建筑热环境实验指南2014..6

第一篇：建筑热环境实验指南2014..6

建筑热环境实验指南

（2014.6．）

实验目的：学会使用各种热气候测量仪器测量室外气候要素

实验时间：（自填）

实验地点：广州大学城广州大学工程实验南楼屋顶、室外周围环境和楼梯间、物理实验室内 实验仪器：太阳辐射仪、指南针、直尺、三杯风速仪、热球风速仪、干湿球温度计、红外线

测温仪（注明仪器型号、规格和产地）

实验内容：

1.测量：屋顶的太阳辐射（总辐射、散射辐射、直射辐射）。不同时段反复测量5次，取各

测量时段的算术平均值，记录天空辐射状况（无云、多云、全云、高云、低云、空气污染情况等），记录测量时刻，同时用棒影法测量太阳高度角和指南针测量太阳方位角。

2.测量：屋顶的平均风速和瞬时最大风速和风向。不同时段反复测量5次。风向取各测量时

段的中间值。

3.测量：屋顶的空气温度和空气相对湿度。不同时段反复测量5次，取各测量时段的算术平

均值。注意仪器不能受日晒，不能被大风吹，思考为什么？

4.测量：屋顶地面上下表面温度差、女儿墙向阳面和背阳面表面温度差，梯屋受晒外墙内外

表面温度差，注意深色和浅色、光滑和粗糙表面、不同材料的区别。用红外线测温仪测量天空温度，注意有云和无云的区别

5.测量：树冠上表面和和下表面、树荫地面、草地、灌木受晒和木受晒的表面温度。

6.测量：沥青路面、水泥路面、彩色水泥路面、水面等表面温度，注意颜色、受晒和不受晒的区别。

7.测量：人体各部位的表面温度（含衣服表面），注意男女的区别,并判断舒适度。

8.拍照：适当拍照测量过程和环境状况，附一张小组照。

数据处理：

1.画出测量平面图，标明指北针和测点位置

2.原始数据记录和数据处理表格自己设计。

3.适当用图线表达测量结果，注意纵横坐标的物理量。

4.分析测量误差和引起误差的各种原因。

5.得出实验结论

6.把测量结果与当天气象部门公布数字进行比较，分析异同的原因

7.写出各人实验心得

参考书：

《建筑物理》（第三版）柳孝图主编

注意：

1、注意人身安全，严禁爬高和翻越女儿墙

2、爱护仪器，损坏要酌情赔偿

3、实验后一周内交实验报告，每组一份，写明执笔人和同组人。

第二篇：建筑热环境实验指南

建筑热环境实验指南

（2012.3．）

实验目的：1.学会使用各种热气候测量仪器测量室内、外气候要素

2.学会利用热舒适指标评价当天室内、外热环境质量

实验时间：（自填）

实验地点： 广州大学城广州大学工程实验南楼屋顶、室外周围环境和楼梯间、物理实验室内 实验仪器： 太阳辐射仪、指南针、直尺、三杯风速仪、热球风速仪、干湿球温度计、红外线

测温仪（注明仪器型号、规格和产地），尼龙丝

实验内容：

1.测量：屋顶的太阳辐射（总辐射、散射辐射、直射辐射）。不同时段反复测量5次，取各

测量时段的算术平均值，记录天空辐射状况（无云、多云、全云、高云、低云、空气污染情况等），记录测量时刻，同时用棒影法测量太阳高度角和指南针测量太阳方位角。

2.测量：屋顶的平均风速和瞬时最大风速和风向。不同时段反复测量5次。风向取各测量时

段的中间值。

3.测量：屋顶的空气温度和空气相对湿度。不同时段反复测量5次，取各测量时段的算术平

均值。注意仪器不能受日晒，不能被大风吹，思考为什么？

4.测量：屋顶地面上下表面温度差、女儿墙向阳面和背阳面表面温度差，梯屋受晒外墙内外

表面温度差，注意深色和浅色、光滑和粗糙表面、不同材料的区别。用红外线测温仪测量天空温度，注意有云和无云的区别

5.测量：树冠上表面和和下表面、树荫地面、草地、灌木受晒和木受晒的表面温度。

6.测量：沥青路面、水泥路面、彩色水泥路面、水面等表面温度，注意颜色、受晒和不受晒的区别。

7.测量：室内各界面的表面温度，注意各种材料和不同部位的区别，并能解析。

8.测量：室内空气温湿度，注意与合界面表面温度的关系

9.测量：室内空气的流线，并注意与进、出风口的面积和风速度关系。

10.测量：人体各部位的表面温度（含衣服表面），注意男女的区别,并判断舒适度。

11.拍照：适当拍照测量过程和环境状况，附一张小组照。

数据处理：

1.画出测量平面图，标明指北针和测点位置

2.原始数据记录和数据处理表格自己设计。

3.适当用图线表达测量结果，注意纵横坐标的物理量。

4.分析测量误差和引起误差的各种原因。

5.得出实验结论

6.对所测量地点的热气候进行人体热舒适评价。

7.把测量结果与当天气象部门公布数字进行比较，分析异同的原因

8.写出各人实验心得

参考书：

《建筑物理》（第三版）柳孝图主编

注意：1.注意人身安全，严禁爬高和翻越女儿墙

2、爱护仪器，损坏要酌情赔偿

3、实验后一周内交实验报告，每组一份，写明执笔人和同组人。

第三篇：建筑热环境与人体热舒适

建筑热环境与人体热舒适

前言：

建筑，从洪荒人类的洞穴到树巢，再至今时今日的鳞次栉比的高楼大厦，它都在体现与鉴证着人类文明的发展与进步。在人类空前文明的今天，建筑的意义已不再是简单的遮风挡雨，而更是一种人文的体现。

随着人们健康舒适意识的加强，越来越多的人们开始追求舒适的室内环境。人的一生中有80%以上的时间是在室内度过的，良好的室内热环境对人体的健康舒适和工作效率都会产生积极有利的影响。人的热感觉和舒适感不能视为同一概念，舒适感具有更广泛的含义，除了与空气温度、湿度相关外，还与气流速度、室内空气品质密切相关，而热感觉在舒适感中无疑起着举足轻重的作用。

关键词: 建筑热环境 热舒适 影响因素

（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。

人体热感觉及热舒适性分析

1.温度与人体热舒适的关系

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%。

2.相对湿度对人体热舒适的影响

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。

3.风速对人体热舒适的影响

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。

4.热辐射对人体热舒适的影响

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。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。

改善室内热环境并提高人体热舒适的措施

要使人们真正处于舒适的室内环境中, 应使人体按正常比例散热, 即辐射散热应占总人体散热量的45% ~ 50%, 对流散热约占25% ~ 30% , 而呼吸和无感觉蒸发散热约占25% ~ 30%。这就要求在建筑设计过程中充分重视室内空间质量和功能分区问题,注意室内的防热处理,充分利用有利的环境因素而防止不利的环境因素, 创造舒适的室内热环境。还要求空调系统设计时慎重选择空调室内设计温度并进行合理的气流组织。防热途径有室内外环境绿化、窗户遮阳(内、外遮阳)、自然通风和外围护结构的隔热等防热措施。个体可通过改变着衣量, 开关窗户, 启停室内空调采暖设备及改变温度、风速等个人行为调节措施来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, 它包括基应性和环境适应性;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。空调设计专家们应高度重视室内气流组织, 积极采纳各种新型空调方案, 例如: 置换式空调、工位调节、背景空调与桌面空调相结合、椅下低速送风及地板送风等等, 当然某些空调方案只适合于特定的建筑类型和房间功能, 设计师们应慎重选用。高层建筑物业管理人员应积极配合空调专家定量评价室内气流组织优劣, 进一步对空调系统作出总体评价, 并适时调查用户室内热环境和热舒适性情况, 为今后空调设计的改进和优化提供依据。

研究存在的问题及其分析

国内外关于热环境对人体舒适性的影响研究非常之多, 涉及的方向和内容比较广, 但还是存在一些问题和不足, 比如具体体现在以下几点:

1)热环境的各影响因素对人体的影响是复合的,而各因素之间又是互相影响的,因此, 应该把热环境看作一个整体, 综合考虑各因素对人体的影响。然而,热环境和人体热舒适的现状研究很多是集中在单一因素或两三个因素对人体的热舒适影响而没有得出综合考虑所有因素的影响结果。

2)目前的热环境对人体热舒适性影响研究主要偏重于物理环境测试分析, 而没有考虑人的心理、生理影响, 综合考虑主客观因素。今后应侧重于热环境对人的心理、生理影响的研究, 采取物理测试和问卷调查两种试验方法对室内热环境进行考察和分析。

3)通过调查, 目前室内热环境相对恶劣的建筑为大型超市、商场、影剧院、体育馆等, 其原因是以上建筑空间大, 人员密度大加上室内空气流通性不好, 导致室内空气污浊沉闷, 易引起人的抱怨。所以, 应着重进行以上建筑的热环境对人体舒适性的影响研究, 提出一些具有借鉴意义的方案和标准, 以供建筑师、暖通空调工程师参考。

4)国内气候比较特殊的地区(如夏热冬冷地区、湿热地区)的室内热环境对人体舒适性的影响尚无人研究。笔者依托重庆地区所特有的气候和重庆大学优越的实验条件以及一支团结奋进的科研队伍, 正在开展重庆地区的建筑热环境的舒适性研究, 希望能提出针对湿热地区的舒适性指标。

5)建筑能耗的一大部分是用来维持室内热环境状况, 因此, 为了获得人体可以接受的舒适热环境, 可接受状态的定义在决定建筑能耗和设计方案选择方面显得极其重要, 而且各典型气候地区的舒适性标准又不尽相同, 应加以区分, 并形成标准或规范。

6)室内热环境包括建筑室内热环境和交通工具(如汽车、火车、飞机、轮船等)的内部热环境。目前的研究很少涉及到交通工具的室内热环境方向。实际上交通工具由于室内人员密度大, 外围环境差等原因, 其内部热环境极其恶劣, 应加强这方面的研究及探讨,重庆大学学报(自然科学版)2005年出一些建设性结论以供暖通空调设计师们借鉴, 并为空调系统的操作提供指导。

7)如今的热环境对人体舒适性影响方面的研究还不够深入, 真正转化为现实生产力的科学研究并不多, 所以, 各研究院所和机构、各高校的专家学者应选准方向, 深入研究, 直到项目研究成果真正转化为影响社会经济发展的生产力为止。

结论

随着人们生活水平的提高, 人们对其生活、工作环境的要求有所改变,调节室内热环境可采用空调、供暖设备及一些辅助措施等。从节能的角度考虑, 应尽量提高夏季空调温度, 降低冬季供暖温度, 但会造成室内热环境质量变差, 容易引起室内人员的抱怨, 人体的热舒适得不到保证, 导致生活质量下降、工作效率降低。

如今的热环境对人体舒适性影响方面的研究还不够深入, 真正转化为现实生产力的科学研究并不多, 所以, 各研究院所和机构、各高校的专家学者应选准方向, 深入研究, 直到项目研究成果真正转化为影响社会经济发展的生产力为止。

参考文献

[1] 李文菁 陈歆儒 人体舒适度与室内热环境 湖南工程学院学报2010年9月第20卷3期 [2] 刘 飞 张栋梁 建筑热环境对人体热舒适和建筑能耗的影响 大众科技2010年第9期 [3] 姜 涛 朱立民

建筑、环境与人体健康

才智2011年第17期

[4] 孟庆林 赵荣义等人

建筑环境人体热适应的研究现状与思考

2010年建筑热工与建筑节能

[5] 张宇峰 王进勇 陈慧梅

我国湿热地区自然通风建筑热舒适与热适应现场研究

暖通空调HV&AC 2011年第41卷第9期

第四篇：庭院设计：庭院式建筑内部热环境的研究

庭院设计：庭院式建筑内部热环境的研究 建筑物室外环境气候可以影响室内热环境。如何能有效控制庭院建筑内部的微环境，从而改善室内环境也是专家学者们关心的问题 RAJAPAKSHA等人分析了庭院式建筑主要通风口的相对位置关系，以期建立有效的气流组织，以创造良好的庭院微环境气候。

庭院设计：研究指出，将通风口布置在水平轴上可有效创造凉爽的庭院微环境，但凉爽程度与通风口的数量并无太大关系。王等人川对冬季窑洞庭院内外环境做了分析。它通过定点测试和计算机模拟方法研究了庭院周边和内部房间的气候环境，定点测试庭院空气温度每小时的变化量，并以此来衡量周围的流体变化。

研究指出，由于太阳辐射、围护结构的保护作用和围护结构对房间散热的吸收作用，使得庭院内部空气温度持续比周围环境高2}3 C。庭院作为一个缓冲地带，它在窑洞房间外创造了另一个热环境，明显减少了围护结构因导热和渗透引起的热量损失，把暖和的窑洞和寒冷的室外环境分离开来。该研究结论对中国北方建筑冬季热舒适设计有很好的指导意义。

庭院设计：建筑物室外环境气候对室内热环境的影响表现在，室外空气温度增加时，室内温度随之增加，由此，可通过增加庭院温度来增加窑洞的内部温度。在新型建筑中，综合考虑围墙的合理高度、庭院和窑洞房间的合理朝向、庭院的长宽比可改进庭院对太阳光照的吸收能力以增加窑洞内部的室内温度。

由于阳光漫射分布不均、围护结构的保护作用不等和窑洞房间的失热不同，使得庭院的温度也呈非均匀分布。正午太阳辐射较强时，辐射热使得庭院中心温度高于周边温度:而其余时间里，在围护结构保护作用和墙体对窑洞房间散热的吸收作用下，庭院周边温度高于中心温度。在较强的热惰性作用下，窑洞房间内部可维持恒定温度，烹饪或其他室内热源可使夜间温度保持在110C，日间温度 16'C。

庭院设计：庭院式建筑对自然能源的利用 鉴于庭院式建筑内部的环境气候可以影响室内热环境，有学者指出，可以通过庭院建筑结构、建筑材料、内部设计等方面综合考虑其对建筑节能的影响。SAFARZADEH等人[40!为了调查被动冷却对庭院的影响，建了两个完全相同的建筑模型，其中一个带有植被、景观等特征，另外一个没有任何附加绿化设计，计算二者在冷量和热量需求上有何差异。

庭院设计：研究结果显示，庭院内部的树木、花朵、灌木、池塘创造了一个微气候环境，可以使空气温度有所降低而相对湿度有所提高.夏季时，庭院中高大的树木为四周墙体和地面遮挡了部分来自太阳的直接照射，减少了建筑物的得热，使得庭院所需冷量有所减少;但对冬季建筑物对热量的需求却起了不利影响，庭院维持同样的微气候环境时，带有绿化设计的庭院建筑所需热量偏高。

庭院设计：HTTP://www.xiexiebang.com/

第五篇：热环境与运动

热环境与运动

人体的温度必须保持相对的恒定才能进行正常的机能活动。而在一定的范围内的变化是有利于人体机能更好的运动，而相对高点的环境下运动即热环境下运动对人体的循环功能、体温调节功能以及代谢产生深刻的影响。

环境的改变，尤其是温度的改变，人体的生理会做出相应的反应。首先在心血管功能方面的影响：在热环境条件下运动时，由于代谢产热与外环境热的联合作用,可使人体的内热蓄积、体温增高。外界温度达到人体的皮肤温度时,排汗成为散热的主要途径。大量排汗引起血容量减少,心脏血管及肾的负担加重,多种电解质、微量元素、蛋白质及水溶性维生素丢失。此外,热环境下运动引起的低血糖和激素水平改变等,可使机体内环境的稳定性丧失,代谢紊乱。这就影响了工作肌肉的血流量供应，使肌肉工作的耐力下降。所以在热环境下耐力运动的成绩就受影响。其次在能量供应方面的影响：在热环境下运动时随着时间的增长，人得体温和心率也渐渐增加，排汗量和呼吸活动也渐渐的增加，这就需要人体提供更多的能量，从而需要摄取更多的氧气，能量的消耗增长，则需要消耗更多的肌糖原并且产生更多的乳酸，从而使得人体更易疲劳。而经常在热环境下运动，则会提高人体对氧的利用率和维持体液平衡方面的影响：人体在长时间运动时，则会排出大量的汗，在正常环境下运动时，出汗量比较少，也比较慢，体内的钠和氯化物则有足够的时间被完全重吸收。然而，在热环境下运动时由于排汗量的增加，这些物质由于没有足够时间被重吸收，而是随着汗液排出了体外汗液，对人体的体液平衡造成了影响，所以在运动时，应及时补充含有钠和氯化物的饮料。

在热环境下，适当的时间和适当的运动量都会对人体有利，但过度则会有害，主要表现有以下三个方面：一.中暑性痉挛。由于长时间运动，导致矿物质大量的丢失和脱水，从而导致中暑性痉挛。如果发生中暑性痉挛可以通过到凉爽的地方降温和补充盐溶液恢复体内丢失的矿物质，从而缓解症状。二.热疲劳。热疲劳的典型症状是极度疲劳，出现呼吸微弱、头昏眼花，呕吐、昏阙、皮肤干燥，低血压和脉搏快而弦等症状。出现热疲劳时，可在较凉的环境下休息，并抬高双腿以免休克。如果病人意识清楚，可建议他们喝点盐溶液；如果病人意识不清楚，建议静脉滴注生理盐水。如果没有好转，热疲劳会恶化为中暑。则需要到医院就诊。三.中暑，由于长时间的运动，导致大量脱水，体液失衡，低血糖，从而诱发中暑，中暑时应把患者抬到荫凉处并及时补充盐饮料，严重时应及时送往医院。

热环境下长时间运动会有危害，所以在运动时应做好下列预防工作，降低热危害 ：一.运动时首先要确保运动员具有良好的身体状况，运动员要做好充足的准备，刚开始时运动量要小，然后渐渐增加训练的强度和持续时间，直到运动员完全习服。二.安排运动员训练时，不能再温度较高的时间下训练，应在在一天中较凉爽的时候安排练习和比赛，例如早上或傍晚。三.当湿度较高时，应修改或取消训练。四.运动员训练时，要有规律的安排运动员喝水和休息时间，即使运动员还不觉得渴时也应鼓励他们喝水，但也不能让运动员喝得太多，适量为止。从而预防运动员脱水以及体液失衡。五.饮料应较凉（8℃～13℃）、低糖（含糖少于或等于2.5 g/100 ml）、含少量或不含电解质。六.应鼓励运动员在运动或比赛开始前30 min喝足水，大约400～600 ml。七.皮肤上撒些水有助于蒸发散热。八.比赛或练习的强度应反映个人的适应能力，这一点对偶然参加运动的“娱乐赛跑运动员”特别重要。九.运动员应在计划的时间内完成训练，这将保证运动员的习服。十.在练习和比赛开始阶段应特别鼓励运动员补充饮料。随着运动的进行，内脏血流量趋向于减少，这将影响肠道吸收水分。十一.运动员每天练习开始前应称体重。任何运动员体重下降３％以上都不允许参加运动，直到补足水分为止。在热天中体重下降较大，应该密切注意体重的变化。十二.应禁止服盐片，但应鼓励运动员在吃饭时摄入足够的盐。

要想经常在热环境训练就必须的热适应，热适应的效果在热环境下持续重复训练，可使身体逐步提高减少额外体热的能力，它将降低机体承受热疲劳和中暑的风险。这个过程称作热习服。运动员在开始训练时，热习服的人排汗开始的早一点，由于汗液蒸发吸热，从而使得皮肤温度较低，这提高了运动员对热的耐受性。由于皮肤温度低，体内温度就向外排热量容易散失，从而导致运输热量到皮肤的血流量就少，就有更多的血液分配到工作肌，减少了能量的损耗，提高了工作效率。由于在热环境训练产生的汗液排出的矿物质较少，所以体内有更多的矿物质发挥作用，维持着体液平衡。随着热习服，在疲劳开始之前能做更多的运动。热习服使肌肉利用肌糖原的速率降低50％到60％，降低了能量耗竭的危险。

热习服如此重要我们如何获得呢？获得热习服需要运动员更多的暴露在热环境中，它决定于：(1一.每个训练阶段的环境条件；二.暴露在热环境的持续时间；(3三.身体内部产热的速率。如果运动员必须在大热天进行比赛，至少他们的部分训练应该在一天较热的时候进行。每天早上和晚上训练不能使运动员获得足够的热习服。一般在热环境训练5天一10天就可接近热习服的身体机能。在开始的几天为了防止过度热应激，应把运动强度降低到60％一70％。当然，要保证运动员不受到热伤害，比如中暑和热疲劳。这时训练要选择让运动员尽可能多的补充体液的方式进行。

科学训练是我们所追求的，所以在热环境下训练时，我们应科学的安排训练计划和训练的量，科学的利用热习服，时刻预防热环境对人体的危害，时刻关注运动员的生理变化，做好一切该做好的预防工作，从而达到预期的训练效果。