室内网球馆的热舒适温湿度范围

人类生存于环境之中，人与环境有密切的联系，人利用和改造环境以获取物质和能量，环境反过来作用合营响人体。在环境对人体的诸多影响方式中，使人产生冷或热感觉是最普遍的形式，因为人无论处在哪种环境中，都会产生一定的热感觉。我们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。

热环境各因素对人体影响的研究 已经经历了大半个世纪。最初，根据美国堪萨斯州里大学等长期研究结果，产生了ASHREA 55-74标准，即《人们居住的热舒适条件》，及后来的ASHREA 55-81标准《人们居住的热环境条件》。国际标准化组织(ISO)根据丹麦工业大学P.O.Fanger教授的研究成果于1984年制定了ISO7730标准，《适中的热环境——PMV与PPD指标的确定及热舒适条件的确定》。上述研究成果及相应的标准形成了以后的热舒适行热环境设计的依据。

目前，随着人们生活水平的提高，人们更注重锻炼好自己的身体，从而进行许多有益于身体健康的体育活动。在夏季，传统的体育活动比如篮球、足球等一些户外活动热度不减，而新兴的一些运动比如健身、保龄球、网球等运动手越来越多高薪阶层的青睐，因此，他们对这种室内活动馆的热环境也提出了比较严格的要求。因此，本文以室内网球馆为例通过热舒适评价指标PMV-PPD来确定适宜人们运动休闲的温度、湿度。

2 PMV-PPD指标

1984年，国际标准化组织(ISO)在丹麦工业大学P.O.Fanger教授研究成果的基础上提出了两个评价室内环境人体热感觉的综合性指标——预测平均投票值PMV(predicted mean vote)和预测不满意百分数PPD(predicted percentage of dissatisfied),其中PMV指标代表了对同一室内环境绝大多数人的热舒适感觉，PPD指标代表了对热环境不满意的百分数，PPD由PMV导出。

PMV-PPD指标综合考了人体活动程度、衣服热阻（衣着情况）、空气温度、平均辐射温度、空气流动速度和空气湿度等六个因素，以满足人体热平衡方程为条件，通过主观感觉实验确定出的绝大多数人的冷暖感觉等级。PMV的分度如表1所示。

表1 PMV热感觉标尺

现今，业内仍然采用PMV和PPD作为室内热环境最权威的评价标准，许多建筑法规将其作为室内热环境的主观评价指标。

3 PMV、PPD数学表达式分析

（1）PMV

M——人体新陈代谢率，W/㎡

η——人的机械效率,%

H——人体净得热量，W/㎡

pa——空气中水蒸气分压力，kPa

ta——空气温度，⁰C

f_cl——服装面积系数，%

T_cl(t_cl)——着装人体外表面平均温度，K(⁰C)

T_r(t_r)——平均辐射温度，K(⁰C)

h_c——对流换热系数，W/㎡?⁰C

（2）f_cl

I_cl——衣服热阻，㎡?K/W;

（3）t_cl

（4）h_c

v_a——空气的相对流速，m/s

（5）PPD

4 利用PMV-PPD指标模拟计算确定网球馆内适宜的温湿度

在模拟计算中，根据夏季从事网球运动的人的生活习惯和穿着情况，做以下几点假设：

（1） 人在网球馆内，从事网球运动对应的人体代谢率为M=4.6met(约等于268w/m²)

（2） 从事网球运动的人习惯于穿着情况见表2

表2 着装热阻情况

根据公式

计算出运动人员的衣服热阻为0.487CLO

(3) 从事网球运动的人与空气相对流速为1.0m/s

(4)人的机械效率为η=5%

(5)围护结构内表面平均辐射温度等于室内空气温度，即t_a=t_r

因此，根据以上假设条件本文通过编制MATLAB程序计算出该种情况下的PMV-PPD指标值，计算结果见表3

表3 不同温度和湿度情况下的PMV值和PPD值

根据ISO 7730对PMV-PPD指标的推荐值：PMV值在-0.5~+0.5之间，PPD<10%，并结合表3中的数据，得出夏季网球馆内温室温湿度设定值推荐范围为表中加黑加斜数字范围，其中核心区为：

室内温度：8—10⁰C

相对湿度：20%—70%

5 结论

本文通过MATLAB程序，根据Fanger教授提出的PMV-PPD指标，提出了室内网球馆的热舒适温湿度范围。其中：

当室内温度为8 ⁰C时取80%为最佳；

当室内温度为9 ⁰C时取50%为最佳；

当室内温度为10 ⁰C时取30%为最佳。

以上分析提出的数据以供工程设计人员在设计师作为参考依据，同时也为现场操作人员运行调节时提供参考。

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