本章將為人類提出最適宜的參數條件,將得到一般舒適方程式,以創建最適宜的熱舒適。該式將使對任何活動水平、任何服裝條件下進行環境變量(空氣溫度、平均輻射溫度和相對風速等)的計算成為可能。丹麥科學家範格早期(1967年)發表的方程式在此將有一些修改,這包括各個變量影響的具體分析,還包括大量的舒適圖表和被一係列實例所證實了的它們在環境工程上的應用。
因為熱舒適是絕大多數采暖和空調係統的基本目的,所以多年來,為了調查舒適條件進行了大量的研究工作。對多個生產現場進行了調查,在實際狀況下測量了環境的變量,同時詢問了受試者對熱感覺的心理物理等級的判斷。隨後,統計處理了調研的結果,對實際受試者確立了最一般的、最適宜的環境溫度。這種現場調研相對說來是較為容易進行的。在世界各個地區進行了大量的調查研究報告:楊格洛和丹克爾,派特裏奇和麥克裏因拜德福德和霍通等。許多調查研究報告經常是沒有活動強度,特別是沒有關於服裝的記載;有些文獻又缺少環境變量的測定。盡管這些結果是重要的,但要把這些結果推廣到其它情況則是困難的。例如在早期的不少現場研究中,毫無疑問,人們的穿著是臃腫的,缺少每天的衣著記錄,要作精細的衣著描述是不可能的,因此這些研究在現時的價值是極為有限的。
其它一組的研究包括實驗室實驗,一般是用相對少的受試者,對影響舒適的一個或幾個變量進行研究,有些還測量了生理指標。近來在耶魯大學的皮爾士基金實驗室進行了這方麵的綜合性調查研究,特別是研究了高強度輻射源,熱傳遞和代謝率的影響。第二章將討論這些和其它一係列特殊因素對舒適的影響。近期莫氏叫等建立了理論模型。
近來,在堪薩斯州大學麥克爾等進行了與上述現場調研類似的廣泛的實驗研究,但它是在精確控製的實驗室條件下進行的。采用的方法是根據實際可能有的、所有影響熱舒適的其它因素,數百名試驗者標準服裝,用兩個環境變量(即空氣溫度和相對濕度)的不同組合保持其處於恒定狀態。根據特殊的分級,詢問了受試者對其熱感覺的判斷。根據統計分析,確定了一個舒適線,該線能給出最適宜熱舒適的兩種變量的所有組合。
由於是大數量的受試者(組成合理的統計學樣品,具有大量人群的代表性),又有精確控製的實驗條件,所以這種方法可以得到具有特殊價值的實驗結果。但是必須說明,這種實驗結果在實際應用時是相對有限的,因為它們僅僅在恒定狀態(也就是說在其它四個指標的恒定狀態下進行的實驗)時才為有效。例如,在參考文獻中我們的舒適線僅僅是在一種活動水平(坐位)一種克羅一種相對風速.和平均輻射溫度等於空氣溫度的情況下才是有效的。使用對人體具有相互依賴作用的多種指標,會有適合這種範圍的很多組合,這樣一來,這一方法將是很慢並代價昂貴。所以現有的材料隻適合於一定的特殊情況,不能提供各個部分的全麵情況和計算各個變量的相對影響與絕對影響。
在研究中提出了不同的研究方法。這些方法是建立在最適宜熱舒適的三種基本情況的基礎之上。
長期接觸一定環境的人體,其熱舒適的首要條件是處於熱平衡,自然,這種情況並不是很充分的。但由於人的熱調節係統十分有效,因此,即使不存在舒適,仍能在大的變量範圍本章的第三部分包括一般舒適公式的演變。它的數字計算機的解式、舒適圖表的組成、用大量實例說明的實際應用、由舒適公式部分演變來的單一變量相對影響的推導以及與早期調查研究的比較。