ASHRAE 55-2010翻译

1.目的 这个标准的目的就是指明室内热环境因素和人为因素,这些因素会影响空间内的热环境情况,指出一个合理的组合使得空间的热环境情况能被居住者接受。2.范围 2.1环境因素包括:温度,热辐射,湿度,空气流速;人为因素包括:人活动和衣物。 2.2 此标准中的所有标准都需一起应用,因为环境都是很多复杂因素叠加而产生的。 2.3 此标准指明的热环境情况是成年人在大气压力下(相当于海拔3000m)能适应的情况,至少在室内能生存15min以上。 2.4 此标准不处理非热环境因素,如空气品质,声学,照明度,或其他物理,化学,或生物空间的能引起人不适或构成健康威胁的污染物。 3.定义 4.总需求 要使用这个标准,必须指明此标准规定中设备的所适应的空间,也必须指明居住者的适应程度(必须能在空间内生存超过15分钟)。 人得活动和衣服也需考虑进这个标准中,如果生理活动和衣服有明显的不同,那么这些差异要考虑进来。 在某些条件下可能无法达到每个居住者都可接受的热环境,因为每个人都有个人差异,也包括个人活动和衣服的差异。但如果是因为其他原因而导致的没达到,那么要指明这些其他原因。 舒适的热环境情况标准可根据本标准中的5.2和5.3。每一个应用都应指明是适用于哪一部分的。 5. 提供热环境的条件 5.1 介绍。对于热舒适度的满意程度是一种心理上的体验,所以会因为不同人的感官不同而很难满足所有人的需求。一些实验和临床数据提供了一些必要的定义大部分人觉得满意的热舒适度条件。第5部分就给出了特定比例的人在特定空间内觉得热舒适的条件。 主要有6个因素决定,还有一些其他的因素,5.4和附录A和B给出了详细的描 述。 1. 新陈代谢强度 2. 衣服热阻 3. 空气温度 4. 辐射温度 5. 空气速率 6. 湿度 所有的这些因素都会随着时间而改变,本标准只针对稳定状态下的热舒适(特定范围内温度随时间的变化5.2.5)。Note:一个人进入此环境中可能并不会马上感到舒适,因为这也有部分取决于此人所处的上一个环境。上一个环境对其舒适度感知的影响大概会维持一个小时。 5.2.4阐述了不一致性。Note:因素2到6,对于一个人的身体来说,每个地方都会不均匀,而这个不均匀性也是考虑热舒适度的一个重要因素。 标准中列出的大多数相关参考数据都是适用于坐着的办公活动或接近坐着那一类的活动。但是将此标准用在适当增加活动强度的情况下也是可接受的。不适用于睡觉或躺着的情况。可用的人体数据并没有考虑儿童,残疾人,年幼者的热舒适度。将这些信息应用在一群人的情况也是可行的,如教室内。 5.2给出了适用于大多数情况的计算方法。自然调节下热空间的舒适度所需的要求与室内环境下所需的要求不尽相同。实验调查显示在自然调节空间,居住者可自行控制窗户,主观的舒适度的会随着热感知的不同而不同。5.3指明了自然调节情况的复合热舒适的条件。5.3的方法为满足这个标准的空间提供了可行的方法,但可能不适用于其他不满足条件的空间。 5.4指明了一些细节的变化,对于这些细节的理解可以更加有效地使用第5部分来进行计算。 5.2 确定可接受的热环境的方法。当使用5.2来确定可行的热环境需求时,以下分点5.2.1,5.2.2,5.2.3,5.2.4,5.2.5的要求也都应满足。此标准推荐了一个特定比例人群的舒适值。 5.2.1 运行温度。对于给定的湿度,空气流速,新陈代谢强度,和衣服热阻,可以确定一个舒适区。这个舒适区由一个范围内的舒适温度区来进行定义的,在这个舒适区内环境温度都是可接受的范围,或者由人群可接受的空气温度和平均辐射温度来定义。 这个部分描述了确定舒适区温度范围的方法。5.2.1.1使用一个简化的图表方法来确定许多条件下的可接受的舒适区温度范围。5.2.1.2使用基于热平衡模型的电脑 编程方法来确定可接受的舒适区范围,这种方法能使用于更多的情况。对于给定的条件,两种方法的结果是一致的,只要能符合设计需求,每种方法都可行。见附录C和2009ASHRAE手册-Fundamentals,第9章,有计算运行温度的流程方法。在附录C描述的某些条件下,允许使用干球温度作为运行温度的近似值。 5.2.1.1 典型室内环境的图表舒适区方法。新陈代谢强度在1.0到1.3met范围内,衣服热阻度在0.5到1.0cl o范围内,可以使用这种方法。附录A给出新陈代谢强度,附录B给出衣服热阻,这两个条件适用于大部分的办公室情况。 图 5.2.1.1的运行温度的范围对于80%的居住者都是可接受的。因为考虑到PMV-PPD指标下整个个体的不满意度为10%,再加上局部(部分身体)热舒适的平均10%的不满意度。标准附录D给出了一张输入输出列表,PMV-PPD程序使用这些值来得到这些表。 图5.2.1.1指明了满足上述标准的环境的舒适区,这里空气流速不高于0.2m/s。这样就产生了两个区域,一个区域是衣服热阻值为0.5cl o,一个区域是衣服热阻值为1cl o。这两个值分别可以典型代表冷热条件下人的穿着情况。使用0.5cl o和1.0cl o范围的这两个值来计算最大和最小运行温度是可行的。 这里 =衣服热阻计算出的运行温度上限 =衣服热阻计算出的运行温度下限 =问题中的衣服热阻,clo 在某些情况下,适当提高空气流速来增加舒适区运行温度的上限也是可行的。 5.2.3就描述了适当改变一些特定值进行调整。 5.2.1.2电脑编程方法计算常规室内模型。对于新陈代谢强度在1.0到2.0met条件下,衣服热阻值在1.5cl o以下的情况都能适用。附录A给出对新陈代谢强度的估值,附录B给出对衣服热阻的估值。 考虑到人对不同环境的热敏感度,ASHRAE给出了衡量热敏感度的刻度范围: 热 温暖 微温 0中立 微凉 凉爽 冷 预测平均投票数(PMV)使用热平衡原理来关联5.1提到的6个关键参数,将人群对热的反应进行热敏感度评定。这里假设人们打分就是对热环境的不满意,并且假设PPD在PMV的中立周围正负值都是对称的。 表5.2.1.2定义了PPD和PMV的典型应用推荐值范围。这个是5.2.1.1图表方法的基础。六大关键因素组合定义出的一个舒适区范围,这个范围内PMV特定的推荐值范围在表5.2.1.2中。PMV模型用空气温度模型进行计算,问题中的平均辐射温度和可适用的新陈代谢强度,衣服热阻,空气温度,和湿度。如果PMV 用模型计算出的结果在推荐值范围内,那么此条件就在舒适区内。 此标准中PMV的使用需要空气流速在0.2m/s以下,在某些情况下,适当提高空气流速来增加舒适区运行温度的上限也是可行的。5.2.3就描述了适当改变一些特定值进行调整。 有好几个计算机程序来预测PMV-PPD的值。本标准所使用的是附录D的代码。 5.2.2 湿度限制。当使用5.2.1.1的图表舒适区方法时,系统的湿度应保持或低于相对湿度0.012 ,此情况对应的水蒸汽压为1.910kPa,露点温度为1 6.8℃。 对于湿度没有下限,此标准也没有指明湿度的最小值。Note:非热舒适因素,如皮肤干燥度,静态电力系统,这些都会给最低湿度划一个可接受的最小限度。5.2.3 提高空气流速。这个标准允许在某些情况下,适当提高空气流速来增加舒适区运行温度的上限。环境和人为因素,以及居住者是否能控制空气流速都会给温度设限。 5.2.3.1 图表提高空气流速方法。图5.2.3.1表明了温度可能提高的幅度。此图中空气流速和温度组合定义的线相当于皮肤散失的热量。这些曲线的参考点是舒适区PMV定义的空气流速上限,如5.2.1.2中定义的0.2m/s。这个图适用于着装轻便的人(0.5到0.7clo),主要是办公室坐着的活动(新陈代谢强度为1.0met 到1.3met)。曲线是由5.2.3.2描述的SET热力学模型得到的。 图中显示的温度上升是关于平均辐射温度和空气温度的。也就是说,两个温度的上升的幅度都是与起始点成正比的。当平均辐射温度很低,空气温度很高时,提高空气流速并不能有效地提高换热损失。反之,若要有效提高换热损失,那么需要平均辐射温度很低,空气温度很高的条件下。因此,图5.2.3.1的曲线需要与相关的平均辐射温度与空气温度差值结合起来使用。插值法求解是可行的。 在图表提高空气流速方法中,对于轻量劳动办公室活动的人来说,所需的空气流速不应超过0.8m/s,尽管当使用SET模型时更高的流速也是可取的。任何提高空气流速的好处都取决于人的衣服和活动。由于皮肤上汗蒸发吸热,提高空气流 速对高强度活动的人更有效。也由于暴露在空气中皮肤的面积,那些穿着比较少的人也会由于空气流速的提高而更有效换热。因此,图5.2.3.1对于活动量高于1.3met和衣服热阻小于0.5cl o的人来说是保守估计的,其实也能适用。 由于人身体被包裹地约多,空气流速对其散热的影响越小,因此,图5.2.3.1会低估衣服热阻大于0.7clo时所需的空气流速,所以不适用于这些情况。 5.2.3.2 SET方法。图5.2.3.2显示了由SET(标准有效温度)模型得到的一个皮肤热损失云图的特殊范例。但是,这个模型并不只是适用于这个特定的例子,应用范围和广。 SET模型用一个与人体模型对应的热力相似来减少真实环境和个人差异的组合因素影响,并将其集成为一个影像标准环境,在这个环境中,人体皮肤的热损失等于真实环境中的热损失。这个模型可以改变空气流速在一个很大空气温度范围、辐射温度范围、相对湿度范围内的影响。 图5.2.3.2用SET模型扩展了图5.2.1.1的舒适区的空气流速区,例如相对湿度0.010 。图5.2.1.1是基于PMV对0.1m/s的空气流速进行计算得到的。图5.2.3.2的扩展由两方面产生。如5.2.3.1所指出的,为了确定PMV舒适区限度的上限边界,最先使用PMV模型计算在空气流速为0.15M/S时,运行温度范围为PMV。在边界确定之后,空气流速大于0.15m/s的舒适区包围曲线由常量SET定义。SET线表明了温度/空气流速的组合区域,在此区域内皮肤的热损失与0.15m/s PMV舒适区边界相等。 Note:SET模型可以在ASHRAE 热舒适工具CD中得到,见此标准的附录F。5.2.3.3 空气流速的限制。 5.2.3.3.1有本地控制。对于本地控制,必须至少每6个人,每84m2就能有一个控制器,连续调整的步伐不能高于0.25m/s。 5.2.3.3.2 无本地控制。 对于运行温度高于25.5℃的情况,低强度办公室工作者而言,空气流速的上限为0.8m/s。 对于运行温度低于22.5℃的情况,空气流速的上限为0.15m/s,避免冷风不舒适感。 对于运行温度高于22.5℃低于25.5℃的情况,允许速率遵循图5.2.3.2。这个曲线相当于0.6cl o和1.1met条件下的SET曲线。 5.2.3.4 空气流速测量。运行温度高于22.5℃时,身体的整个热平衡决定了舒适度。使用5.4来确定平均空气流速。 继续阅读