什么是 PMV?什么是 PPD?热舒适基础知识
为了更好地理解生成预测平均投票 (PMV) 和预测不满意百分比 (PPD) 值的模型,我们应该从创建它们的人 Povl Ole Fanger 开始。他假设人类的热舒适度是基于一个人的皮肤温度和汗液分泌,只有当这两个因素在一个狭窄的可接受范围内取得平衡时,才能被认为是“舒适的”。
作为人类,我们的体温调节系统通过非自愿反应来改变我们的温度。例如,在高温下出汗或在低温下发抖,以保持我们的热平衡并避免局部不适。人体可以适应一定范围的外部环境,但一旦达到极限,身体的反应就会被认为是不舒服的。通过气候室实验,方格的理论不断发展,宣布可以通过评估个体的新陈代谢率、衣服绝缘和环境条件来找到热舒适度。
如今,在 ASHRAE 55 和 ISO 7730 室内环境评估标准中,热舒适性被定义为“表达对热环境感到满意的心理状态”。为了评估这种情况,工程师必须首先确定室内环境中的居民可能感受到的热感觉或热平衡与居住者所经历的热不满相切。这些舒适极限可以用 PMV 和 PPD 指数来表示。
什么是 PMV?
PMV 是一个指数,旨在以七点热感觉量表预测一组居住者的投票平均值。当乘员的内部热量产生与其热量损失相同时,就会获得热平衡。个人的热平衡会受到身体活动水平、衣服绝缘以及热环境参数的影响。例如,当空间的居住者可以控制室内温度(即通过打开或关闭窗户进行自然通风)时,通常认为热感觉更好,因为它有助于减轻居住者对机械通风系统的高热期望。
在 PMV 指数中,+3 表示太热,而 -3 表示太冷,如下所示。
ASHRAE 55 和 ISO 标准中针对某些类型环境概述的不同方法可用于评估和收集影响 PMV 的代谢率、绝缘、温度、空速、平均辐射温度和相对湿度的各种组合的信息。
为了计算 PMV,使用给定环境的模拟温度和空速速度(即 ASHRAE/ISO 标准建议对高于 0.2 m/s 的速度进行调整)作为输入。这些变量以及衣服绝缘、相对湿度和平均辐射温度的给定输入为计算 PMV 提供了基础。
什么是 PPD?
通过 PMV,我们可以预测种群的热感觉,但这并不能描绘出全貌。我们还需要考虑空间内居住者的满意度,以更全面地了解是否以及如何实现热舒适性。为此,Fanger 开发了另一个方程式,将 PMV 与预测的不满意百分比 (PPD) 相关联。
一旦计算出 PMV,就可以确定 PPD 或建立对热不满意的居住者百分比(即太热或太冷)的定量预测的指数。PPD 基本上给出了预测会经历局部不适的人数百分比。导致局部不适的主要因素是对居住者身体进行不必要的冷却或加热。常见的影响因素是气流、脚踝和头部之间异常高的垂直温差和/或地板温度。
可接受的 PMV 和 PPD 范围
使用这两个指标,ASHRAE 55 规定,可以根据 80% 或更高的居住者满意度来实现热舒适性。其余百分比的人可能会因为全身不适(所有列出的 PMV 影响因素)而感到 10% 的不满意,10% 的人会因为局部不适/部分身体不适(包括比全身更少的因素)而感到不满意。
为了符合 ASHRAE 55,PMV 7 分制的推荐热限值在 -0.5 到 0.5 之间。ISO 7730 扩展了这一限制,给出了不同的室内环境范围。ISO 将硬限制定义为 -2 到 +2 之间的范围,现有建筑物的硬限制范围在 -0.7 到 +0.7 之间,新建筑物的硬限制范围在 -0.5 到 +0.5 之间。
PPD 的范围从 5% 到 100%,具体取决于计算的 PMV。这些舒适度值将根据居住者在建筑物中的位置而变化。为了使舒适范围符合标准,空间中的任何占用点都不应超过 20% PPD。
预测的不满意百分比 (PPD) 指数估计了空间中有多少居住者会对热条件感到不满意。空间中的所有占用区域都应保持在 20% PPD 以下,以确保根据已知标准(ASHRAE 55 和 ISO 7730)的热舒适性。
结论
作为设计或施工工程师,确保热舒适性通常是主要目标之一。到目前为止,这在很大程度上取决于个人经验和常用估计方法的适用性。PMV 和 PPD 根本无法提前做出最终预测。随着近年来工程仿真工具的出现,人们不再需要猜测,使任何人都可以轻松地测试和优化任何给定环境的热舒适性合规性。
基于这些环境和个人(衣服、代谢率)输入,SimScale 以 PMV 和 PPD 场的形式提供热舒适参数输出,遵循静态模型来确定空间中的热舒适。要了解更多信息,请参阅我们的热舒适参数文档。
为了符合舒适标准,必须满足每个指数的上述给定范围,并且必须承认其他影响条件。实现环境的热舒适性本质上是一项繁琐的任务,因为空间的热环境会随着时间的推移而变化,并且无法始终满足建议的限制,尤其是在气候变化和不可预测的天气模式出现的情况下。
虽然从科学上讲不可能取悦所有人,但这些指数的目的是试图取悦给定空间内 80% 的居住者,同时减轻导致压倒性不适的因素。
室内热舒适度监测--测量应用:
在建筑室内环境质量评估中,PMV-PPD是最为重要的指标之一,它充分考虑了人的因素而不仅仅是客观的条件,PMV-PPD预测数据在建筑设计中同样有着举足轻重的作用,除建筑以外的其他领域也越来越多的采用PMV-PPD指标进行空间的热舒适评价,如:高铁车厢、地铁车厢、直升机座舱、汽车车厢等。
建筑室内热舒适度监测是建筑设计、绿色建筑评价、WELL体系评价中最重要的指标之一。
JT2180室内空气质量与热舒适度测试仪 :
JTSOFT-IAQ 可以输出热舒适度测试报告、热指数报告、寒冷指数报告。
报告可以进行基本信息的编辑,如:测试地点/时间/等基本信息。
报告的内容列出了测试项目的基本数据概要和基本统计数据,可直接导出为PDF文件,数据报告的结果输出内容取决于用户选择的数据段。
JT2180采用了全铝材质一体成型外壳,提供了出色的握持手感,更重要的是铝的高导热特性使得仪器内部快速散热,进一步减小由于电路发热导致的传感器测量误差。
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