平均辐射温度对室内环境评估的影响.doc

1 译文平均辐射温度的测量及其对室内热环境评估的影响摘要: 平均辐射温度是人们暴露在一个特有的热环境中( 室内和室外) 跟热舒适相关的六个主要变量之一。平均辐射温度不能直接测量, 它一般是通过不同的方法和仪器来测量, 这些仪器的基本信息和精度要求在 ISO 标准 7726 中都有记录。本文介绍了几种典型测量方法并结合市场上常见实验仪器计量性能的对比分析得出了关键性的评论。为了达到这一目的本文设计了一个典型的房间实验, 再现夏季和冬季工作环境会遇到的典型微气候条件。最后讨论了测量方法和所用仪器对热舒适( 全面和局部) 和热应力评估的影响。得到的结果显示使用符合 ISO 标准 7726 要求的不同仪器导致平均辐射温度值是彼此相互兼容的,但是热环境评估的结果是存在歧义的。得到的结果都集中在对开始一个关于测量协议和仪器的深度讨论的需求,这将可能导致 ISO 标准 7726 所要求的精度标准有所降低。关键字: 平均辐射温度热舒适热应力预测平均评价( PMV ) 预测热应力模型( PHS )2 1. 引言根据合理的研究方法, 热环境的评估需要了解六个参数: 两个主观参数( 服装热阻与新陈代谢速率)和四个物理参数(空气温度、平均辐射温度、气流速度和空气湿度) 。这些参数要通过测量或者估算来计算,根据具体情况,舒适条件或者应力指数来进行热环境评估。对于温和环境而言,主要目标是保持居住者的舒适条件,平均热辐射温度 tr (定义为一个假想等温围合面的表面温度, 它与人体之间的辐射热交换量等于人体周围实际的非等温围合面与人体之间的辐射热交换量) 是一个非常重要的因素, 尤其是在表面受到强烈的太阳辐射的建筑里。实际上, 一个暖和的表面比周围空气温度更能使人们感到暖和, 同样冰冷的墙面或者窗户会给人带来冷感, 即使周围空气温度是在一个舒适的水平。在一个温和的环境中, 忽略掉对建筑能耗和产生的不重要的影响因素, 这一现象也可能会导致人体周围的辐射热流的不对称从而引起局部热不适。在特殊的工作条件下(例如工厂,施工区) ,除了在户外工作, 还存在高太阳能负荷、高和低的辐射负荷来源, 必须小心处理, 其他一些工作区域例如烘焙、汽车制造业、玻璃工长、铸造业、矿山、速冻等也应避免冷热失调。 2. 平均辐射温度的测量及测量仪器的特性以 ISO 标准 7726 来评估室内条件下平均辐射温度的方法论是不简单的,而且由于太阳辐射的影响它们与室外常用的方法稍有不同。这个标准考虑了三种测量方法( 基于黑球温度, 双球体辐射计和恒定空气温度传感器) 和两种计算思路( 基于人与周围表面的角度因素和平面辐射温度)。此外, 它表明如何通过斯蒂芬- 波尔兹曼方程定义的绝对辐射热和环境表面与人之间的有效辐射热折算平均热辐射温度值 tr (假设皮肤表面温度和服装辐射系数分别为 skt =32 ℃,ε= )。 ISO 标准 7726 表明用于测量平均辐射温度的仪器的不同特征,根据不同的热环境(温和或者极冷/热) 的种类将其分为 C类( 舒适)和S类( 应力)。表1 中记录了测量温和环境和严峻环境的平均辐射温度的仪器的主要特征。表1 根据 ISO 标准 7726 在温和环境( C 类)和应力环境( S 类)中平均辐射温度测量和计算使用的仪器主要特征测量范围精度 C类直接测量 tr 10-40 ℃要求精度: ? 2℃ 3 最佳精度: ? ℃市场上的仪器很难保证如果不能保证要注明实际的精度值间接测量 tpr 0-50 ℃要求精度: ? ℃最佳精度: ? ℃这些值应该满足|tpr -ta |<10 ℃ ts 0-50 ℃要求精度: ? 1℃最佳精度: ? ℃ S 类(应力) 直接测量 tr -40-150 ℃要求精度: -40-0 ℃:?( 5+|t a |)℃>0-50 ℃:? 5℃>50-150 ℃:?[5? (t r -50)] ℃最佳精度: -40-0 ℃:?( +|t r |)℃>0-50 ℃:? 5℃>50-150 ℃:?[ ? (t r -50)] ℃间接测量 tpr 0-200 ℃要求精度: -60-0 ℃:?(1? |t pr |)℃ 0-50 ℃:? 1℃ 50-200 ℃:?[1? (t pr -50)] ℃最佳精度:要求精度的 1/2 这些值至少应保证误差|tpr -ta |<20 ℃ ts -40-+120 ℃要求精度: <-10 ℃:?[1? ( -ts -10 )]℃-10-50 ℃:? 1℃>50 ℃:?[1? (ts -50 )]℃最佳精度:要求值的 1/2 注意:所有仪器的响应时间( 90% )必须是最短的,应该指定为仪器的特征。 市场上可用