Тепловой комфорт

редактировать
Удовлетворение тепловым режимом

Тепловой - это состояние комфортной души, которое выражает удовлетворение с термической средой и оценивается путем субъективной оценки (Стандарт ANSI / ASHRAE 55 ). Человеческое тело можно рассматривать как тепловую машину, в которой пища является входящей энергией. Человеческое тело выделяет излишки тепла в среду, поэтому оно может продолжать работать. Теплопередача пропорциональна разнице температур. В холодных условиях тело теряет больше тепла в условиях окружающей среды, а в холодных условиях тело не выделяет достаточно тепла. И вызывает жаркий, и холодный, вызывает дискомфорт. Поддержание этого стандарта теплового комфорта для людей, находящихся в зданиих или других помещениях, является одной из важных целей HVAC (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. ) инженеры-конструкторы.

Тепловая нейтральная энергия сохраняется, когда тепло, выделяется человеческим метаболизмом, рассеивается, таким образом поддерживая тепловое равновесие с окружающей средой. Основными факторами являются факторы, определяющие приток и потерю тепла, а именно скорость метабол, изоляция одежды, температура воздуха, средняя температура излучения, скорость воздуха. и относительная влажность. Психологические параметры, такие как индивидуальные ожидания, включая тепловую нагрузку. Температура теплового комфорта может сильно различаться у разных людей и в зависимости от таких факторов, как уровень активности, одежда и влажность.

Модель «Прогнозируемое среднее количество голосов» (PMV) - одна из наиболее узнаваемых моделей теплового комфорта. Он был использован с использованием принципов теплового баланса и экспериментальных данных, собранных в контролируемой климатической камере в установившемся режиме. Адаптивная модель на основе сотен полевых исследований с идеей о том, что обитатели динамически взаимодействуют со своей средой. Жильцы контролируют свою тепловую среду с помощью одежды, открытых окон, вентиляторов, личных обогревателей и солнцезащитных штор. Модель PMV может быть к зданиям с кондиционированием воздуха. Нет единого помещения о том, какую модель комфорта следует помещать в помещениях, которые частично кондиционируются для пространственно или временно.

Расчеты теплового комфорта в соответствии со стандартом ANSI / ASHRAE Standard 55, стандартом ISO 7730 и стандартом EN 16798-1 могут быть произвольно выполнены с помощью CBE Инструмент Thermal Comfort для ASHRAE 55, с пакетом Python pythermalcomfort и с пакетом R comf.

Содержание
  • 1 Значимость
  • 2 Факторы влияния
    • 2.1 Скорость метаболизма
    • 2.2 Изоляция одежды
    • 2.3 Температура воздуха
    • 2.4 Средняя температура излучения
    • 2,5 Скорость воздуха
    • 2.6 Относительная влажность
      • 2.6.1 Влажность кожи
      • 2.6.2 Взаимодействие температуры и окружающей среды
    • 2.7 Естественная вентиляция
  • 3 Модели
    • 3.1 Метод PMV / PPD
      • 3.1.1 Метод повышенной скорости воздуха
      • 3.1.2 Виртуальная энергия для теплового комфорта
      • 3.1.3 Стандартная эффективная температура
        • 3.1.3.1 Эффект охлаждения
        • 3.1.3.2 Асимметрия лучистой температуры
        • 3.1.3.3 Осадка
        • 3.1.3.4 Вертикальный перепад воздух температуры ы а а
        • 3.1. 3.5 Температура поверхности пола
    • 3.2 Модель адаптивного комфорта
      • 3.2.1 Психологическая адаптация
      • 3.2.2 Физиологическая адаптация
      • 3.2.3 Поведенческая адаптация
  • 4 Специфичность и чувствительность
    • 4.1 Индивидуальные различия
    • 4.2 Биологические гендерные различия
    • 4.3 Региональные различия
  • 5 Температурный стресс
  • 6 Исследования
    • 6.1 Медицинская среда
    • 6.2 Системы личного
  • 7 См. Также
  • 8 Ссылки
  • 9 Дополнительная литература
Значимость

Удовлетворенность тепловым режимом важен, потому что температурные условия если такие опасны для жизни человека, внутренняя температура тела обеспечивает условия гипертермии, выше 37,5–38,3 ° C (99,5–100,9 ° F) или переохлаждение ниже 35,0 ° C (95,0 ° F). Здания изменяют условия внешней среды и уменьшают усилия, которые необходимо приложить человеческому телу, чтобы оставаться стабильной при нормальной температуре человеческого тела, что важно для правильного функционирования человеческих физиологических процессов.

Римский писатель Витрувий фактически связал эту цель с рождением архитектуры. Дэвид Линден предполагает, что причина, по которой мыруем тропические пляжи с раем, заключается в том, что в этих средах обитают люди. телам нужно меньше собственных усилий для поддержания своей внутренней температуры. Температура не только поддерживает жизнь человека; прохлада и тепло также стали в разных культурах символами защиты, сообщества и даже священного.

В исследованиях строительной науки Тепловой комфорт был связан с производственной и здоровьем. Офисные работники, довольные своей тепловой средой, работают более продуктивно. Сочетание высокой температуры и высокой относительной температуры воздуха в помещении.

Хотя одна статическая температура может быть удобной, людей привлекают тепловые изменения, такие как костры и прохладные бассейны. Тепловое удовольствие вызывается различными тепловыми ощущениями от неприятного до приятного, и научный термин для этого явления - положительная тепловая аллиэстезия. Из состояния нейтральности или комфорта любое изменение будет восприниматься как неприятное. Это ставит под сомнение предположение, что здания с механическим управлением должны обеспечивать однородную температуру и комфорт, если это происходит за счет исключения теплового удовольствия.

Факторы влияния

Существуют большие стандарты от человека с точки зрения физиологического и психологического удовлетворения, трудно найти оптимальную температуру для всех в данном простор. Были собраны лабораторные и полевые данные для определения условий, которые будут считаться комфортными для определенного процента людей.

Существуют шесть основных факторов, которые напрямую влияют на две категории: личный фактор - поскольку они используются этими людьми, в помещении, и факторы окружающей среды - благоприятные условия для Тепловая среда. Первые - это скорость обмена веществ и уровень одежды, вторые - температура воздуха, средняя температура излучения, скорость и влажность воздуха. Даже если все эти факторы могут меняться со временем, стандарты состояния к установившемуся для изучения теплового комфорта, допуская лишь ограниченные колебания температуры.

Скорость метаболизма

У людей разная скорость метаболизма, которая может колебаться в зависимости от уровня активности и условий окружающей среды. Стандарт ASHRAE 55-2010 представляет собой метаболизм в единицах химической энергии в организме, обычно представленный в единицах площади общей поверхности тела. Скорость метаболизма в метрических единицах измерения следующим образом:

1 мет = 58,2 Вт / м² (18,4 Вт / ч · фут²), что равно энергии, произведенной на единицу площади средней площади. человек, сидящий в состоянии покоя. Площадь поверхности среднего человека составляет 1,8 м² (19 фут²).

Стандарт ASHRAE 55 предоставляет таблицу норм для различных видов деятельности. Некоторые общие значения: 0,7 для сна, 1,0 для сидящего и тихого положения, 1,2–1,4 для легких действий, стоя, 2,0 и более для действий, связанных с движением, ходьбой, поднятием тяжелым грузовым или работой с механизмом. Стандарт устанавливает, что для периодической активности допустимо использовать средневзвешенную по времени скорость метаболизма, если люди в течение одного часа или меньше. Для более длительной скорости метаболизма.

Согласно Руководству ASHRAE по основам, методам оценки скорости метаболизма сложные, выполняемые уровни выше 2 или 3 выше, особенно если существуют различные способы выполнения таких действий - точность низкая. Таким, стандарт не учитывает скорость кислорода в дыхательных путях и образом диоксида углерода. Другой физиологический, но менее точный метод связан с сокращенным сокращением, существует взаимосвязь между последним и потреблением кислорода.

«Сборник физических нагрузок» используется врачами для регистрации физических нагрузок. Он имеет другое определение мета, которое представляет собой отношение скорости метаболизма рассматриваемой активности к скорости метаболизма в состоянии покоя. Эта формулировка концепции отличается от той, которая использует ASHRAE, используя эти соответствующие значения нельзя использовать в расчетах PMV.

Привычки в еде и напитках могут влиять на скорость метаболизма, что косвенно влияет на тепловые предпочтения. Эти эффекты могут меняться в зависимости от приема пищи и напитков. Форма тела - еще один фактор, влияющий на тепловой комфорт. Теплоотдача зависит от площади поверхности тела. Высокий и худой человек имеет большее отношение поверхности к объему, может легче рассеивать тепло и переносить более высокие температуры больше, чем человек с округлой формой тела.

Утеплитель одежды

Количество теплоизоляции, которую носит человек, оказывает существенное влияние на тепловой комфорт, поскольку влияет на потери тепла и, следовательно, на тепловой баланс. Слои изолирующей одежды предотвращают потерю тепла и могут быть согреть человека, либо привести к перегреву. Как правило, чем толще одежда, тем выше ее изоляционные свойства. В зависимости от типа материала, движение воздуха и относительная влажность могут снизить изоляционную способность материала.

1 кло равен 0,155 м² · К / Вт (0,88 ° F · фут². · Ч / британские тепловые единицы). Это соответствует брюкам, рубашке с длинными рукавами и куртке. Значения теплоизоляции одежды для других распространенных комплектов или одиночной одежды можно найти в ASHRAE 55.

Температура воздуха

Температура воздуха - это средняя температура воздуха, окружающего человека, с учетом местоположения и время. Согласно стандарту ASHRAE 55, среднее пространственное значение учитывает уровни лодыжки, талии и головы, которые различаются для сидящих или стоящих пассажиров. Среднее временное значение основано на трехминутных интервалах с как минимум 18 равноотстоящими точками времени. Температура воздуха измеряется термометром с сухим термометром, поэтому она также известна как температура по сухому термометру.

Средняя лучистая температура

Излучательная температура связана с передаваемым лучистым теплом. от поверхности, и это зависит от поглощающей способности или излучать тепло или его излучательной способности. средняя лучистая температура зависит от температуры и излучения окружающих поверхностей, а также от коэффициента обзора или от количества поверхности, которую «видит» объект. Таким образом, средняя лучистая температура, которую испытывает человек в комнате, в которой проникает солнечный свет, колеблется в зависимости от того, какая часть его тела находится на солнце.

Скорость воздуха

В HVAC скорость воздуха определяется как скорость движения воздуха в точке без учета направления. Согласно стандарту ANSI / ASHRAE 55, это средняя скорость воздуха, которой подвергается подвергается тело, с учетом местоположения и времени. Среднее временное значение совпадает с температурой воздуха, в то время как среднее значение на предположении, что подвергается воздействию скорости в соответствии с термофизи моделью НАБОР. Как следствие, потери тепла через кожу, которые нельзя считать однородными. Поэтому проектировщик должен выбрать правильное усреднение, особенно с учетом скорости воздуха, падающего на обнаженные части тела, которые вызывают больший охлаждающий эффект и могут вызвать местный дискомфорт.

Относительная влажность

Относительная влажность (RH) представляет собой отношение количества водяного пара в воздухе к количеству водяного пара, которое воздух может удерживать при определенных условиях и давлении. В то время как человеческое тело имеет датчики внутри кожи, которые эффективно чувствуют тепло и холод, относительная влажность определяет косвенно. Потоотделение - эффективный механизм потери тепла, основанный на испарении с кожи. Однако при высокой относительной влажности воздуха почти невысокого водяного пара, он может удерживать, поэтому испарение и, следовательно, потери тепла уменьшаются. С другой стороны, очень сухая среда (RH < 20-30%) are also uncomfortable because of their effect on the mucous membranes. The recommended level of indoor humidity is in the range of 30-60% in air conditioned buildings, but new standards such as the adaptive model allow lower and higher humidities, depending on the other factors involved in thermal comfort.

недавно была проверена низкая относительная сторона воздуха и высокая скорость воздуха.

Влажность кожи

Влажность кожи определяется как "пропорция Общая площадь поверхности Как правило, это локализует ощущения дискомфорта в разных частях тела, и локальные пределы теплового комфорта для влажной кожи различаются в зависимости от расположения тела.

Взаимодействие температуры и окружающей среды

Были разработаны различные типы <195 Для более низкого температурного исследования было обнаружено только качественно:

Высокая влажность и низкая температура возникновения о щущение холода в воздухе.

Холодный воздух с высокой относительной влажностью «кажется» холоднее, чем воздух той же температуры из-за высокой холодной погоду.

Существуют разногласия по поводу того, почему влажный холодный воздух ка жется холоднее, чем сухой холодный. т за счет теплопроводности.

Для получения более свежих данных ищите Morris NB et al, Ann Int Med 2019, doi: 10.7326 / M19-0512

Естественная вентиляция

Во многих зданийх блок HVAC для управления температурным режимом. Другие здания с естественной вентиляцией и не полагаются на механические системы для обеспечения теплового комфорта. В зависимости от климата это может снизить потребление энергии. Однако иногда это рассматривается как риск, поскольку в помещении может быть слишком высокое, если здание плохо спроектировано. Правильно спроектированные здания с естественной вентиляционной системой такие условия в помещении, при которых открываются окна и использование вентиляторов летом и ношение дополнительной одежды зимой могут обеспечить тепловую среду.

Модели

Когда Говоря о тепловом комфорте, можно использовать две основные модели: статическую (PMV / PPD) и адаптивную модель.

Метод PMV / PPD

Психрометрическая диаграмма Диаграмма температуры-относительной влажности Два альтернативных представления теплового метода PMV / PPD

Модель PMV / PPD была бюджетом ПО Фангер использовать уравнения теплового баланса и эмпирические исследования о температуры кожи для определения комфорта. Стандартные исследования теплового комфорта спрашивают субъектов об их тепловых ощущениях по семибалльной шкале от холода (-3) до тепла (+3). Уравнения воздуха Фангера используются для расчета прогнозируемого среднего голоса (PMV) группы субъектов температуры для комбинации , средней радиационной температуры, относительной атмосферы, скорости воздушного потока, скорости обмена вещества и изоляция одежды. Модель PMV / PPD используется глобально, но не учитывает механизмы адаптации и тепловые. PMV, равное нулю, представляет собой комбинацию параметров, которые PMV находится в рекомендуемых пределах (-0,5

Условия снаружи

Стандарт ASHRAE 55-2017 использует модель PMV для требований к тепловым условиям в

Инструмент CBE Thermal Comfort Tool для ASHRAE 55 позволяет определить шесть параметров, чтобы обеспечить комфорт, соответствующий определенной комбинации требований ASHRAE 55. Результаты на психрометрический или график относительной температуры

PMV / PPD модель имеет низкую точность прогнозов, используемые для других четырех параметров. тепловое ощущение правильно прогнозируется один из трех раз. за пределами теплового сопротивления (-1≤PMV≤1). Точность PMV / PPD сильно различается в зависимости от стратегии вентиляции, типа здания и климата.

Метод повышенной скорости воздуха

ASHRAE 55 2013 учитывает скорость воздуха выше 0,2 метра в секунду (0,66 фут / с) отдельно от стандартной модели. Движение воздуха может быть намного прямое охлаждение людей, более высокие температуры могут быть более комфортными, чем предсказывает PMV. Скорость воздуха до 0,8 м / с (2,6 фута / с) допустима без местного управления, и 1,2 м / с возможна с местным управлением. Это повышенное движение повышает максимальную температуру для офисного помещения летом до 30 ° C при 27,5 ° C (86,0–81,5 ° F).

Виртуальная энергия для теплового комфорта

«Виртуальная энергия для теплового комфорта» - это количество энергии, которое потребуется, чтобы сделать здание без кондиционера относительно таким же комфортабельным, как здание с кондиционером. Пассивный повышенный уровень комфорта в здании, тем самым снижается потребность в климате. время не обогревают и не охлаждают из-за экономических ограничений, а также климатических условий, граничащих с комфортом, таких как холодные зимние ночи в Йоханнесбурге (Южная Африка) или теплые летние дни в Сан-Хосе, Коста-Рика. По мере роста доходов сильная тенденция к внедрению систем охлаждения и отопления. ня, уменьшаем риск необходимости установки систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в крайней мере, гарантируем, что такие системы будут меньше и реже используются. Или, если система отопления или охлаждения не установлена-за высокой стоимости, по крайней мере, люди не должны страдать от дискомфорта в помещении. Например, в Сан-Хосе, Коста-Рика, если бы дом спроектировал с высоким уровнем остекления и небольшими размерами проемов, внутренняя температура легко увеличилась бы выше 30 ° C (86 ° F), и естественной вентиляции было бы недостаточно. для удаления внутреннего тепла и солнечной энергии. Вот почему важна виртуальная энергия для комфорта. Инструмент оценки

Всемирный банк, программное обеспечение EDGE (Превосходство в дизайне для повышения эффективности ), потенциальные проблемы, связанные с дискомфортом в зданиих, и создал концептуальный виртуальный проект Энергия для комфорта, позволяющая потенциальный тепловой дискомфорт. Такой подход используется для награждения дизайнерских решений. Несмотря на включение требований по перегреву в CIBSE, переохлаждение не оценивалось. Переохлаждение может быть проблемой, в основном в городах окружающей среды, например в таких, как Лима (Перу), Богота и Дели, где часто может наблюдаться более низкая температура в помещении. Это может быть новой областью исследований и рекомендаций по уменьшению дискомфорта.

Стандартная эффективная температура

Стандартная эффективная температура (SET *) - это модель эффективной реакции человека на тепловую среду. Разработанная A.P. Gagge и принятая ASHRAE в 1986 году, она также называется двухузловой моделью Пирса. Его расчет аналогичен PMV, потому что это всеобъемлющий индекс комфорта, основанный на уравнениях теплового баланса, который включает личные факторы, такие как одежда и скорость метаболизма. Его фундаментальное отличие состоит в том, что для представления физиологии человека при измерении температуры кожи и увлажненности кожи используется двухузловой метод.

ASHRAE 55 -2010 определяет SET как «температуру воображаемой среды при относительной температуре 50%» . влажность, <0.1 m/s [0.33 ft/s] average air speed, and mean radiant temperature equal to average air temperature, in which total heat loss from the skin of an imaginary occupant with an activity level of 1.0 met and a clothing level of 0.6 clo is the same as that from a person in the actual environment, with actual clothing and activity level".

Исследования проверили модель на фоне экспериментальных данных и показали тенденцию к завышению кожи и недооценке окружающей кожи. Fountain и Huizenga (1997) разработали инструмент прогнозирования тепловых ощущений, который вычисляет SET.

Эффект охлаждения

ASHRAE 55-2017 определяет эффект охлаждения (CE) при повышенной скорости воздуха (более 0,2 метра в секунду (0,66 фута / с)) как значение, которое при вычитании из температуры воздуха и средней температуры излучения, дает то же значение SET при неподвижном воздухе (0,1 м / с), что и в первом расчете SET при повышенной скорости воздуха.

SET (ta, tr, v, met, clo, RH) = SET (ta - CE, tr - CE, v = 0,1, met, clo, RH) {\ displaystyle SET (t_ {a}, t_ {r}, v, met, clo, RH) = SET (t_ {a} -CE, t_ {r} -CE, v = 0.1, met, clo, RH)}{\ displaystyle SET (t_ {a}, t_ {r}, v, met, clo, RH) = SET (t_ {a} -CE, t_ {r} -CE, v = 0, 1, met, clo, RH)}

CE можно использовать для определения PMV, повышенная скорость использования заданной температуры, заданной температуры и неподвижного воздуха (0,2 метра в секунду (0,66 фута / с)). Если настроенная температура равна исходной температуре воздуха и температуре излучения минус CE.

Асимметрия лучистой температуры

Большая разница в тепловом излучении окружающих людей, может вызвать местный дискомфорт или хуже восприятие тепловых условий. Стандарт ASHRAE 55 устанавливает ограничения на допустимую разницу между различными поверхностями. Противоположные асимметрии теплого потолка по сравнению с асимметрией горячих и холодных вертикальных границ, пределы зависят от того, какие поверхности задействованы. Потолок не может быть теплее более чем на +5 ° C (9,0 ° F), тогда как стена может быть на +23 ° C (41 ° F) теплее, чем другие поверхности.

Сквозняк

Хотя движение воздуха может быть приятным и в некоторых случаях обеспечивает комфорт, иногда оно вызывает дискомфорт. Это нежелательное движение воздуха называется «сквозняльное движение». Люди чаще всего ощущают сквозняк на непокрытых частях тела, таких как голова, шея, плечи, лодыжки, ступни и ноги, но это ощущение также зависит от скорости воздуха, температуры воздуха, активности и одежды.

Вертикальный перепад температуры воздуха

Температурное расслоение, в результате которого температура воздуха на уровне головы выше, чем на уровне лодыжек, может вызвать тепловой дискомфорт. Стандарт ASHRAE 55 рекомендует, чтобы разница не превышала 3 ° C (5,4 ° F) для сидящих людей или 4 ° C (7,2 ° F) для стоящих пассажиров.

Температура поверхности пола

Слишком холодный или слишком прохладный пол, в зависимости от обуви, может вызвать дискомфорт. ASHRAE 55 рекомендует, чтобы температура пола оставалась в диапазоне 19–29 ° C (66–84 ° F) в помещениях, где пассажиры будут носить легкую обувь.

Модель адаптации комфорта

Таблица адаптации согласно ASHRAE Стандарт 55-2010

Адаптивная модель основана на идее о том, что климат влияет на условия, поскольку люди адаптироваться к разным температурам в разное время года. Адаптивная гипотеза предсказывает, что контекстуальные факторы, как доступ к средствам контроля окружающей среды и прошлые тепловые характеристики, влиять на тепловые ожидания и предпочтения населения. Многочисленные исследователи по всему миру показали, что они опрашивают жителей всего мира, их тепловом комфорте, одновременно производя измерения окружающей среды. Анализ базы данных результатов по 160 из этих зданий показал, что жители зданий с естественной вентиляцией принимают и даже предпочитают более широкий диапазон температур, чем их аналоги в герметичных зданиях с кондиционированием воздуха, поскольку их предпочтительная температура зависит от внешних условий. Эти результаты были включены в стандарт ASHRAE 55-2004 как модель адаптивного комфорта. Адаптивная диаграмма связывает комфортную температуру в помещении с преобладающей температурой наружного воздуха и определяет удовлетворение 80% и 90%.

Стандарт ASHRAE-55 2010 ввел преобладающую среднюю температуру наружного воздуха в качестве входной альтернативной модели. Он основан на среднем арифметическом среднесуточных температурах наружного воздуха не менее чем за 30 последовательных дней рассматриваемого дня. Его также можно рассчитать путем взвешивания температурных различных коэффициентов, придавая все большее значение последним температур. В случае использования этого взвешивания нет необходимости соблюдать верхний предел для дней. Для применения адаптивной модели в помещении не должно быть механической системы охлаждения, люди должны вести сидячий образ жизни со скоростью метаболизма 1–1,3 метра и преобладающей средней температурой 10–33,5 ° C (50,0–92,3). ° F).

Эта модель особенно подходит для помещений с контролируемым человеком и естественным кондиционированием, где климат снаружи может влиять на условия в помещении и, следовательно, на зону комфорта. Фактически, исследования де Дира и Брагера показали, что люди, находящиеся в зданиях с естественной вентиляцией, терпимы к более широкому диапазону температур. Это связано как с поведенческими, так и с физиологическими изменениями, поскольку существуют разные типы адаптивных процессов. Стандарт ASHRAE 55-2010 гласит, что касается недавних тепловых ощущений, смене одежды, возможностей управления и изменениях ожиданий пассажиров.

Адаптивные модели теплового комфорта реализованы в других стандартах, таких как европейский стандарт EN 15251 и ISO 7730. Хотя точные методы получения и результаты немного отличаются от адаптивного стандарта ASHRAE 55, по существу они такие же. Большая разница в применимости. Адаптивный стандарт ASHRAE только к зданию без установленного механического охлаждения, в то время как EN15251 может быть к зданиям со смешанным режимом при условии, что система не работает.

В основном существует три категории термического адаптация, а именно: поведенческая, физи и психологическая.

Психологическая адаптация

Уровень комфорта человека данной среды может меняться и адаптироваться со временем из-за психологических факторов. На субъективное восприятие теплового комфорта может влиять память о предыдущем опыте. Привыкание имеет место, когда повторное воздействие снижает ожидания в будущем и реакцию на сенсорную информацию. Это важный фактор для объяснения разницы между полевыми наблюдениями и прогнозами PMV (на основе статической модели) в зданиях с естественной вентиляцией. В зданиях связь с наружной температурой была вдвое сильнее, чем предполагалось.

Психологическая адаптация слегка отличается в статической и адаптивной моделях. Лабораторные испытания статической модели могут выявить и количественно оценить факторы, не связанные с теплопередачей (психологические), которые влияют на заявленный комфорт. Адаптивная модель ограничивается отчетом о различных (называемых психологическими) между смоделированным и заявленным комфортом.

Тепловой комфорт как «душевное состояние» определяется с психологической точки зрения. К факторам, влияющим на состояние ума (в лаборатории), относится чувство контроля над температурой, знание температуры и внешний вид (тестовой) среды. Камера для тепловых испытаний, которая казалась жилой «чувствовалась» теплее, чем та, которая выглядела как внутренняя часть холодильника.

Физиологическая адаптация

У тела есть несколько механизмов терморегуляции, чтобы выжить в экстремальных температурных условиях. В холодной среде в организме используется сужение сосудов ; который снижает приток крови коже, температуру кожи рассе иивание тепла. В теплой среде расширение сосудов увеличивает приток крови к коже, перенос тепла, температуру кожи и отвод тепла. Если есть дисбаланс, несмотря на вазомоторные выплаты, перечисленные выше, в теплой среде начнется выделение пота и обеспечит испарительное охлаждение. Если этого недостаточно, наступит гипертермия, температура тела может достичь 40 ° C (104 ° F) и может произойти тепловой удар. В среде среды возбуждает дрожь, непроизвольно заставляет мышцы работать и вызывать выработку тепла до 10 раз. Если равновесие не восстановлено, может быть переохлаждение, может быть фатальным. Долгосрочная адаптация к экстремальным температурам, от нескольких дней до шести месяцев, может привести к сердечно-сосудистым и эндокринным изменениям. Увеличение эффективности вазодилатации, повышение эффективности механизма потоотделения и корректировки тепловых предпочтений. В условиях холода или недостаточного тепла сужение сосудов может стать постоянным, что приведет к уменьшению крови и увеличению скорости метаболизма в организме.

Поведенческая адаптация

В зданиих с естественной вентиляцией средства расширения, чтобы чувствовать себя комфортно, когда условия в помещении становятся дискомфортными. Управление окнами и вентиляторами, регулировка жалюзи / жалюзи, смена одежды и употребление еды и напитков - вот из распространенных адаптивных стратегий. Среди них наиболее распространены регулировочные окна. Те, кто совершает подобные действия, обычно чувствуют себя холоднее при более высоких температурах, чем те, кто этого не делает.

Поведенческие действия существенно влияют на входные данные моделирования энергии, и исследователи разрабатывают модели поведения для повышения точности результатов моделирования. Например, на сегодняшний день разработано множество моделей открывания окон, но нет единого мнения о факторах, запускающих открытие окон.

Люди могут адаптироваться к сезонной жаре, ведя более ночной образ жизни, занимаясь физической активностью. и даже ведение дел ночью.

Специфичность и чувствительность

Индивидуальные различия

Температурная чувствительность индивидуума количественно определяется дескриптором F S, который принимает более высокие значения для индивидуумов с меньшей устойчивостью к неидеальным тепловым условиям. В эту группу входят беременные женщины, инвалиды, а также лица в возрасте от четырнадцати до шестидесяти лет, что считается взрослой категорией. Существующая литература предоставляет убедительные доказательства того, что чувствительность к горячим и холодным поверхностям обычно снижается с возрастом. Есть также некоторые свидетельства постепенного снижения эффективности терморегуляции организма после шестидесятилетнего возраста. В основном это связано с более медленной реакцией механизмов противодействия в нижних частях тела, которые используются для поддержания внутренней температуры тела на идеальных значениях. Пожилые люди предпочитают более высокую температуру, чем молодые люди (76 против 72 градусов по Фаренгейту).

Ситуационные факторы включают здоровье, психологическую, социологическую и профессиональную деятельность людей.

Биологические гендерные различия

Хотя предпочтения в отношении теплового комфорта между полами кажутся небольшими, есть некоторые средние различия. Исследования показали, что мужчины в среднем сообщают о дискомфорте из-за повышения температуры намного раньше, чем женщины. Мужчины в среднем также оценивают более высокий уровень дискомфорта, чем женщины. Одно недавнее исследование тестировало мужчин и женщин в одной и той же хлопчатобумажной одежде, выполняя умственную работу, используя голосовой набор, чтобы сообщить о своем тепловом комфорте при изменении температуры. Часто самки предпочитают более высокие температуры. Но в то время как женщины, как правило, более чувствительны к температуре, мужчины, как правило, более чувствительны к уровню относительной влажности.

Обширное полевое исследование было проведено в жилых домах с естественной вентиляцией в Кота-Кинабалу, Сабах, Малайзия. В этом исследовании изучалась тепловая чувствительность полов к окружающей среде в жилых зданиях без кондиционирования. Для анализа данных была выбрана иерархическая регрессия для категориального модератора; результат показал, что как группа самки была немного более чувствительны, чем самцы, к температуре воздуха в помещении, тогда как при термической нейтральности было обнаружено, что самцы и самки имеют схожую тепловую чувствительность.

Региональные различия

В разных регионах мира потребности в тепловом комфорте могут различаться в зависимости от климата. В Китае жаркое влажное лето и холодная зима вызывают потребность в эффективном тепловом комфорте. Энергосбережение в связи с тепловым комфортом стало большой проблемой в Китае за последние несколько десятилетий из-за быстрого роста и роста населения. В настоящее время исследователи ищут способы обогрева и охлаждения зданий в Китае меньшими затратами, а также меньшим вредом для окружающей среды.

В тропических районах Бразилии урбанизация создает городские острова тепла (UHI). Это городские районы, которые превышают пределы теплового комфорта из-за большого притока людей и опускаются в пределах комфортного диапазона только в сезон дождей. Городские тепловые острова могут возникнуть над любым городским городом или застройкой с условиями.

В жарком и влажном мире Саудовской Аравии вопрос теплового комфорта был важным в мечети, поскольку это очень большие открытые здания, которые используются только с перерывами (очень загружены для полуденной молитвы по пятницам), их трудно проветрить должным образом. Большой размер требует большого объема вентиляции, что требует много энергии, поскольку используются только в течение коротких периодов времени. Регулирование в мечетях - это нечто вроде из-за непостоянного спроса, либо слишком холодно. Эффект стека также играет роль из-за их большого размера и большой слой горячего воздуха над людьми в мечети. В новых конструкциях системы вентиляции размещены здания ниже, чтобы обеспечить больший контроль температуры на уровне земли. Также предпринимаются новые меры по мониторингу для повышения эффективности.

Термическое напряжение

Понятие теплового контакта связано с термическим стрессом. Это пытается спрогнозировать влияние движения солнечного излучения, движения солнечного воздуха и влияние на военнослужащих, проходящих тренировок или спортсменов во время соревнований. Значения выражаются как глобальная температура по влажному термометру или индекс дискомфорта. Обычно люди плохо себя чувствуют при тепловом стрессе. Работоспособность людей в условиях термического стресса примерно на 11% ниже, чем у людей в обычных влажных термических условиях. Кроме того, поведение человека в отношении теплового стресса сильно зависит от типа задачи, которую выполняет человек. Некоторые из физиологических эффектов теплового стресса включают усиление притока крови коже, потоотделение и усиленную вентиляцию.

Исследования

Факторы, влияющие на тепловую нагрузку, были исследованы в 1970-х годах. Многие из этих исследований приводят к разработке и уточнению стандарта 55 ASHRAE и были выполнены в Государственном университете Канзаса. Оле Фангером и другими. Было обнаружено, что воспринимаемый комфорт представляет собой сложное взаимодействие этих чисел. Было обнаружено, что большинством людей будет удовлетворено идеальным набором ценностей. По мере того как диапазон ценностей постепенно отклонялся от идеала, все меньше и меньше людей были удовлетворены. Это наблюдение может быть выражено статистически как процент людей, которые выразили удовлетворение комфортными условиями и прогнозируемым средним голосом (PMV). Этому подходу бросила вызов адаптивная модель комфорта, разработанная на основе проекта ASHRAE 884, которая показала, что обитатели чувствуют себя комфортно в более широком диапазоне температур.

Это исследование используется для создания программ моделирования энергопотребления зданий (BES) для жилого дома. В частности, жилые дома могут значительно различаться по тепловому комфорту, чем общественные и коммерческие здания. Это связано с их меньшим размером, разной одеждой и использованием каждой комнаты. Основные помещения, вызывающие беспокойство, - это комнатные комнаты и спальни. Температура в ванных комнатах должна быть комфортной для человека в одежде или без нее. Спальни важны, потому что они должны соответствовать разным уровням одежды, а также разным уровнем метаболизма людей, спящих или бодрствующих. Часы дискомфорта - это обычный показатель, использование для оценки тепловых характеристик помещения.

Военные в настоящее время проводят исследования теплового комфорта в одежде. Исследуются новые предметы одежды с воздушной вентиляцией для улучшения испарительного охлаждения в военных условиях. Некоторые модели тестируются в зависимости от количества гарантированного ими охлаждения.

За последние двадцать лет исследователи также разработали передовые модели теплового комфорта, которые делят локальный дискомфорт. с учетом теплового баланса. Это открыло новую арену моделирования теплового комфорта, которая направлена ​​на нагрев / охлаждение выбранных частей тела.

Медицинская среда

Всякий раз, когда рассматриваемые исследованиях пытались обсудить тепловые условия для разных групп людей в одной комнате, заканчивая сравнением степени удовлетворенности тепловым комфортом на основе субъективных исследований. Ни в одном исследовании не пытались согласовать требования к тепловому комфорту различных людей, которые в обязательном порядке должны оставаться в одной комнате. Таким образом, просмотреть различные требования в различных условиях, требуемые для разных пациентов в больницах, чтобы согласовать их требования в этой концепции. Чтобы согласовать использование теплового режима в требуемых условиях комфорта, рекомендуется проверить возможность использования различных диапазонов местной лучистой температуры в одном помещении с помощью подходящей механической системы.

Необходимо также изучить влияние теплового комфорта на качество и количество выздоровления для пациентов в больницах. Существуют оригинальные исследования. Поэтому рекомендуется исследование для покрытия и методов индивидуально для этого предмета. Рекомендуется, чтобы они не снижали уровень иммунитета. Использование различных систем обогрева для предотвращения переохлаждения пациента и воздействия теплового комфорта для персонала больницы.

Наконец, взаимодействие между людьми, системами и архитектурным проектированием в больницах - это область, в которой требуется дальнейшая работа, чтобы улучшить знания о том, как проектировать здания, чтобы согласовать многие противоречивые факторы для людей, занимающих эти противоречивые факторы. здания..

Системы личного комфорта

Системы личного комфорта (PCS) к устройствам или системам, которые нагревают или охлаждают человека, находящегося в здании. Эта концепция лучше всего ценится в отличие от центральных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, которые имеют одинаковые настройки температуры для больших площадей. Системы личного комфорта включают в себя вентиляторы и диффузоры различных типов (например, настольные вентиляторы, сопла и щелевые вентиляторы, потолочные диффузоры, низкоскоростные вентиляторы большого объема и т. Д.) И индивидуальные источники лучистого или кондуктивного тепла (грелки) для ног, гетры, грелки и т. д.). PCS имеет потенциал для удовлетворения требований к комфорту намного лучше, чем системы HVAC, поскольку межличностные различия в тепловых ощущениях из-за возраста, пола, тела, скорости изменения грузов, одежды и тепловой адаптации могут составлять эквивалентное изменение температуры на 2-5 К., что невозможно для единой центральной системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Кроме того, исследования показали, что воспринимаемая способность этой температуры расширяет диапазон допустимых температур. Традиционно устройства PCS использовались изолированно друг от друга. Однако это было предложено Андерсеном и др. (2016), что сеть устройств PCS, которые генерируют хорошо связанные микрозоны теплового комфорта и сообщают информацию об учащихся в режиме реального времени и сообщают программные запросы срабатывания (например, вечеринка, конференция и т. Д.), Может сочетаться с жильцами : осведомленные о строительных приложениях, чтобы использовать новые методы максимального комфорта.

См. также
Ссылки
Дополнительная литература
  • Thermal Comfort, Fanger, PO, Danish Technical Press, 1970 (переиздано McGraw- Хилл, Нью-Йорк, 1973).
  • Глава «Тепловой комфорт», том «Основные принципы» Справочника ASHRAE, ASHRAE, Inc., Атланта, США, 2005.
  • Weiss, Hal ( 1998). Секреты тепла: для комфорта или выживания. Сиэтл, Вашингтон: Альпинистские книги. ISBN 978-0-89886-643-8. OCLC 40999076.
  • Годиш Т. Качество окружающей среды в помещении. Бока Ратон: CRC Press, 2001.
  • Бессудо, М. Фасады зданий и тепловая среда: влияние климата, солнечного затенения и остекления на тепловую среду в помещении. ВДМ Верлаг, 2008
  • Никол, Фергус (2012). Адаптивный тепловой комфорт: принципы и практика. Лондон Нью-Йорк: Рутледж. ISBN 978-0415691598.
  • Хамфрис, Майкл (2016). Адаптивный тепловой комфорт: основы и анализ. Абингдон, Великобритания, Нью-Йорк, Нью-Йорк: Рутледж. ISBN 978-0415691611.
Последняя правка сделана 2021-06-11 08:30:03
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте