周業(yè)梅

(武漢城市職業(yè)學(xué)院 湖北 武漢：430064)

隨著生活水平不斷提高，人們對(duì)工作環(huán)境的要求也越來(lái)越高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，人的一生中有82%以上的時(shí)間是在室內(nèi)度過(guò)的,室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的高低直接影響人的身心健康、舒適感和工作效率。有專(zhuān)家測(cè)算，若適當(dāng)改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，可將員工的工作效率提高15%～20%[1]。因此，研究公共建筑室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量對(duì)人體熱舒適度的影響是非常重要的。本文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、問(wèn)卷測(cè)試、數(shù)據(jù)分析等研究方法，對(duì)室內(nèi)氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速三個(gè)單項(xiàng)環(huán)境參數(shù)分別建立了與人體熱舒適度PMV(Predicted Mean Vote)的對(duì)應(yīng)關(guān)系[2]，并進(jìn)一步研究了人體熱舒適度與室內(nèi)綜合環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系，為建筑室內(nèi)空調(diào)設(shè)計(jì)提供借鑒。

1 室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量及其影響主要因素分析

所謂室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，主要是指建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境、光環(huán)境和室內(nèi)空氣品質(zhì)的總體水平。主要影響因素有：

(1)室內(nèi)溫度。室內(nèi)溫度是表征室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的主要指標(biāo),它直接影響人體對(duì)空氣對(duì)流和輻射的冷熱交換,是影響人體舒適度的主要因素。

(2)空氣濕度。室內(nèi)濕度是表征室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)，濕度過(guò)低,空氣干燥，人體皮膚缺少水分而變得粗糙甚至開(kāi)裂；室內(nèi)濕度過(guò)高,為室內(nèi)環(huán)境中的細(xì)菌、霉菌及其他微生物提供了良好的生長(zhǎng)繁殖條件,加劇室內(nèi)微生物的污染。

(3)風(fēng)速。風(fēng)速是指室內(nèi)空氣的流動(dòng)，促進(jìn)了室內(nèi)空氣的更新，并在一定程度上加速人體的對(duì)流散熱和蒸發(fā)散熱,達(dá)到?jīng)鏊Ч?/p>

2 熱舒適度(PMV)試驗(yàn)

熱舒適度(PMV)是指人們對(duì)客觀環(huán)境從生理與心理方面所感受到的滿(mǎn)意程度而進(jìn)行的綜合評(píng)價(jià)[3]。受各種因素及條件的影響，舒適度會(huì)因個(gè)體差異而呈現(xiàn)不同結(jié)果。為研究室內(nèi)環(huán)境對(duì)人體舒適度的影響，對(duì)工作人員進(jìn)行了測(cè)試。

2.1 受試者

共選擇12名受試者參加了試驗(yàn)，其中男性6名，女性6名，受試者身體健康，年齡在28歲～35歲，在本單位工作均在四年以上，適應(yīng)本地區(qū)的氣候條件變化。為保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性，所有測(cè)試者在試驗(yàn)前均有充足的睡眠。

2.2 試驗(yàn)方法和步驟

本試驗(yàn)地點(diǎn)為武漢城市職業(yè)學(xué)院建筑工程學(xué)院實(shí)訓(xùn)室，建立6m×10m×4m的辦公室模型，室內(nèi)正常的通風(fēng)良好。受試者穿著舒適，為減少外界環(huán)境對(duì)受試者的影響，受試者到達(dá)辦公室模型后，靜坐休息15分鐘。期間試驗(yàn)人員向受試者講解試驗(yàn)的內(nèi)容及所需注意的事項(xiàng)，試驗(yàn)時(shí)間為60分鐘，每次試驗(yàn)均按10分鐘記錄受試者舒適感覺(jué)的問(wèn)卷,問(wèn)卷[6]采用ASHRAE7級(jí)指標(biāo)(-3冷、-2涼、-1微涼、0適中、1微熱、2熱、3很熱)。

2.3 試驗(yàn)方法及儀器設(shè)備

采用問(wèn)卷測(cè)試法,每一次測(cè)試均做好記錄，測(cè)試位置取辦公座位的中間位置，距每人的平均水平距離1m左右,距地面高度0.6m[4],測(cè)試設(shè)備采用FY8系列環(huán)境測(cè)試儀，包括FY836溫度計(jì)、FY866濕度計(jì)、FY856風(fēng)速計(jì),儀器精度要求符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO7726。試驗(yàn)選在2019年6-7月進(jìn)行,為武漢地區(qū)氣溫較高的月份。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)測(cè)試值見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)室環(huán)境參數(shù)一覽表

3 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)人體熱舒適度的影響研究

3.1 室內(nèi)溫度對(duì)人體熱舒適度的影響

通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)室內(nèi)氣溫超過(guò)25℃以上時(shí)，人體就開(kāi)始從外界吸收熱量，就會(huì)有熱的感覺(jué)；當(dāng)氣溫超過(guò)34℃時(shí)，人體通過(guò)汗液散發(fā)積蓄體溫，心跳加快，血液循環(huán)加速，會(huì)感到頭昏腦脹，全身不適和疲勞，有昏昏欲睡的感覺(jué)[5]，而且酷熱難熬。當(dāng)氣溫低于4℃以下，人體會(huì)感到寒冷。通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)分析整理得知(如表2):人體在室內(nèi)感覺(jué)最舒適的溫度是15—20℃，當(dāng)空氣溫度在25℃左右時(shí),腦力勞動(dòng)的工作效率開(kāi)始下降;低于15℃或高于25℃,工作效率急劇下降，30℃時(shí)只有50%,10℃時(shí)則只有30%。

表2 室內(nèi)溫度與工作效率對(duì)照表

備注：假設(shè)人體感覺(jué)最舒適時(shí)工作效率為100%

3.2 空氣濕度對(duì)人體熱舒適度的影響

通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)室內(nèi)濕度過(guò)大時(shí),人體皮膚周?chē)乃羝麎毫^大,抑制了汗液的分泌,導(dǎo)致人體內(nèi)部熱量不能及時(shí)散發(fā)出去,從而引起人體的不舒適；當(dāng)濕度過(guò)小時(shí)，人體的皮膚變得粗糙干裂，免疫力下降。從表2數(shù)據(jù)得知，相對(duì)濕度為50%～60%時(shí)人體感覺(jué)最為舒適，工作效率相對(duì)較高。

3.3 風(fēng)速對(duì)人體熱舒適度的影響

適當(dāng)?shù)氖覂?nèi)氣流會(huì)增強(qiáng)人體與周?chē)h(huán)境之間的冷熱交換，增強(qiáng)人體的舒適感[6]。而當(dāng)室內(nèi)空氣流動(dòng)性較低、關(guān)閉門(mén)窗時(shí),室內(nèi)環(huán)境中的空氣得不到有效的更新交換，人們?cè)谑覂?nèi)活動(dòng)所產(chǎn)生的各種微生物相對(duì)聚集或增生,致使室內(nèi)空氣質(zhì)量惡化，人體感覺(jué)頭暈；但當(dāng)風(fēng)速過(guò)大時(shí),又有人感覺(jué)頭疼，有不適的感覺(jué)。在室內(nèi)分別采用上側(cè)送風(fēng)、同側(cè)下回風(fēng)和上側(cè)送風(fēng)、對(duì)側(cè)下回風(fēng)形式，溫度調(diào)整到21℃、26℃、33℃、37℃，風(fēng)速調(diào)整1m/s、6m/s、12m/s時(shí)，問(wèn)卷調(diào)查了辦公室成員12人(6男、6女)，每隔10分鐘進(jìn)行一次受試者問(wèn)卷，通過(guò)統(tǒng)計(jì)同一時(shí)刻每位受試者的體感溫度TSV(Thermal Sensation Vote)實(shí)際熱感覺(jué)的大?。骸?”好，“1”較好，“2”一般，“3”較差，“4”差，求出平均值,研究人體對(duì)體感溫度與風(fēng)速的關(guān)系，如圖1。

圖1 體感溫度與風(fēng)速關(guān)系圖

當(dāng)空氣溫度為-5℃時(shí),隨著風(fēng)速增加,TSV漸漸偏離中性“0”,當(dāng)風(fēng)速達(dá)到6m/s時(shí)，TSV急劇降低。這表明風(fēng)速于大6m/s,引起冷吹風(fēng)感而造成人體不適；當(dāng)空氣溫度為25℃時(shí),隨著風(fēng)速增加，TSV由26℃降至21.2℃，趨于平穩(wěn)，這表明,此環(huán)境下,吹風(fēng)有效地改善了人體熱感覺(jué)。當(dāng)空氣溫度為33℃時(shí),TSV為33℃,隨著風(fēng)速大于6m/s,TSV變化不明顯，當(dāng)空氣溫度為37℃時(shí),隨著風(fēng)速大于6m/s,TSV逐步增高，人體感到舒適度減弱。試驗(yàn)表明當(dāng)溫度26℃-33℃時(shí)，風(fēng)速6m/s對(duì)人體的舒適度相對(duì)合適，超過(guò)這個(gè)溫度，風(fēng)速增對(duì)人體舒適度的改善不大。

4 結(jié)語(yǔ)

在武漢夏季環(huán)境下,在模型室內(nèi)，進(jìn)行了空氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速對(duì)人體熱舒適的影響研究,本文的試驗(yàn)結(jié)果可以為暖通空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)提供借鑒參考。通過(guò)研究主要得出以下結(jié)論:

(1)人體在室內(nèi)感覺(jué)最舒適的溫度是15—18℃，當(dāng)空氣溫度在25℃左右時(shí),腦力勞動(dòng)的工作效率最高;低于18℃或高于28℃,工作效率急劇下降。

(2)當(dāng)室內(nèi)濕度過(guò)大時(shí),人體皮膚周?chē)乃羝麎毫^大,當(dāng)濕度過(guò)小時(shí)，人體的皮膚變得粗糙干裂，免疫力下降，相對(duì)濕度為50%～60%時(shí)人體感覺(jué)最為舒適。

(3)在26℃-33℃下,風(fēng)速在6～12m/s時(shí),可以有效改善人體的熱感覺(jué)TSV，當(dāng)空氣溫度達(dá)到約33℃時(shí),吹風(fēng)對(duì)TSV基本無(wú)影響。