人因工程第3篇微气候.ppt

第三章 本 章 重 点 微气候要素及其相互关系 人体的热交换与平衡 微气候环境对人的影响 改善微气候环境的措施 第一节 微气候要素及其相互关系 微气候是指生产、生活过程中现场所处的局部环境中的气候状况，包括下列4个最重要的参数： 空气气温 空气湿度 气流速度（风速） 热辐射条件状况 微气候环境直接影响人的情绪、疲劳程度、健康、舒适感觉和工作效率。 一、空气温度（气温） 空气的冷热程度叫做气温。人们生产或生活所处局部环境的气温除受大气温度影响外，还受现场设备、产品、加工零件和原材料等冷热源和人体散热的影响。气温通常由干球温度计（寒暑表）测定，称为干球温度。气温的标度分摄氏温标（℃）和华氏温标（℉）。我国法定采用摄氏温标（℃），而美国则常采用华氏温标（℉），两种温标的换算关系为 （3-1） （3-2） 二、空气湿度 湿度:空气的干湿程度，分为绝对湿度和相对湿度。 (1)绝对湿度:每立方米（m3）空气内所含的水汽克数。 (2)相对湿度:某气温、压力条件下空气的水汽压强与相 同温度、压力条件下饱和水汽压强的百分比。 生产与生活环境场所的湿度常用相对湿度表示。相对湿度在70%以上称为高气湿，低于30%称为低气湿。 相对湿度可用通风干湿表或干湿球温度计测量。干湿球温度计中，湿球温度计指示的温度叫湿球温度，湿球温度略低于干球温度。 智能湿度测量技术的发展 三、气流速度（风速） 气流速度：空气的流动速度（m/s）。 人类作业或生活起居场所中的气流速度除风力影响外，主要是由于冷热空气对流所致。冷热温差越大，产生的气流也越大。气流速度的大小对人体散热速度产生直接影响，因此它是评价微气候条件的主要因素之一。 测定气流速度的仪器 测定室内气流速度一般用热球微风仪，这是一种测量低风速（测量范围：0.05~1m/s）的仪器。现在各种便携式电子（热球）微风仪（如图3-2、图3-4所示）、手持式风向风速仪（如图3-3所示）和智能热风式风速仪都已经诞生，大大方便了测试工作。 四、辐射热 热辐射：物体在绝对温度大于0 K时的辐 射能量。 热辐射是一种红外线，它不能加热气体，但能被周围物体所吸收而转变成热能，从而使物体升温，成为二次辐射源。 人体也向外界辐射热量。当周围物体表面温度超过人体表面温度时，周围物体向人体辐射热能使人体受热，称为正辐射；反之，称为负辐射。 四、辐射热 热辐射强度：热辐射体单位时间、单位面积上所辐射出的热量（J/cm2·min）。 五、微气候各要素之间的相互关系 在人类作业或起居环境中，气温、湿度、热辐射和气流速度对人体的影响是可以相互替代的。某一参数的变化对人体的影响，可以由另一参数的相互变化所补偿。 我们把微气候参数以及对冷热感觉有显著影响的微气候参数的各种组合的综合指标，称之为微气候指标，其中重要的组合有：空气温度和周围表面温度；空气温度、周围表面温度和气流速度；空气温度、周围表面温度、气流速度和相对湿度；空气温度、气流速度和相对湿度；空气温度和相对湿度。 第二节 人体的热交换与平衡 人体是一个开放的复杂的巨系统，人体和外界环境存在着各种复杂的关系。从工程的观点看，人体可以看作一个热机，人体的功能就是把食物的化学能转化为功和热量。人体必须同周围环境之间处于相对稳定的热平衡，人才能进行正常的生理行为活动，周围环境的温湿度对人体的皮肤温度和核心温度都有较大的影响。 人体可以看成是一个能够基本保持恒温（36.5℃）的温度自动调节器。 一、人体的基本热平衡方程式 人体单位时间向外散发的热量，取决于人体外表面与周围环境的四种热交换方式，即辐射热交换、对流热交换、蒸发热交换和传导热交换。 人体的热平衡方程为 Qs ＝ Qm － W ± Qc ± Qr － Qe ± Qk （3-3） 式中 ，Qs-人体的热积蓄或热债变化率（J/m2 ?h）； W -人体为维持生理活动及肌肉活动所做的功（J/m2 ?h）； Qm-人体的新陈代谢产热率（J/m2 ? h）；Qc为人体外表面与周围环境的对流换热率（J/m2 ? h）； Qr-人体外表面向周围环境的传导换热率（J/m2 ? h）； Qk-人体外表面向周围环境的辐射热传递率（J/m2 ? h）；