[科普中国]-室内热环境

概念

影响人体冷热感觉的各种因素所构成的环境称为热环境，研究热环境的目的在于为人类的生活、工作、学习提供最佳热舒适条件。

室内热环境由室内空气温度、湿度、气流速度和平均辐射温度四要素综合形成，以人的热舒适程度作为评价标准。室内热环境质量的高低对人们的身体健康、生活水平、工作学习效率将产生重大影响。研究室内热环境旨在创造健康舒适的室内热环境，以保证人的正常生活、工作及学习，维护人体的健康。影响室内热环境的因素包括室内外热作用、建筑围护结构热工性能以及暖通空调设备措施等等。1

房屋分类根据室内热环境的性质，房屋的种类大体可分为两大类。一类是以满足人体需要为主的，如住宅、教室、办公室等；另一类是满足生产工艺或科学试验要求的，如恒温恒湿车间、冷藏库、试验室、温室等。

评价方法在上述方程的基础上，科学家进行了试验和研究，提出了不同的评价指标，例如有效温度、作用温度、热应力指标等。

有效温度是1923年提出的，它是气温、湿度和气流在一定组合下的综合指标,曾被广泛用于空调设计中。有效温度没有考虑热辐射变化的影响，过分夸大了常温下湿度的作用，因此后来又出现了修正有效温度和新有效温度等指标。

热应力指标是1955年提出的，它是根据人体热平衡条件,先求出在一定热环境中人体所需的蒸发散热量,然后再算出一定热环境中的最大允许蒸发散热量，以这二者的百分比作为热应力指标。这一指标，全面考虑了热环境四个参数的影响，是今后研究的方向。

室内气温室内气温是表征室内热环境的主要指标，它直接影响人体通过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℃高于28℃时，工作效率急剧下降。如以25℃时的工作效率为100%，则35℃时只有50%， 10℃时只有30%。卫生学将12℃作为建筑热环境的下限。

室内气温的分布，尤其是沿室内竖直方向的分布是不均匀的，对人体热感觉的影响很大。当使用对流式放热器供暖时，沿竖直方向的温差可达5℃以上,地板面附近温度最低,不利于人体健康。辐射供暖时温差较小,一般约为3℃左右。

随着科学技术的发展，许多生产和试验工作，都要求在某种特定热环境下进行。例如，长度计量室的温度基数，规定为常年20℃；检定量块的室温允许波动范围，仅为±0.2℃。

有些生产容许按季节分别规定不同的温度基数，如精密机械加工车间,冬季为17℃,夏季为23℃，春、秋季为20℃。冷藏库是对室温有特殊要求的另一类建筑，其库温应根据货物种类和规定的贮存时间来确定。

室内热辐射室内物体辐射量的大小和辐射方向，对热环境的质量有很大影响。冶炼、热轧等车间，都有强烈的室内辐射热源，造成高温环境。

在炎热地区，即使是冷加工车间和民用建筑，夏季室内过热也是普遍现象。其原因,除夏季气温高以外,主要是墙和屋顶内表面的辐射，特别是通过窗口进入的太阳辐射热造成的。在寒冷地区，房屋热稳定性不良，围护结构将对人体产生“冷”辐射。中国和某些国家，都在有关规范中规定了室内气温与建筑内表面温度之间的差值不得超过容许值（见建筑保温）。

建筑日照可改善室内冬季热环境和卫生条件，在城市规划与建筑设计中，都需要充分利用日照。

室内气流影响人体的对流换热和蒸发散热，也影响室内空气的更新。根据现有资料，当无汗时，舒适气流速度范围约为 0.1～0.6米/秒,一般供暖房间宜为0.1～0.2米/秒。夏季利用自然通风的房间,应争取速度较大、且能有效地吹到人体上的气流;特别是当有汗时,较强的气流是改善热环境的重要因素。许多生产车间为了迅速排除余热、余温，需要合理的通风系统（见通风设备）。

空气湿度空气湿度直接影响人体皮肤表面的蒸发散热，从而影响人体的舒适感。湿度过低，人体皮肤因缺少水分而变得粗糙甚至开裂，人体的免疫系统也会受到伤害导致对疾病的抵抗力大大降低甚至丧失。室内湿度过高，不仅影响人体的舒适感，还为室内环境中的细菌、霉菌及其他微生物创造了良好的生长繁殖条件，加剧室内微生物的污染，这些微生物容易导致患上呼吸道或消化道疾病。

在热环境中，空气湿度影响人体的蒸发散热。湿度越高，汗液越不易蒸发。炎热潮湿造成的闷热环境，最令人不舒适。从卫生保健的观点来看，一般认为正常的相对湿度为50～60%。根据试验，当气温在20～25℃的范围内时,相对湿度在30～85%之间变化,对人体热感觉没有影响。生产和科学试验用的各类房间中的实际所需湿度，与使用状况有关，有明确的规定。如织布车间，为防止棉纱断线，工艺上要求保持70～75%的相对湿度。2