在實驗室研究中,人是環(huán)境的被動接受者。們暖通工作者所追求的目標(biāo),其他的熱舒適評價模型而在熱適應(yīng)性研究中,強調(diào)的是人的社會屬性,人能就是在這種背景下研究和建立起來的。夠主動創(chuàng)造自己喜歡的熱環(huán)境,從這個意義上說對環(huán)1描述人體熱舒適的模型境的滿意就是對環(huán)境的適應(yīng)。熱適應(yīng)理論認為,人們1.1PMV模型總是有意識或無意識地不斷調(diào)整自己的行為以適應(yīng)根據(jù) Fanger教授多年研究成果而制定的熱舒適熱環(huán)境,從而使人們熱舒適感覺不能嚴(yán)格按照熱平衡評價指標(biāo)PMVⅤ是目前應(yīng)用最廣的熱舒適指標(biāo),已于方程來執(zhí)行。對環(huán)境的適應(yīng)會使人逐漸對所處的環(huán)1984年被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織公布的IO7730的標(biāo)準(zhǔn)所境感到滿意,這樣導(dǎo)致的結(jié)果是,生活在熱帶氣候下應(yīng)用。 Fanger'sPMⅤ模型是一種熱平衡模型,該模型的人們對室內(nèi)的期望溫度要比生活在寒冷氣候下的將人們視作為熱刺激的被動接受者,假定周圍環(huán)境對人們的期望溫度要高相反則會低。自此,越來越多的人體的影響,僅是通過人體和環(huán)境之間物理的熱量和國內(nèi)外學(xué)者研究得到了不同地區(qū)的熱適應(yīng)性模型。質(zhì)量交換。而一個真正的社會人通過體溫調(diào)節(jié)方式些研究學(xué)者研究表明,人們對自然通風(fēng)條件下熱環(huán)來適應(yīng)周圍環(huán)境中的變化情況,該模型僅適用于穩(wěn)境的忍耐力要比用靜態(tài)的試驗得到的要大,這樣就擴態(tài),均勻的熱環(huán)境,它并沒有考慮到其身體部位上有大了人們可接受的舒適溫度范圍,這也就意味著熱適衣物層。 Humphrey和Ncol的一些研究表明:用PMV應(yīng)模型對建筑物的節(jié)能有著巨大的潛能模型預(yù)測平均投票只有在嚴(yán)格限制的條件下才有效,Humphreys, Auliciems, de dear等人在熱適應(yīng)性研PMV過高的評估了人們在較熱環(huán)境下的熱感覺和在究中做了大中國煤化工舒適實測調(diào)查較冷環(huán)境的冷感覺,這樣就會增加空調(diào)的運行費用,的結(jié)果進行ˉCNMHG根據(jù)室外空氣并且進一步增加環(huán)境的負擔(dān)。溫度來預(yù)測室內(nèi)熱舒適溫度,從而創(chuàng)造出最佳室內(nèi)熱[基金項目]陜西省科技攻關(guān)項目(2013K11-31);西安市城鄉(xiāng)建設(shè)資助項目(SJW201324低溫建筑技術(shù)2015年第4期(總第202期)環(huán)境的適應(yīng)性方法,得出了自然通風(fēng)建筑中室內(nèi)的舒價時的廣,這樣就為建筑節(jié)能提供了可靠的理論基礎(chǔ)。適溫度T。與室外月平均溫度T的關(guān)系式:T=aT表2不同溫度下PPD值計算這種適應(yīng)性方法是用單一的溫度變量來作為熱溫度/202224262830舒適評價指標(biāo),而不是一個包括了服裝熱阻、活動強PMv模型92.2461.393.305.5213.1646.41度、空氣流速、操作溫度、相對濕度等參數(shù)的綜合指aPMV模型47.223.61162850412.5630.02標(biāo),系數(shù)a和b將相關(guān)的環(huán)境因素和人體因素都包括在內(nèi)了,這樣更便于在工程實踐中應(yīng)用。例如 Aulici-2.2相對濕度對PPD指標(biāo)的影響ems研究得出適合于所有建筑的室內(nèi)舒適溫度與室外不同相對濕度下的預(yù)測不滿意百分比PPD值計月平均溫度的函數(shù)關(guān)系式算如下,其變化如圖2所示。T=0.317+17.61.3適應(yīng)性預(yù)測平均投票不同溫度下PT值計算YaoR,LiB等人將熱平衡和適應(yīng)性理論相結(jié)合,溫度/%1020304050607080提出了一種理論性的熱舒適適應(yīng)性模型:適應(yīng)性預(yù)測MV模型10.538.7.356.275.525.105.015.24平均投票aPMV,這個模型將人們的心理和行為上的aMV模型8.%67.286.425.745.045.025.005.03適應(yīng)性都考慮進去了,用適應(yīng)性系數(shù)A來修正用Fanger教授的PMV方法產(chǎn)生偏差,aPMV的計算公式為:100aPMV=,PMVAPMV(2)經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),在aPMV模型中,自適應(yīng)性系數(shù)A與當(dāng)?shù)丨h(huán)境、人的適應(yīng)性等因素有關(guān),在我國的《民用爾據(jù)長熱濕環(huán)境評價標(biāo)準(zhǔn)》根據(jù)我國的研究成果,給出了不同氣候區(qū)不同類型建筑適應(yīng)性系數(shù)A的取值,見表1202224262830表1自適應(yīng)系數(shù)操作溫度/℃建筑氣候區(qū)居住建筑、商店建筑、PMV模型一aPMv模型教育建筑旅館建筑及辦公室圖1操作溫度對PPD指標(biāo)的影響嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)PMV≥00.21PMV 00.2912夏熱冬冷PMV≥0210夏熱冬暖、溫和地區(qū)PMV<00.490.28求爾長82基于兩種模型的PPD指標(biāo)為了對比不同因素對PMV模型與aPMV模型的影響,需要固定相應(yīng)的邊界條件,現(xiàn)將邊界條件定為102030405060708090100如下:寒冷地區(qū)某一學(xué)校的教學(xué)樓,其室內(nèi)空氣溫度相對濕度為26℃,相對濕度為50%,空氣流速為0.2m/s,人靜坐時的新陳代謝率為582W/m2,服裝熱阻為0.57cloPMV模型一aPMV模型在這樣的一個情況下,用 Fanger教授的方法計算時圖2相對濕度對PPD指標(biāo)的影響PM值0.186,PPD計算值為5.52%;而用aPMⅤ模型時,PMV計算值為0.179,對應(yīng)的PPD為504%。由圖2可知,無論通過哪種指標(biāo)計算,相對濕度對2.1操作溫度對PPD指標(biāo)的影響PPD指標(biāo)的影響都不是很大,但是相對濕度每變化不同操作溫度下的預(yù)測不滿意百分比PD值計10%,PMV模刑相對于PMV權(quán)刑其PPD指標(biāo)的變算如下,其變化如圖1所示。化率相對小中國煤化工由圖1可知,利用aPMV模型計算要比利用PMV2.3空氣CNMHG模型計算的PPD值要小,即用aPMⅤ模型來評價室內(nèi)不同空氣流速下的預(yù)測不滿意百分比PPD值計人們可接受的熱舒適溫度范圍要比用PMⅤ模型來評算如下,其變化如圖3所示。丁勇花等:熱舒適模型與熱適應(yīng)模型的對比分析由圖3可知,PPD指標(biāo)值隨風(fēng)速變化還是很大的,會有逐漸增大的趨勢。并且隨著風(fēng)速的增大,利用aPMV模型計算得到的2.5服裝熱阻對PPD指標(biāo)的影響PPD值與用PMV模型計算得到的PPD值之間的差距不同服裝熱阻下的預(yù)測不滿意百分比PPD計算有增大的趨勢。如下,其值變化如圖5所示。表6不同服裝熱阻下PPD計算服裝熱阻/co0.20.30.40.50.60.70.80.91.0PMV模型41.7823.4612.787.345.165.306.909.4212.53aPMv模型23.8316.309.986.435.015.036.648.781l1l00.10.20.30.40.50.60.70.80.9空氣流速/m·sPMv模型一aPMV模型圖3空氣流速對PPD指標(biāo)的影響求爾長4不同空氣流速下PPD值計算0002040608空氣流速00.10.20.30.40.50.60.70.8服裝熱阻/eloPMV模型aPMV模型PMV模型5595.235.527.329.5611.9314.3016.6318.89aPMV模型5.325.035046.437.898.8611.5912.3813.87圖5服裝熱阻對PPD指標(biāo)的影響24新陳代謝率對PPD指標(biāo)的影響如圖5可知,服裝熱阻對人體熱舒適有著重要的不同新陳代謝率下的預(yù)測不滿意百分比PPD值影響在利用指標(biāo)對人體熱舒適進行評價時也應(yīng)將計算如下,其變化如圖4所示。躺著46W/m2;靜坐人們的穿著適應(yīng)性考慮進去,所以用aPMV模型計算582W/m2;站著休息70W/m;站著輕度活動93W/的PD值要比用PMV模型計算的值偏小。m2;站著中度活動165W/m2。3結(jié)語(1)不同邊界條件變化對預(yù)測不滿意百分比的表5不同新陳代謝率下PPD值計算影響,見表7。新陳代謝/W·m2465827093165表7預(yù)測不滿意百分比隨邊界條件變化的平均變化率%PMV模型22.195.526.8319.1335.13邊界條件的影響PMⅤ模型aPMⅤ模型aPMⅤ模型5.725.046.6115.5022.88操作溫度每變化1℃±12.3相對濕度每變化10%空氣流速每變化0.1m/s±1.9丑爾長粥新陳代謝率每變化1w/m2±0.8±0.5服裝熱阻每變化lclo±5.5±3.2(2)在評價室內(nèi)環(huán)境時,aPMV模型比PMV模0306090120150180型更靈活,同時aPMⅤ涉及到了適應(yīng)性,居民能夠更好新陳代謝率w·m2地適應(yīng)了溫暖的環(huán)境,所以當(dāng)夏季室外溫度高時,允PMv模型aPMv模型許有更高的室內(nèi)熱舒適溫度存在。(3)aPMV模型比甲PMⅤ模型所得的不滿意率圖4新陳代謝率對PPD指標(biāo)的影響比要低,在使中國煤化工在人們可接受由圖4可知,在舒適狀態(tài)下,用aPMV模型計算得的范圍內(nèi),可CNMH(量損失。這也到的PPD值與用PMⅤ模型計算得到的PPD值之間的意味著既能確保良好的室內(nèi)環(huán)境,同時又能降低低能差值并不是很大,但是在比較極端的情況下,其差值源消耗和運行成本,從而確保人們的健康和工作效率。152低溫建筑技術(shù)2015年第4期(總第202期)DOI:10.13905/j.cnk.dwjz.2015.04.055帳篷內(nèi)熱環(huán)境分析及改善措施趙二慶,狄育慧',趙偉,趙陽,沈亞蘭,張亞娟2(1.西安工程大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院,西安710048;2.成都基準(zhǔn)方中建筑設(shè)計有限公司西安分公司,西安710077【摘要】本文對帳篷室內(nèi)熱環(huán)境進行分析,針對帳篷夏季室內(nèi)高溫,通過采取涂覆反射、輻射涂料、遮陽利用綠化結(jié)合自然通風(fēng)措施減少帳篷得熱、降低室內(nèi)高溫;冬季室內(nèi)寒冷,通過增加圍護結(jié)構(gòu)厚度及氣密性、利用太陽能,減少冬季室內(nèi)散熱?！娟P(guān)鍵詞】帳篷;室內(nèi)熱環(huán)境;改善措施【中圖分類號】TU.3【文獻標(biāo)識碼】B【文章編號】1001-6864(2015)04-0152-03帳篷是一種能為人們提供遮風(fēng)擋雨的設(shè)備。它對救災(zāi)帳篷傳熱進行分析,討論室內(nèi)熱環(huán)境,根可以追朔到古代少數(shù)民族制作的牛毛氈帳篷,并根據(jù)據(jù)目前帳篷存在的問題,提出改善措施。12m2救災(zāi)帳逐水草而居和草木盈枯的特點做出場地遷移。我國篷面料為單層PVC涂層帆布厚度為0.33m,導(dǎo)熱系是一個地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的國家,地震洪水等都能摧毀數(shù)為00814W/(m·K),由于圍護結(jié)構(gòu)的熱物性特我們的家園,救災(zāi)帳篷能夠為災(zāi)民快速提供棲身之點,導(dǎo)致其夏季室內(nèi)悶熱,冬季寒冷,影響居住者舒適所,為災(zāi)后重建家園贏得時間。部隊承擔(dān)著野外駐性,雖然帳篷注定是一種不舒適建筑,但可以從帳篷訓(xùn)、搶險救災(zāi)、處理突發(fā)事件,軍事演習(xí)等職責(zé)帳篷得熱和圍護結(jié)構(gòu)傳熱性能進行分析,提出改善措施能提供快速、便捷的住所。帳篷作為臨時性建筑的一減少帳篷得熱,可以一定程度改善室內(nèi)環(huán)境,提高室種,它的特點是具有實體空間化結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑物,可適內(nèi)熱舒適性3。應(yīng)不同的要求,作出場地變化,整體或部分的移動,構(gòu)1.2熱環(huán)境分析建調(diào)整,而又能簡易的組裝起來。有學(xué)者研究得出,夏季高溫天氣下,帳篷圍護結(jié)信息化和自動化程度提高,人們在室內(nèi)的時間約構(gòu)表面溫度可達60℃左右,帳篷內(nèi)空氣溫度最高可達占生活總時間的80%左右這使人們對常規(guī)建筑室內(nèi)到40℃,均高于室外空氣溫度,使得帳篷內(nèi)熱環(huán)境惡熱環(huán)境研究較多帳篷、活動板房、展臺、集裝箱等臨劣,過高的溫度會使居住者中暑,甚至休克。帳篷時性建筑日常生活應(yīng)用不多,所以室內(nèi)熱環(huán)境環(huán)境研圍護結(jié)構(gòu)與室外環(huán)境接觸,也與室內(nèi)環(huán)境接觸,圍護究較少口。臨時性建筑也是建筑的一種,和常規(guī)建筑結(jié)構(gòu)是隔熱體,也是一個熱源體。夏季帳篷圍護結(jié)構(gòu)不同在于圍護結(jié)構(gòu)簡單,圍護結(jié)構(gòu)材料熱阻、熱惰性在太陽輻射和室外溫度綜合作用下,通過輻射和對流小,抵抗室外環(huán)境變化的能力小,使得室內(nèi)環(huán)境易受換熱方式加熱帳篷外表面溫度,由于圍護結(jié)構(gòu)材料熱室外環(huán)境影響,造成室內(nèi)熱環(huán)境差2。阻、熱惰性小,帳篷外表面溫度通過導(dǎo)熱迅速升高內(nèi)1帳篷內(nèi)熱環(huán)境分析表面溫度,帳篷內(nèi)表面溫度在通過輻射換熱與人體進1.1結(jié)構(gòu)分析行熱量交換。冬季白天受太陽輻射室內(nèi)溫度高于室口D·口0·口。。000●。0口a·0?！?0●0◆D·0D●。非0●00●DG0●Dc0●口D口O·口口口口D中口口0●口口·0參考文獻[6]胡欽華,丁秀娟,李奎山.關(guān)于熱感覺和熱舒適與熱適應(yīng)性的討論[J].山西建筑,2007,33(29)[1]狄育慧,王善聰,動態(tài)條件下不同氣流組織形式對人體熱舒7]茅艷.人體熱舒適氣候適應(yīng)性研究[D].西安:西安建筑科技適的影響[冂].暖通空調(diào),2014,44(8).大學(xué),2006:95-102[2]狄育慧,王善聰.利用 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