熱舒適性

　　熱舒適性（英文：Thermalcomfort）為人體對溫度、濕度、風(fēng)速等物理環(huán)境的感受與喜好狀態(tài)，可以透過主觀評估（ASHRAE55）的方式來確認(rèn)，不僅影響人體的工作效率，更可能造成健康上的危害。暖通空調(diào)設(shè)計的主要目的之一就是維持在建筑物（或是其他空間）之內(nèi)的熱舒適性，因此熱舒適性同時也是建筑性能模擬中的重要指標(biāo)。統(tǒng)計上常以不舒適時間的百分比來表示。

　　人體新陳代謝所產(chǎn)生的熱若可以散發(fā)到環(huán)境中，人體就和環(huán)境達(dá)到了熱平衡。影響熱舒適性的主要因素是一些和人體發(fā)熱及散熱相關(guān)的因素，例如代謝率、衣服隔溫能力、室溫、平均輻射溫度、風(fēng)速以及相對濕度。而心理因素（例如個人預(yù)期等）也會影響熱舒適性。

　　美國軍方目前正在進(jìn)行服裝的熱舒適性研究，透過研究新的通風(fēng)服裝，以加強(qiáng)蒸發(fā)的方式來達(dá)到熱舒適。

分類

　　熱舒適模型大致可分為靜態(tài)模型（PMV/PPD）和自適應(yīng)模型兩大類。

　　平均預(yù)測投票（英文：PredictedMeanVote，PMV）模型是1970年代由堪薩斯州立大學(xué)和丹麥技術(shù)大學(xué)的PovlOleFanger教授所開發(fā)，而后被各國廣泛使用的熱舒適模型。它是根據(jù)熱平衡原理和在穩(wěn)態(tài)條件下在受控氣候室內(nèi)收集的實驗數(shù)據(jù)開發(fā)，適用于空調(diào)空間的熱舒適性評估。研究人員發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)人都會對一理想溫度感到滿意。隨著室溫逐漸偏離理想溫度，不滿意現(xiàn)狀的比率會增加?？梢越栌山y(tǒng)計表示為通過舒適條件和預(yù)測的平均投票（PMV）表示滿意的個人百分比。這種方法受到了ASHRAE884項目開發(fā)的自適應(yīng)舒適度模型的挑戰(zhàn)。

　　1998年DeDear教授研究發(fā)現(xiàn)在中央空調(diào)的房間中，受測者的熱舒適感受乎與既有的PMV熱舒適模型完全相符。然而出乎他們意料的，平平都是室內(nèi)空間，PMV模型對于自然通風(fēng)房間的受測者熱舒適的解釋度就沒這么高，受試者在自然通風(fēng)房間對于溫度高低的容忍力似乎比較大（當(dāng)室外氣溫若偏高，體感舒適溫度也會略微提升，反之亦同）。因此提出了自適應(yīng)模型（英文AdaptiveModel），其構(gòu)想是使試驗人員動態(tài)地與其周圍環(huán)境互動。乘員通過衣服，可操作的窗戶，風(fēng)扇，個人取暖器和窗簾來控制其熱環(huán)境。PMV模型可以應(yīng)用于空調(diào)空間，而自適應(yīng)模型則能使用于自然通風(fēng)空間。

　　熱舒適可以由各種軟件計算，例如ASHRAE55（頁面存檔備份，存于互聯(lián)網(wǎng)檔案館）的CBE熱舒適工具（頁面存檔備份，存于互聯(lián)網(wǎng)檔案館）、ISO7730標(biāo)準(zhǔn)和EN16798-1標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的熱舒適計算（頁面存檔備份，存于互聯(lián)網(wǎng)檔案館）、使用Python包pythermalcomfort（頁面存檔備份，存于互聯(lián)網(wǎng)檔案館）和R包comf（頁面存檔備份，存于互聯(lián)網(wǎng)檔案館）等。

意義

　　周遭熱環(huán)境對生物體的用作有很大影響，因為如果核心體溫達(dá)到37.5–38.3以上的高溫條件，熱條件可能會威脅人類的生命°C（99.5–100.9°F），或低于35.0的體溫過低°C（95.0°F）。建筑物可以改變外部環(huán)境的條件，并減少人體在正常的人體溫度下保持穩(wěn)定所需的工作量，這對于人體生理過程的正常運行很重要。在建筑科學(xué)研究中，熱舒適性與生產(chǎn)力和健康有關(guān)。對熱環(huán)境滿意的上班族生產(chǎn)率更高。高溫和高相對濕度的結(jié)合降低了熱舒適性和室內(nèi)空氣品質(zhì)。盡管單個靜態(tài)溫度可以使人感到舒適，但是人們會被諸如篝火和涼爽的水池之類的熱變化所吸引。熱愉悅是由從不愉快狀態(tài)到愉悅狀態(tài)的不同熱感覺引起的，而其科學(xué)術(shù)語是積極的熱感覺覺過敏。對一個位于熱中性或舒適狀態(tài)的人而言，任何變化都將被視為不舒適。

影響因素

　　由于人的生理和心理滿意度差異很大，因此很難找到給定空間中每個人的最佳溫度。已經(jīng)收集了實驗室和現(xiàn)場數(shù)據(jù)，以定義適合特定百分比試驗人員的條件。

　　直接影響熱舒適度的六個主要因素可以分為兩類：個人因素（因為它們是試驗人員的特征）和環(huán)境因素（它們是熱環(huán)境的條件）。前者是新陳代謝率和著衣量，后者是氣溫、平均輻射溫度、空氣速度和濕度。即使所有這些因素都可能隨時間變化，標(biāo)準(zhǔn)通常還是要研究穩(wěn)態(tài)溫度來研究熱舒適性，只允許有限的溫度變化。

差異性和敏感性

個體差異

　　個體的熱敏感性由參數(shù)FS量化，F(xiàn)S越高的個體，對非理想熱條件的耐受性較低。耐受性較低的群體包括孕婦，殘疾人以及年齡在14歲以下或60歲以上（被視為成人范圍）的個人?，F(xiàn)有文獻(xiàn)提供了一致的證據(jù)，表明對熱和冷表面的敏感性通常會隨著年齡的增長而下降。也有證據(jù)表明，六十歲以后，人體對體溫調(diào)節(jié)的有效性逐漸降低。這主要是由于人體下部的反作用機(jī)制反應(yīng)遲緩，用于將人體核心溫度維持在理想值。老年人比年輕人更喜歡溫暖的溫度（76與72華氏度）。

生物性別差異

　　雖然性別之間的熱舒適性偏好似乎很小，但仍存在一些平均差異。研究發(fā)現(xiàn)，由于溫度升高，男性平均感到不適的時間要比女性早得多。平均而言，男性也比女性估計更高的不適感。一項最近的研究對穿著相同棉質(zhì)衣服的男性和女性進(jìn)行了測試，他們在進(jìn)行腦力勞動的同時使用表盤投票來報告他們在不斷變化的溫度下的熱舒適性。很多時候，雌性會喜歡較高的溫度。但是，盡管女性傾向于對溫度更敏感，但是男性傾向于對相對濕度水平更敏感。

　　在馬來西亞沙巴州亞庇的自然通風(fēng)住宅樓中進(jìn)行了廣泛的現(xiàn)場研究。這項研究探討了非空調(diào)住宅建筑中性別對室內(nèi)環(huán)境的熱敏感性。選擇分類主持人的多元層次回歸進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；結(jié)果表明女性對室內(nèi)空氣溫度的敏感性比男性略高。而在熱中性條件下，發(fā)現(xiàn)男性和女性具有相似的熱感覺。

地區(qū)差異

　　在世界不同地區(qū)，熱舒適性需求可能會因氣候而異。在過去的幾十年中，由于人口的快速增長，與熱舒適有關(guān)的節(jié)能已成為中國的一大問題。現(xiàn)在，研究人員正在研究為中國的建筑物供暖和降溫的方法，以降低成本并減少對環(huán)境的危害。在巴西的熱帶地區(qū)，快速的都市化帶來熱島效應(yīng)。這些城市地區(qū)由于過度的水泥鋪面而營造出蓄熱的都市環(huán)境，僅在雨季時才落在舒適范圍之內(nèi)。

　　在沙特阿拉伯炎熱潮濕的地區(qū)，熱舒適性問題在清真寺中很重要，因為它們是非常大的開放式建筑物，只能間歇使用（星期五非常忙于中午祈禱），很難為它們通風(fēng)。大的建筑物需要大量的通風(fēng)，這需要大量的能量，因為這些建筑物僅在短時間內(nèi)使用。由于間歇性的需求，清真寺的溫度調(diào)節(jié)是一個挑戰(zhàn)，導(dǎo)致許多清真寺太熱或太冷。堆棧效果也因其尺寸較大而發(fā)揮作用，并在清真寺中的人們上方產(chǎn)生了一層熱空氣。新設(shè)計將通風(fēng)系統(tǒng)放置在建筑物的下部，以在地面上提供更多的溫度控制。

應(yīng)用

醫(yī)療環(huán)境

　　只要所引用的研究試圖討論一個房間中不同組乘員的熱狀況，這些研究最終都會基于主觀研究簡單地提出熱舒適滿意度的比較。沒有研究試圖調(diào)和強(qiáng)制性必須住在一個房間的不同類型乘員的不同熱舒適性要求。因此，有必要研究醫(yī)院中不同群體的乘員所需的不同熱條件，以協(xié)調(diào)他們在這一概念中的不同要求。為了協(xié)調(diào)所需的熱舒適條件的差異，建議通過合適的機(jī)械系統(tǒng)測試在一個房間內(nèi)使用不同范圍的局部輻射溫度的可能性。

　　盡管對醫(yī)院患者的熱舒適性進(jìn)行了不同的研究，但也有必要研究熱舒適條件對醫(yī)院患者康復(fù)質(zhì)量和數(shù)量的影響。也有原始研究表明工作人員的熱舒適度與他們的生產(chǎn)率水平之間的聯(lián)系，但是在該領(lǐng)域的醫(yī)院中尚未單獨進(jìn)行任何研究。因此，建議針對該主題單獨研究覆蓋率和方法。還建議針對免疫系統(tǒng)保護(hù)水平較低的患者（如HIV患者，燒傷患者等）進(jìn)行冷卻和加熱輸送系統(tǒng)方面的研究。使用不同的加熱系統(tǒng)來防止患者體溫過低并同時提高醫(yī)院工作人員的熱舒適度，仍然需要重點關(guān)注一些重要領(lǐng)域，包括工作人員的熱舒適度及其與生產(chǎn)率的關(guān)系。

　　最后，醫(yī)院中人，系統(tǒng)和建筑設(shè)計之間的交互是一個需要進(jìn)一步工作的領(lǐng)域，以提高人們對如何設(shè)計建筑物和系統(tǒng)的知識的理解，以調(diào)和占用建筑物的人們的許多沖突因素。

個人舒適系統(tǒng)

　　個人舒適系統(tǒng)（英文：Personalcomfortsystems，PCS）是指個人加熱或冷卻建筑物居住者的設(shè)備或系統(tǒng)。與中央HVAC系統(tǒng)相比，該概念得到了最好的理解，中央HVAC系統(tǒng)在大范圍區(qū)域具有統(tǒng)一的溫度設(shè)置。個人舒適系統(tǒng)包括各種風(fēng)扇和空氣擴(kuò)散器（例如臺式風(fēng)扇，噴嘴和插槽擴(kuò)散器，頂置風(fēng)扇，大容量低速風(fēng)扇等）以及個性化的輻射或傳導(dǎo)性熱源（暖腳器，暖腿器，熱水袋）等等）。PCS有可能比當(dāng)前的HVAC系統(tǒng)更好地滿足個人舒適性要求，因為由于年齡，性別，體重，新陳代謝率，衣服和熱適應(yīng)性造成的人際間的熱感差異可達(dá)到2-5K的等效溫度變化，這是中央統(tǒng)一的HVAC系統(tǒng)無法滿足的。此外，研究表明，控制人的熱環(huán)境的感知能力傾向于擴(kuò)大人的容許溫度范圍。傳統(tǒng)上，PCS設(shè)備彼此隔離使用。Andersen等（2016）認(rèn)為，PCS設(shè)備網(wǎng)絡(luò)可產(chǎn)生良好連接的熱舒適性微區(qū)，并對應(yīng)人員在各種不同的情境（例如聚會，會議，音樂會等）下任意選用，以實現(xiàn)最大程度的熱舒適性。

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