2021.11.19
绿小居
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(图一)实验步骤
(图二)实验设置
(图三)采集数据
(图四)采集数据
服装绝缘对热舒适度指数影响实验性研究:服装绝缘材料是用于计算预测的平均投票率(PMV)和新的标准有效温度(SET*)的六个参数之一。各种研究已经 证实了气速、风向和姿势对服装绝缘的影响。然而,因为这些因素如何通过影响服装绝缘来影响热舒适度的预测尚不清楚。
本研究采用人体模型实验,介绍了八套当前典型服装组合在不同风速和风向下的服装绝缘情况。还研究了空速、风向和姿态对PMV和SET*计算的影响。人们会根据周围环境调整衣服,以保持适当的热平衡。服装绝缘对人体的热舒适性[2,3]至关重要。同时因为量化服装绝缘值对热舒适性预测的影响的文献是有限的。所以,需要研究服装绝缘估计误差对热舒适指数计算的影响。 Lee等人测量了衬衫、裤子和鞋子的服装组合,其中只有衬衫和裤子的材料和设计不同。根据ASHRAE手册,这些集成的服装绝缘值0.61clo,而基于人体模型实验的实际测量值范围为0.65clo~0.83clo[30]。
量化服装绝缘值对热舒适性预测的影响的文献是有限的。因此,需要研究服装绝缘估计误差对热舒适指数计算的影响。在风[10,11]的存在下,服装绝缘性显著降低。根据Havenith2等人的结果,提供了受气速影响的服装绝缘的校正方程三种不同类型的服装组合的服装绝缘材料。
首先,利用人体模型实验测量了8套典型服装集成的服装绝缘情况,扩大了服装绝缘的数据库。然后证实了风速、风向和姿势对服装绝缘的影响。随后,研究了这些因素 对热舒适性预测的影响,以促进复杂环境中热舒适性的可靠预测。还比较了基于ASHRAE手册的服装绝缘材料计算的PMV和SET*值,以及人体模型实验的结果。人体模型被放置在站立和坐姿中,而不改变表面积。实验中选择了8套典型的服装套装,用非纺布胶带粘贴在服装表面的t型热电偶(0.32mm)测量服装和热人体模型的表面温度。旋转热人体模型,将其定位在上风、横风和下风方向。确保服装绝缘效果可靠。对每个服装套装进行了两次独立的测试。基于ASHRAE手册的衍生方法定义服装绝缘的一种简化方法是指服装绝缘数据库中提供的服装集成(可与所述服装集成相比较)。一些服装绝缘数据库为有限种类的服装组合[4,5]提供了服装绝缘数据。本研究中的服装组合包括裤子、衬衫、外套、袜子和鞋子。根据ASHRAE手册中列出的服装集成,本研究中使用的服装的服装绝缘都假定为0.96clo,因为它只列出了有限种类的服装组合[5]。
服装绝缘材料在PMV中的应用:PMV指数根据ASHRAE7点热感觉量表[7]预测了一大群人群的平均反应。服装绝缘材料在套装上的应用: SET*定义为相对湿度(RH)为50%的标准环境的等效空气温度,其中受试者穿着为相关活动标准化的衣服,具有相同的热应力(皮肤温度tsk)和 温度调节应变(皮肤湿度w);利用双节点模型 计算实际环境中的皮肤湿度w;服装绝缘层Icl是 一个影响SET*的值。本研究的目的之一是研究服装绝缘对SET*预测的影响。
服装绝缘精度对PMV的影响:服装绝缘计算的PMV的最大差异通常约为0.96,站立和坐姿的差异分别为0.2和0.4。用服装绝缘材料计算出的SET*之间的最大差异。 因风而减少衣物绝缘对PMV的影响:如果不考虑风导致的衣服绝缘材料的减少,气速对PMV指数的影响将被低估。这种低估将降低预测热舒适度水平的准确性。此外PMV值之间的最大差为0.6。SET*值之间的最大差异服装绝缘为2.2◦C。服装绝缘精度对套装*的影响:用服装绝缘材料计算出的SET*值之间的最大差异,通常约为0.96和1.4分别为站立姿势和坐姿(红色区域)。根据ASHRAE手册(0.96clo)的服装绝缘计算的SET*值等于坐姿,因为ASHARE手册仅提供站立姿势的服装绝缘。 因风而减少衣物绝缘对套装的影响:在考虑服装绝缘量的情况下,忽略服装绝缘量的减少量高于计算结果。这是因为如果服装绝缘被高估了,实际环境中的合理热损失将被低估 ,因此,计算出的SET*的值高于实际值。服装绝缘层对热舒适预测的影响:不准确的服装绝缘值会导致低估或过高估计PMV和SET值。 而且现有的服装绝缘数据库不再满足评估穿着不同类型服装的人体热舒适度所需的需求,所以需要扩大服装绝缘的数据库。本研究提供了八套典型服装组合的服装绝缘值。应将各种材料和来自不同国家的服装组合 的服装绝缘价值添加到现有数据库中。减少衣物绝缘对热舒适度预测的影响:忽略了由于风而导致的衣服绝缘值的降低导致高估了PMV和SET*值。夏季和冬季的室内环境,在这个低空速范围,忽略服装绝缘值的降低,不会导致PMV和SET*的计算有显著差异。姿势和风向对热舒适度预测的影响:横风下的PMV和 SET*分别为0.5和0.5◦C比其他风的温度更高 。证实了姿势通过影响服装绝缘值来影响热舒适度的预测。站立姿势的PMV和SET*值均高于坐姿。但是对于其他姿势的服装绝缘值的调查,如横向、仰卧和癫痫坐是有限的。此外,近年来关于热舒适和睡眠质量的讨论越来越多。