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      室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)對(duì)人體火用損的影響研究

      2015-04-17 00:41吳小舟趙加寧王灃浩

      吳小舟 趙加寧 王灃浩

      摘要:從熱力學(xué)角度探討了室內(nèi)熱環(huán)境對(duì)人體火用損的影響,提出了人體火用及人體

      火用損的定義,并確定了人體火用計(jì)算的基準(zhǔn)點(diǎn).然后以冬季典型辦公房間為研究對(duì)象,定量分析了室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)對(duì)人體火用損的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)空氣相對(duì)濕度為10%~50%時(shí),室內(nèi)空氣溫度和室內(nèi)平均輻射溫度的變化對(duì)人體火用損影響較大,而當(dāng)室內(nèi)空氣溫度和室內(nèi)平均輻射溫度均小于20 ℃時(shí),室內(nèi)空氣相對(duì)濕度的變化對(duì)人體火用損影響較小.

      關(guān)鍵詞:熱舒適;室內(nèi)熱環(huán)境;人體火用平衡模型;人體火用損;人員工作效率

      中圖分類號(hào):TU833.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

      人員工作效率等于產(chǎn)出與投入的比值.對(duì)于辦公人員而言,產(chǎn)出是指辦公人員在工作時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)量,投入是指辦公人員的工作時(shí)間\[1\].隨著建筑節(jié)能技術(shù)及社會(huì)的不斷發(fā)展,現(xiàn)代辦公建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行及維護(hù)產(chǎn)生的費(fèi)用與人員薪酬的差距將會(huì)越來越大,在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)達(dá)到100倍以上\[2-3\].一般而言,企業(yè)或單位的經(jīng)濟(jì)收入與其辦公人員的工作效率有著緊密的聯(lián)系,因此人員工作效率的提高將會(huì)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益.

      大量研究表明,在偏涼室內(nèi)熱環(huán)境中辦公人員的工作效率能達(dá)到最大\[4-7\].但是,由于不清楚室內(nèi)熱環(huán)境對(duì)人員工作效率的影響機(jī)理,不同研究得到的人員工作效率最大時(shí)的室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)均不一致,導(dǎo)致研究結(jié)論無法用來指導(dǎo)暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及運(yùn)行控制.蘭麗試圖從生理角度分析室內(nèi)熱環(huán)境對(duì)人員工作效率的影響機(jī)理,并通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到了人員工作效率與室內(nèi)人體熱感覺之間的定量關(guān)系式\[8-9\].但她的研究仍無法解釋在偏涼室內(nèi)熱環(huán)境中人員工作效率最大及人員工作效率變化曲線不對(duì)稱分布等科學(xué)問題.

      作者通過研究發(fā)現(xiàn)人體火用損變化曲線和人員工作效率變化曲線正好相反并呈“x”形狀,當(dāng)人體火用損達(dá)到最小時(shí)人員工作效率幾乎達(dá)到最大\[10\].此外,正是由于人體火用損在偏涼和偏暖室內(nèi)熱環(huán)境中的不對(duì)稱變化導(dǎo)致了人員工作效率的不對(duì)稱變化\[10\].因此,基于人體火用損理論很好地解釋了上述人員工作效率與室內(nèi)熱環(huán)境之間的相關(guān)科學(xué)問題,從而為人員工作效率的提高提供理論依據(jù).

      本文在前期研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步定量分析室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)對(duì)人體火用損的影響,為室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)的設(shè)計(jì)及控制提供依據(jù).

      1人體火用平衡模型及人體火用損計(jì)算式

      根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知,熱力系統(tǒng)由任意狀態(tài)可逆轉(zhuǎn)變到與環(huán)境狀態(tài)相平衡時(shí)所能做的最大有用功稱為火用\[11\].當(dāng)熱力系統(tǒng)與其周圍環(huán)境之間的熱力過程不可逆時(shí),火用會(huì)有一定的損失(稱為熱力系統(tǒng)火用損),此時(shí)熱力系統(tǒng)所能做的有用功也將會(huì)有一定損失,并隨著火用損的減小,熱力系統(tǒng)所能做的有用功將會(huì)增大,反之亦然.

      人體作為一個(gè)開口熱力系統(tǒng),與其周圍室內(nèi)熱環(huán)境之間的能量交換過程就是一個(gè)熱力過程\[12\].由于人體只有在正常狀態(tài)下才具有做功能力,因此人體火用可以表示為人體由正常狀態(tài)可逆轉(zhuǎn)變到與環(huán)境狀態(tài)相平衡時(shí)所能做的最大有用功.由于人體與室內(nèi)熱環(huán)境之間的能量交換過程是不可逆的,火用會(huì)有一定的損失(稱為人體火用損),此時(shí)人體所能做的有用功也將會(huì)有一定損失,并隨著火用損的減小,人體所能做的有用功將會(huì)增大,反之亦然.

      目前,不少學(xué)者提出了基于熱力學(xué)第二定律的人體火用平衡模型,但僅有Prek模型\[13\]及Shukuya模型\[14\]是基于Gagge人體熱平衡模型\[15\]基礎(chǔ)上提出的.然而Prek模型沒有區(qū)分人體傳熱過程的內(nèi)部不可逆和外部不可逆的差別,導(dǎo)致人體火用損計(jì)算結(jié)果不合理.而Shukuya模型中關(guān)于人體新陳代謝過程的假設(shè)不符合新陳代謝相關(guān)理論,在計(jì)算人體與室內(nèi)熱環(huán)境之間熱交換量時(shí)和Gagge的人體熱平衡模型有較大差別.因此,作者通過深入分析Gagge人體熱平衡模型各部分的來源和組成,根據(jù)熱力學(xué)第二定律建立了人體火用平衡模型,如圖1所示\[10\].

      圖1人體火用平衡模型

      Fig.1Exergy balance model for human body

      假設(shè)人體與室內(nèi)熱環(huán)境之間的火用交換過程為外部不可逆,人體火用損僅發(fā)生在人體與室內(nèi)熱環(huán)境之間的火用交換過程中.根據(jù)火用的定義和人體熱平衡模型數(shù)學(xué)表達(dá)式\[15\],可以得到人體火用平衡模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式,如式(1)所示.由于人體與室內(nèi)熱環(huán)境之間的火用交換過程是不可逆的,火用會(huì)有一定的損失,如式(1)最后一項(xiàng)所示.

      Es-M-Es-W=Ex-qres+Ex-Esk+

      (Ex-C+Ex-R)+(Ex-Scr+Ex-sk)+Ex-cons.(1)

      式中:Ex-M為人體新陳代謝產(chǎn)生的火用;Ex-W為人體額外做功所產(chǎn)生的火用;Ex-qres為人體呼吸產(chǎn)生的火用;Ex-Esk為人體皮膚表面汗液蒸發(fā)產(chǎn)生的火用;Ex-C為人體與環(huán)境之間對(duì)流換熱產(chǎn)生的火用;Ex-R為人體與環(huán)境之間輻射換熱產(chǎn)生的火用;Ex-Scr為人體核心層蓄熱產(chǎn)生的火用;Ex-sk為人體皮膚層蓄熱產(chǎn)生的火用;Ex-cons為人體火用損.

      人體與室內(nèi)熱環(huán)境之間的火用交換過程也可以劃分為4個(gè)部分:1)通過人體呼吸產(chǎn)生的火用(Ex-qres);2)通過人體皮膚表面汗液蒸發(fā)產(chǎn)生的火用(Ex-Esk);3)通過皮膚表面與室內(nèi)熱環(huán)境之間對(duì)流輻射換熱產(chǎn)生的火用(Ex-C+Ex-R);4)通過人體核心層及皮膚層蓄熱產(chǎn)生的火用(Ex-Scr+Ex-sk).根據(jù)不同性質(zhì)火用的定義通過計(jì)算可得到式(1)中人體與室內(nèi)熱環(huán)境之間各個(gè)火用交換量,代入式(1)中可以得到人體火用損計(jì)算式,如式(2)所示,其中各項(xiàng)火用交換量計(jì)算過程見文獻(xiàn)\[10\].

      Ex-cons=

      resAD(cp,a+Wexcp,v)(Tes-Ta)-TalnTexTa+

      RsTa(1+1.608 Wex)ln1+1.608Wa1+1.608Wex+1.608WexlnWexWa+

      w,skADwskcp,v(Tsk-Ta)-TalnTskTa+

      WskRvTaln1+1.608Ws1+1.608Wsk+lnWskWa-

      RaTaln(1+1.608Wsk)-

      hfg(Tsk)(1-TaTsk)-

      cp,v(Tsk-Ta)-

      TalnTskTa]+RvTaln+

      fclhc(tcl-ta)(1-TaTcl)+

      fefffclεpσ(T4cl-4t)-43Ta(T3cl-3r)+Scr1-TaTcr+

      Ssk1-TaTsk-(M+Mshiv)1-TaTcr-W.(2)

      式中:res為肺部?jī)?nèi)的干空氣量,與人體新陳代謝率和表面積有關(guān);cp,a 為干空氣的定壓比熱;tex為呼出空氣的溫度,與室內(nèi)空氣溫度和含濕量有關(guān)\[16\];ta為吸入空氣或室內(nèi)空氣的溫度;h fg為水的蒸發(fā)潛熱,常溫下等于2.43×106 J/kg;Wex為呼出空氣的含濕量,與室內(nèi)空氣溫度和含濕量有關(guān)\[16\];Wa 為吸入空氣或室內(nèi)空氣的含濕量,僅與空氣壓力有關(guān);pa 為空氣壓力,與室內(nèi)空氣溫度和相對(duì)濕度有關(guān);A D為 DuBois表面積,與人體身高和體重有關(guān)\[16\];cp,v為水蒸汽的定壓比熱,等于1 872 J/(kg·K);cp,w為液態(tài)水的定壓比熱,cp,w=4 186 J/(kg·K);fc l 為服裝面積系數(shù)(無量綱),與服裝熱阻有關(guān);r 為室內(nèi)平均輻射溫度.

      從人體火用損計(jì)算式(2)中可以看出,人體火用損不僅與室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)有關(guān),還與人體自身生理等參數(shù)有關(guān).在典型辦公房間中,室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)和人體生理參數(shù)可以參考ASHRAE手冊(cè)\[17\],如下所示:空氣速度0.1 m/s,空氣相對(duì)濕度 40%,新陳代謝率1.2 met,服裝熱阻 1.0 clo,人體質(zhì)量70 kg,人體表面積 1.8 m2,人體核心設(shè)定溫度 36.8 ℃和人體皮膚設(shè)定溫度33.7 ℃.將這些參數(shù)代入Gagge的兩節(jié)點(diǎn)人體熱平衡模型中,通過MATLAB編程計(jì)算可以得到人體各部分溫度,如人體核心溫度、人體皮膚溫度及服裝表面溫度等,將這些人體溫度代入式(2)中就可以得到人體火用損的大小.

      2人體火用損計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析

      系統(tǒng)火用計(jì)算的基準(zhǔn)點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境狀態(tài),包括環(huán)境溫度、環(huán)境壓力及環(huán)境化學(xué)組成,分別對(duì)應(yīng)著熱平衡、力平衡及化學(xué)平衡\[11\].如此,人體火用計(jì)算的基準(zhǔn)點(diǎn)也應(yīng)該包括環(huán)境溫度、環(huán)境壓力及環(huán)境化學(xué)組成.人體作為一個(gè)開口系統(tǒng),其內(nèi)部空氣壓力應(yīng)等于環(huán)境壓力,而與環(huán)境之間進(jìn)行的能量交換過程不涉及物質(zhì)的混合、分離及化學(xué)反應(yīng)等,因此人體火用計(jì)算的基準(zhǔn)點(diǎn)僅為環(huán)境溫度.對(duì)于由建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成的封閉室內(nèi)環(huán)境,環(huán)境溫度不僅包括室內(nèi)空氣溫度還包括室內(nèi)平均輻射溫度.前者是計(jì)算人體與室內(nèi)環(huán)境之間對(duì)流熱交換和火用交換的參考環(huán)境溫度,而后者是計(jì)算人體與室內(nèi)環(huán)境之間輻射熱交換和火用交換的參考環(huán)境溫度.由于室內(nèi)空氣溫度和室內(nèi)平均輻射溫度均為計(jì)算人體與室內(nèi)熱環(huán)境之間能量交換的重要參數(shù),Prek和Shukuya提出應(yīng)該以室內(nèi)空氣溫度和室內(nèi)平均輻射溫度的加權(quán)平均值(室內(nèi)操作溫度)作為計(jì)算人體火用時(shí)參考的環(huán)境溫度\[13-14\].因此,本文以室內(nèi)操作溫度作為人體火用計(jì)算的基準(zhǔn)點(diǎn),如式(3)所示.

      top=hcta+hrrhc+hr≈ta+r2. (3)

      式中:top為室內(nèi)操作溫度;hc為服裝表面與其周圍環(huán)境之間的對(duì)流換熱系數(shù);hr為服裝表面與其周圍環(huán)境之間的輻射換熱系數(shù).

      由于一般房間中室內(nèi)空氣速度小于0.2 m/s,此時(shí)人體表面對(duì)流換熱系數(shù)與輻射換熱系數(shù)基本相等\[18\],如此室內(nèi)操作溫度可以表示為室內(nèi)空氣溫度和室內(nèi)平均輻射溫度的算術(shù)平均值.

      同時(shí),由于Shukuya的人體火用平衡模型及推導(dǎo)的人體火用損計(jì)算式在暖通空調(diào)領(lǐng)域得到較為廣泛的應(yīng)用,為了驗(yàn)證本文推導(dǎo)的人體火用損計(jì)算式的合理性,將其計(jì)算結(jié)果與Shukuya推導(dǎo)的計(jì)算式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,如圖2所示.為了便于計(jì)算結(jié)果的對(duì)比,假設(shè)室內(nèi)熱環(huán)境是均勻分布的,室內(nèi)空氣溫度與室內(nèi)平均輻射溫度相等.

      室內(nèi)操作溫度/℃

      如圖2所示,由作者推導(dǎo)的人體火用損計(jì)算式和Shukuya推導(dǎo)的人體火用損計(jì)算式所計(jì)算的人體火用損均在室內(nèi)操作溫度等于19 ℃時(shí)達(dá)到最小.這是由于隨著操作溫度從17 ℃變化到28 ℃時(shí),出汗的增大導(dǎo)致通過汗液蒸發(fā)產(chǎn)生的人體火用損不斷增大,同時(shí)通過呼吸及人體皮膚與室內(nèi)熱環(huán)境之間對(duì)流輻射熱交換產(chǎn)生的人體火用損不斷減小,如圖3所示.當(dāng)室內(nèi)操作溫度等于19 ℃時(shí),通過汗液蒸發(fā)、呼吸及人體皮膚與室內(nèi)熱環(huán)境之間對(duì)流輻射熱交換產(chǎn)生的人體火用損的和達(dá)到最小.

      由作者推導(dǎo)的計(jì)算式和Shukuya推導(dǎo)的計(jì)算式所計(jì)算的最小人體火用損分別為3.57 W/m2和3.25 W/m2.兩式計(jì)算的最小人體火用損值差異主要是由于計(jì)算通過人體呼吸和皮膚汗液蒸發(fā)產(chǎn)生的火用損不同而產(chǎn)生的(見圖3).

      Shukuya在計(jì)算人體新陳代謝過程中產(chǎn)生的火用損時(shí)用的是液態(tài)水火用,如此導(dǎo)致計(jì)算通過汗液蒸發(fā)產(chǎn)生的火用損偏小.當(dāng)室內(nèi)操作溫度大于19 ℃時(shí),隨著室內(nèi)操作溫度的增大,Shukuya推導(dǎo)的計(jì)算式計(jì)算的人體火用損值基本保持不變(如圖2所示),這是不合理的.因?yàn)殡S著室內(nèi)操作溫度的升高,人體出汗將增多,從而導(dǎo)致人體火用損的增大.

      由圖2和圖3可知,由作者推導(dǎo)的人體火用損計(jì)算式和Shukuya推導(dǎo)的人體火用損計(jì)算式所計(jì)算的人體火用損變化趨勢(shì)是一致的,均得到以下結(jié)論:室內(nèi)操作溫度等于19 ℃時(shí)人體火用損達(dá)到最小.該結(jié)論是在假設(shè)室內(nèi)空氣溫度與室內(nèi)平均輻射溫度相等前提下得到的,當(dāng)室內(nèi)空氣溫度與室內(nèi)平均輻射溫度不相等時(shí),此結(jié)論是否同樣適用,需要進(jìn)一步分析.人體火用損與室內(nèi)空氣溫度和室內(nèi)平均輻射溫度的關(guān)系如圖4所示.

      室內(nèi)操作溫度/℃

      由圖4可知,當(dāng)室內(nèi)空氣溫度和室內(nèi)平均輻射溫度的加權(quán)平均值為19 ℃時(shí),只要保證室內(nèi)空氣溫度為18~26 ℃和平均輻射溫度為12~20 ℃,此時(shí)人體火用損均能達(dá)到最小值(如圖4中虛線所示),即室內(nèi)空氣溫度為18~26 ℃和室內(nèi)平均輻射溫度為12~20 ℃時(shí),室內(nèi)操作溫度為19 ℃均能使人體火用損達(dá)到最小值.

      室內(nèi)操作溫度/℃

      3室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)對(duì)人體火用損的影響

      為了定量分析室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)對(duì)人體火用損的影響,仍以冬季典型辦公房間為研究對(duì)象.室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)包括室內(nèi)空氣溫度、平均輻射溫度、空氣相對(duì)濕度及空氣速度\[18\].由于冬季供暖房間中室內(nèi)空氣速度變化范圍較小,以下僅分析室內(nèi)空氣溫度(ta)、室內(nèi)平均輻射溫度(tr)和室內(nèi)空氣相對(duì)濕度(hum)對(duì)人體火用損的影響.

      1)室內(nèi)空氣溫度對(duì)人體火用損的影響.室內(nèi)空氣溫度對(duì)人體火用損的影響如圖5及圖6所示.

      由圖5可知,當(dāng)室內(nèi)平均輻射溫度為20 ℃及空氣相對(duì)濕度為10%~50%時(shí),人體火用損隨著室內(nèi)空氣溫度的增大先減小后增大,并在某一室內(nèi)空氣溫度時(shí)達(dá)到最小.這主要是由于隨著室內(nèi)空氣溫度從10 ℃變化到30 ℃時(shí),出汗的增多導(dǎo)致通過汗液蒸發(fā)產(chǎn)生的人體火用損不斷增大,同時(shí)通過呼吸及人體皮膚與室內(nèi)熱環(huán)境之間對(duì)流輻射熱交換產(chǎn)生的人體火用損不斷減小,當(dāng)室內(nèi)空氣溫度等于某一值時(shí),兩者的和達(dá)到最小.

      由圖6可知,當(dāng)室內(nèi)空氣相對(duì)濕度為30%及室內(nèi)平均輻射溫度為10~20 ℃時(shí),人體火用損隨著室內(nèi)空氣溫度的增大先減小后增大,并在某一室內(nèi)空氣溫度處達(dá)到最小.而當(dāng)室內(nèi)空氣相對(duì)濕度為30%及室內(nèi)平均輻射溫度為30 ℃時(shí),人體火用損隨著室內(nèi)空氣溫度的增大卻先增大后減小,與室內(nèi)平均輻射溫度為10~20 ℃時(shí)人體火用損變化曲線相反.這主要是由于當(dāng)室內(nèi)平均輻射溫度為30 ℃時(shí),隨著室內(nèi)空氣溫度的增大,人體將大量出汗從而導(dǎo)致人體火用損增大較多.

      由圖7可知,當(dāng)室內(nèi)空氣溫度為20 ℃及空氣相對(duì)濕度為10%~50%時(shí),人體火用損隨著室內(nèi)平均輻射溫度的增大先減小后增大,并在某一室內(nèi)平均輻射溫度時(shí)達(dá)到最小.這主要是由于隨著室內(nèi)平均輻射溫度從10 ℃變化到30 ℃時(shí),出汗的增多導(dǎo)致通過汗液蒸發(fā)產(chǎn)生的人體火用損不斷增大,同時(shí)通過呼吸及人體皮膚與室內(nèi)熱環(huán)境之間對(duì)流輻射熱交換產(chǎn)生的人體火用損不斷減小,當(dāng)室內(nèi)平均輻射溫度等于某一值時(shí),兩者的和達(dá)到最小.

      由圖8可知,當(dāng)室內(nèi)空氣相對(duì)濕度等于30%及空氣溫度為10~30 ℃時(shí),人體火用損隨著室內(nèi)平均輻射溫度的增大也先減小后增大,這主要是由于通過汗液蒸發(fā)產(chǎn)生的人體火用損和通過呼吸及人體皮膚與室內(nèi)熱環(huán)境之間對(duì)流輻射熱交換產(chǎn)生的人體火用損隨室內(nèi)平均輻射溫度變化而變化的程度不同.

      室內(nèi)平均輻射溫度/℃

      圖8hum=30%時(shí)人體火用損

      與室內(nèi)平均輻射溫度的關(guān)系

      Fig.8Relation between human body exergy consumption

      and indoor mean radiant temperature when hum=30%

      3)室內(nèi)空氣相對(duì)濕度對(duì)人體火用損的影響.室內(nèi)空氣相對(duì)濕度對(duì)人體火用損的影響如圖9及圖10所示.

      室內(nèi)空氣相對(duì)濕度/%

      圖9ta=20 ℃時(shí)人體火用損

      與室內(nèi)相對(duì)濕度的關(guān)系

      Fig.9Relation between human body exergy consumption

      and indoor air relative humidity when ta=20 ℃

      由圖9可知,當(dāng)室內(nèi)空氣溫度等于20 ℃及平均輻射溫度為10~30 ℃時(shí),人體火用損隨著空氣相對(duì)濕度的增大而減小.當(dāng)室內(nèi)平均輻射溫度小于20 ℃時(shí),人體火用損隨著室內(nèi)空氣相對(duì)濕度的增大而基本保持不變,此時(shí)空氣相對(duì)濕度對(duì)人體火用損影響較小.但當(dāng)平均輻射溫度大于30 ℃時(shí),人體火用損隨著室內(nèi)空氣相對(duì)濕度的增大而減小較多,此時(shí)空氣相對(duì)濕度對(duì)人體火用損影響較大.這主要是由于當(dāng)室內(nèi)空氣溫度為20 ℃及室內(nèi)平均輻射溫度小于20 ℃時(shí),人體處于熱舒適及偏冷環(huán)境中,此時(shí)隨著室內(nèi)空氣相對(duì)濕度的增大,通過汗液蒸發(fā)、呼吸及人體皮膚與室內(nèi)熱環(huán)境之間對(duì)流輻射熱交換產(chǎn)生的人體火用損基本保持不變.但當(dāng)室內(nèi)空氣溫度等于20 ℃及室內(nèi)平均輻射溫度大于30 ℃時(shí),人體處于偏熱環(huán)境中,此時(shí)隨著室內(nèi)空氣相對(duì)濕度的增大,抑制了人體出汗量,并導(dǎo)致人體通過汗液蒸發(fā)及呼吸產(chǎn)生的人體火用損減小.

      室內(nèi)空氣相對(duì)濕度/%

      圖10tr=20 ℃時(shí)人體火用損

      與室內(nèi)空氣相對(duì)濕度的關(guān)系

      Fig.10Relation between human body exergy consumption

      and indoor air relative humidity when tr=20 ℃

      由圖10可知,當(dāng)室內(nèi)平均輻射溫度等于20 ℃及空氣溫度為10~30 ℃時(shí),人體火用損隨著室內(nèi)空氣相對(duì)濕度的增大而減小.但當(dāng)室內(nèi)空氣溫度小于20 ℃時(shí),人體火用損隨著室內(nèi)空氣相對(duì)濕度的增大而基本保持不變,此時(shí)空氣相對(duì)濕度對(duì)人體火用損影響較小.但當(dāng)室內(nèi)空氣溫度大于30 ℃時(shí),人體火用損隨著室內(nèi)空氣相對(duì)濕度的增大而減小較多,此時(shí)空氣相對(duì)濕度對(duì)人體火用損影響較大,原因如上所述.

      因此,當(dāng)空氣相對(duì)濕度為10%~50%時(shí),室內(nèi)空氣溫度和室內(nèi)平均輻射溫度的變化對(duì)人體火用損影響較大;而當(dāng)室內(nèi)空氣溫度和室內(nèi)平均輻射溫度均小于20 ℃時(shí),室內(nèi)空氣相對(duì)濕度的變化對(duì)人體火用損影響較小.

      4 結(jié)論

      本文從熱力學(xué)角度提出了人體火用及人體火用損的定義,確定了人體火用損計(jì)算的環(huán)境參數(shù)基準(zhǔn)點(diǎn),然后通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)人體火用損在室內(nèi)操作溫度為19 ℃時(shí)達(dá)到最小.最后定量分析了室內(nèi)熱環(huán)境參數(shù)對(duì)人體火用損的影響,發(fā)現(xiàn)室內(nèi)空氣溫度和室內(nèi)平均輻射溫度的變化對(duì)人體火用損影響較大,而室內(nèi)空氣相對(duì)濕度的變化對(duì)人體火用損影響較小.

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