熱指標(biāo)

　　熱指標(biāo)（英文：ThermalIndices、HeatStressIndices）泛指所有用于描述生理熱感受的指數(shù)，會受氣溫、風(fēng)速、日射量與相對濕度等諸多環(huán)境條件影響。常見的有氣象學(xué)中的體感溫度、暑熱壓力指數(shù)、酷熱指數(shù)、風(fēng)寒指數(shù)等。除適用于室外環(huán)境以外，室內(nèi)環(huán)境也適用的熱指標(biāo)。且為了更細(xì)致的評估熱舒適性，更考慮衣著量與代謝速率等非氣象因子。由于暖通空調(diào)設(shè)計的主要目的之一就是維持在建筑物（或是其他空間）之內(nèi)的熱舒適性，因此熱指標(biāo)是建筑性能模擬中的重要輸出值，其計算公式時常內(nèi)建于建筑能耗模擬軟件之中。

通用熱氣候指數(shù)

　　通用熱氣候指數(shù)（英文：UniversalThermalClimateIndex，UTCI），是自2002年以來由“國際生物氣象學(xué)會”（ISB）的協(xié)助下開發(fā)，從2005年開始，德國氣象局（DWD）也參與發(fā)展的熱指標(biāo)。常用于評估室外空間的熱壓力，用于促進(jìn)私人和公共健康，制定適當(dāng)?shù)某鞘幸?guī)劃以及研究氣候條件對高溫脅迫的影響。通用熱氣候指數(shù)較能精細(xì)的反映溫度、平均輻射溫度、濕度和風(fēng)速等氣象因子的變化。

計算方式

　　通用熱氣候指數(shù)中的等效溫度（英文：EquivalentTemperature，ET）定義為引起與實際狀況同等生理反應(yīng)（流汗、發(fā)抖等）的基準(zhǔn)條件下的空氣溫度。氣象因子的基準(zhǔn)條件為，平均輻射溫度等于環(huán)境溫度，在離地面10米處的風(fēng)速為0.5{\displaystylem/s}{\displaystylem/s}。對于參考≤29°C的環(huán)境溫度，參考濕度設(shè)置為50％，20百帕。非氣象因子的基準(zhǔn)條件設(shè)置為135{\displaystyleW/m^{2}}{\displaystyleW/m^{2}}的代謝率和1.1{\displaystylem/s}{\displaystylem/s}的步行速度。

級距

生理等效溫度

　　生理等效溫度（英文：PhysiologicalEquivalentTemperature，PET）是測量室外空間熱應(yīng)力的最常用指標(biāo)之一。它是由慕尼黑能量平衡模型（英文：MunichEnergyBalanceModel，MEMI）計算而得[7]。慕尼黑能量平衡模型假設(shè)人體達(dá)熱平衡的條件為：

　　{\displaystyleM+W+R+C+E_{D}+E_{Re}+E_{Sw}+S=0}{\displaystyleM+W+R+C+E_{D}+E_{Re}+E_{Sw}+S=0}（式1）

　　其中{\displaystyleM}M為代謝率（內(nèi)部能量產(chǎn)生）；

　　{\displaystyleW}W表體力輸出；

　　{\displaystyleR}R人體凈熱輻射；

　　{\displaystyleC}C對流熱流；

　　{\displaystyleE_{D}}{\displaystyleE_{D}}潛熱流蒸發(fā)通過皮膚擴(kuò)散的水（不可察覺的汗水）；

　　{\displaystyleE_{Re}}{\displaystyleE_{Re}}加熱和加濕吸入的空氣所銷后的熱；

　　{\displaystyleE_{Sw}}{\displaystyleE_{Sw}}是由于汗液蒸發(fā)而產(chǎn)生的熱流；

　　{\displaystyleS}S是用于加熱或冷卻體重的存儲熱流。

　　該方程式中的各個項如果導(dǎo)致身體能量增加，則左式為正；如果出現(xiàn)能量損失，則左式為負(fù)（{\displaystyleM}M始終為正；{\displaystyleW}W，{\displaystyleE_{D}}{\displaystyleE_{D}}和{\displaystyleE_{Sw}}{\displaystyleE_{Sw}}始終為負(fù)）。所有熱流的單位為瓦。

　　（式1）中的各參數(shù)分別受以下氣象因此影響：

• 　　氣溫：{\displaystyleC}C、{\displaystyleE_{Re}}{\displaystyleE_{Re}}

• 　　空氣濕度：{\displaystyleE_{D}}{\displaystyleE_{D}}、{\displaystyleE_{Re}}{\displaystyleE_{Re}}、{\displaystyleE_{Sw}}{\displaystyleE_{Sw}}

• 　　風(fēng)速：{\displaystyleC}C、{\displaystyleE_{Sw}}{\displaystyleE_{Sw}}

• 　　平均輻射溫度：{\displaystyleR}R

　　（式1）中的各參數(shù)也分別受以下非氣象因此影響：

• 　　著衣量

• 　　活動量

計算方式

　　生理等效溫度的計算包括以下步驟：

• 　　對于給定的氣象參數(shù)組合，使用MEMI計算人體的熱平衡狀況。

• 　　將步驟一所得之平均皮膚溫度和核心溫度插入模型MEMI，計算該環(huán)境條件相當(dāng)于等效溫度幾度。

　　對等效溫度（英文：EquivalentTemperature，ET）做以下假設(shè)：

• 　　平均輻射溫度等于空氣溫度。

• 　　空氣速度（風(fēng)速）固定為0.1m/s。

• 　　水蒸氣壓力設(shè)置為12百帕（大約等于空氣溫度20°C時，相對濕度50％）

級距

　　熱感受生理壓力

　　低于4°C很冷極度冷壓力

　　4~8°C冷重度冷壓力

　　8~13°C涼爽中度冷壓力

　　13~18°C稍涼爽輕微冷壓力

　　18~23°C舒適熱中性

　　23~29°C稍溫暖輕微熱壓力

　　29~35°C溫暖中度熱壓力

　　35~41°C熱重度熱壓力

　　41°C以上很熱極度熱壓力

有效溫度

　　有效溫度（英文：EffectiveTemperature，ET*）是由Missenard（1933）開發(fā)的計算式。有效溫度在東德（與現(xiàn)今德國）、波蘭、蘇聯(lián)等地得到了廣泛使用。Li和Chan（2000）修改了Missenard公式，并將其命名為“正常有效溫度”（英文：NormalEffectiveTemperature，NET）。

計算方式

　　ET（NET）的原始Missenard公式采用以下形式：

　　{\displaystyleET=37-{\frac{37-T}{0.68-0.0014\cdotRH+{\frac{1}{1.76+1.4\cdotv^{0.75}}}}}-0.29\cdotT\cdot(1-0.01\cdotRH)}{\displaystyleET=37-{\frac{37-T}{0.68-0.0014\cdotRH+{\frac{1}{1.76+1.4\cdotv^{0.75}}}}}-0.29\cdotT\cdot(1-0.01\cdotRH)}

　　此處{\displaystylev}v是離地表1.2米處之風(fēng)速，單位為(m/s)。

級距

　　有幾種適用于ET的評估量表。在中歐，使用以下閾值：

　　<1°C=非常冷；

　　1–9=寒冷；

　　9-17=涼爽；

　　17-21=清爽；

　　21–23=舒適；

　　23–27=溫暖；

　　>27°C=高溫。

標(biāo)準(zhǔn)有效溫度

　　標(biāo)準(zhǔn)有效溫度（英文：StandardEffectiveTemperature，SET）由APGagge開發(fā)并于1986年被ASHRAE接受，也被稱為Pierce兩節(jié)點模型。它的計算與PMV相似，因為它是基于熱量平衡方程式的綜合舒適指數(shù)，其中包括衣著量與代謝速率等非氣象因子。它的根本區(qū)別是在測量皮膚溫度和皮膚濕潤度時需要采用兩個節(jié)點的方法來代表人體生理。

　　ASHRAE55-2010將SET定義為

　　相對濕度50％時<0.1米每秒[0.33英尺每秒]的假想環(huán)境溫度平均空氣速度，平均輻射溫度等于平均空氣溫度，其中假想人員的皮膚總熱量損失達(dá)到1.0的活動水準(zhǔn)，衣著水準(zhǔn)為0.6col，與處于實際環(huán)境中，具有實際服裝和活動水準(zhǔn)的人。

　　研究人員根據(jù)實驗數(shù)據(jù)測試了該模型，發(fā)現(xiàn)該模型傾向于高估皮膚溫度，而低估皮膚的濕度。FountainandHuizenga（1997）開發(fā)了一種熱感覺預(yù)測工具來計算標(biāo)準(zhǔn)有效溫度。

冷卻效果

　　ASHRAE55-2017另外定義冷卻效果（英文：CoolingEffect，CE），是指將風(fēng)速高于0.2米每秒（0.66英尺每秒）的標(biāo)準(zhǔn)有效溫度，重新在風(fēng)速0.1m/s的條件下計算出空氣溫度和平均輻射溫度同減去CE的另一個標(biāo)準(zhǔn)有效溫度：

　　{\displaystyleSET(t_{a},t_{r},v,met,clo,RH)=SET'(t_{a}-CE,t_{r}-CE,v=0.1,met,clo,RH)}{\displaystyleSET(t_{a},t_{r},v,met,clo,RH)=SET'(t_{a}-CE,t_{r}-CE,v=0.1,met,clo,RH)}

　　由風(fēng)速所造成，空氣溫度和平均輻射溫度的降低幅度CE，便是風(fēng)速產(chǎn)生的冷卻效果。

酷熱指數(shù)

　　酷熱指數(shù)（英文：HeatIndex）是一種綜合空氣溫度和相對濕度的熱指標(biāo)，詳見酷熱指數(shù)。

風(fēng)寒指數(shù)

　　是由氣溫與風(fēng)速所計算的熱指標(biāo)，詳見風(fēng)寒指數(shù)。

暑熱壓力指數(shù)

　　暑熱壓力指數(shù)（又稱濕黑球溫度，英文：Wet-bulbglobetemperature，WBGT）是反映溫度的綜合指標(biāo)，用于量度氣溫、濕度、輻射熱對人體的影響，常用于職業(yè)安全、體育和軍事方面，詳見暑熱壓力指數(shù)。

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