摘要： 结合某实验楼自然通风的测试工作讨论了PMV的测试方法及其数据处理方式，通过与INNOVA测定结果的分析比较验证了PMV现场测定方法的可靠性。通过对该实验楼不同自然通风工况下的PMV场分布的测定，获得了室内热舒适度与各因素的相互关系。
关键词： PMV指标 测试技术 热舒适
0 前言
目前对空调室内热环境的主观评价指标有很多种，包括人工神经网络(ANN)的PMV指标预测[1]，基于模糊数学的PMV指标预测，基于热平衡的无因次数HB(Heat Balance)的评价指标[2]等。
但是，以前的文献大多是关于PMV计算方式的描述，很少从现场测试的角度来探讨，本文则从探讨现场测定方法入手，结合某实验楼自然通风的测试工作讨论PMV的测定方法及数据处理，在此基础上对自然通风室内热舒适性进行分析，并讨论温度、风速等因素对PMV值的影响。
1 PMV评价方法
表1-1 PMV热感觉标尺
|
热感觉 |
热 |
暖 |
微暖 |
适中 |
微凉 |
凉 |
冷 |
|
PMV |
+3 |
+2 |
+1 |
0 |
-1 |
-2 |
-3 |
该指标综合考虑了人体活动程度、衣服热阻（衣着情况）、空气温度、平均辐射温度、空气流动速度和空气湿度等六个因素对热舒适的影响。其数学表达式如下[3]：
（1）
式中：
M ——人体能量代谢率，W/m2；
W ——人体所做的机械功，W/m2；
Pa ——水蒸气分压力，Pa；
fcl ——穿衣面积系数；
tcl ——衣服外表面温度，℃；
——平均辐射温度，℃；
Icl ——衣服热阻，clo；
hc ——对流换热系数，W/(m2×K)。
2 PMV现场测定方法
2.1 测量参数的确定
2.1.1 温度tcl的确定
在公式（1）中，
（2）
由于与较为接近，可以进行下列简化，
在公式（1）中水蒸气分压力，
（5）
式中，j ——相对湿度，(可直接测得)；
Pq，b——某温度下的饱和水蒸汽分压力，Pa。
其中(当t =0~200℃时)[3]，
（6）
式中，
c1——-5800.2206 ， c2——1.3914993
c5——-0.14452×10-7，c6——6.5459673
2.1.3 其它参数的确定
根据ISO 7730 标准及《通风与空调系统性能检测规程》，对于过渡季办公室静坐人员而言，人体所作机械功取0，能量代谢率取1.2met[4]即 69.78 W/m2 ，服装热阻Icl为0.8 clo （衣服热阻单位1 clo=0.155m2K/W），即0.124 m2K /W。
当Icl &> 0.78时，=1.05 +0.645 Icl [3]
2.2 现场测定方案
该实验楼是一栋具有办公室南两层、北三层，且带中庭的建筑，总面积约为2000平方米。
PMV的测定主要包括一层大厅以及二、三层走廊等公共空间，总计9个测点。底层大厅5个测点作为主要测定对象，均设在人员活动区，其余测点只作个别抽样。测点离地高度1.5m，测定间隔为30min。室内最大热源为85W/m2。
表1 工况代号编制表
|
编码序号 |
工况 |
代号 | |
|
1 |
下部开口 |
封闭 |
A |
|
转弯风 |
B | ||
|
背风面 |
C | ||
|
2 |
排风夹层加热 |
无加热 |
N |
|
小热量 |
X | ||
|
大热量 |
D | ||
|
3 |
上部开口 |
全开 |
A |
|
1/3开启 |
T | ||
|
4 |
下部加热(暖风机) |
无暖风机 |
N |
|
开暖风机 |
K | ||
|
5 |
下部加热(地板采暖) |
无地暖 |
N |
|
小热量 |
X | ||
|
大热量 |
D | ||
2.3 测定日期及仪器
测定时间为5月14、15、21、22日。测定的参数主要包括温度，湿度，风速，黑球温度等。温度测定采用热电偶、玻璃温度计、数字式温湿度仪，黑球温度由黑球温度计测定，风速测定使用万向风速仪（所有仪器均经过标定），另外还用到了红外热像仪以及INNOVA热舒适数据采集仪等。
3 两种测量方法结果分析
本次现场测量，是以Fanger教授的PMV计算公式为依据，利用文中简化处理，通过测定相关参数，利用Excel进行计算获得PMV值。现将测定参数和计算结果列于表2。
表 2 PMV测定参数及结果一览表
|
编号 |
工况 |
T/℃ |
tmrt/℃ |
RH |
v/m/s |
PMV |
|
1 |
ANDKN |
20.6 |
21.1 |
73.2 |
0.10 |
-0.39 |
|
2 |
BNDKN |
18.7 |
19.9 |
78.9 |
0.17 |
-0.99 |
|
3 |
CNDKN |
17.6 |
19.4 |
82.3 |
0.36 |
-1.49 |
|
4 |
ANDKN |
21.8 |
21.8 |
77.6 |
0.07 |
0.08 |
|
5 |
AXDKN |
22.3 |
22.9 |
75.7 |
0.10 |
0.11 |
|
6 |
BXDKN |
22.6 |
23.1 |
75.0 |
0.14 |
0.04 |
|
7 |
CXDKN |
23.2 |
23.9 |
74.3 |
0.23 |
0.05 |
|
8 |
ADDKN |
23.0 |
23.2 |
75.3 |
0.10 |
0.28 |
|
9 |
BDDKN |
22.4 |
23.4 |
77.7 |
0.13 |
0.16 |
|
10 |
CDDKN |
22.2 |
23.1 |
77.1 |
0.26 |
-0.17 |
|
11 |
BNDNX |
23.5 |
24.7 |
66.1 |
0.03 |
0.71 |
|
12 |
BNDKX |
23.8 |
26.4 |
64.9 |
0.09 |
0.79 |
|
13 |
BNDND |
18.8 |
19.5 |
66.2 |
0.05 |
0.63 |
|
14 |
BNDKD |
23.8 |
25.9 |
66.5 |
0.11 |
0.70 |
|
15 |
ANXKN |
25.8 |
25.7 |
67.3 |
0.19 |
0.73 |
|
16 |
BNXKN |
25.8 |
26.1 |
62.4 |
0.09 |
1.00 |
|
17 |
BNXNX |
26.4 |
27.8 |
57.1 |
0.07 |
1.17 |
|
18 |
BNXKX |
27.5 |
29.3 |
52.9 |
0.15 |
1.36 |
|
19 |
CNXKX |
28.6 |
29.5 |
52.4 |
0.19 |
1.49 |
3.2 测量结果
分别采用INNOVA热舒适数采集仪与工程现场测量两种方法对实测点进行对比测定，测定结果如图1所示， 这里采用散点图的形式对两种方法得到的PM V值进行了比较，经线性回归，二者关系如下：
y = 0.957x－0.246 (8)
工程现场PMV值
图1 PMV(工程现场测定值)与PMV(INNOVA)的关系
4 自然通风室内PMV实测分析
4.2 底层居住域PMV分布
注:1、2、3为空气温度；1’、2’、3’为相应的平均辐射温度
由图4可知，随着通风量的不断增加，各系列的PMV值基本呈减小的趋势，考虑到14、15两天室外气温较低(14日在15℃左右，15日在22℃左右，如图5所示)，随着通风量（或风速）的增加，导致室内人员的冷感增强，必然引起PMV值的下降。
综合以上三图可以看出，PMV的变化受温度和风速的影响较大，随着温度的降低和风速的增加，人体的冷感增强，PMV值也随之降低。从前面的数据可以看出，只要安排合理，过渡季节通过自然通风完全可以满足室内人员的热舒适要求。
5 结论
参考文献
1 石磊，赵蕾等. 应用人工神经网络预测PMV指标 西安建筑科技大学学报2002(3)
3 赵荣义、范存养等. 空气调节[M]. 第三版.北京中国建筑工业出版社1994.
4 叶倩等. 通风与空调系统性能检测规程[S].
5 P.O. Fanger Thermal Comfort [M].Copenhagen: Danish Technical press，1970.