人机工效学微气候

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1、第三章微气候环境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。空气气温空气湿度气流速度（风速）热辐射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。影响：大气温度，现场设备、产品、加工零件和原材料等冷热源和人体散热摄氏温标（℃）和华氏温标（℉）二、空气湿度湿度:空气的干湿程度(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

2、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。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）影响：风力，冷热空气对流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。便携式风速仪测定气流速度的仪器电子（热球）微风仪手持式风向风速仪四、热辐射热辐射：物体在绝对温度大于0K时的辐射能量。热辐射是一种红外线，它不能加热

3、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）。测量热辐射可用黑球温度计。打开热辐射源，黑球温度上升，关闭热辐射源，黑球温度下降，其差值为实际辐射温度。五、微气候各要素之间的相互关系气温、湿度、热辐射和气流速度对人体的影响是可以相互替代的。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：空气温度和周围表

4、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四种热交换方式：对流、传导、蒸发和辐射Qs＝Qm－W±Qc±Qr－Qe±QkQs-人体的热积蓄或热债变化率（J/m2•h）；Qm-人体的新陈代谢产热

5、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）；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）；Qe-人体汗液蒸发和呼出水蒸气的蒸发热传递率（J/m2•h）；Qk-人体外表面向周围环境的辐射热传递率（J/m2•h）；一、人体的基本热平衡方程式人体的热平衡是动态的当Qs=0时，人处于热平衡状态，此时，人体皮肤温度在36.5℃左右，人感到舒适；当Qs>0时，人感到热；当Qs<0时，人感到冷。人体单位时间对流热交换量，取决于气流速度、皮肤表面积、对流传热

6、系数、服装热阻值、气温及皮肤温度等。人体单位时间传导热交换量取决于皮肤与环境（包括所接触的物体、空气等）的温差以及所接触物体的面积大小及其导热系数。人体单位时间辐射热交换量，取决于热辐射强度、面积、服装热阻值、反射率、平均环境温度和皮肤温度等。人体单位时间蒸发热交换量，取决于皮肤表面积、服装热阻值、蒸发散热系数及相对湿度等。衣内微气候理论指衣服与皮肤之间微小空间的温度、湿度和风速的总称。影响衣内微气候的因素有很多，比如衣服的款式、厚度和面料的特性等。温度32℃，湿度（50±10）％，风速（25±15）cm/s微气候冷却系统在高温高湿环境下的工

7、作人员穿着的密闭式防护服中必备的服装系统，其主要功能是吸收人体的热负荷，维持体心温度的恒定，减少热损伤，以提高人在高热环境中的工作效率，延长工作时间。二、人体对微气候的主观感受人体对微气候环境的主观感觉，即心理上是否感到满意、舒适，是进行微气候环境评价的重要指标之一。一般认为，“舒适”有两种含义，一种是指人主观感到的舒适；另一种是指人体生理上的适宜度。（一）人体对微气候环境的主观感受1.舒适温度及其影响因素生理学上常用的规定是：人坐着休息，穿着薄衣服，无强迫热对流，未经热习服的人所感到的舒适温度。21℃±3℃（1）季节。舒适温度在夏季偏高，冬

8、季偏低。（2）劳动条件。不同劳动条件下的舒适温度也不同。表3-1为在室内湿度为50％，某些劳动的舒适温度指标。（一）人体对微气候环境的主观感受表3-1不同劳动条件下