¿En qué ambiente interior se siente más cómodo el cuerpo humano?
2. ¿Cómo combinar las necesidades del confort térmico humano al diseñar soluciones HVAC?
3. La respuesta del cuerpo humano al entorno dinámico
5-1 Las bases fisiológicas y psicológicas de la respuesta del cuerpo humano al entorno cálido y húmedo
Primero, el equilibrio térmico del cuerpo humano
(1) Requisitos fisiológicos básicos del cuerpo humano:
1. Tasa metabólica:
La tasa a la que el ser humano El cuerpo libera energía en reacciones químicas. Diferentes partes del cuerpo humano tienen diferentes temperaturas.
Los órganos con tasas metabólicas elevadas tienen temperaturas más elevadas.
2. Ecuación del equilibrio térmico del cuerpo humano
M-W - C - R - E = S
Donde: m——Tasa de metabolismo energético humano, w/㎡ ;
w——El trabajo mecánico realizado por el cuerpo humano, w/㎡;
C——El calor emitido desde la superficie exterior del cuerpo humano al entorno circundante a través de convección, w/㎡;
R——El calor emitido desde la superficie exterior del cuerpo humano al ambiente circundante a través de la radiación, w/㎡;
E——El calor eliminado por la evaporación del sudor y el vapor exhalado, w/㎡;
S——Tasa de almacenamiento de calor del cuerpo humano, W/㎡.
(En la fórmula, todos los elementos se expresan en términos de generación de calor y disipación de calor por unidad de superficie del cuerpo humano)
3. piel humana expuesta:
AD =0.202mb0.425H0.725
En la fórmula: AD——Superficie de la piel humana, m2;
h ——Altura, m;
m b—— Peso, kg;
4. El rango de cambio fisiológico máximo del cuerpo humano es 35 ~ 40 ℃; >S = 0, lo que indica que el cuerpo humano es normal
S gt0, lo que indica que la temperatura corporal aumenta y el cuerpo humano se vuelve incómodo;
Cuando la temperatura corporal es ≥45°; C, la persona muere.
S lt0, indicando que en ambientes fríos, la disipación de calor del cuerpo aumenta.
Cuando la temperatura corporal
Cuando la temperatura corporal
Cuando la temperatura corporal
5.
Método del modelo de cuatro puntos:
La temperatura central del cuerpo humano: está determinada por la intensidad del ejercicio del cuerpo humano, es decir, la tasa metabólica. Cuanto mayor es la tasa metabólica, mayor es la temperatura central del cuerpo. Sin embargo, la temperatura central del cuerpo debe mantenerse dentro de un rango bastante estrecho para garantizar un funcionamiento normal.
Temperatura de la piel humana: Cambia con los cambios de temperatura exterior, y tiene ciertas diferencias en las distintas partes, al igual que la temperatura central del cuerpo humano.
Para determinar la temperatura media de la piel, Ramanathan (1964) propuso un modelo de cuatro puntos.
Es decir, al probar la temperatura del pecho humano, la parte superior de los brazos, los muslos, las pantorrillas y la piel, se realiza un promedio ponderado de acuerdo con los coeficientes de ponderación de 0,3, 0,3, 0,2 y 0,2. La temperatura media de la piel así obtenida es adecuada para la mayoría de las aplicaciones.
(2) Intercambio de calor entre el cuerpo humano y el mundo exterior
Formas de intercambio de calor: convección, radiación y evaporación. Todos estos diferentes tipos de métodos de intercambio de calor se ven afectados por la ropa humana.
Convección: La temperatura del aire ambiente determina la transferencia de calor por convección entre la superficie del cuerpo humano y el medio ambiente, por lo que la diferencia de temperatura afecta a la transferencia de calor por convección. La velocidad del aire circundante afecta el coeficiente de transferencia de calor por convección. Cuando la velocidad del flujo de aire es alta, el calor convectivo del cuerpo humano aumenta, por lo que aumenta la sensación de frío del cuerpo humano.
Radiación: La temperatura de la superficie de los objetos circundantes determina la intensidad de la disipación de calor por radiación del cuerpo humano. Por ejemplo, cuando los parámetros del aire interior son los mismos, la alta temperatura en la superficie interior de la envolvente del edificio aumentará la sensación de calor del cuerpo y viceversa, aumentará la sensación de frío del cuerpo.
Evaporación: intercambio de calor latente. La humedad se disipa principalmente eliminando el calor corporal a través de la evaporación de la piel y la respiración. Esto depende de la humedad relativa del aire y de la velocidad del aire.
Evaporación de la piel: incluida la evaporación del sudor y la difusión de la humedad a través de la piel;
Tasa de flujo de aire: no solo afecta las tasas de intercambio de calor sensible y latente entre el cuerpo humano y el medio ambiente, sino que También afecta el tacto de la piel humana.
"Dibujo": Es una sensación desagradable provocada por el aumento del flujo de aire, lo que produce una mayor evaporación de la piel y las mucosas, y el impacto del flujo de aire.
(3) Varios factores ambientales que afectan el intercambio de calor sensible entre el cuerpo humano y el mundo exterior
1. Temperatura radiante promedio:
En la fórmula. : - temperatura radiante promedio, ℃
Fn ——El área visible de cada superficie del entorno circundante, m2.
Tn ——La temperatura de todas las superficies en el entorno circundante, ℃.
Significado físico: la temperatura de la superficie del hipotético cuerpo sellado isotérmico es igual al intercambio de calor por radiación entre el cuerpo sellado no isotérmico real alrededor del cuerpo humano y el cuerpo humano.
Termómetro de bola negra: consta de una bola de cobre de paredes finas recubierta de negro con un termómetro en su interior. La bolsa sensora de temperatura del termómetro está envuelta en el centro de la bola de cobre.
2. Temperatura de trabajo a (temperatura de trabajo)
Refleja el efecto integral de la temperatura ambiente ta y la temperatura promedio de radiación tr;
En la fórmula: HR — —Coeficiente de transferencia de calor por radiación, w/(㎡℃)
Hc——Coeficiente de transferencia de calor por convección, w/(㎡℃)
3. p >
Convección natural:
Convección forzada: relacionada con la velocidad del viento;
4. Coeficiente de intercambio de fluidos
(es decir, coeficiente de transferencia de calor por evaporación) LR = he /hc
LR se denomina "coeficiente de Lewis" y el ambiente general del aire interior es LR=16,5.
(4) Las funciones de la ropa:
Aislamiento; dificultan la difusión de la humedad.
1. Resistencia térmica de la ropa Icl: se refiere a la resistencia térmica aparente Iclo.
Las unidades más utilizadas incluyen ㎡ k/w y clo.
1clo=0,155 ㎡ K/W
1clo se define como la cantidad requerida por una persona sedentaria en un ambiente donde la temperatura es de 21°C, la velocidad del viento no supera los 0,05 m/s, y la humedad relativa no supera los 50 Siéntase cómodo con la resistencia térmica de la ropa.
Por ejemplo, la ropa de verano generalmente tiene un peso de 0,5 clo (0,08 ㎡ K/W/w).
La ropa de trabajo general es: 0,7clo (0,11m2 k/w).
Ropa de invierno para uso normal en exteriores: 1,5 ~ 2,0clo.
Ropa ártica: 4,0 gramos
2. Factores que afectan la resistencia térmica de la ropa
(1) Efecto de las sillas sobre la resistencia térmica
Esto depende del área de contacto entre la silla y el cuerpo humano.
Se puede estimar el aumento de la resistencia térmica del asiento.
△Icl = 7.48×10-5a-0.1
(2) Efecto de caminar sobre la resistencia térmica
△Icl = 0.504 Icl 0.00281 vwalk-0.24
Si una persona está en reposo, la resistencia térmica de la ropa es 1clo, y si la velocidad al caminar es de 90 pasos/minuto (aproximadamente 3,7 km/h), entonces △ ICL = 0,504 ICL 0,00281 V caminando -0,24 .
=0.504 0.00281×90-0.24=0.52
(3) Permeabilidad de la ropa a la humedad
Por un lado, la ropa tiene un impacto en la difusión de vapor de agua en la superficie de la piel. Resistencia adicional;
Por otro lado, la ropa absorbe parte del sudor, dejando que solo una parte del sudor se evapore, enfriando la piel;
La ropa refrescará a las personas después de absorber el sudor.
(4) Superficie de la ropa
Coeficiente de superficie de ropa: fcl=Acl/AD
Valor estimado: fcl=1.0 0.3Icl
(5) Metabolismo energético del cuerpo humano
1. Tasa de metabolismo energético humano:
Tasa metabólica basal
Metabolismo básico y tasa metabólica basal
(1)Metabolismo basal: El metabolismo energético del cuerpo humano en su estado básico.
Tasa metabólica basal: metabolismo basal por unidad de tiempo.
(2)Estado básico:
1) Despiértate por la mañana y acuéstate tranquilamente durante media hora.
2) Ayuno de más de 12 horas.
3) La temperatura ambiente es de 18 ~ 25 ℃
4) Calma y tranquilidad mental
En el estado anterior, el cuerpo solo mantiene el estado metabólico más básico. (circulación sanguínea, respiración), la producción de calor del cuerpo medida por unidad de tiempo en este momento es la tasa metabólica basal.
(3) Factores que afectan el metabolismo energético
La actividad muscular, la actividad mental, el efecto dinámico especial de los alimentos, la edad, el sexo y la temperatura ambiental son factores que afectan el metabolismo energético.
1) Actividad cerebral: dado que la fuente de energía del cerebro depende principalmente de la oxidación del azúcar para liberar energía, tiene poco efecto cuando se piensa en silencio, pero cuando estás nervioso, la producción de calor aumenta y la tasa de metabolismo energético aumenta.
2) El efecto dinámico especial de los alimentos: después de comer durante un período de tiempo, el cuerpo puede producir calor adicional, lo que se denomina efecto dinámico especial de los alimentos. Entre ellos, la proteína es la más fuerte, seguida de la grasa y el azúcar es la menor.
3) Temperatura ambiente: las personas son más estables cuando están en un estado tranquilo en un ambiente de 22,5 ~ 35 °C. Una temperatura ambiente baja puede aumentar la tensión muscular y el metabolismo energético. Si la temperatura ambiente es demasiado alta, se fortalecerá el metabolismo material en el cuerpo y también aumentará el metabolismo energético.
4) Género y edad
5) Actividad muscular: El impacto más significativo en el metabolismo energético. El objetivo principal es aumentar el consumo y el trabajo de oxígeno de los músculos, a fin de aumentar la tasa de metabolismo energético.
2. Eficiencia mecánica del cuerpo humano
η=vatio/metro
En el cálculo de la carga del aire acondicionado, a menudo se considera la eficiencia mecánica del cuerpo humano. ser 0.
(1) La eficiencia de la mayoría de las máquinas de trabajo de oficina es 0;
(2) Hay errores en la estimación de la tasa metabólica humana
(3; ) Sesgo Por razones de seguridad.
3. Disipación de calor por evaporación del cuerpo humano
(1) Disipación de calor por evaporación de la piel humana Esk
Emax=(Psk-Pa)/[es decir, cl 1/ (fcl he )]= he′(Psk-Pa)
(Esta fórmula es la disipación del calor latente cuando el cuerpo humano está completamente empapado de sudor)
Dónde: he '- Masa de convección sobre el coeficiente de intercambio de la superficie de la ropa.
pa - presión parcial del vapor de agua en el aire ambiente, kPa
PSK - presión parcial del vapor de agua saturado en la superficie de la piel, kPa =0,254tsk-3,335
Es decir, Cl: la resistencia a la transferencia de calor latente de la ropa
La disipación de calor por evaporación real de la piel humana:
Esk=Ersw Edif=wEmax
En la fórmula: Ersw————Evaporación del sudor y disipación de calor;
edif——Difusión de la humedad de la piel y disipación de calor;
w-Humedad de la piel; Emax
Entre ellos, piel húmeda difusión disipación de calor Edif
a) Si la humedad ambiental aumenta, si la piel no suda Edif =0.06Emax
b) Si hay transpiración normal; Edif =0,06 (Emax-Ersw)
La evaporación del sudor de la piel está controlada por el sistema termorregulador.
Cuando el cuerpo humano se encuentra en estado tibio;
tsk=35.7-0.0275 (metro-ancho)
Ersw=0.42 (masculino-femenino-58.2 )
p>
W =(M-W-58.2)/46he[5.733-0.007(M-W)-Pa] 0.06
(2) La cantidad de calor y humedad disipada por el cuerpo humano.
Disipación de calor sensible: Cres=0,0014M(34-ta) W/㎡.
Disipación de calor latente: Eres = 0,0173m(5.867 PA)w/㎡.
4. Intercambio de calor por radiación entre el cuerpo humano y el mundo exterior.
R=efclfeff s (T4cl-T4r)
Donde: e se refiere a la emisividad de la superficie del cuerpo humano.
s—5.67×10-8W/㎡K4
coeficiente de corrección feff para que la postura del cuerpo humano afecte el área de superficie efectiva.
TCL - temperatura de la superficie del cuerpo humano, k
tr - temperatura de radiación promedio del medio ambiente, k
5. En diferentes condiciones ambientales e intensidad de actividad, la Disipación del calor y la humedad del cuerpo.
En segundo lugar, el sistema de detección de temperatura del cuerpo humano
(1) Hay puntos fríos y puntos calientes en la piel humana, pero las ubicaciones son diferentes. Hay más puntos fríos que calientes.
1. Hay receptores de temperatura en la piel humana.
2. También hay receptores de temperatura en algunas membranas mucosas y órganos abdominales del cuerpo humano.
3. También hay neuronas en la estructura reticular de la médula espinal y el tronco del encéfalo.
(2) Según las características de la reacción, clasificación:
1, clasificación:
(1) Receptor térmico:
Único para el calor Hay un impulso hacia el estímulo pero es inhibido por el estímulo frío.
(2) Receptores de frío:
Sólo tienen impulsos ante estímulos de frío, pero son inhibidos por estímulos de calor.
Existen más receptores de frío que de calor.
En tercer lugar, el sistema de regulación de temperatura del cuerpo humano
La diferencia entre el proceso de cambio térmico del cuerpo humano y el de los cuerpos no vivos es que la temperatura y la disipación de calor del cuerpo humano no son del todo determinado por factores ambientales, porque el cuerpo humano El sistema de regulación de temperatura tiene la capacidad de ajustar activamente estos parámetros dentro de un cierto rango de parámetros ambientales. Los animales de sangre caliente, incluidos los humanos, tienen un mecanismo completo de regulación de la temperatura corporal en comparación con los cuerpos no vivos (la regulación de la temperatura se basa principalmente en la regulación neuronal y la regulación humoral). Cuando la temperatura del ambiente externo cambia, la temperatura corporal permanece relativamente estable ajustando el proceso de producción de calor y el proceso de disipación de calor.
Las entradas más importantes al sistema termorregulador son: temperatura central; temperatura media de la piel. Cuando la temperatura central se desvía del valor ajustado, el sistema de regulación de temperatura comienza a funcionar. Sin embargo, el punto de ajuste de la temperatura corporal no es constante, sino que depende de la intensidad del trabajo, y el punto de ajuste de la temperatura corporal aumenta a una tasa metabólica más alta.
(1) Temperatura corporal superficial y temperatura corporal profunda
1 Temperatura superficial
La temperatura de los tejidos periféricos del cuerpo humano, es decir, la temperatura corporal. capa superficial, que incluye piel, tejido subcutáneo y músculos, llamada temperatura superficial.
La temperatura de la superficie es inestable. Por ejemplo, cuando la temperatura ambiente es de 23°C, consulte la tabla.
Temperatura de la piel de pies y manos, tronco ℃, frente ℃
27 30 32 33—34
Cuando la temperatura es superior a 32 ℃, la diferencia de temperatura en diferentes partes de la piel se harán más pequeños. En un ambiente frío, a medida que baja la temperatura, la temperatura de la piel de las manos y los pies disminuirá de manera más significativa, mientras que la temperatura de la piel de la cabeza cambiará relativamente poco.
En el ambiente, a medida que desciende la temperatura, la temperatura de la piel de las manos y los pies desciende de manera más significativa, mientras que la temperatura de la piel de la cabeza cambia relativamente poco.
2. Temperatura profunda
La temperatura de las partes profundas del cuerpo (corazón, pulmones, cerebro, órganos abdominales, etc.). ) se llama temperatura central. La temperatura profunda es más alta que la temperatura superficial y es relativamente estable, con pequeñas diferencias en diferentes partes.
(1) En diferentes entornos, la distribución de la temperatura profunda y la temperatura superficial cambiarán entre sí.
(2) En un ambiente frío, la distribución de temperatura en la capa profunda es relativamente estrecha, se concentra principalmente en la cabeza, el pecho y el abdomen, y existe un gradiente de temperatura obvio entre la capa superficial y la profunda. capa.
(3) En ambientes calurosos, la temperatura profunda puede extenderse a las extremidades.
Método de regulación de la temperatura del cuerpo humano:
La termorregulación consiste en cambiar aleatoriamente la información del estímulo del entorno interno y externo bajo el control del centro de regulación de la temperatura del hipotálamo, aumentando o disminuyendo la sangre de la piel. flujo, sudoración, escalofríos y otras reacciones fisiológicas para regular la radiación de la temperatura corporal y producir una forma relativamente constante de regular la temperatura corporal.
(2) Centro de regulación de la temperatura corporal:
El hipotálamo es parte del cerebro.
1. Hipotálamo anterior: favorece la disipación del calor.
2. Hipotálamo posterior: Favorece la producción de calor; resiste el frío.
Los métodos para regular la temperatura del cuerpo humano incluyen:
Regular el flujo sanguíneo en la superficie de la piel;
Regular la cantidad de transpiración;
Aumento de la producción de calor.
Cuarto, sensación térmica
1. Definición:
La sensación térmica es una descripción subjetiva de si el entorno circundante es "frío" o "caliente".
La sensación térmica no se puede medir mediante ningún método directo. La gente suele comentar lo "fría" y "cálida" que es una habitación. De hecho, las personas no pueden sentir directamente la temperatura del medio ambiente. Sólo pueden sentir la temperatura de las terminaciones nerviosas debajo de la superficie de la piel.
El estudio de la relación entre sensaciones y estímulos se llama psicofísica y es una de las primeras ramas de la psicología.
Estado “neutral”: es decir, un estado en el que las personas no sienten ni frío ni calor.
2. Factores que afectan la sensación térmica:
(1) La presencia de estimulación fría y caliente
(2) La duración de la estimulación
(3) El estado térmico original del cuerpo humano
Los receptores de frío y calor del cuerpo humano tienen una adaptabilidad obvia al medio ambiente.
3. La influencia de la temperatura de la piel humana en la sensación térmica.
En la zona neutra, la sensación térmica de la piel está relacionada con la tasa de cambio de temperatura.
4. La influencia de la temperatura central del cuerpo humano en la sensación térmica.
Conclusión: La sensación térmica depende primero de la temperatura de la piel y luego de la temperatura central.
Cuando la temperatura ambiente cambia rápidamente, la sensación térmica cambia más rápido que la temperatura corporal.
Por lo tanto, la temperatura del aire se utiliza a menudo para predecir la sensación térmica.
6. Descripción de la sensación térmica
Método de encuesta mediante cuestionario
Figura 5-8 Sensación y adaptación a la temperatura provocada por los cambios en la temperatura de la piel
y relaciones entre variables.
Verbo (abreviatura de verbo) confort térmico
La definición de confort térmico: estado de satisfacción con el medio ambiente.
Hay dos puntos de vista: (1) La sensación neutral y cálida de "tibio"
(2) Hace que las personas sean felices, felices y satisfechas.
Factores que influyen en el confort térmico:
(1) Humedad del aire: La adherencia del cuerpo humano aumenta y el malestar aumenta.
(2) Diferencia de temperatura vertical: Si la temperatura alrededor de la cabeza es mayor que la temperatura alrededor de los tobillos, será más incómodo.
Por ejemplo, la calefacción por suelo radiante es más confortable que los radiadores comunes.
(3) Sensación de que sopla el aire
(4) Otros factores: como diferencias de edad, antecedentes de vida y pasatiempos personales.
5-2 Descripción de la respuesta del cuerpo humano a un ambiente térmico estable
I. Ecuación del confort térmico
Los requisitos previos para la energía en estado estable del cuerpo humano ecuación de equilibrio del confort térmico:
El cuerpo humano debe estar en un estado de equilibrio térmico;
La temperatura media de la piel humana debe tener un nivel adecuado y confortable;
El cuerpo humano debe tener una tasa de transpiración óptima.
En la ecuación del balance de calor del cuerpo humano, cuando la tasa de almacenamiento de calor del cuerpo humano S=0, se obtiene la ecuación de confort térmico del cuerpo humano:
M-W-C-R-E=0
Incorpore la ecuación del balance térmico Las fórmulas de cálculo de cada variable se incorporan a la ecuación y podemos obtener:
La relación cuantitativa entre las seis variables que afectan el confort térmico humano: m, Pa, ta , tr, Icl y va.
2. Votación media prevista (PMV)
Si el cuerpo humano puede satisfacer la ecuación de confort mediante convección y radiación, el cuerpo humano se encuentra en un estado confortable.
Por otro lado, si el cuerpo humano no puede satisfacer la ecuación de confort mediante convección y radiación en un determinado ambiente térmico, el cuerpo humano generará una "carga" TL.
Definición de TL: en las condiciones de mantenimiento del confort del cuerpo humano, la diferencia entre el calor generado por el cuerpo humano y la temperatura promedio de la piel, y el calor liberado al mundo exterior cuando se genera el calor latente. mediante el sudor se disipa.
TL=M-W-C-R-E
Cuando TL es positivo, el cuerpo humano sentirá calor; si TL es negativo, sentirá frío.
Fangge encuestó a 1.396 sujetos.
Condiciones: Cuatro intensidades de actividad diferentes, la misma cantidad de ropa (ambas 0,6 clo), la reacción del cuerpo humano cuando cambia la velocidad del viento;
Conclusión: La reacción del cuerpo humano es una función de actividad y función "Carga"
Sorteo (conclusión)
PMV =[0.303 exp(-0.036m) 0.0275]TL
Los 7 niveles La división del índice PMV es la siguiente, como se muestra en la tabla:
El índice PMV representa la sensación de comodidad de la mayoría de las personas en el mismo entorno.
El índice PPD (Porcentaje Predicho de Insatisfacción) representa el porcentaje de personas que están insatisfechas con el ambiente térmico.
PPD = 100-95 exp[-(0.03353 PMV 4 0.2179 PMV 2)]
Como se puede ver en la figura, cuando PMV=0, PPD=5. Esto significa que cuando el confort térmico interior es óptimo, 5 personas siguen estando insatisfechas. Por tanto, el valor recomendado del índice PPV-PPD de ISO7730 está entre -0,5 y 0,5, lo que equivale a hacer que 10 personas entre la multitud se sientan insatisfechas.
En tercer lugar, la temperatura efectiva ET (temperatura efectiva) y la zona de confort de ASHRAE
La definición de temperatura efectiva ET: el efecto de la temperatura de bulbo seco, la humedad y la velocidad del viento en el cuerpo humano. Sensación de calidez o frialdad, cualquier indicador sintetizado en un solo valor.
Numéricamente igual a la temperatura del aire estático saturado que produce la misma sensación.
Nueva temperatura efectiva ET*: Cambia la estimación del impacto del exceso de temperatura y humedad efectiva en el estado de confort fresco a bajas temperaturas, introduciendo el concepto de humedad de la piel.
El conjunto de temperatura efectiva estándar* *: (la métrica más común que tiene en cuenta los diferentes niveles de actividad y la resistencia térmica de la ropa) es la temperatura de bulbo seco equivalente. Es decir, set * normaliza la temperatura del aire, la humedad relativa y la temperatura radiante promedio en el entorno real en un parámetro de temperatura, de modo que los ambientes con diferentes temperaturas del aire, humedad relativa y temperaturas radiantes promedio se puedan comparar entre sí usando un conjunto. * valor.
Específicamente, si la temperatura ambiente se establece en *; la temperatura de radiación promedio es la misma que la temperatura ambiente en un ambiente térmico imaginario isotérmico con una temperatura ambiente relativa de 50ºC; el calor intercambiado a través de la piel es igual que el entorno real, entonces, SET* * se puede utilizar para representar la temperatura de este entorno real;
Como se muestra en la Figura 5-12, un conjunto de líneas de puntos dibujadas en diagonal es la línea de temperatura efectiva equivalente, y su valor es el valor de temperatura correspondiente marcado en la línea de humedad relativa de φ = 50. Por ejemplo, T = 25 ℃, φ = 50, la línea de puntos en la intersección de las dos líneas es la línea de temperatura efectiva de 25 ℃, medida con un caudal de aire interior de 0,15 m/s y una resistencia térmica de la ropa de 0,6 clo.
El área del rombo obtenida experimentalmente por la Universidad Estatal de Kansas en Estados Unidos.
Condiciones aplicables: Personas que usan ropa y se sientan quietas, con resistencia térmica de 0,6 ~ 0,8 clo.
ASHRAE 55-74 Zona de confort estándar de confort recomendado, zona de paralelogramo.
Condiciones aplicables: la resistencia térmica de la ropa es de 0,8 ~ 1,0 clo y las personas que se sientan tienen mucha actividad.
La superposición de las dos zonas de confort es la condición de diseño de aire interior recomendada.
5-3 Respuesta del cuerpo humano al entorno térmico dinámico
Todos los indicadores y evaluaciones anteriores sobre el confort térmico se obtienen cuando el equilibrio térmico es estable. De hecho, la mayoría de los humanos viven en un ambiente térmico dinámico y variable. Es necesario estudiar cómo reacciona el cuerpo humano a temperaturas inestables o velocidades del viento.
Gagge et al. encontraron que cuando la temperatura cambia paso a paso, se produce un proceso de transición entre la piel y la sensación térmica.
Los experimentos muestran:
1. Cuando el cuerpo humano cambia repentinamente de un ambiente neutro a un ambiente frío o caliente, hay un "retraso" en el cambio de sensación térmica.
2. Cuando se produce un cambio brusco de un ambiente frío o cálido a un ambiente neutro, se producirá un "avance" a corto plazo de las sensaciones térmicas, es decir, del índice de sensación de calor y frío percibido. es menor que el ambiente estable.
Primero, la respuesta del cuerpo humano a los cambios escalonados de temperatura
Ejemplo: coloque una mano en un recipiente con agua tibia y la otra en un recipiente con agua fría.
Pasado un rato, mete las manos en el tercer lavabo a temperatura moderada. Entonces, la primera mano se siente fría y la otra caliente, a pesar de estar en agua a la misma temperatura.
Análisis: Cuando la temperatura del cuerpo humano cambia paso a paso, hay un proceso de transición en los cambios de temperatura de la piel y sensación térmica. Debido a la existencia de inercia térmica, la temperatura de la piel se queda atrás.
Conclusión:
1. El ajuste fisiológico del cuerpo humano a las mutaciones ambientales es muy rápido y no tendrá consecuencias adversas para el cuerpo humano. cambios fisiológicos en mutaciones ambientales Durante el ciclo de ajuste, la temperatura de la piel no se puede utilizar como una escala de evaluación independiente para la sensación térmica, porque en este momento el cuerpo humano está experimentando un intenso intercambio de calor con el ambiente térmico circundante debido a la existencia de inercia térmica. Los cambios en la temperatura de la piel tienen histéresis.
En segundo lugar, la respuesta del cuerpo humano a los cambios en la velocidad del viento
Las condiciones ambientales más cómodas determinadas por la velocidad (cantidad) del viento, la temperatura y la humedad también se denominan termoneutralidad, es decir, PPD. < 10, PMV=0,5. Entre ellos, el factor decisivo es la velocidad (volumen) del viento. Si las personas tienen sentimientos diferentes sobre la playa, los pastizales y los bosques, el factor más importante es la diferencia en la velocidad (cantidad) del viento.
Ejemplo: Comparación del confort térmico humano entre ventiladores fijos y ventiladores oscilantes
Conclusión: 1. La aceptación de los ventiladores oscilantes es mejor que la de los ventiladores fijos y la frecuencia de las pulsaciones del flujo de aire tiene un impacto significativo en la sensación térmica del cuerpo humano.
2. En ambientes más cálidos, el viento dinámico tiene un efecto refrescante más fuerte en el cuerpo humano que el flujo de aire estable.
Aplicación: 1. En el diseño de aire acondicionado, cuando la frecuencia de pulsación del flujo de aire es de 0,7-1,0 Hz, el efecto de enfriamiento es mejor y la comodidad es más confortable.
2. La frecuencia y la velocidad del viento del aire acondicionado deben ser más cercanas al viento natural y más cómodas.
3. Índice de confort térmico en estado hiperactivo
Por ejemplo, algunas personas necesitan permanecer por poco tiempo, como andenes de estaciones de metro, pasillos de estaciones, aires acondicionados de trenes, conectando dos. temperaturas, humedad, etc. Espacios con diferentes parámetros térmicos ambientales.
Índice de confort térmico propuesto por el Departamento de Transporte de Estados Unidos para considerar el cuerpo humano en entornos espaciales de transición;
RWI (índice de calidez relativa): adecuado para entornos más cálidos.
HDR (tasa de pérdida de calor): adecuado para ambientes fríos.
Su consideración de los procesos dinámicos se refleja en:
1. Se cree que una persona tarda 6m 6 minutos en pasar de un estado de actividad a otro, y la tasa metabólica. m puede alcanzar la tasa metabólica estable final en un estado activo.
2. Las actividades humanas provocarán sudoración y ropa mojada. Al mismo tiempo, las actividades humanas alterarán el flujo de aire circundante, provocando cambios en la resistencia térmica de la ropa.
5-4 Otras mediciones físicas de ambientes cálidos y húmedos
Los diversos indicadores de evaluación de ambientes cálidos y húmedos presentados anteriormente predicen la sensación térmica o el confort térmico subjetivo. Sin embargo, en entornos donde existe riesgo de desequilibrio térmico, como talleres de alta temperatura u operaciones de campo, se considera que no es suficiente como indicador de tensión fisiológica y se necesitan nuevos indicadores para la evaluación.
Estrés por calor: un peligro y malestar potencial
Los ambientes pueden crear irritaciones intensas llamadas estrés por calor.
Estrés térmico: Debido al estrés térmico.
La cantidad de transpiración depende de la existencia y
de los cambios en el ritmo cardíaco y la temperatura central del cuerpo humano,
llamado sobreesfuerzo.
1. Índice de Estrés Térmico (HIS)
1. Concepto: Integrar la temperatura y la humedad en variables ambientales en un único índice, que se utiliza para expresar cuantitativamente la presión del ambiente térmico. sobre el cuerpo humano.
2. Aplicación: En ambientes de alta temperatura, baja humedad, baja temperatura y alta humedad, si los indicadores de estrés térmico son los mismos, la sobrecarga térmica será la misma.
3. Importancia: Se utiliza para evaluar ambientes con estrés térmico y medir la fatiga térmica en ambientes con riesgo de desequilibrio térmico.
4. Condiciones para determinar el índice de estrés térmico:
Supongamos que la temperatura de la piel es constante a 35°C;
En la zona de regulación del calor por evaporación;
La respiración y el enfriamiento no se cuentan;
La cantidad de sudoración requerida Ereq se considera igual a la cantidad metabólica menos la disipación de calor por convección y radiación;
El índice de estrés térmico es HSI= Ereq/Emax×100.
2. Índice de sensación térmica (WCI)
1. En zonas alpinas y frías, los principales factores que afectan la pérdida de calor del cuerpo humano son: la velocidad del flujo de aire y la temperatura del aire.
2. Concepto: La velocidad del viento y la temperatura se combinan en un solo indicador.
3. Significado: Indica la velocidad de enfriamiento de una determinada superficie de la piel cuando la temperatura de la piel es de 33°C.
WCI =(10.45 10√Va-Va)(33-ta)kcal/㎡hora