PMV热舒适模型的定义和产生.doc

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PMV热舒适模型的定义和产生

PMV热舒适模型的定义和产生 PMV的定义   PMV英文全称为 Predicted Mean Vote ,即预测平均投票数。PMV值是丹麦的范格尔(P.O.Fanger)教授提出的表征人体热反应(冷热感)的评价指标,代表了同一环境中大多数人的冷热感觉的平均。PMV-PDD热舒适模型是人体体温调节最早的数学模型为,该模型提出的指标表示大多数人对热环境的平均投票值,其有七级感觉,即冷(-3)、凉(-2)、稍凉(-1)、中性(0)、稍暖(1)、暖(2)、热(3)。    ?? ?? PMV = 0时意味着室内热环境为最佳热舒适状态。ISO7730对PMV的推荐值为PMV 值在= -0.5~+0.5之间。 PMV指数可通过估算人体活动的代谢率及服装的隔热值获得,同时还需有以下的环境参数:空气温度、平均辐射温度、相对空气流速及空气湿度。PMV指数是根据人体热平衡计算的。当人体内部产生的热等于在环境中散失的热量时,人处于热平衡状态。但是PMV-PDD的局限于人在稳定状态下的评价,且对人体的体温进行整体的描述,不够准确。 PMV的产生   PMV 热舒适模型是基于体温调节和热平衡理论得出的。根据这些理论, 人体通过生理过程, 如出汗、打冷颤和调节皮肤血流量等, 来保持新陈代谢产热量和身体失热量的平衡。保持热平衡是达到热中性感觉的首要条件, Fanger 认为人体的体温调节是非常高效的, 即便在不舒适的环境中, 人体也能在较大的环境参数变化范围内达到热平衡。   为了预测出热中性感觉, Fanger 研究了人体接近热中性时的生理过程, 认为此时影响热平衡生理过程的只有出汗率和平均皮肤温度, 并取决于人体的运动水平 。他根据McNall, 等的研究数据推导了运动水平和出汗率之间的线性关系, 该线性关系根据183 位受试人员在给定运动水平下感觉处于热中性时的投票得到的。Fanger 还对20 位受试人员在4 种运动水平( 静坐、低运动水平、中等运动水平和较高运动水平) 下的皮肤温度进行了测试, 得到了皮肤温度和运动水平的线性关系, 实验是在McNall,等研究得到的热中性条件下进行的, 并没有让受试人员直接进行热舒适的投票测试, 这也使得一些人对PMV 热舒适模型的公式提出了疑问。Fanger 将上述2 个线性关系式代入热平衡方程, 得到了舒适方程 。该方程表述了6 个影响变量在人体处于热中性时的关系。   舒适方程仅预测了人员感到热中性时的情况,而实际应用中人员感觉不是中性时的情况也很重要。   Fanger 将Nevins 和McNall, 等的研究与自己的研究结合起来, 根据总计1 396 位受试人员构成的数据扩展了舒适方程,如下。   实验得出的 4 种新陈代谢率下的热感觉数据进行曲线回归分析,得到曲线方程[1]   PMV =(0.303*exp( -0.036M)+0.0275)Q [1]   其中M为人体新陈代谢率,Q为热舒适系统的能量传输率,这一项是有人体热平衡方程得出。   该方程描述了给定热环境下, 人体处于一定运动水平时的实际散热量和达到最佳舒适( 热中性) 所需的散热量的差值。该扩展方程将热环境和ASHRAE 的7 点热感觉等级联系在一起, 成为PMV 指标。 PMV-PDD评价指标   PMV 指标代表了同一环境下绝大多数人的热感觉, 但人与人之间存在生理差别,PMV 指标并不一定能够代表所有人的感觉。因此Fanger 又提出了预测不满意百分比PPD 指标来表示人群对热环境不满意的百分数, 并用概率分析方法, 给出了PMV 与PPD 之间的定量关系。Fanger教授根据pmv指标统计了大量的数据并制成了表格,由这些数据推演出PDD指标,两者合称PMV-PDD评价指标。   PDD英文全称为(Predicted Percentage of Dissatisfied)即为预测不满意百分数。其公式为:   PPD = 100-95×exp [-( 0.03353PMVsup2;+0.2179)PMVsup2;] [2]   由于 PMV的最初实验对象是西方国家的 1396 受试者,Fanger 教授在最近的文献中指出,针对不同国家和气候,应分别乘以 0.5~1.0 的修正系数,对于中国,这一系数应为 0.7。由于中国人与欧美人的体格不同、经济文化背景与生活习俗不同,所以对环境热舒适的要求不同,对热环境的接受程度会存在差异。有研究认为中国人对环境的接受度比欧美人相对较高。我国现有《采暖通风与空气调节设计规范》(以下简称“规范”)规定:采暖与空气调节室内的热舒适性应按照《中等热环境PMV 和PPD 指数的测定及热舒适条件的规定》(GB/T 18049-2000),采用预计的平均热感觉指数(PMV)和

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