当前课程知识点：建筑环境学 > 第四讲 人体对热湿环境的反应 > 4.1.1 人体热平衡 > 服装的作用
众所周知
服装对热舒适起到非常重要的作用
服装的作用就是保温和阻碍湿扩散
主要体现在以下三个性能指标上
一是服装的热阻
二是服装的透湿性
三是服装的表面积
由于我们在做服装的热阻
和透湿性计算的时候
都会涉及到服装的表面积
所以我们先来谈谈
服装的面积系数这个指标
当人穿上衣服后
衣服一定是比所覆盖的
人体皮肤面积大的
所以在计算
单位体表面积的传热量的时候
就必须考
虑这个被服装扩大了换热的面积
服装面积系数的定义是
人体着装后的实际表面积Acl
和人体裸身表面积AD之比
这个数据是通过实验室的实验获得的
成套服装的面积系数fcl
可以通过查阅文献获得
如果查不到所需要的服装面积系数
就可以通过这个公式来进行估算
从这个公式我们可以看到
服装热阻越大
服装面积系数就越大
也就是说服装扩大的面积就越大
下面我们来看看非常重要的指标
就是服装的热阻Icl
当人们提到服装热阻
如果没有特别说明的话
一般指的是显热热阻
它有两个单位
一个是典型的传热学中使用的基本单位
m2K/W
第二个单位是clo
1clo = 0.155 m2K/W
为什么会有这样有整有零的数呢
因为当人穿着一般的办公室服装的时候
也就是长袖衬衣 长裤 外衣和皮鞋的时候
服装热阻就是1clo
如果脱掉外衣
就变成0.61 clo
这也是一种夏天常见的室内着装
所以这个单位用起来很直观
这里也给出了一张表
给大家展示一下一些常见的
成套服装搭配和单件服装的热阻
夏天穿着的短袖衬衣搭配短裤
热阻是0.36 clo
一般来说
正式场合的服装热阻
不太可能低于这个数值
看看这个人 只穿了一条小短裤
他的服装热阻只有0.13 clo
当然这就不是公开场合的着装了
如果我们找不到合适的
成套服装搭配的热阻
可以通过查阅文献获得已知的
单件服装热阻来进行简单叠加
上面说的都是服装面料本身
固有的热阻
但实际穿着的时候
服装的热阻还跟环境的状态有关
服装的总显热热阻还需要考虑
从皮肤表面到环境空气的传热过程
所以还需要考虑服装表面的换热热阻Ia
Ia包含了对流换热和长波辐射换热的热阻
其表达式就变成了这个样子
我们都有这样的经验
骑自行车的时候会觉得冷一些
因为人在运动的时候
由于人体与空气之间存在相对流速
会降低服装的热阻
这个降低的量
可以通过这个经验公式来计算
服装热阻降低的量与人的运动速度有关
在这个公式里用（步/分钟）这样的单位
来描述人的速度
比如说
一个人的行走步速为90步/分钟
大约是3.7km/h的样子
这时他的服装热阻会下降一多半
变成0.48 clo
人在坐着的时候
椅子也会给人增加热阻
增加的大小
取决于椅子与人体接触的面积
网状吊床或沙滩椅与人体接触面积最小
所增加的热阻经常可以忽略
而单人软体沙发的接触面积最大
热阻可增加0.15 clo
对于其他类型的座椅
其热阻的增值可以用这个公式来估算
其中Ach是椅子和人体的接触面积
我们在做某些空间的环境控制的时候
所确定的控制参数
应该考虑室内人员的着装
例如在机场航站楼里
乘客在冬季和夏季的着装
就有很大的区别
也就是说服装热阻
与他在室外的环境状况有关
这张图给出了人在室外环境下
进行一些活动时
感觉比较舒适的状态下
所需要的服装热阻
这些舒适的服装热阻
与环境的空气温度 相对风速
以及人的活动强度都有关
这张图中
环境温度范围从-25℃到正25℃
人的活动有站立不动
步行3.2km/h
以及步行速度6.4km/h共三种形态
风速范围从0.25m/s到7.1 m/s
根据这些参数范围
我们就可以判断出室内人员
可能穿着的服装热阻范围了
第二个服装的性能指标是服装的透湿性
毋庸置疑的是服装的存在
不仅增加皮肤对外界显热散热的热阻
同时也增加了皮肤的蒸发换热热阻
或者说服装对皮肤表面的水蒸气扩散
有一个附加的阻力
本来人体出汗
是为了促进皮肤上的潜热蒸发
带走更多的热量
但由于服装的毛细作用
会吸收掉部分汗液
只有剩余部分汗液蒸发冷却皮肤
所以就不够了
这样就使得需要更大蒸发量
才能在皮肤表面上形成同样的散热量
所以人体需要出更多的汗才行
这两个作用都是减弱了人体对外的
潜热散热能力的
前面我们介绍过对流质交换系数
可以通过对流热交换器系数
乘以刘易斯系数算出来
而这种传质与传热比拟的方法
也可以用来在
潜热换热热阻的求取过程中
因此 干燥服装对人体产生的
蒸发换热热阻
也可以用服装的显热换热热阻
除以刘易斯系数16.5算出来
但是由于不同面料的本身
还存在不同的透湿性
也就是有不同的水蒸气渗透能力
会对服装的蒸发换热热阻有所影响
水蒸气渗透效率icl
是对刘易斯系数的一个修正系数
范围是0~1
如果这个数值是1
意味着皮肤表面不存在服装面料
或者即便有
也对水蒸气的扩散没有任何阻碍
那么蒸发换热的热阻
依然是显热换热热阻除以刘易斯系数
但如果有阻碍水蒸气扩散的
服装面料的存在
水蒸气渗透效率icl
就是一个小于1的数值
也就是说服装面料本身的
潜热换热热阻应该加大了
它的表达式就变成了这个样子
上面谈到的还是服装本身
如果考虑到人体皮肤表面
到外部空气之间的传热
则还要加上服装表面的对流质交换热阻
最后为了表达简单
就借助刘易斯系数
把服装的总潜热换热热阻
和总显热换热热阻的关系式
写成这样的形式
其中im是服装的总水蒸气渗透效率
前面介绍的是干燥服装造成的
蒸发换热热阻
服装被汗洇湿了之后
汗湿的服装沾身上也会使人感到凉
因为衣物潮湿后会导致导热系数增加
而湿润的服装在原有显热传热的基础上
又增加了部分潜热换热
所以服装的总热阻下降了
下面这张表给出了
1 clo的干燥服装在被汗润湿后的热阻值
与一些活动状态之间的关系
我们可以看到人的运动速度越快
服装热阻下降得就越厉害
-1.1 建筑环境与人类文明发展
-1.2 适应气候的传统民居建筑
-1.3 适应气候的各类传统建筑
-1.4 本课程的任务与重要性
-补充视频资料
-练习题
--练习题--作业
-2.1 地球绕日运动的规律
-2.2 太阳辐射
--太阳辐射
-2.3.1 室外气候
--室外气候
-习题2.1
--习题2.1--作业
-2.3.2 室外气候
--室外气候
-2.4 城市气候
--城市气候
-习题2.2
--习题2.2--作业
-补充视频资料
-3.1 基本概念与术语
--基本概念与术语
-3.2 得热与来源
--得热与来源
-3.3 围护结构的热工特性
-3.3.1 通过非透光围护结构的传热过程
-思考题3.1
-思考题3.2
-思考题3.3
-习题3.1
--习题3.1--作业
-3.3.2 通过透光围护结构的传热过程
-3.4冷负荷与热负荷的基本原理
-思考题3.4
-习题3.2
--习题3.2--作业
-3.5 负荷的计算方法
-思考题3.5
-习题3.3
--习题3.3--作业
-4.1.1 人体热平衡
--人体代谢与体温
--服装的作用
--人体的能量代谢
-4.1.2 温度感受系统与调节系统
-习题4.1
--习题4.1--作业
-4.1.3 热感觉与热舒适
--热感觉
--热舒适
--影响热舒适的因素
-4.2 人体对稳态热环境的反应
-讨论1
-习题4.2
--第四讲 人体对热湿环境的反应--习题4.2
-4.3 人体对动态热环境的反应
-4.4 其他热湿环境的物理变量
-4.5 热环境与劳动效率
--热环境与劳动效率
-4.6 人体热调节的数学模型
-讨论2
-习题 4.3
--习题 4.3--作业
-5.1 概论
--概论
-5.2 室内空气污染源和污染途径
-5.3 室内空气污染对人体健康的影响
-习题5.1
--习题5.1--作业
-5.4 室内空气质量评价方法与标准
-5.5 室内空气污染的控制方法
-习题5.2
--第五讲 室内空气质量--习题5.2
-6.1 概述
--概述
-6.2 室内空气环境营造方法
-习题6.1
--习题6.1--作业
-6.3 基本原理：稀释与置换
-6.4 室内空气环境的评价指标
-6.5 主要评价测量指标的测量方法
-习题6.2
--第六讲 室内空气环境营造的理论基础--习题6.2
-7.1 声波的基本物理性质
-7.2 人体对声环境的反应原理和噪声评价
-7.3 声音传播与衰减的原理
-7.4 材料与结构的声学性能
-7.5 噪声的控制与治理方法
-习题7
--第7讲 建筑声环境--习题7
-8.1 光的性质与度量
--光的性质与度量
-8.2 视觉与光环境
--视觉与光环境
-8.3 天然采光
--天然采光
-8.4 人工照明
--人工照明
-8.5 光环境控制技术的应用
-习题8
--第8讲 建筑光环境--习题8
-期末考
