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PMV现场测定方法探讨
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内容提示：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。
王小兵 黄晨 叶剑军 邹志军 王非 罗行
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
对于室内空气品质(IAQ)和热舒适性的研究已成为当今建筑环境领域的热点问题。（参考《建筑中文网》）
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PMV (predicted mean vote) 预期平均评价，它是以人体热平衡方程式以及心理生理学主观热感觉等级为出发点，考虑人体热舒适感等因素的全面评价指标。其分度如下[3]，
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，
（3）
则式（2）可表示为，
（4）
其中 
2.1.2 水蒸气分压力Pa的确定
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
c3——-0.04860239， c4——0.41764768×10-4
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]
通过对四个测试日记录数据的初步分析，室内风速一般不超过0.3m/s,室内温度和平均辐射温度的差值一般在3℃以内，
此时 
因此, 
[3] （7）
另外，国标GB 5701-85 中以黑球温度取代了平均辐射温度
，实际操作中可以看出，在通常的室内环境中，黑球温度与平均辐射温度相差无几[2]。
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。
为了更好地了解热舒适度与温度、风速等因素的变化关系，本次测定根据相关参数不同按表1工况分别进行。每个工况都作编号，由5个英文字母组成，表1是工况代号的编制方法。
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3.1 测量方法
INNOVA热舒适数据采集仪是一台不需其它软硬件、完全集成的热舒适测量仪器,它通过自身附带的传感器测得风速、湿球温度和操作温度三个参数,直接计算出PMV和PPD等数值。
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 |
注：各工况能量代谢率M均取69.78 W/m2 ，服装热阻Icl均为0.124 m2K/W.
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)
其中： y——INNOVA PMV测定值；
x——工程现场PMV测定值。
式（8）样本总数为35，标准偏差0.174。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200601/8402.htm
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