人体对热湿环境的反应教学

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1、第四章人体对热湿环境的反应本章主要讲述人体对热湿环境的生理及心理反应，由于各种科学的研究与发展，最终是为人类服务的，所以人对客观环境的主观或客观反应，应该是我们《建筑环境学》研究的重要内容之一。下面我们先来了解人体对热湿环境的生理学和心理学基础知识。第一节人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础一、人体的热平衡1.人体的基本生理要求人体是在不断地释放着热量的。通常我们将人体在进行新陈代谢时释放能量的速率称之为代谢率。人体的生理反应总是努力地去维持人体重要器官的温度相对稳定。第一节人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础

2、一、人体的热平衡1.人体的基本生理要求一方面人体在源源不断地产生热量，另一方面又要维持体温的相对恒定，所以人体就必须不断地把新陈代谢所产生的余热以对流、辐射和汗液蒸发等形式释放出去。人体各部分温度并不都是一致的，但各部分温度不会相差很大。其皮肤平均温度常通过测试人体胸部，上臂、大腿及小腿的皮肤温度，按照加权系数0.3、0.3、0.2和0.2进行加权平均求得。第一节人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础一、人体的热平衡1.人体的基本生理要求人体为了维持正常的体温，就必须使产热和散热量保持平衡。人体的热平衡可用下式表示：

3、M-W-C-R-E-S=0（4-1）式中：M---人体能量代谢率；W---机械功；C---对流散热量；R---辐射散热量；E---汗液蒸发和呼出的水蒸汽所带走的热量；S---人体蓄热率。单位均为：W/m2第一节人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础一、人体的热平衡1.人体的基本生理要求一般裸身人体的全表面积常用下列经验公式进行计算：AD=0.202mb0.425H0.725（4-2）式中：AD为人体皮肤表面积；H为身高，单位为m；mb为体重，单位为kg。身高为1.78m，体重为65kg，用上式计算可知此人的皮肤表面积

4、约为1.8m2左右。身高1.78m体重65kgAD为1.8m2第一节人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础一、人体的热平衡1.人体的基本生理要求人体的蓄热率S近似为0时，人感觉正常、舒适。人体蓄热率S为正，将导致体温上升，当体温升至38.3℃时，则轻症中暑，当体温升至40℃时，称作体温过高，此时出汗停止，表现为重症中暑，若不采取措施，体温将迅速攀升，至45℃时将导致死亡。人体蓄热率S为负时，体温下降，一般当体温下降至36℃以下时，称作体温过低，当体温降至28℃以下时，会导致严重的心室纤颤，并有死亡的危险。尽管现在还不

5、能够准确地确定人的最低致死体温，但已证实当体温下降至20℃时，通常就不能复苏。第一节人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础一、人体的热平衡2.人体与外界的热交换显热交换对流散热辐射散热潜热交换皮肤散湿出汗蒸发皮肤湿扩散呼吸散湿第一节人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础一、人体的热平衡2.人体与外界的热交换影响人体与外界的热交换强度的因素通常有:衣着：人体着衣的服装热阻大小；环境空气温度：决定着换热温差；空气相对湿度：在相同的高温环境下，空气湿度越高就越增加人体的热感。另外在低温环境下如果空气湿度过高，会衣物的热阻

6、下降，强化人体与衣物的传热，同样也会增加人体的冷感。周围物体的表面温度：空气的流速:不仅强化人体与外界的换热，还引起人体“吹风感(Draft)”等一系列不愉快的感觉。第一节人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础一、人体的热平衡3.影响人体与外界热交换的几个环境指标①平均辐射温度:用来考虑周围物体表面温度对人体辐射散热强度的影响，实际上，它是假设将人置于一个内表面温度均相等的假想的封闭空腔内（空腔与内包凸表面），人与这个壁面温度均等于平均辐射温度的空腔进行辐射换热。其数学表达式为：平均辐射温度通常采用黑球温度计来进行测

7、量，若同时测量出空气的温度Ta，且当平均辐射温度与室内气温差别不大时，可求出此时的平均辐射温度为（式中：Tg为黑球温度，υ为室内空气流速）：第一节人体对热湿环境反应的生理学和心理学基础一、人体的热平衡3.影响人体与外界热交换的几个环境指标②操作温度to（OperationTemperature）：用来反映室内环境空气温度ta与平均辐射温度的综合作用，其表达式为：式中：hr为辐射换热系数，hc为对流换热系数。③对流换热系数hc：④对流质交换系数he：据刘伊斯准则有：对于典型的室内空气环境通常可取Le=16.5第一节人体

8、对热湿环境反应的生理学和心理学基础一、人体的热平衡4.服装的影响：①服装热阻Icl：常指其显热热阻，常用单位为clo，且有下列关系：1clo=0.155m2·K/W（or:m2·℃/W）（4-8）通常夏季服装热阻为0.5clo，冬季为1.5～2.0clo，工作服为0.7clo，北极着装为4.0clo。第一节人体对热湿环境反应的