空調室內熱環境及人體熱舒適性模擬研究

趙霆

珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519000

1 室內熱環境對人類熱舒適的影響

1.1 室內氣溫

室內空氣溫度是表征室內熱環境的主要指標。它直接影響對流和輻射的顯熱交換，是影響人體熱舒適的主要因素。根據調查和研究，腦力勞動的工作效率是最高的，當周圍的空氣溫度是25°C；當溫度低于18°C和高于28°C，工作效率大幅下降。如果25°C的工作效率是100%，然后在35°C只有50%，只有50%的衛生在10°C會12°C的下限建筑熱環境。

1.2 室內熱輻射

室內物體的輻射量和輻射方向對熱環境的質量有很大的影響。冶煉、熱軋等車間室內輻射源強，造成高溫環境。在炎熱的地區，甚至在寒冷的車間和民用建筑，夏季室內過熱是很常見的。其原因除了夏季的高溫外，主要是墻體內表面和屋頂的輻射，尤其是太陽輻射熱通過窗戶進入室內。在寒冷地區，房屋的熱穩定性較差，圍護結構會對人體產生“冷”輻射。中國和一些國家在相關規定中規定，建筑室內溫度與建筑內表面溫度的差值不應超過允許值（見建筑保溫）。

1.3 空氣濕度

空氣濕度直接影響人體皮膚表面的蒸發和散熱，從而影響人體的舒適性。濕度過低，人體皮膚因缺乏水分而變得粗糙甚至開裂，人體的免疫系統也受到損害，導致對疾病的抵抗力大大降低甚至降低。室內濕度過高，不僅影響人體舒適度，還會給室內環境中的細菌、霉菌等微生物創造良好的生長繁殖條件，加劇室內微生物污染，容易導致呼吸道或消化道疾病。

2 空調室內熱環境及熱舒適性評價

2.1 室內熱環境評價指標

室內溫度、濕度、風速和各種室內污染物相互連接，會影響環境中人的健康和舒適度，降低室內工作人員的工作和學習效率。因此，需要一個標準來評價環境的空氣質量和人體所經歷的熱舒適。目前評價室內熱環境有三個標準：（1）生存標準：由于體溫必須保持在一個小的波動范圍內，這是因為溫度會極大地影響人體的新陳代謝速度。特別是體內的各種酶需要能夠在適當的溫度下再生出強大的活性，才能維持人體的基本功能。人體是坐著或休息時，核心溫度保持在37°C。在很短的時間內，溫度波動不應超過2°C。如果溫度波動過大，會對身體造成嚴重損害，甚至危及生命；（2）工作效率標準：工作人員在空調環境中，環境的溫濕度等參數直接受到人體的影響。

2.2 室內環境熱舒適性結果

本章評估了會議室環境下人體的熱舒適。設置模擬條件，使人員圍坐在會議桌旁，根據冬季辦公室工作的著裝情況考慮著裝情況。內衣、秋裝、秋褲、休閑褲、羽絨服、棉襪、皮鞋，人體總熱的阻力約為1.05。室內工作人員輕度勞動，7人坐在會議桌邊，1人站在會議桌邊。因此，家庭成人的活動M為83w/m2的平均值，機械功完成。為0，送風方式發送到同一側，送風速度1.6m/s，濕度48.1%。室內平均風速v，室內環境溫度Ta，相對濕度Φ，飽和水蒸氣壓力p，水蒸氣分壓Pa值結果如下表所示。

表1 室內空氣參數

本研究對室內熱舒適性進行了評價。通過對PMV-PPD熱舒適指數的理論計算，得到會議室8人的PMV和PPD值，判斷個體的熱舒適。對這樣一個會議室進行了評價。熱舒適性分布在氣流末端的一側。

自計算人體熱舒適的PMV指標需要知識的平均輻射溫度、平均輻射溫度可以通過定義法和間接測量法的黑球溫度計，但在模擬、室內表面輻射的影響可以被認為是，直接結果，得出人體的角系數。

有PMV-PPD分布云圖可以提取出這每一個人體PMV、PPD的平均值，其具體數據如下表所示。

表2 室內人員PMV-PPD值

將每個具體的PMV-PPD數據繪制成上圖，可以直觀的了解每個人的熱舒適性。由上表可知，會議桌兩側分布大致對稱。人的手的溫度在末端較低，對應的人的PMV值在PMV- ppd圖中也比其他人低。PMV值總體在0.15- 0.45之間，進一步說明人體在空調環境中的整體感覺是非常舒適的。側向進料側的氣流結構用于獲取人體周圍的熱環境。仿真結果表明，回風出口端PMV值較大，另一端PMV值較小。因此，這種靠近回風出口末端的室內環境熱舒適較差，而遠離回風出口末端的人熱舒適較好。

圖1 PMV-PPD分布曲線圖

本章的內容是分析室內熱流場和人員在特定工況下的熱舒適研究模型。通過對溫度和速度不均勻系數的計算，發現室內溫度和速度不均勻系數值較小，說明室內溫度和速度分布較為均勻。研究表明，室內熱流場無明顯差異，混合條件較好。同時分析了室內PMV-PPD的具體值以及不同位置PMV-PPD值的差異。室內人員熱舒適良好。