《平均辐射温度对室内环境评估的影响.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《平均辐射温度对室内环境评估的影响.（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
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
2、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）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
3、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.
4、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=32，=0.95）。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
5、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t 10-40 要求精度：2 最佳精度：0.2 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 t 0-50 要求精度：0.5 最佳精度：0.2 这些值应该满足|t-t|0-50：5 50-150：50.08(t-50) 最佳精度：-40-0：（0.5+0.01|t|） 0-50：5 50-150：0.50.04(t-50)间接测量 t 0-200 要求精度：-60-0：（10.1|
6、t|） 0-50：1 50-200：10.1(t-50) 最佳精度：要求精度的1/2 这些值至少应保证误差|t-t|20 t -40-+120 要求精度：50：10.05（t-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。2.1市场上可用的仪器测量平均辐射温度的一些仪器在市场上是可以得到的。最流行的毫无疑问是黑球温度计，因为它的成本低、可塑性高。但是它受高响应时间的影响（因此它不可能进行持续测量），由于它是球形，过高的估计了它与水平表面（天花板和地面）的辐射能力。此外它不允许评估辐射温度不对称的情况，辐射温度不对称是在温和环境中引起局部
7、热不适的四个原因之一。接触式温度计与辐射温度计都有广泛的应用。接触式温度计价格便宜，但是使用时需要更加小心和注意，由于接触电阻的存在接触式温度计测量的数值可能是不可靠的。辐射温度计需要测量物体表面的辐射系数值。不像黑球温度计，这两种仪器都可以测量辐射温度不对称的情况。最后，净辐射计可以直接测量平均辐射温度，但是价格十分昂贵，需要多个传感器或者从三个方向测量计算平面辐射温度值。在表2中总结了平均辐射温度的不同测量方法。表2 平均辐射温度的不同测量方法 测量方法及方程式 优点 缺点黑球温度计测量 这种方法经常被使用，主要由于： 对流和辐射热的交换系数一般是接近的 设备紧凑、容易计算、物体形状不是球
8、形导致与环境水平面相关的辐射热流的计算值会偏高 可以直接计算人体的辐射热负荷黑球的辐射系数值与服装的辐射系数值不一样（尤其是如果直接接受太阳辐射）成本低测量的不连续性（不适合不均匀的环境）通径标准响应时间长（大概20-30分钟）双球辐射计（球形或者椭圆形双球辐射计（球形或者椭圆形）补偿对流热负荷测量的不稳定性 由于： 可以直接计算人体的辐射热负荷物体表面形状不是球形球体的空间位置不同 黑色涂料发射率 反射球面的发射系数（随着时间而增大） 球形恒温器环路的复杂性测量的不连续性 普遍性低 响应时间长恒定空气温度传感器（球形或者椭圆形）补偿对流热负荷测量的不确定性由于： 可以直接计算人体的辐射热负荷
9、物体表面形状不是球形 传感器发射率 球形恒温器环路的复杂性 尤其是 测量的不连续性 普遍性低根据有效辐射流测量精度最高与辐射系数无关 由于辐射流的测量必须从三个方向进行因而具有复杂性 由于可以研究瞬变现象具有广泛性普遍性低 测量的不连续性根据周围表面的温度和角系数来计算的方法精度高 因为计算复杂 由于 接触式温度测量 接触式测量很难进行 单一表面的计算关系有利于 计算需要知道环境所有表面的温度 广泛性 因为 需要设备 研究瞬态现象 透明表面存在太阳能负荷需要辐射计 评估环境的辐射场 非标准几何图形的角因素使计算很困难 评估不对称情况基于角系数和远程温度计来计算精度高：计算的复杂性 ： 能够进行
10、表面温度的多个测量 计算表面的辐射系数 单一表面的计算关系有利于 不透明表面的温度测量需要设备、广泛性： 透明表面存在太阳能负荷需要辐射计 不 研究瞬变现象 均匀几何图形的角因素使计算很困难 评估环境的辐射场 评估不对称情况根据平面辐射温度测量和根据净辐射计测量的方程式补偿对流热负荷相关性不确定 广泛性由于能测量不对称的情况圆盘的空间位置不同 黑涂料的辐射系数超过一定时间反射圆盘的辐射系数会增加恒温器环路的复杂性测量不连续性普遍性低响应时间长基于恒定空气温度测量站着补偿对流热负荷相关性不确定 广泛性由于能测量不对称的情况黑涂料的辐射系数坐着恒温器环路的复杂性 测量不连续性和 响应时间长基于由一个吸收圆盘和一个反射圆盘组成的加热传感器计算补偿对流热负荷不确定性由于：站着广泛性由于能测量不对称的情况 黑涂料的辐射系数 恒温器环路的复杂性坐着 测量不连续性 普遍性低和 响应时间长由于成本高、测量需要时间及其复杂性，平均辐射温度测量仪器的选择不能符合ISO标准7726的要求是不重要的。事实上：（a）表2中简要总结的方法使用时需要注意并且需要熟练的使用者；（b）要根据热环境的种类正确的选择测量仪器（例如，不像极冷和极热的环境，在温和的
