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1、 空气湿度对热舒适的影响探讨 岳锐 袁琪 肖德玲 (珠海格力电器股份有限公司制冷技术研究院) 摘摘 要要 分析了湿度的来源、影响以及湿度的重要性，结合客观实验和人体主观实验分析了湿度对舒适性 的影响。结果表明：湿度以间接或直接的方式影响热舒适性，在一定的温度下，降低湿度使居住者感到更 冷、更干燥，而且对纤维织物的感觉更光滑舒服。 关键词关键词 湿度 温度场 热舒适 DISCUSSION ON THE INFLUENCE OF HUMIDITI ON THERMAL COMFORT Yue Rui Yuan Qi Xiao Deling (Refrigeration Institute of G
2、ree Electric Appliances, Inc. of Zhuhai519070) Abstract The source, influence and importance of humidity are discussed. And the influence of humidity on thermal comfort is analysed by objective and subjectivity experiments. The results show, humidity has an effect on thermal comfort by indirect or d
3、irect ways. At a same temperature, lower humidity makes residents feel colder, drier, and they feel more smooth and more comfortable on fabric. Keywords Humidity Temperature Filed Thermal Comfort 0 前言 热舒适是一种对环境既不感到热也不感到冷 的舒适状态，用来描述室内人员对热环境表示满意 的程度。人体热舒适与热环境的研究从上世纪初便 开始了，并且已经取得了大量的成果。而空气的湿 度在许多方面直接或间
4、接地影响着人体舒适性。在 人体能量代谢平衡过程中，湿度直接影响到对冷热 的感觉、皮肤表面的水分、舒适感、对织物的触摸 感等1。 炎热天气下，除了气温，湿度也会影响人体感 受热的程度。持续酷热及相对湿度高的时候会对人 带来危险，因为人体中有不同的机制来维持摄氏37 度的体温，每当外界温度上升时，人体会改变血液 循环的速率，增加汗腺分泌，甚至以喘气的方式排 出多余的热量。但当外界温度太高及潮湿以致人体 未能及时将多余的热量排出时，人就会很容易出现 抽筋、热衰竭甚至中暑。 虽然舒适性温度区域的定义很完善，也被实验 和观察所证明。但是湿度的范围很少被确定，特别 作者简介：岳锐（1984-），女，助理工
5、程师。 是在高湿度下有利于真菌和细菌的繁殖。如果室内 的湿度较低，皮肤会极度干燥从而导致皮肤的损 伤、粗糙和不舒适性，甚至削弱皮肤保护功能2。 1 湿度的重要性及影响 1.1 湿度的来源 水蒸气的产生来自呼吸、皮肤挥发或者家庭活 动（如卫生间、厨房、洗衣服等），甚至过多的绿 色植物也会增加室内湿度。 1.2 湿度对建筑物的影响 无论是以液体还是以蒸汽的状态，水是造成建 筑物受损的首要原因，少量的蒸汽就足以对人和建 筑物的健康带来直接和间接的影响。 建筑物或者翻新建筑中缺乏通风，结合体的绝 热与密封措施的改善，会因湿度的增加而引起建筑 物的损害热桥冷凝、玻璃结露、保湿层发霉、 隔断墙变质等。 1
6、.3 引起微生物的污染 室内相对湿度较高会增加螨虫的数量，表面较 冷的地方会形成冷凝，有利于真菌和细菌的繁殖。 某些病毒和细菌，在空气中不能存活很长的时间，却可以在潮湿的表面存活数月、数年。 螨虫繁殖的最有利条件是：温度24及相对湿 度75%。湿度每降低5%，螨虫的数量就会减少六分 之一。相对湿度低于45%，螨虫就会消失。其他微 生物、霉菌有十万种以上，霉菌的代谢会产生大量 带有强烈气味的有机挥发物。还有由于湿度过大造 成建筑材料变质，并由此衍生有害物质。因此有必 要控制建筑物内的相对湿度，使其保持在人体舒适 的范围内，即相对湿度在40%到65%之间。 1.4 对人体舒适性的影响 湿度和温度对
7、人体热感觉的影响程度的比值 为1：3.72；随着温度的升高，湿度对人体舒适性的 影响越来越大；高湿度（相对湿度为75%）对人体 的感觉有明显的影响。空气湿度影响着皮肤表面粘 液和汗液的蒸发，以及通过皮肤的水分扩散，即影 响人体新陈代谢的平衡，因此影响到人体温度、热 感觉。低湿度时皮肤极度的干燥从而导致皮肤的损 伤、粗糙和不舒适性，甚至削弱皮肤保护功能；高 湿度使皮肤的水分中贡的含量增加，并关闭汗腺， 减少出汗；空气品质的清新也受到环境中温度的强 烈影响3。 1.5 对空气质量的影响 湿度也影响到人们对空气质量以及对环境的 舒适和满意方面的感觉。气味能分散对环境的可承 受性，而且湿度可以刺激或掩
8、盖气味和嗅觉。另外 我们凭感觉判别空气质量时，会受到温度、湿度和 空气流动速度的物理因素影响。对于一个人均新鲜 空气为15L/s，通风良好无气味的房间，湿度的增加 会使人们感觉空气不新鲜。 Fanger发现普通的建筑材料中释放出的污染空 气有类似的结果。对一个特别的污染中心，随着温 度或湿度的降低，所感觉的空气质量更可被接受。 这种可接受性与湿空气的焓有强烈的联系。进一步 研究发现温度和湿度对材料的释放速度几乎无影 响。 1.6 对织物的影响 在温暖的环境中热的不舒适感随湿度的增加 而增加，不舒适与皮肤的水分有联系，在皮肤的湿 润度高于 25%的环境中，人们多数会感到不舒适。 这不仅与皮肤的水
9、分有关，并且还与皮肤和衣服的 摩擦有关。高湿度会影响到人对织物的触摸感，皮 肤表面的高水分与不舒适的关系部分在于皮肤和 衣服产生的磨擦。 当纤维 （从粗糙的粗麻布到羊毛、 棉布、聚醋、平滑的真丝)从皮肤上拖过，随着湿度 和排汗的增多，拉力也在增大，纤维的质地或粗糙度对舒适感的影响也在增强。 2 湿度对舒适性影响的相关实验 2.1 低温下不同湿度对温度场的影响 2.1.1 不同湿度下温度场的对比 分析离地面 0.27 米、0.85 米、1.42 米和 2.0 米 等不同平面的平均温度，按照一定的布局在每个平 面上选取点，然后求其平均值。由数据可以看出， 在同样的高度下，即使设定相同的室内温度，当
10、改 变室内相对湿度时，室内的平均温度会发生波动， 相对湿度越高，室内的平均温度会偏高。 2.1.2 不同时刻湿度场的分布 图 1 中列出了温度场的稳定情况。 010203040506070809010min20min30min40min50min60min 35%55%70%图 1 18下不同时刻湿度的分布 从图中数据可以看出，55%湿度场比较容易稳 定，70%的湿度场很难稳定，上下波动在 7%。 2.1.3 相同湿度下不同高度的温度场 图 24 为相同湿度下不同高度面上温度场的 对比。 1515.51616.51717.51830min40min50min60min 0.27m0.845m1
11、.42m1.995m图 2 湿度为 35% 1515.51616.51717.51818.530min40min50min60min 0.27m0.845m1.42m1.995m图 3 湿度为 55% 1515.51616.51717.51818.530min40min50min60min 0.27m0.845m1.42m1.995m图 4 湿度为 70% 由图 24 可以看出，当室内湿度为 35%时， 同一个面上的温差为 1 度左右，且在不同高度面上 的温差也是 1 度左右；当室内相对湿度是 55%时， 同一个平面上的温度基本恒定，且在不同高度面上 的温差在 0.5 度左右，较室内相对湿度为
12、 35%时要 小，室内温度场均匀；当室内湿度为 70%时，同一 个平面的温度波动范围逐渐减小，且不同高度面上 的温差也逐渐减小，说明 70%的相对湿度对室内温 度差的波动有较大的影响，但是高湿有利于提高人 体的热感觉；在低温下（18）可以通过控制室内 的相对湿度（55%）来实现室内温度场的均匀性。 2.2 高温下不同湿度对温度场的影响 2.2.1 不同时刻湿度场的分布 图 5 中列出了湿度的稳定情况，在高温的影响 下，湿度很难降下来，而且很难稳定。 02040608030min 40min 50min 60min 35%55%70%图 5 28下不同时刻湿度的分布 室内湿度定位 35%时，所测
13、得的室内实际湿度 均在 40%左右，55%的湿度处于逐步上升的过程， 70%的湿度有少量的波动。 2.2.2 不同湿度下温度场的对比 分析离地面 0.27 米、0.85 米、1.42 米和 2.0 米 等不同平面的平均温度，按照一定布局在每个平面 上选取点，然后求其平均值。由数据可以看出，在 同样的高度下，即使设定相同的室内温度，当改变 室内相对湿度时，室内的平均温度会发生波动，相 对湿度越高，室内的平均温度会偏高。 2.2.3 相同湿度下不同高度的温度场 图 6、7 和 8 为相同湿度下不同高度面上温度 场的对比。 图 6 湿度为 35% 图 7 湿度为 55% 图 8 湿度为 70% 由图
14、 6、7、8 可以看出，当室内湿度为 35%时， 同一个面上的温差很小，且在不同高度面上的温差 也是 0.5 度左右；当室内相对湿度是 55%时，同一 个平面上的温度也存在上下的波动，且在不同高度 面上的温差很小，较室内相对湿度为 35%时要小， 室内温度大体维持在 28 到 29 度之间；当室内湿度 为 70%时，室内不同平面上的温度波动较大，同一 个面上的温度也有波动，但是温度普遍比其他湿度 时要高，说明 70%的相对湿度有利于提高室内的温 度。在高温时，55% 的湿度并不利于室内温度场的 稳定。 2.3 主观测试 2.3.1 低温下的主观感受 在测试时，室内湿度越高人体感觉到的温度也 越
15、高，在低温低湿实验时，室内明显阴冷，在室内 1 个小时后，裸露在空气中的双手冰冷，全身汗毛 直立；在低温中湿环境中，人体感觉较一般，1 个 小时后人体无冷感，但是胳膊冰凉，双手无温度； 在低温高湿环境中，人体感觉较暖，1 个小时后胳 膊冰凉，但是手心仍有温度。 2.3.2 高温下的主观感受 测试时， 室内湿度升高， 人体闷热感明显增强。在高温低湿实验时，室内空气干燥，风吹在身上明 显有冷的感觉； 在高温常湿实验中， 室内明显舒适， 风吹在身上微凉；在高温高湿实验中，室内闷热， 皮肤明显出现粘粘的感觉。 3 结论 1）空气湿度对室内温度场及均匀性的影响： 相同温度下，高湿容易提升人体热感觉但不利
16、于室 内温度场的稳定；相同温度下，低湿能增强人体的 冷感；低温时 55%的湿度下温度场比较稳定。 2）在温度为定值时，提高室内环境的相对湿 度，可以让人感觉到较暖；降低室内环境的相对湿 度，可以让人感觉到较冷；在冬季空调很难将室内 的温度提高的情况下，可以通过加湿，提高室内热 舒适性的方法降低人的不满意率。 3）由实验数据可知，湿度以直接或间接的方 式影响着人们的舒适性，对于一个久坐的人来说， 温度变化 0.3或相对湿度变化 10%，对热平衡的 感觉有同样的影响，因此可以通过监测室内温湿度 并且控制其在某一范围内运行来达到节能舒适的 目的。 4）过高的湿度对室内温度的干扰越大，当室 内的湿度过大时，可采取减低湿度来提高人体的热 舒适。 参 考 文 献 1 苗平. 湿空气对人体舒适性的影响. 洁净与空调技术，2003 2 徐南波. 改善空调空气品质的措施. 制冷空调 2003 3 王春.
