室內熱環境

影響人體冷熱感覺的各種因素所構成的環境稱為熱環境，研究熱環境的目的在於為人類的生活、工作、學習提供最佳熱舒適條件。

室內熱環境由室內空氣温度、濕度、氣流速度和平均輻射温度四要素綜合形成，以人的熱舒適程度作為評價標準。室內熱環境質量的高低對人們的身體健康、生活水平、工作學習效率將產生重大影響。研究室內熱環境旨在創造健康舒適的室內熱環境，以保證人的正常生活、工作及學習，維護人體的健康。影響室內熱環境的因素包括室內外熱作用、建築圍護結構熱工性能以及暖通空調設備措施等等。 ^[1] 

根據室內熱環境的性質，房屋的種類大體可分為兩大類。一類是以滿足人體需要為主的，如住宅、教室、辦公室等；另一類是滿足生產工藝或科學試驗要求的，如恆温恆濕車間、冷藏庫、試驗室、温室等。

在上述方程的基礎上，科學家進行了試驗和研究，提出了不同的評價指標，例如有效温度、作用温度、熱應力指標等。

有效温度是1923年提出的，它是氣温、濕度和氣流在一定組合下的綜合指標,曾被廣泛用於空調設計中。有效温度沒有考慮熱輻射變化的影響，過分誇大了常温下濕度的作用，因此後來又出現了修正有效温度和新有效温度等指標。

熱應力指標是1955年提出的，它是根據人體熱平衡條件,先求出在一定熱環境中人體所需的蒸發散熱量,然後再算出一定熱環境中的最大允許蒸發散熱量，以這二者的百分比作為熱應力指標。這一指標，全面考慮了熱環境四個參數的影響，是今後研究的方向。

室內氣温是表徵室內熱環境的主要指標，它直接影響人體通過對流和輻射的顯熱交換，是影響人體熱舒適的主要因素。根據調查研究表明：空氣温度在25℃左右時，腦力勞動的工作效率最高；低於18℃高於28℃時，工作效率急劇下降。如以25℃時的工作效率為100%，則35℃時只有50%， 10℃時只有30%。衞生學將12℃作為建築熱環境的下限。

室內氣温的分佈，尤其是沿室內豎直方向的分佈是不均勻的，對人體熱感覺的影響很大。當使用對流式放熱器供暖時，沿豎直方向的温差可達5℃以上,地板面附近温度最低,不利於人體健康。輻射供暖時温差較小,一般約為3℃左右。

隨着科學技術的發展，許多生產和試驗工作，都要求在某種特定熱環境下進行。例如，長度計量室的温度基數，規定為常年20℃；檢定量塊的室温允許波動範圍，僅為±0.2℃。

有些生產容許按季節分別規定不同的温度基數，如精密機械加工車間,冬季為17℃,夏季為23℃，春、秋季為20℃。冷藏庫是對室温有特殊要求的另一類建築，其庫温應根據貨物種類和規定的貯存時間來確定。

室內物體輻射量的大小和輻射方向，對熱環境的質量有很大影響。冶煉、熱軋等車間，都有強烈的室內輻射熱源，造成高温環境。

在炎熱地區，即使是冷加工車間和民用建築，夏季室內過熱也是普遍現象。其原因,除夏季氣温高以外,主要是牆和屋頂內表面的輻射，特別是通過窗口進入的太陽輻射熱造成的。在寒冷地區，房屋熱穩定性不良，圍護結構將對人體產生“冷”輻射。中國和某些國家，都在有關規範中規定了室內氣温與建築內表面温度之間的差值不得超過容許值（見建築保温）。

建築日照可改善室內冬季熱環境和衞生條件，在城市規劃與建築設計中，都需要充分利用日照。

影響人體的對流換熱和蒸發散熱，也影響室內空氣的更新。根據現有資料，當無汗時，舒適氣流速度範圍約為 0.1～0.6米/秒,一般供暖房間宜為0.1～0.2米/秒。夏季利用自然通風的房間,應爭取速度較大、且能有效地吹到人體上的氣流;特別是當有汗時,較強的氣流是改善熱環境的重要因素。許多生產車間為了迅速排除餘熱、餘温，需要合理的通風系統（見通風設備）。

空氣濕度直接影響人體皮膚表面的蒸發散熱，從而影響人體的舒適感。濕度過低，人體皮膚因缺少水分而變得粗糙甚至開裂，人體的免疫系統也會受到傷害導致對疾病的抵抗力大大降低甚至喪失。室內濕度過高，不僅影響人體的舒適感，還為室內環境中的細菌、黴菌及其他微生物創造了良好的生長繁殖條件，加劇室內微生物的污染，這些微生物容易導致患上呼吸道或消化道疾病。

在熱環境中，空氣濕度影響人體的蒸發散熱。濕度越高，汗液越不易蒸發。炎熱潮濕造成的悶熱環境，最令人不舒適。從衞生保健的觀點來看，一般認為正常的相對濕度為50～60%。根據試驗，當氣温在20～25℃的範圍內時,相對濕度在30～85%之間變化,對人體熱感覺沒有影響。生產和科學試驗用的各類房間中的實際所需濕度，與使用狀況有關，有明確的規定。如織布車間，為防止棉紗斷線，工藝上要求保持70～75%的相對濕度。 ^[2]