适应性热舒适（精选7篇）
适应性热舒适 篇1
摘要：本文以在湖北罗田骆驼坳镇展开的适应性热舒适调研为基础,针对当地农宅缺乏热工性能设计、室内热环境差的现状,结合农民在日常生活中采取的采暖降温方式以及各种热调节行为的特征,并以获取更广泛的适应性热舒适为目标,提出多种适宜当地气候和居住习惯的农村设计策略。依靠被动式节能设计,夏季争取良好的室内通风并有效遮阳,冬季充分利用太阳辐射,则可大大改善室内热环境获得适应性热舒适;当气候恶劣启动主动式采暖降温方式时,改善外围护构件的保温性能及房屋密闭性可大大提高用能效率。
关键词：适应性热舒适,农宅,设计策略,采暖降温,自然通风,太阳辐射
1. 引言
适应性热舒适研究近年在世界范围内受到广泛重视,大量文献证明在自然通风建筑内,室内可接受的操作温度会依据室外平均温度的变化而变化[1], 人们可以接受的舒适温度区间较传统静态热舒适区间更为宽泛,故在自然通风建筑设计中套用机械采暖/ 制冷系统的室内热环境设计标准会造成没有必要的建筑能耗[2],我国也在2012年颁布了最新的《民用建筑室内热湿环境评价标准》[3],指出非采用人工冷热源的建筑室内热环境标准应更为宽泛,同时我国学者在多个气候区做了大量的适应性热舒适的实地调研,其研究对象主要关注于城市建筑及公共建筑,研究成果多局限于人体热舒适与各项热环境指标的数值关系[4,5,6,7,8,9]。这些的研究固然有益于我们更好的认识建筑环境内人体适应性热舒适的现象, 可是基于这些研究成果究竟该如何指导建筑设计却一直是适应性热舒适研究领域的空白。尤其在我国广大农村地区,经济尚不够发达,但农民对居住舒适度的要求却与日俱增,未来农村建筑的潜在能耗巨大,如何推进现有适应性热舒适的研究成果,使其融入新的农宅建筑设计之中,从而真正实现以最小的能耗获取最大的热舒适性,这对于农村建筑节能工作意义重大。本文以湖北山区罗田县骆驼坳镇为例,基于在该地区的适应性热舒适的调查研究, 提出适宜当地气候和农民居住习惯的农宅设计策略。
2. 湖北罗田骆驼坳镇适应性热舒适研究
湖北省全省属于夏热冬冷气候区,夏季湿热、 冬季湿冷,冬夏两季室外自然热环境恶劣。在整个新农村大发展的背景下,湖北每年约有150个村落被官方评为“新农村建设示范村”,但这些示范村落重在“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、 管理民主”等方面的带头模范作用,若深入了解不难发现,现今农村新建筑普遍缺乏节能意识。许多房子就像穿上了一件漂亮的新衣,面对冬夏恶劣的自然气候,这件衣服“冬天不保暖、夏天不凉快”, 农村住宅冬夏两季室内热环境不甚理想。2014年夏天及2014年冬天,课题组在湖北罗田县骆驼坳镇及下属学堂村分别走访了近90户村民(夏季85户, 冬季87户),通过问卷及现场测量的方式对当地农民应对热环境的行为特征及室内热舒适性做了详细的调查研究,共回收2217份自然通风状况下有效热舒适问卷。因本文重在探讨基于适应性热舒适的农宅设计策略,故对调研方法不再赘述,仅对调研结果简述为房屋现状、热行为特征、热适应模型三部分。
1.骆驼坳镇镇区主街建筑布局及学堂村自然村落建筑布局(图片来源:作者基于谷歌地图绘制)
2.1房屋现状及室内外热环境
被调研的房屋主要分布在骆驼坳镇区和学堂村自然村落,镇区主街依南北走向的318国道展开, 左右房屋主要为东西向布局,次街与主街垂直,左右房屋主要为南北向布局;学堂村自然村落房屋则以组团式集聚,朝向各异(图1)。其中1990年代至2000前后建造的房屋以砖混结构居多,近几年的新建筑则以框架结构居多。镇区多为联排式二三层楼,少量新建住宅高达六七层;学堂村自然村落则绝大多数为二至三层的独立式住宅。所有的被调研住宅均没有采用外墙保温处理,绝大多数采用普通单层玻璃没有做屋顶隔热处理[10]。
基于2171组热舒适问卷提供的室内外热环境的空气温度和含湿量数据,可发现被调研的农宅在冬夏两季室内外的热环境均较差,远远离散于静态热舒适区间(图2)。不仅如此,比较室内外测点数据,则不难发现现有农宅冬季保温性能极差,甚至室内比室外更加寒冷;夏季隔热效果也不理想, 基本和室外热环境持平。整体来说,当地农宅无论在规划设计和建造细节上均不重视建筑的保温隔热处理,房屋不能有效应对室外夏热冬冷的气候特征, 农宅室内热环境亟需改善。
2.2热行为特征
热行为特征主要指当地居民应对夏热冬冷的气候特征在日常采取的采暖降温方式以及各种热调节行为的特征。基于近90户农户的采访问卷,所有被采访居民均表示他们只在局部时段局部房间内采用主动式采暖或降温方式。夏季降温主要依赖于空调,时间集中在午间及上半夜以获得较好睡眠,主要降温房间为卧室,平均空调降温时间约为6至8个小时;冬季采暖主要依赖于炭火盆和电取暖器, 时间集中在夜间临睡前约4个小时以保证正常家居休闲活动,主要采暖房间为起居室。
综合比较农民冬夏两季应对热环境的调节行为可归纳出以下特征。在夏季,居民对自然通风的要求较高,会频繁使用开门开窗、电风扇等方式获得更好的热舒适性;同时在家里会频繁使用竹席竹垫来降低热阻提高热散失,另外也会通过少活动多喝水的方式来降低自身的新陈代谢率[10];在冬季,充分利用太阳辐射是农民提高热舒适的重要途径,故晒太阳是农民最频繁使用的取暖方式,同时增添衣物、喝热饮的方式也经常被使用以提高自身新陈代谢率并降低热散失。
基于以上当地居民的热行为特征,除改变衣着和人体新城代谢率外,从建筑设计入手最可行的被动式建筑节能策略为分区分时段采暖降温、夏季加强自然通风、冬季充分利用太阳辐射。
2.3热适应模型与可接受温度范围
基于2171组热舒适问卷提供的数据并采用Griffith常数法计算出该地区居住建筑内热适应性模型为“Tc=0.81*Trm+6.14”, 室内可接受舒适温度区间为“14.2℃ -30.4℃”(室外平均温度区间为10℃ -30℃)。该模型与我国《民用建筑室内热湿环境评价标准》中夏热冬冷气候区非人工冷热源Ⅱ类环境中采用的适应性模型 “Tc=0.82*Trm+4.515”较为接近,但显然比该标准中设定的“16℃ -30℃”舒适温度区间向冷环境偏移[11]。整体来说,因所有热舒适问卷均在自然通风的农宅中收集,室内热环境与室外热环境强烈相关,居民表现出对夏热冬冷气候极强的适应性,能接受的温度区间较为广泛,尤其对冷环境的接受能力表现更强。这为该地区的农宅被动式设计策略提供更为宽广的运用前景。换言之,如果有效地做好房屋的夏季隔热和冬季保温,维护室内温度范围在 “14.2℃ -30.4℃”之间,则完全可以满足当地居民的适应性热舒适要求。
2.室内外热环境温湿度分布图(图片来源:作者自绘)
3.罗田新屋垸的天井布局及形成的穿堂风(图片来源:作者基于华中科技大学建筑学系古建测绘成果(谭刚毅提供)绘制)
3. 基于适应性热舒适的农宅设计策略研究
基于以上在罗田骆驼坳镇及学堂村适应性热舒适的研究结果,并借鉴大量气候适应性建筑的被动式设计案例,本文提出以下适宜当地气候和居民生活习惯的农宅设计策略。
3.1适应气候,合理规划
罗田具有典型的夏热冬冷气候,合理规划建筑的朝向、布局,确保农宅夏季有效隔热冬季合理保温是实现居住热舒适最为有效和经济的办法。针对农民现有自建房沿主要街道展开和围绕村落中心布局的特征,本文建议加强规划管理力度、严格控制镇区新建房屋朝向和布局。自建房屋尽可能南北向布置,若因底层特殊需要必须东西向时,务必做好夏季防晒处理,上层房屋则可通过体形设计实现更多南向面获得充分冬季日照;自然村落的房屋在选址和布局时有较大的自由度,应充分结合周边自然条件合理规划,争取做到南北朝向,冬季被风朝阳、 夏季通风遮阳。
3.2夏季隔热设计
3.2.1自然通风
自然通风仍旧是农宅夏季降温的主要方式之一,有效地引入自然通风或穿堂风可以极大地改善居住的热舒适性。结合楼梯间、上下层通高空间或高层高适当创造文丘里效应,以获得较好的底层空间的热舒适性。罗田县九资河镇传统民居新屋垸中的高层高、天井布局以及穿堂风的设计均具有很好的借鉴意义(图3)。
3.2.2屋顶隔热
屋顶隔热是目前农宅亟须改善的问题。调研中农民普遍反映夏季顶层房屋酷热难耐,基本无人居住。本文建议在现有屋顶层上加做半层通风架空层。 首先架空层可有效隔热通风极大改善顶层热环境, 较普通屋顶隔热面层效果更优;再者架空层可作为储存空间供农民堆放大量日常和农用杂物;最后架空层也可成为建筑造型的一部分创造出丰富的建筑形态。
3.2.3活动式门窗遮阳
因该地区气候冬夏两季双重要求,遮阳构件以活动式为佳。夏季充分利用遮阳构件减少太阳辐射, 冬季则避开或拆卸遮阳构件争取最多的太阳辐射取暖。充分利用建筑周边的落叶乔木是一种巧妙的处理方式。
3.2.4创造有遮蔽的室外空间
夏季农闲时候,农民喜欢集聚在凉爽通风的空间闲聊、打牌娱乐。充分创造一些通风好有遮蔽的室外空间是提高热舒适的重要途径,大量研究表明夏季人们在室外比在室内能获得更多的热舒适[12-13]。故农宅设计可充分利用房屋各种构筑物及院落形成舒适宜人的室外活动空间,并辅以合理的植物配置获取较多的室外热舒适性。
3.3冬季保温设计
罗田位于鄂东北,属于太阳能资源最佳区域[14], 而夏热冬冷地区冬季平均气温介于0℃至10℃之间, 在白天有充分日照的房间因太阳辐射室内温度显著提高,基本可以满足适应性热舒适的需要,故充分利用被动式太阳能得热应成为该地区农宅设计重要的策略之一。如设计较大面积的南向玻璃门窗(透明) 构件形成温室效应可大大改善室内热舒适性。但因被动式采暖建筑集热部件透明性大,自身导热系数大,故加强集热部件自保温和夜间保温显得尤为重要[15]。另外,也可充分利用封闭阳台形成日间阳光房,夜间则利用一些灵活隔断实现阳光房和主要起居空间的隔离,最大程度实现使用空间夜间的自保温。图4为保加利亚瓦尔纳的温室别墅,起居室位于玻璃房下面,冬季利用玻璃房的温室效应并结合水热地板及保温墙大大提高居住热舒适[16]。
3.4极端气候条件下主动式制冷(暖)设计
尽管农民对热环境有很强的适应性,但伴随着农村居住水平的提高,一味地依靠被动式手段获取室内热舒适在室外气候极为恶劣时则显得不合时宜,所以主动式的制冷(暖)设备在农村中使用率日渐增高[10]。但农村普遍采用分区分时段的主动式制冷(暖)方式,这就要求未来农宅设计要根据制冷采暖的时空需求做出更多灵活机动的设计,对房屋的保温隔热性能和密封性则提出特殊要求。目前农民房屋墙体基本为240mm厚灰砂砖墙加单(双)面水泥砂浆抹灰,窗户则为单层玻璃,保温隔热性能较差。因空调制冷主要在夏季,建议经常使用空调的房间做好保温处理,如框架结构的墙体可以改用轻质砌块、增设内外保温层(内保温可结合室内装修一起做)、更换传热系数较小的中空玻璃等。 因农民冬季取暖主要依赖灶火(生物能),而农宅中为了提高房屋的卫生性(灶火生成大量煤烟及污渍),多将厨房单独设置,这造成了农民在冬季往往将厨房做为起居室使用,围绕着灶火吃饭、看电视等娱乐均在厨房发生。这样的取暖习惯则要求今后的农宅设计必须加强厨房与主要建筑的一体化设计,巧妙利用生物能提高整体居住的热舒适性。如借鉴北方火炕设计的原理,使厨房的热源能够服务更多的使用空间。
4.温室别墅顶层的玻璃房在冬季充分利用太阳辐射提高居住热舒适性(图片来源:中国建筑文化中心.世界绿色建筑--热环境解决方案.江苏.江苏人民出版社,P310)
4.结论
基于在罗田县骆驼坳镇展开的适应性热舒适基础调研,我们发现当地农宅室内外热环境差;农民热适应性强,热调节行中分时分区采暖降温、喜好夏季自然通风和冬季晒太阳的特征明显;农民能接受的适应性舒适温度区间“14.2℃ -30.4℃”。在此基础上,本文继续提出加强规划管理、夏季充分利用自然通风和遮阳、冬季充分利用太阳能辐射, 机动灵活地改善房屋的保温隔热性能和密闭性等农宅设计策略来获得更多的居住热舒适性。本文以适应性热舒适为切入点,探讨农宅设计策略目前只是农村建筑节能走向科学性的一种尝试。这些设计策略如何切实可行地落实并验证其有效性等还有许多未知数,今后在房屋布局形体优化与自然通风、被动式太阳能设计、外围护构件材料及构造、可变式采暖/ 降温空间等方向可继续开展深入研究。
适应性热舒适 篇2
(一) 热环境
将影响人体冷热感觉的各种因素所构成的环境称为热环境。人体的冷热感觉是室内的温湿度, 风力大小、热辐射情况、衣着和个人心理及身体素质等因素综合作用的结果。建筑热环境的设计目标是舒适、健康、高效, 以最少的能源消耗提供舒适、健康的工作和居住环境, 提高生活质量。优质节能的建筑热环境的创造要依靠城市规划、建筑、建筑环境及设备工程乃至园林等学科学者的共同努力与协作, 是一个长期摸索与探究的过程。
(二) 热舒适
所谓人体热舒适, 指人体对热环境感到满意的主客观评价。热平衡是人感到舒适的必备条件。人的热平衡即人体新陈代谢产生的热量与自身蒸发、导热、对流和辐射的失热量的代数和相平衡。对人体而言, 与周围环境的导热、对流及辐射换热是得热或失热的过程, 而汗液蒸发则完全是失热的过程。
人在不同的活动状况下, 所要求的舒适温度是不同的。新陈代谢的产热量取决于活动的程度, 在周围没有辐射或导热不平衡的状况下, 新陈代谢产热量有不同的平衡温度, 例如睡觉时产热量为70W~80W, 空气平衡温度是28℃;人坐着时产热量为100W~150W, 空气平衡温度是20℃~25℃;马拉松运动员产热量会达到1000W, 此时, 无论环境温度如何, 他的热感觉都为极不舒适。
(三) 影响人体热舒适的因素
影响人体热舒适感觉的因素有空气温度、空气相对湿度、空气流速、平均辐射温度、人的新陈代谢率、衣服热阻和个人心理因素, 前4个因素为室内物理因素, 后3个因素为个人因素。当某一要素达不到预期的要求时, 可以在一定范围内通过调节其他要素来弥补所造成的不利影响。
研究显示, 室内最适宜的温度是20℃~24℃。在人工空调环境下, 冬季温度控制在16℃~22℃, 夏季控制在26℃~28℃时, 能耗比较经济, 同时又较为舒适。室内温度低于16℃时, 人手指的温度会低于25℃, 将无法正常使用。根据调查研究表明:空气温度在25℃左右时, 脑力劳动的工作效率最高;低于18℃或高于28℃时, 工作效率会急剧下降。空气温度35℃时的工作效率是25℃时的50%;空气温度10℃时的工作效率只有25℃时的30%。
舒适区内 (干球温度16℃~25℃) , 相对湿度在30%~70%范围内变化对人体的热感觉影响不大, 一般认为最舒适的相对湿度应为50%~60%。室内湿度过高, 会加速细菌、霉菌及微生物的繁殖, 导致室内卫生水平大为降低并使人患呼吸道、消化道及各种过敏性疾病。室内湿度过低, 会使人对疾病的抵抗力降低。
室内空气的流动为室内环境的通风换气提供了简捷有效的途径, 合理的空气流动速度范围为良好的室内空气品质提供了保障。一般情况下, 令人体舒适的气流速度应小于0.3m/s。夏季广州、上海等地室内风速在0.3 m/s~1m/s时多数人感到愉快。
平均辐射温度Tmrt是一个复杂的概念, 与人在室内所处的位置、着装及姿态有关, 是室内热辐射指标, 它取决于空间周围表面温度。苏联学者研究表明, 为保持工作者热舒适状态, 空气温度与周围墙体温度的差值不得超过7℃。
平均辐射温度可用下式计算:
式中, T1、T2、…、Tn—室内各表面温度, ℃;A1、A2、…、An—室内各表面面积, m2;
另外热辐射具有方向性, 因此在单向辐射下, 只有朝向辐射的一侧才能感到冷或者热, 这样人体是无法感到热舒适的。因此可以通过改善围护结构热工性能来提高热舒适水平。
(四) 改善室内热环境提高人体热舒适性并节省建筑能耗的措施
通过一定的技术手段和人为的自适应可以在改善室内热环境、提高人体热舒适性的同时, 达到经济合理的消耗建筑能耗的目的。
1.合理设计建筑维护结构的热工性能, 包括合理进行保温设计、隔热设计、防寒设计、防热设计、防潮设计和通风设计等。研究建筑材料和构造的热工特性, 特别是选用蓄热系数和热惰性指标合理的建筑材料。如合理的选用建筑物的墙体、门窗、屋顶、楼地面、阳光间和中庭空间的材料及合理的设置它们的位置及结构。在寒冷地区比较适宜选用保温外墙体, 尽量减少背阴处门窗的面积并合理的应用向阳处的太阳能。
2.合理设计建筑物的朝向和布局, 避免出现风的“隧道”效应, 并积极合理利用太阳辐射能。建筑物的朝向应尽可能的避开冬季主导风向并朝向夏季主导风向。寒冷地区应以冬季防风为主, 炎热地区应以夏季通风为主。
3.积极创造有利的气候微环境, 建筑物周边的绿化环境和江河湖泊喷泉等环境有助于降低人们对热的敏感性, 同时还可以使人产生心怡感, 提高生活满意度。绿化墙体能够改善建筑外表的微气候, 可以为建筑外墙遮阳, 以减少外部的热反射和眩光, 并可利用植物的蒸腾作用降温和调节湿度, 减少城市热岛效应。
4.设计空调系统时要慎重选择室内设计温度, 进行合理的负荷计算和设备选型, 并进行合理的气流组织。空调设计者应重视室内气流组织, 积极利用自然通风, 积极采纳各种新技术, 积极利用各种新型绿色能源。如:置换式空调、太阳能空调、地热能空调、蓄能空调、地面辐射采暖等等。
5.积极采用热回收和废热利用技术。采用热回收和废热利用技术不仅可以达到节能的目的, 还可以把热商品化, 创造经济利益。
6.个体可通过改变衣着, 开关窗户, 启停室内风扇或空调采暖设备等个人行为改变环境舒适度及个人热舒适感;个体还可从生理上和心理上适应某一热环境, 生理适应[6]指长期暴露在热环境中人体热应力的逐渐减小的一种生理反应;心理适应指根据过去的经历和期望适时改变现在的热环境期望值, 对理论上未达到舒适标准的某一热环境, 个体换一种心态去评价和感受也许会觉得舒适。
7.适时调查各种类型建筑用户室内热环境和热舒适性情况, 为今后空调及通风工程设计的改进和优化提供真实有效依据。
(五) 研究存在的问题及其分析
关于建筑热环境对人体热舒适和建筑能耗的影响研究很多, 涉及的方向和内容也很广, 但还是存在很多问题和不足, 本文提及以下几点:
1.目前一般是研究单一因素或两三个因素对人体的热舒适所产生的影响, 没有得出综合考虑所有因素的影响结果。热环境的各影响因素之间是互相影响的, 有待研究综合考虑各因素对人体舒适性的影响。利用计算机模拟技术对建筑内外的各种环境因素进行分析研究已成为辅助建筑及建筑设备设计的重要手段。
2.目前的建筑热环境和舒适性研究没有充分考虑个体的心理、生理影响, 应该开展积极的群众性调查, 分析各种人群在各种时间段、各种身体状况和心理状态下的舒适度要求。如医院的门诊、和手术室会有不同的舒适度要求, 医院的各种病房的舒适度要求也会不同。
3.空调能耗占用了建筑能耗的一大部分, 应该在满足各种不同建筑物中人体热舒适的条件下尽可能的减少能源的消耗量。各典型气候地区的舒适性标准不同, 应制定适合不同地区的标准和规范。
4.目前国内的部分交通工具 (火车、飞机和轮船) 内的热环境恶劣, 不仅通风差、卫生情况不乐观, 还出现了夏冷冬热的情况, 浪费了大量的能源。应加强这方面的研究及探讨。
5.空调系统, 特别是人员密集建筑的空调系统, 为满足室内人员的卫生及舒适性要求提供的新风消耗了很大一部分能量, 目前为了减少新风系统的能耗一般采用减少新风量和热回收的方式 (系统排风和新风进行热交换) , 如何更有效的节约这部分能量还值得探讨。
6.注意热能的回收利用, 积极采用热回收技术。目前国内市场的热回收设备种类和数量都偏少, 商家为了迎合消费者的消费心理 (廉价的初投资) , 并没有进行积极的热回收尝试。
7.目前我国住宅内热环境比较差, 其主要原因是空调器太消耗电力, 老百姓不愿意为了舒适一些而承担过多的电费。夏热冬冷地区很多在家里工作、学习和休息的人们整个夏季几乎汗液不断, 冬季手脚冰冷, 生活质量差, 严重影响工作学习的效率。相当一部分人情愿吹吹风扇、到周围的商场或超市中借凉或到室外阴凉处乘凉。建筑领域中的工作者们应积极研究和建设可持续发展建筑 (通常称为绿色建筑) ;暖通空调领域中的工作者们也应积极行动起来, 在提高住宅内热环境的舒适性、降低能源消耗的费用和积极利用可再生能源技术方面做些有效的研究和尝试, 在为民造福的同时还会带来广阔的市场前景。
8.没有能源的综合利用意识。如:用空调器制冷或供热, 同时用电或燃气热水器提供生活用热水, 消耗了大量的能源。没有把两套系统结合起来, 在提供冷量的同时也可以提供热量, 一机多用。
9.目前, 人们一般在乎的是对室内环境的空气调节, 使某些建筑的室内热环境维持在舒适范围之内, 而不会考虑建筑周围的微气候和环境对建筑内部热环境和建筑能耗的影响。
10.《采暖通风与空气调节设计规范》 (GBJ19-87) 中的各项标准随着人们生活水平的提高, 人们对其生活和工作环境要求的改变, 加之各种新型建筑的产生和发展, 已不能完全满足人们的舒适性要求, 也不一定是最节能的标准, 有待修订改进。
(六) 结束语
以最低的物质代价提高人类的生存环境是相关专业人士义不容辞的责任。加大各专业间的合作力度, 通过一定的技术手段和人为的自适应可以在改善室内热环境、提高人体热舒适性的同时, 达到经济合理的消耗建筑能耗的目的。应该综合考虑室内外热环境和建筑节能等方面因素, 主客观全面兼顾, 通过试验研究测试, 现场问卷调查和计算机模拟等手段, 总结出一套可供借鉴和参考的建筑、空调、采暖标准。
参考文献
[1]刘念雄, 秦佑国.建筑热环境.北京:清华大学出版社, 2005.
[2]中国科普网.http://www.cpus.gov.cn/magazine/dzyx/2003-09_46.htm.
[3]田元媛, 许为全.热环境下人体热反应的实验研究[J].暖通空调, 2003, 33 (4) :27-30.
[4]李国忠, 戴自祝.室内热环境舒适性的影响因素及预测评价研究进展[J].卫生研究, 2003, 32 (3) :295-298.
冬季室内风速对人体热舒适的影响 篇3
ASHRAE Standard 55-1992把热舒适定义为对热环境表示满意的意识状态。它是人们生理和心理上的一种感觉, 热舒适是神经系统的一系列的活动, 这些活动使人在心理上产生快乐的感觉[1]。风速是影响人体热舒适的重要因素。室内风速会对人体产生两大作用:一是增强了人体与周围环境之间的换热;二是风速的加大可能会产生吹风感。这两种作用共同影响人体的热舒适感觉且在不同季节, 风速对人体的影响也不相同。随着风速的改变, 人体也会跟着进行一系列生理上的调节以适应不同的环境风速。这些生理参数的变化即是人体对不舒适的一种生理上的反映。因此研究受环境风速影响的人体生理参数及热感觉很有必要, 它综合了生理和心理因素, 可以为制定室内舒适标准提供重要而直接的指标。
二、机体对冷环境的反应[2]
机体在寒冷和低温环境中, 经由中枢神经系统、自主神经系统和内分泌系统等调节机构协同发挥作用, 使皮肤血管收缩, 皮肤血流量减少, 体表温度下降而减少体热放散, 与此同时人体通过战栗而使体热产量增加, 故而体温不致随环境温度降低而降低。机体在低温寒冷环境中时间过长, 或机体产热量减少, 不足以维持正常体温而发生体温降低时, 则出现机体代谢率降低, 氧耗量减少, 使神经系统功能处于抑制状态, 产生感觉减退, 反应迟钝, 嗜睡及意识障碍等自身防卫反应。
三、反映环境对人体影响的生理、心理指标
1. 体温[3]
体温是判断机体热平衡是否受到破坏的最直接的指标。体温增加表示机体产热大于散热, 此时体内有热蓄积;体温降低表示机体散热大于产热, 此时体内有热量损失。但是, 由于机体具有很大的热调节的能力。因此, 除了在很热或很冷的情况下, 机体的热平衡一般不容易受到破坏, 体温一般不会有大幅度的改变。根据体温的变化可以判断机体热平衡的情况:
S=0.82×P×ΔT式 (1)
式中:
S——体内蓄积或散失的热量 (千卡)
0.82——机体组织的热容量 (千卡/℃·公斤)
P——人体体重 (千克)
2. 神经系统[4]
神经系统是人体生理各部分中对环境反应最快的系统, 其中的感觉神经系统是神经系统感受到其他细胞或环境带来的信息并进行编码和传递的工具。运动神经系统是指执行运动的神经系统部分。例如:热环境中的温度是由感觉系统的温度觉接受其信号, ΔT—体温变化差数 (可为正值或负值, 单位:℃) 。再传递给大脑以此使人产生冷、热的感觉。而潮湿感是感觉系统中的冷觉和压觉相结合下人体接受到的感觉。神经系统是环境热信息的接受、处理的主要生理系统, 并且对神经——精神活动的影响, 直接关系到人体的工作能力和效率, 尤其与航空、军事上要求提高注意力和作战能力等方面都有密切关系, 近年来很受重视。通常采用神经传导速度来表征神经系统。神经传导速度是指传导最快的 (感觉、运动) 轴图的速度。
3. 热感觉[5]
环境对人体造成的热影响, 或者说热感觉、热效应、热应力等。这种属于人的主观感觉量如何准确地加以表达和使用, 是热环境研究的一个重要问题。为了使主观感觉定量化, 许多学者进行了分类研究, 最后为大多数人采用的是七级分级法, 如今大都采用此种方法, 即把热感觉分为热、暖和、稍暖、中性、稍凉、凉和冷七个级别。
(1) 实验方法
作为受试者的20位学生 (10个男生, 10个女生) 参与了这次试验。试验将主观问卷和客观现场测试相结合, 从不同方面和不同层次来检测这些生理参数在风速影响下的变化和趋势。进行问卷调查的同时, 记录下室内热环境参数。
(2) 实验内容
(1) 测点的布置
为了得到房间温度值, 热电偶传感器被布置三个部位, 它们分别距离地面0.1米、1米和1.5米。图1是整个实验室内试验设备放置和热电偶测点布置的示意图。
(2) 问卷
问卷内容包括受试者的个人背景资料、热感觉投票。把热感觉分为热、暖和、稍暖、中性、稍凉、凉和冷七个级别来进行投票。
(3) 生理参数的测试
本次实验测试的主要生理参数有:人体口腔温度、运动神经传导速度 (MCS) 、感觉神经传导速度 (SCS) 。体温采用常见的水银体温计进行测量, 精度为0.1℃。而神经传导速度的测试则是采用日本光电肌电/诱发电位检测仪MEB-9102, 它具有4通道, 最大刺激电流峰值为100mA, 采样频率50KHZ, 最大采样时间10分钟, 系统采用Windows界面, 界面友好, 具备波形预处理、伪迹排除等功能。
(3) 实验设计
在本实验中, 将热环境分为三个工况:1室内有风, 即不打开风源 (风速小于0.01 m/s) ;2室内小风, 即控制人体周围风速在0.2 m/s左右;3室内大风, 即控制人体周围风速在0.5 m/s。
实验流程如下:
受试者换衣、休息→ (无风) 受试者1感觉神经传导测试、温度、问卷→ (小风) 受试者1感觉神经传导测试、温度、问卷→ (无风) 受试者2感觉神经传导测试、温度、问卷→ (小风) 受试者2感觉神经传导测试、温度、问卷→ (小风) 受试者2感觉神经传导测试、温度、问卷→ (无风) 受试者3感觉神经传导测试、温度、问卷→ (小风) 受试者3感觉神经传导测试、温度、问卷。大风工况流程与小风工况相同。
在室内空气流速的控制上, 我们选择的是以落地扇为风源, 风向是迎着受试者正面吹过。风源与受试者的位置关系如图2所示:
下表为生理参数的采样时间表
四、分析与结论
1. 运动神经传导速度MSC
由图3、4可以看出, 在两种工况下, 受试者的神经传导速度均随着吹风时间的增大而降低。小风工况下, 0-10分钟内, 神经传导速度的变化较快, 10-20分钟内的神经传导速度变化比较缓慢;20-60分钟内的神经传导速度变化又加快, 但变化速率仍比第一时段小。大风工况下, 在0-20分钟内, 神经传导速度的变化较快, 相比小风工况变化较快的第一时段0-10分钟, 大风工况的第一时段由10分钟增加为20分钟。20-60分钟内, 变化减小。但同小风工况相比, 没有发现有变化率特别放缓的阶段。在速度值的变化上, 小风工况下, 受试者的神经传导速度大部分最终落在12m/s—23m/s内;大风工况下, 受试者的神经传导速度大部分最终落在12m/s—20m/s内。从本次实验得出, 持续吹风对人体运动神经传导速度的影响很大, 风速越大, MSC值变化就越大。
2. 感觉神经传导速度SCS
从图5、6, 我们可以看出, 在持续风速影响下, 感觉神经传导速度随着时间的增大而降低。在小风工况下, 也出现了类似中出现的变化放缓的阶段。在10-15分钟的时候, 在此时间段前, 即0-10分钟内, 传导速度的变化较快;在这个时段之后, 即15-60分钟, 速度变化加大, 但仍小于第一时段的变化率。这种趋势和小风工况时MSC的变化趋势类似。大风工况时, 0-10分钟时, 速度的变化较快, 之后, 速度变化减小, 但是没有明显的速度减缓阶段, 和同一工况时MSC的变化趋势类似。从变化范围来看, 两种工况下, 感觉神经传导速度均最终落在25m/s-30m/s的范围内。从这一点来讲, 持续吹风对人体感觉神经传导速度的影响较大。但不同风速对感觉神经速度值变化范围的影响几乎没有差别。
3. 体温
对比两种工况下人体温度值, 我们发现人体温度随吹风时间以及空气流速的变化而发生的变化并不显著。几乎没有变化。说明人体温度受风速的影响较小, 温度保持在一个相对稳定状态。这可能与人体本身的温度调节机制有关。
4. 热感觉
在两种工况下, 受试者热感觉的变化趋势都很明显, 吹风10分钟后, 大部分人的热感觉由微凉、稍暖变化到微凉、凉以及冷。40分钟后, 几乎所有受试者的热感觉都变为凉和冷, 并有很强的吹风感。没有出现试验前预期的热感觉变化快慢与风速大小有显著联系的现象。这说明持续吹风对热感觉变化的影响显著, 但是风速大小对人体热感觉变化快慢没有显著差别。
参考文献
[1]Harold G.Lorsch, Ossama A.Abdou.The impact of the building indoor environment on occupant productivity--Part2:effects of temperature[C].In:ASHRAE Trans, 1994, 13 (1) :895-901.
[2]张国高.高温生理与卫生.上海科学技术出版社, 1989.
[3]山西医学院.全国高等医药院校试用教材 (供卫生专业用) 人民卫生出版社, 1992.
[4]V.R.柏加珀, K, 法里.医学生理学北京:科学出版社, 2005.
置换通风系统与人体热舒适度研究 篇4
一、置换通风与人体舒适度
(一)什么是置换通风
随着人类文明的进步和科技的发展,人们对自己工作、学习、生活环境的要求越来越高,而舒适的环境对于保证身心健康、提高生活品质和劳动效率均有着重要意义。近年来,置换通风在我国日益受到设计人员和业主的关注。置换通风是将稍低于室温的新鲜空气经送风装置以低速接近地面的房间下端直接送入工作区,送风速度一般为0.25米/秒左右,送风温度通常低于工作区温度2℃~4℃,以较凉的新鲜空气扩散到整个室内地面。这种送风方式与传统的混合通风方式相比较,可使室内工作区得到较高的空气品质、较高的热舒适性并具有较高的通风效率。
置换通风的基本特征是水平方向会产生热力分层现象。置换通风下送上回的特点决定了空气在水平方向会分层,并产生温度梯度。如果在底部送新鲜的冷空气,那么最热的空气层在顶部,最冷的空气层在底部。这样就形成了两个区域的气流形式,底部区域是相对清洁的空气,上部区域则是较为污浊的空气。图1显示安装在办公室一个典型的置换通风系统。
暖通空调系统的性能指标之一就是每年的能源消耗。在置换通风系统中,新风将直接送到工作区位,因此所需的新风温度可以比混合通风低很多,提高了通风的效率。为了在工作区获得同样的温度,置换通风系统所要求的送风温度高于混合通风。也就是说如果置换通风系统通过精心的设计和控制,它可以使用较少的能源,同时为居住者提供热舒适的环境和更好的室内空气质量。研究表明,置换通风系统同比于混合通风系统,可以节省近33%的能耗。
(二)置换通风的人体舒适度
热舒适是表达与热环境相对应的心理满意的状态。在一般情况下,舒适的状态是指当身体温度稳定在一个固定的较窄的温度范围内,皮肤无明显出汗,所需的生理调节最小化的状态。置换通风系统的分层策略会导致局部不舒适的潜在风险,主要是由于在头和脚直接的垂直温度差和脚部的吹风感。
研究发现垂直温差过大将导致房间的热不适,因为当人体脚和头部之间的温差过大时会产生不适感。研究表明头和脚之间2℃的温差很可能就是一个舒适度的温差极限。这就产生了一个对使用置换通风所带来的舒适度的限制。当制冷负载高时,所需要的以保持低于该极限温度梯度(2℃)的空气量有可能会很大而导致空气处理和分配等问题。
(三)置换通风的人体温差感受
一些研究通过实验置换通风系统环境中的不同温度梯度情况下的人体局部或者整体的热舒适度影响来研究置换通风系统的人体舒适度。受试者在置换通风系统的办公室中从事三个小时的久坐工作,在此期间分别尝试在高度0.1米到1.1米之间三个不同的垂直空气温度梯度的感受,温度梯度分别是1℃每米,3℃每米和5℃每米。在实验环境中,在0.6米的高度分别设置三次不同的室内空气的温度为20℃、23℃和26℃。受试者附近的空间的空气流速保持在低于0.2米/秒。结果发现,在不同的身体部位,温度梯度对热感觉的影响不同。当室内空气的温度维持在20℃的较低温度时,总体热感觉是接近中性。在这种情况下,温度梯度的增加将会造成用户不满意体验的比例的增加。因此,对温度梯度的满意度还取决于全身的热感觉。
(四)置换通风中人体吹风感的感受
吹风感是置换通风系统中造成局部不适感的主要原因,而脚踝是对吹风感最敏感的部位,尤其是在夏季当他们没有衣物的保护暴露于相对较高的空气流速和温度低时。空气气体流动与皮肤冷却是相关联的,靠近置换通风出风口的人比远离出风口的人更容易受到吹风感的困扰。但是,吹风感不仅仅与高风速相关,它也与其他因素如空气温度、湍流强度、速度的波动频率、热感觉、性别等因素相关。当平均速度、湍流强度和空气温度相同时,不同的风速波动频率差是导致吹风感的关键。空气流动速度过高可导致不适的吹风感,但同时也发现在炎热的条件下它也可以提高热舒适性。所以吹风感的舒适与否取决于人的热感觉。研究表明在建筑物使用者中大多数关于吹风感的抱怨不是单纯因为空间的冷热,而是关系到用户的人体热感觉。当人们感觉冷时,高风速的吹风感受更让人反感。
二、两个关于改善置换通风环境下热舒适度的设定条件
在置换通风(DV)系统中,两个主要问题是感觉冷脚以及吹风感。在这份报告中,认为通过热感觉和整体热舒适度的调节可以解决置换通风系统产生的这两个问题。因为香港、广东地区冬季比较温暖,所以我们主要考虑通风系统中的制冷部分。根据前人的研究结果,我们提出如下两个设定条件:
(1)实际上不稳定的、瞬变的环境可能比一个稳定的热中性让人产生更好的舒适性。当热刺激作用于移除热应激或减轻不适时,人们将感到最愉悦。因此,改变送风频率去创造短暂的瞬时环境,使人们可以去重建他们的热平衡,并通过这些过程,使人们获得比热中性更大的舒适性感受。
(2)由于人体从热中性到感觉冷或感觉热有一定的滞后,因此在凉爽的环境中当我们改变送风或关闭出风口设备一小段时间,人们不会马上感觉热。
(一)热瞬态与最舒适感受
研究表明人们对于周围环境的反应取决于身体的某些部位,而不是整个身体的感受,当整个身体是冷的状态的时候,加热某个身体部位能够感到舒适,冷却某个身体部位会产生不舒适,因为这是一个开放的循环系统,变动的环境比一个稳定的环境更让人舒适。所以我们可以预计,如果我们控制了设备出风口的出风频率,开一段时间,达到温度后,再关一段时间,对于久坐不动的人们会觉得更加舒适,也减少脚冷的感觉。由于在置换通风系统中是从地下送风,因此所创造的环境是一个变动的环境,这个变动的环境可能会造成更少的能源需求,并且可以给居住者创造相当舒适的感觉。
(二)热感觉滞后现象
目前已经有多项研究探讨在热阶跃变化过程中人体热感觉的反应,当热状态出现改变时热感觉呈现出峰突或滞后现象。当热状态改变是从冷至中性或温热,或从热到中性或冷时,热感觉的峰突将会发生,这可能是由于人体舒适感比人体温度变化反应更快。当逐步改变为中性冷或暖时,热感觉滞后就体现得尤为明显。在置换通风系统中,如果我们定期地关闭出风口设备,和偏凉至微温的实验情况是类似的,这时热感觉滞后将会发生,也就意味着人们几乎不会感觉到热感觉的变化。
(三)置换通风系统改进建议
结合在重新建立热舒适区中获得最大的舒适性以及热感受中的滞后性,我们可以就通过改变送风的频率即可以通过改变送风口的叶片间隙大小或者间歇性减少送风的风量来解决脚部感觉冷及有吹风感这些问题。
首先,改变送风口叶片间隙大小或者间歇性减少送风量能够减少吹风的不适应感。当人们觉得冷的时候,他们更多的是觉得吹风的不舒服,这时我们会减少送风或者改变风口叶片间隙的大小。这样外部温度会稍稍升高,并且吹风的不适应感就会较少。
第二,改变送风量将会导致温度上细微的变化,并且不断改变一些温度适中区。因为温度适中区重建的过程会给人们最舒适的环境,这个改变也会影响置换通风系统营造的温度舒适区,尤其对于久坐不动的人。
适应性热舒适 篇5
1 资料与方法
1.1 基本资料
我院选择2012年8月—2014年8月间在肿瘤科进行热疗联合化疗的120例肿瘤患者,其中78男性,42女性;年龄在17～81岁之间,平均为(50.6±3.4)岁。所有患者均经过临床系统的检查确诊为肿瘤,具有明确的诊断。其中1 0例为乳腺癌,3 6例为胃癌,10例为食管癌,16例为肺癌,12例为肝癌,6例为膀胱癌,8例为直肠癌,8例为卵巢癌,4例为子宫癌,4例为前列腺癌,6例为其它种类癌。
1.2 治疗方法
通过高频热疗系统实施射频热疗,加热肿瘤所在的区域以及周边的组织,设置的位置上极板距离体表约5～7cm的距离,下级板根据情况调节到适当的位置。在加温过程中应将温度设定在42.5℃以上,治疗时间达到有效的治疗温度后应保持70-90min,但需要根据患者的耐受情况进行适当调整,首先进行化疗在进行热疗,每周进行1一2次的化疗,一个疗程为5—10次,至少连续治疗2个疗程。[2]
1.3 评价标准
(1)临床症状缓解:主要包括患者自觉症状改善,疼痛有所缓解,腹水得到控制等,根据患者主诉的感觉为主,可分为了种类型:完全缓解(CR)、部分缓解(PR)及无效。(2)瘤体的变化根据WHO判断标准:完全缓解(CR)、部分缓解(PR)、无变化(NC)及恶化(PD)。
2 结果
通过对本文所选的肿瘤患者进行分析,实施舒适护理措施后,32.7%的患者临床症状得到完全缓解,42.7%的患者为部分缓解;8.33%患者的瘤体变化完全缓解,48.5%患者部分缓解,29%患者未见明显改变,14.2%患者有所发展,总有效率达到56.8%。
3 舒适护理措施
3.1 心理护理
患有肿瘤患者多存在程度不等的抑郁、焦虑等负面精神性疾病,护理人员在与患者及其家属沟通的过程中,要学会运用技巧,细心、耐心的讲解治疗有关的事项,使其有勇气和信心面对疾病,积极配合治疗,对肿瘤实施热疗是一种新兴的治疗方法,大多数患者并不了解整个治疗过程,护理人员应耐心对其进行指导。同时根据每个患者具体情况制定有针对性的护理措施,使其能够更好的配合医生治疗。
3.2 热疗护理
向患者讲解热疗过程中有关的注意事项,并对其实施安全教育,嘱咐患者治疗前摘掉身上的金属物品,并帮其保管好,例如项链、手表、耳环及戒指等等,向患者讲明不可佩戴金属物品的原因,争取得到患者及其家属的积极配合。对于心脏置入起搏器、心血管功能代偿不全、有金属假肢、出血性假肢、结核活动期及孕妇均应禁止此项操作[3]。由于热疗过程中所要耗费的时间较长,应在开始治疗前嘱咐患者将膀胱排空。假如患者的病变部位在脐部周围,同时需要接受热疗,则应该将棉花塞到脐部,以免热疗过程中汗液温度过高烫伤将脐部烫伤。在热疗治疗过程中,应嘱咐患者家属绝不可触碰基板以及患者身体,治疗前应将所需的药品以及相应的操作物品准备齐全。由于患者在热疗过程中会大量出汗,为给患者及时擦汗、换干净的衣服,以免着凉,完成治疗后嘱咐患者慢慢的起身,防止出现体位性低血压。治疗完成后尽快补水,最好的为糖盐水,选择进食高维生素、高热量以及容易消化的食物,继续对热疗反应进行监测,保持热疗部位干净,避免感染。
3.3 化疗过程的护理
根据每个患者采取的不同化疗方案制定有针对性的护理措施,实施化疗的过程中,患者应选择高蛋白饮食,加强皮肤及口腔的护理措施,保持清洁卫生,大量饮水,每天确保饮水量不低于2500ml,尿量应超过3000ml,对于存在骨髓抑制的患者应加强护理,积极预防感染现象。
总而言之,对热疗联合化疗治疗肿瘤的患者进行舒适护理的临床效果较好,能够有效的促进患者康复,值得在临床上推广使用。
摘要：目的:分析舒适护理运用于肿瘤热疗联合化疗治疗中的作用。方法:我院选择2012年8月-2014年8月间在肿瘤科进行热疗联合化疗的120例肿瘤患者,对其实施精心的护理措施,观察患者的临床护理效果。结果:本文所选的肿瘤患者得到舒适护理措施后,32.7%的患者临床症状完全缓解,12.7%的患者部分缓解;8.33%患者的瘤体变化完全缓解,48.5%患者部分缓解,29%患者无明显变化,14.2%患者有所发展,总有效率达到56.8%。结论:对热疗联合化疗治疗肿瘤的患者进行舒适护理的临床效果较好,能够有效的促进患者康复,值得在临床上推广使用。
关键词：肿瘤热疗,化疗,舒适护理,应用分析
参考文献
[1]石敏,周爱萍.ET-SPACE-Ⅰ全身热疗系统治疗恶性肿瘤护理[J].泰山医学院学报.2010,22(01):716-717
[2]张翠平,赵洪颖,张海燕等.恶性肿瘤全身热疗并发症的预防及护理[J].中国医药导报.2009,40(05):591-592
纤维亲水性与服装热湿舒适性 篇6
1 纤维亲水性
亲水性一般是指纤维吸收水分并将水分向邻近纤维输送的能力。由人体皮肤表面分泌出来的水分有两种形式, 即气态的湿气和液态的汗水, 前者称为吸湿性, 后者称为吸水性。
1.1 纤维吸湿性
气态水分受到纤维表面和内部的化学及物理作用而被吸收, 这种性质称为纤维的吸湿性。吸湿性主要取决于纤维的化学结构, 与物理结构的关系较小。纤维的吸湿性的强弱常用吸湿率表示。
吸湿率指单位质量的绝干纤维在一定温湿度条件 (温度为20℃, 相对湿度为65%) 下所能吸收的水分量。
吸湿性对纤维的力学、电学及热性质等都产生影响。通常, 纤维吸湿会导致纤维的模量、强度、弹性回复、耐热性等降低。并且, 纤维吸湿后容易发生变形或导致纤维制品的尺寸不稳定。另一方面, 纤维的吸湿性好, 不易产生静电, 有利于纺织染整加工, 穿着舒适性好。
1.2 纤维吸水性
液态水分在纤维表面扩散, 被纤维中的空隙、毛细管和纤维之间的空隙所吸收并握持, 这种性质称为纤维的吸水性。吸水性的强弱既与纤维化学结构有关, 也与物理结构相联系。
对于涤纶、腈纶、锦纶等疏水性纤维, 主要与物理结构有关, 即纤维中的空隙或毛细孔是决定其吸水性大小的主要因素。纤维吸水性用保水率表示。
保水率是指单位绝干重量的纤维所含有的不能用机械方法除去的水分量。
纤维的吸水性好, 有利于纺织染整加工, 纤维制品的服用性能也较好。
2 服装舒适性
服装的舒适性是人体着装后感到舒适的特性, 主要包括:热湿舒适性、接触舒适性和视觉舒适性。
2.1 热湿舒适性
热湿舒适性是指服装穿着时, 在人与环境的热湿传递之间维持人体体温稳定, 为人体正常生理机能的运作创造良好条件, 从而使人体保持舒适的感觉。服装在能量交换中通过热、湿传递过程起着调节作用, 是人、服装、环境之间的生物热力学的综合平衡, 是影响服装穿着舒适性的基本因素。
2.2 接触舒适性
接触舒适性是指服装在与人体皮肤接触时对织物的触觉舒适感, 对突然变化的幅度要小, 光滑且没有刺痒感。服装织物的接触舒适程度也称服装压力的舒适性。包括由皮肤触觉神经末梢感觉的力学舒适, 如软硬、粗糙、刺痒、刺痛、静电、瞬时接触的冷感、服装尺寸的合体性等。服装的触觉舒适性对着装者有着最为直接的影响, 在很大程度上影响人们着装的整体舒适状态。
2.3 视觉舒适性
视觉舒适性是指服装的款式、色彩、花样要适合不同性格和爱好的消费群体。使人们在穿着时处于心理上的舒适状态。服装的色彩、款式、面料触觉等都会刺激消费者产生不同的情感体验, 影响消费者的服装行为。
3 纤维亲水性与服装热湿舒适性
从生理角度考虑, 服装在使用时能调节体温和保护机体。人通过新陈代谢从体内散发热量主要是通过呼吸、皮肤的传导、对流、辐射以及汗水蒸发等形式进行的。
当环境温度低于28℃时, 主要是对流和辐射散发热量, 这种体内水分经皮肤向外界传输的过程称为不感蒸发。人体处于静止状态下, 不感蒸发量约为15g/m2·h。
当环境温度在30℃以上, 环境与人体的温差小, 汗水蒸发作用成为主要体温调节形式, 这种体内水分经皮肤表面蒸发的过程称为感知蒸发。若环境温度较高或从事重体力活动, 感知蒸发量约在10015g/m2·h左右。图1为不感蒸发和感知蒸发示意图。
从皮肤表面蒸发的气态水分, 首先被纤维材料所吸湿, 然后由材料表面放湿, 这种作用主要与纤维大分子的化学结构有关。同时, 纤维内部的空洞 (微孔、毛细孔和表面缺陷等) 以及纤维之间的空隙所产生的毛细管效应, 也使水分在材料中吸附、扩散和放湿, 这种作用主要与纤维的物理结构相关。两种作用的结果导致气态水分发生迁移。
液态水分被纤维材料吸收后, 从材料表面放出, 这一过程即干燥。如果人体能够供给无限量的水分, 那么材料吸水、放水的同时, 水分也在纤维内部的孔洞以及沿着纤维表面不断迁移。另外, 水分迁移能力和放湿能力除取决于纤维的特性外, 纤维的密度、重量、组织及商品的设计影响也很大。例如双重结构的运动服即用疏水性的合成纤维作表层, 亲水性的天然纤维作里层, 就具有较好的热湿舒适性。
4 结语
亲水性纤维是一种高附加值的纤维, 随着涤纶、腈纶、锦纶等纤维亲水性的改进, 不仅改善了服用织物的舒适性和卫生性, 还提高了它的应用价值。
摘要：阐释了纤维亲水性的两种形式、概念及指标, 以及服装舒适性的三种表现形式, 并论述了纤维亲水性与服装热湿舒适性的关系。
关键词：亲水性,纤维,舒适性,服装
参考文献
[1]韩飞.亲水性纤维和吸湿排汗纤维的开发应用[J].广东化纤, 2003, (2) :38-42.[1]韩飞.亲水性纤维和吸湿排汗纤维的开发应用[J].广东化纤, 2003, (2) :38-42.
适应性热舒适 篇7
1空调设定参数对建筑能耗的影响
在夏季, 办公室都会开空调来降温, 这个时候提高空调温度可以起到建筑能耗降低的结果。但是, 仅仅从调节空调温度来节能还远远达不到效果, 让我们来假设空调室外参数为定值时, 夏季空调室内空气计算空调温度和湿度越低, 房间的计算冷负荷就越大, 系统耗能也越大。只有合理组合室内空气设计参数, 才能在不降低室内舒适度标准的前提下收到明显的节能效果。空气的湿度对创造人体热舒适环境有着重要的影响, 温度和湿度的不同组合不仅直接决定着室内人员的热舒适状况, 而且也影响着整个空调系统的节能状况。可见对空调参数的设定应该以满足达到人们舒适度的要求为前提。满足人们舒适度要求的基准下尽可能的节约能源, 达到人的需求和能源利用的合理整合。
2空调设定参数对人体舒适度的影响
温度是影响人舒适度的最重要因素。人体对温度的感知原理:气温高时人体的散热中枢发出指令, 汗腺分泌, 血管扩张使皮肤温度升高以增加散热, 从而使机体达到热平衡。当气温降低时, 皮肤也变冷, 近表皮的毛细血管收缩, 使血液流量受到限制而体内的热损耗减少。据有关医学保健方面的资料显示:当人的正常体温为37°时, 此时人体皮肤表面的温度约为33°, 当室内温度高于33°时就会有热的感觉, 反之则会有凉的感觉。
单纯追求室内的低温度, 不仅不利于人体健康, 而且是电能的巨大浪费。人在这种环境下也可能患“空调病”, 长期生活和工作在较低的温度中更会引起多种不适症, 当人们离开这个环境不适症也随之消失。由于空调机处理后的空气缺乏负氧离子二负氧离子是人体必不可少的, 科学研究表明:负氧离子可以增强人体免疫力, 促进新陈代谢, 被可以起到镇定作用, 所以医学角度来说, 夏季一般将室内温度控制在25°~27°为宜。这样的温度可以使空调不用很大的负荷就可以达到, 而且让人健康并产生舒适的感觉。
3空调房间参数的设定
合理的空调房间参数设定有其特有的标准:既要使建筑能耗尽可能的降低又要满足人们对空调使用价值的满足。这两个因素并不是鱼和熊掌的关系。只要方法得当, 他们一样可以同时达到。下面就来介绍三种空调房间参数的设定方法。
(1) 满足建筑能耗降低的参数设定。
这种方法指的是减少不合理的需求来减少能耗, 现阶段, 空调制造技术发展很快, 先进的系统智能化使空调达到了全自动控制, 这样就减少了系统运行过程中不必要的能耗。通过智能化系统的全面设计, 确保所需要的水流量的前提下又不产生超限, 从根本上杜绝了泄漏。现在的建筑行业已经逐步向智能建筑发展, 对于大多数的智能建筑只要略微增加少量的监控点和设备, 方案就可很容易实现。
依据系统参数的调节不同, 可以将智能化系统的控制模式分为三种类型:第一种是自动锁定系统。例如按照设定的温湿度值来作为调节参数, 使之保持恒定不变或者不超过制定的偏差。一般的空调都采用这种调节方式。第二种称为程序调节系统, 既以时间为调节参数, 就是定时功能, 按照事先给定的调节参数来调节系统的运行状态, 照明的定时启行就是典型的案例。第三种是随即调节系统。按照设定的室内温湿度值与室外自然气温的差值进行调节就是标准的随即调节。能耗的大小主要取决于设定值, 设定值与自然气温的差值越大, 能耗就越大。反之, 则越小。
(2) 满足人们舒适度的参数设定。
人体的自然属性决定人是一个敏感的动物, 周围环境的变化会影响到他们的心情心情以及生理上的变化。空调是人们为了营造更好的温度环境而登上家电舞台的。科技在进步, 生产技能也越来越先进。但是它的实用本质没有变那就是调节温度。人们的喜好是甜热的时候把温度调的很低, 天冷的时候也开的很高, 这个时候很容易忽略自身舒适度的要求。尤其是在办公室这样的公共建筑中更容易产生, 员工们公用一个空调, 当一个人觉的温度不适合自己时会选择沉默, 因为他觉的在这个温度中别人是舒适的。大家都是这个思想的话, 空调的作用就适得其反了。人的生理技能差别不是很大, 因此对温度的适应能力及舒适度的要求也差别不大。因此在公共建筑中温度也包括私人住所, 空调的温度应该设定在一个参数。把空调设定的温度与湿度合理参数为:夏季这个时候房间的室内温度控制在26°左右比较适中, 人们在这个环境也会比较舒适。湿度设定在55%, 这种环境人体不会因设定环境标准与室外相差过大, 出门时产生不适应感。冬季室内20°更易让人感到舒适, 湿度设定在50%, 这样的设定环境人们在里面和舒服, 并且在出门后可以很快的适应外面的环境。
(3) 去异存同的设定方法。
去异存同就是把两种方法都符合的选出来, 作为满足降低能耗和人们满意度的设定方法。综合上述的两种方法我们把空调设定的温度与湿度合理参数为:夏季室内房间温度控制在28°左右, 人体舒适的湿度范围59%。人体仍然可以很快适应室外的环境。冬季室内房间温度控制在18°左右, 人体舒适的湿度范围45%。人体外出也可以很快适应不容易被过大的室内外差异而感冒。把参数设定在这个标准下, 既可以达到减低建筑能耗的要求, 又可以保证一定的舒适度。
我国节能工作与发达国家相比起步较晚, 能源浪费又十分严重。如果听任高能耗建筑大行其道, 建筑能耗的增长速度将远远超过我国能源生产可能的增长速度, 国家能源的生产势必难以支撑起这种浪费型消耗。所以在使用空调时既满足使用要求既达到舒适度的同时仍然要考虑能源的消耗。适当的参数设定可以起到两全其美的作用, 参数的合理设定应该得到人们的重视。
参考文献
[1]彭一刚.建筑空间组合论[M].中国建筑工业出版社, 2004 (5) .