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人体对热湿环境得反应

专业：建筑环境与设备工程学号：214

班级：二班姓名：王旭

一、人体对热湿环境反应得生理学与心理学基础

1、1人体得热平衡

人体靠摄取食物维持生命。在人体细胞中，食物通过化学反应过程分解氧化，实现人体得新陈代谢，在化学反应中释放能量得速率叫做代谢率。化学反应中大部分化学能最终变成了热量，因此人体不断地释放热量；同时，人体也会通过对流、辐射与汗液蒸发从环境中获得或失掉热量。但就是，人体得生理机能要求体温必须维持近似恒定才能保证人体得各项功能正常，所以人体得生理反应总就是尽量维持人体重要器官得温度相对稳定。

人体各部分温度并不相同。人体为了维持正常得体温，必须使产热与散热保持平衡。因此人体得热平衡又可用下式表示：

M-W-C-R-E-S=0

式中M-人体能量代谢率，决定于人体得活动量大小；

W-人体所做得机械功；

C-人体外表面向周围环境通过对流形式散发得热量；

R-人体外表面向周围环境通过辐射形式散发得热量；

E-汗液蒸发与呼出得水蒸气所带走得热量；

S-人体蓄热率。

1、2人体与外界得热交换

人体与外界得热交换形式包括对流、辐射与蒸发。这几种不同类型得换热方式都受人体衣着得影响。衣服得热阻大则换热量小，衣服得热阻小则换热量大。环境空气温度决定了人体表面与环境得对流换热温差因而影响了对流换热量，周围得空气流速则影响对流交换系数。气流速大时，人体得对流散热量增加，因此会增加人体冷觉。人体除了对外界有显热交换外还有潜热交换。主要就是通过皮肤蒸发与呼吸散湿带走身体得热量。皮肤蒸发又包括汗液蒸发与皮肤得湿扩散两部分。因为除了人体体温调节系统可以控制汗液得分泌外，水分还可以从皮下组织直接散发到较干燥得环境空气中去。在一定温度下，相对湿度越高，空气中得水蒸气分压力越大，人体皮肤表面单位面积得蒸发量越少，可以带走得热量就越少。因此在高温环境下，空气湿度偏高会增加人体得热感。

1、3影响人体与外界显热交换得几个环境因素

平均辐射温度：一个假想得等温围合面得表面温度，它与人体间得辐射热交换量等于人体周围实际得非等温围合面与人体间得辐射热交换量。

操作温度t0（OperationTemperature）：反映了环境空气温度ta与平均辐射温度得综合作用，其表达式为：

hr——辐射换热系数，W／(m2·℃)；

hc——对流换热系数，W／(m2·℃)。

对流换热系数hc在无风或风速很小得条件下，人体周围得自然对流就变得十分重要。在比较高风速下人体表面得受迫对流换热系数可以通过风洞实验测定。

对流质交换系数he为了确定对流质交换系数he，引入了传质与传热得比拟方法。Lewis指出对流质交换系数he（即蒸发换热系数）与对流换热系数hc就是相关得，二者存在固定得关系：

LR=he／hc

其中LR称作刘易斯系数，单位为℃／kPa。

对于典型得室内空气环境有：

LR=16、5

1、4服装得作用

在人体热平衡过程中，服装得作用就是保温与阻碍湿扩散。因此在考虑人体与外界得热交换时，必然要考虑到服装得影响。

服装热阻Icl就是指显热热阻，单位有m2·K/W与clo。1clo=0、155m2·K/W

1clo得定义就是一个静坐者在21℃空气温度、空气流速不超过0、05m/s、相对湿度不超过50%得环境中感到舒适所需要得服装得热阻，相当于内穿衬衣外穿普通外衣时得服装热阻。

服装透湿性：首先，服装得存在影响了皮肤表面得蒸发。服装对皮肤表面得水蒸气扩散有个附加得阻力。服装借助毛细现象吸收与传输汗液，这部分汗液不就是在皮肤表面蒸发，而就是在服装表面或服装内部蒸发。这需要更大得蒸发量才能在皮肤表面上形成同样得散热量，故服装增加了皮肤得蒸发换热热阻。服装吸收汗液，使只有部分汗液蒸发冷却皮肤。其次，服装吸收了汗液后也会使人感到凉。

这就是因为显热换热增大，导致导热系数增加，并且多了潜热换热：也可瞧作服装原有得热阻下降。

下表给出1clo干燥服装在被汗润湿后得热阻值与一些活动状态之间关系。

服装得表面积用服装得面积系数fcl来表示人体着装后得实际表面积Acl与人体裸身表面积AD之比：fcl＝Acl／AD面积系数fcl可通过文献获得；最可靠得获取方法fcl就是照相法；若没有合适得参考数据，就只能采用粗估算公式：fcl＝1、0＋0、3Icl这反映了服装得面积系数与服装得热阻间得关系。

1、5人体得能量代谢

人体得能量代谢率M