空调室内热环境及人体热舒适性模拟研究

赵霆

珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519000

1 室内热环境对人类热舒适的影响

1.1 室内气温

室内空气温度是表征室内热环境的主要指标。它直接影响对流和辐射的显热交换，是影响人体热舒适的主要因素。根据调查和研究，脑力劳动的工作效率是最高的，当周围的空气温度是25°C；当温度低于18°C和高于28°C，工作效率大幅下降。如果25°C的工作效率是100%，然后在35°C只有50%，只有50%的卫生在10°C会12°C的下限建筑热环境。

1.2 室内热辐射

室内物体的辐射量和辐射方向对热环境的质量有很大的影响。冶炼、热轧等车间室内辐射源强，造成高温环境。在炎热的地区，甚至在寒冷的车间和民用建筑，夏季室内过热是很常见的。其原因除了夏季的高温外，主要是墙体内表面和屋顶的辐射，尤其是太阳辐射热通过窗户进入室内。在寒冷地区，房屋的热稳定性较差，围护结构会对人体产生“冷”辐射。中国和一些国家在相关规定中规定，建筑室内温度与建筑内表面温度的差值不应超过允许值（见建筑保温）。

1.3 空气湿度

空气湿度直接影响人体皮肤表面的蒸发和散热，从而影响人体的舒适性。湿度过低，人体皮肤因缺乏水分而变得粗糙甚至开裂，人体的免疫系统也受到损害，导致对疾病的抵抗力大大降低甚至降低。室内湿度过高，不仅影响人体舒适度，还会给室内环境中的细菌、霉菌等微生物创造良好的生长繁殖条件，加剧室内微生物污染，容易导致呼吸道或消化道疾病。

2 空调室内热环境及热舒适性评价

2.1 室内热环境评价指标

室内温度、湿度、风速和各种室内污染物相互连接，会影响环境中人的健康和舒适度，降低室内工作人员的工作和学习效率。因此，需要一个标准来评价环境的空气质量和人体所经历的热舒适。目前评价室内热环境有三个标准：（1）生存标准：由于体温必须保持在一个小的波动范围内，这是因为温度会极大地影响人体的新陈代谢速度。特别是体内的各种酶需要能够在适当的温度下再生出强大的活性，才能维持人体的基本功能。人体是坐着或休息时，核心温度保持在37°C。在很短的时间内，温度波动不应超过2°C。如果温度波动过大，会对身体造成严重损害，甚至危及生命；（2）工作效率标准：工作人员在空调环境中，环境的温湿度等参数直接受到人体的影响。

2.2 室内环境热舒适性结果

本章评估了会议室环境下人体的热舒适。设置模拟条件，使人员围坐在会议桌旁，根据冬季办公室工作的着装情况考虑着装情况。内衣、秋装、秋裤、休闲裤、羽绒服、棉袜、皮鞋，人体总热的阻力约为1.05。室内工作人员轻度劳动，7人坐在会议桌边，1人站在会议桌边。因此，家庭成人的活动M为83w/m2的平均值，机械功完成。为0，送风方式发送到同一侧，送风速度1.6m/s，湿度48.1%。室内平均风速v，室内环境温度Ta，相对湿度Φ，饱和水蒸气压力p，水蒸气分压Pa值结果如下表所示。

表1 室内空气参数

本研究对室内热舒适性进行了评价。通过对PMV-PPD热舒适指数的理论计算，得到会议室8人的PMV和PPD值，判断个体的热舒适。对这样一个会议室进行了评价。热舒适性分布在气流末端的一侧。

自计算人体热舒适的PMV指标需要知识的平均辐射温度、平均辐射温度可以通过定义法和间接测量法的黑球温度计，但在模拟、室内表面辐射的影响可以被认为是，直接结果，得出人体的角系数。

有PMV-PPD分布云图可以提取出这每一个人体PMV、PPD的平均值，其具体数据如下表所示。

表2 室内人员PMV-PPD值

将每个具体的PMV-PPD数据绘制成上图，可以直观的了解每个人的热舒适性。由上表可知，会议桌两侧分布大致对称。人的手的温度在末端较低，对应的人的PMV值在PMV- ppd图中也比其他人低。PMV值总体在0.15- 0.45之间，进一步说明人体在空调环境中的整体感觉是非常舒适的。侧向进料侧的气流结构用于获取人体周围的热环境。仿真结果表明，回风出口端PMV值较大，另一端PMV值较小。因此，这种靠近回风出口末端的室内环境热舒适较差，而远离回风出口末端的人热舒适较好。

图1 PMV-PPD分布曲线图

本章的内容是分析室内热流场和人员在特定工况下的热舒适研究模型。通过对温度和速度不均匀系数的计算，发现室内温度和速度不均匀系数值较小，说明室内温度和速度分布较为均匀。研究表明，室内热流场无明显差异，混合条件较好。同时分析了室内PMV-PPD的具体值以及不同位置PMV-PPD值的差异。室内人员热舒适良好。