1引言
人類生存于環(huán)境之中，人與環(huán)境有密切的聯(lián)系，人利用和改造環(huán)境以獲取物質(zhì)和能量，環(huán)境反過來作用合營響人體。在環(huán)境對人體的諸多影響方式中，使人產(chǎn)生冷或熱感覺是最普遍的形式，因?yàn)槿藷o論處在哪種環(huán)境中，都會產(chǎn)生一定的熱感覺。我們將影響人體冷熱感覺的各種因素所構(gòu)成的環(huán)境稱為熱環(huán)境。
熱環(huán)境各因素對人體影響的研究已經(jīng)經(jīng)歷了大半個(gè)世紀(jì)。最初，根據(jù)美國堪薩斯州里大學(xué)等長期研究結(jié)果，產(chǎn)生了ASHREA55-74標(biāo)準(zhǔn)，即《人們居住的熱舒適條件》，及后來的ASHREA55-81標(biāo)準(zhǔn)《人們居住的熱環(huán)境條件》。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）根據(jù)丹麥工業(yè)大學(xué)P.O.Fanger教授的研究成果于1984年制定了ISO7730標(biāo)準(zhǔn)，《適中的熱環(huán)境——PMV與PPD指標(biāo)的確定及熱舒適條件的確定》。上述研究成果及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)形成了以后的熱舒適行熱環(huán)境設(shè)計(jì)的依據(jù)。
目前，隨著人們生活水平的提高，人們更注重鍛煉好自己的身體，從而進(jìn)行許多有益于身體健康的體育活動。在夏季，傳統(tǒng)的體育活動比如籃球、足球等一些戶外活動熱度不減，而新興的一些運(yùn)動比如健身、保齡球、網(wǎng)球等運(yùn)動手越來越多高薪階層的青睞，因此，他們對這種室內(nèi)活動館的熱環(huán)境也提出了比較嚴(yán)格的要求。因此，本文以室內(nèi)網(wǎng)球館為例通過熱舒適評價(jià)指標(biāo)PMV-PPD來確定適宜人們運(yùn)動休閑的溫度、濕度。
2PMV-PPD指標(biāo)
1984年，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在丹麥工業(yè)大學(xué)P.O.Fanger教授研究成果的基礎(chǔ)上提出了兩個(gè)評價(jià)室內(nèi)環(huán)境人體熱感覺的綜合性指標(biāo)——預(yù)測平均投票值PMV（predictedmeanvote）和預(yù)測不滿意百分?jǐn)?shù)PPD（predictedpercentageofdissatisfied），其中PMV指標(biāo)代表了對同一室內(nèi)環(huán)境絕大多數(shù)人的熱舒適感覺，PPD指標(biāo)代表了對熱環(huán)境不滿意的百分?jǐn)?shù)，PPD由PMV導(dǎo)出。
PMV-PPD指標(biāo)綜合考了人體活動程度、衣服熱阻（衣著情況）、空氣溫度、平均輻射溫度、空氣流動速度和空氣濕度等六個(gè)因素，以滿足人體熱平衡方程為條件，通過主觀感覺實(shí)驗(yàn)確定出的絕大多數(shù)人的冷暖感覺等級。PMV的分度如表1所示。
表1PMV熱感覺標(biāo)尺
現(xiàn)今，業(yè)內(nèi)仍然采用PMV和PPD作為室內(nèi)熱環(huán)境最權(quán)威的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，許多建筑法規(guī)將其作為室內(nèi)熱環(huán)境的主觀評價(jià)指標(biāo)。
現(xiàn)今，業(yè)內(nèi)仍然采用PMV和PPD作為室內(nèi)熱環(huán)境最權(quán)威的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，許多建筑法規(guī)將其作為室內(nèi)熱環(huán)境的主觀評價(jià)指標(biāo)。
3PMV、PPD數(shù)學(xué)表達(dá)式分析
�。�1）PMV
M——人體新陳代謝率，W/㎡
η——人的機(jī)械效率，%
H——人體凈得熱量，W/㎡
pa——空氣中水蒸氣分壓力，kPa
ta——空氣溫度，0C
fcl——服裝面積系數(shù)，%
Tcl（tcl）——著裝人體外表面平均溫度，K（0C）
Tr（tr）——平均輻射溫度，K（0C）
hc——對流換熱系數(shù)，W/㎡·0C
�。�2）fcl
Icl——衣服熱阻，㎡·K/W；
�。�3）tcl
（4）hc
va——空氣的相對流速，m/s
�。�5）PPD
4利用PMV-PPD指標(biāo)模擬計(jì)算確定網(wǎng)球館內(nèi)適宜的溫濕度
在模擬計(jì)算中，根據(jù)夏季從事網(wǎng)球運(yùn)動的人的生活習(xí)慣和穿著情況，做以下幾點(diǎn)假設(shè)：
�。�1）人在網(wǎng)球館內(nèi)，從事網(wǎng)球運(yùn)動對應(yīng)的人體代謝率為M=4.6met（約等于268w/㎡）
（2）從事網(wǎng)球運(yùn)動的人習(xí)慣于穿著情況見表2
表2著裝熱阻情況
根據(jù)公式
計(jì)算出運(yùn)動人員的衣服熱阻為0.487CLO
�。�3）從事網(wǎng)球運(yùn)動的人與空氣相對流速為1.0m/s
（4）人的機(jī)械效率為η=5%
�。�5）圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面平均輻射溫度等于室內(nèi)空氣溫度，即ta=tr
因此，根據(jù)以上假設(shè)條件本文通過編制MATLAB程序計(jì)算出該種情況下的PMV-PPD指標(biāo)值，計(jì)算結(jié)果見表3
表3不同溫度和濕度情況下的PMV值和PPD值
根據(jù)ISO7730對PMV-PPD指標(biāo)的推薦值：PMV值在-0.5～+0.5之間，PPD<10%，并結(jié)合表3中的數(shù)據(jù)，得出夏季網(wǎng)球館內(nèi)溫室溫濕度設(shè)定值推薦范圍為表中加黑加斜數(shù)字范圍，其中核心區(qū)為：
室內(nèi)溫度：8—100C
相對濕度：20%—70%
5結(jié)論
本文通過MATLAB程序，根據(jù)Fanger教授提出的PMV-PPD指標(biāo)，提出了室內(nèi)網(wǎng)球館的熱舒適溫濕度范圍。其中：
當(dāng)室內(nèi)溫度為80C時(shí)取80%為最佳；
當(dāng)室內(nèi)溫度為90C時(shí)取50%為最佳；
當(dāng)室內(nèi)溫度為100C時(shí)取30%為最佳。
以上分析提出的數(shù)據(jù)以供工程設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)師作為參考依據(jù)，同時(shí)也為現(xiàn)場操作人員運(yùn)行調(diào)節(jié)時(shí)提供參考。
