热舒适(PMV/PPD)计算器
按ISO 7730计算预测平均投票值和不满意率. 实施ISO 7730的Fanger PMV/PPD模型,基于空气温度、辐射温度、风速、湿度、代谢率和服装隔热来预测热舒适性。. 预测平均投票(PMV)模型由P.O. Fanger开发并在ISO…
实施ISO 7730的Fanger PMV/PPD模型,基于空气温度、辐射温度、风速、湿度、代谢率和服装隔热来预测热舒适性。
什么是PMV/PPD热舒适模型?
预测平均投票(PMV)模型由P.O. Fanger开发并在ISO 7730中标准化,在-3(冷)到+3(热)的7分量表上预测大群体的平均热感觉。它结合六个因素:空气温度、平均辐射温度、风速、相对湿度、代谢率(met)和服装隔热值(clo)。
预测不满意百分比(PPD)从PMV导出,表示预期热不舒适的人员百分比。即使PMV=0(中性),个体差异导致PPD为5%。ISO 7730 B类要求-0.5 ≤ PMV ≤ +0.5,对应PPD < 10%。
代谢率以met表示(1 met = 58.2 W/m²,坐姿休息)。打字~1.1 met,站立工作~1.6 met,重体力劳动~3-4 met。服装隔热以clo表示(1 clo = 0.155 m²·K/W)。夏季服装≈0.5 clo,冬季室内≈1.0 clo。
Formula: PMV = f(Ta, Tr, v, RH, M, Icl) PPD = 100 - 95 × exp(-0.03353 × PMV⁴ - 0.2179 × PMV²)
计算示例
办公室条件:空气温度23°C,平均辐射温度22°C,风速0.1 m/s,相对湿度50%,代谢率1.1 met,服装0.9 clo。PMV ≈ -0.2(微凉)。PPD ≈ 6%。符合ISO 7730 A类——优良舒适条件。
何时使用此计算器
- 暖通空调工程师核实设计工况(温度、湿度、空气流速)能否为建筑使用者提供可接受的热舒适
- 设施管理人员调查热舒适投诉,确定是哪个环境参数(温度、辐射热、吹风感)导致不满
- 职业健康专业人员评估办公室、工厂或机房的热环境是否符合ISO 7730舒适度等级
- 研究人员在入住后评估或建筑性能认证(WELL、LEED)中研究室内环境质量
- 在舒适度评估与热应激评估之间选择 — 中等室内舒适度使用本 ISO 7730 PMV/PPD 模型;对于存在热病风险的高温环境,请使用 WBGT 热应激计算器(ISO 7243)
常见错误
- 仅以空气温度作为舒适度指标 — 即使空气温度理想,来自冷窗或热设备的辐射温度也可使PMV偏移1-2个单位
- 忽略服装热阻和代谢率 — 静坐办公人员(1.0 met, 0.7 clo)与站立的仓库工人(2.0 met, 1.0 clo)的舒适需求完全不同
- 假设一个温度能让所有人满意 — 即使PMV=0仍有5%的人不满意;提供个人调节手段(风扇、加热器、可增减的衣物)比追求单一设定值更有效
- 忽视机械通风空间中的空气流速 — 布置在人员活动区上方的风口产生的冷吹风感是局部不舒适投诉最常见的来源
如何解读结果
- 如果PMV在-0.5到+0.5之间(PPD < 10%),该空间符合ISO 7730 B级 — 对多数商业建筑可接受
- 如果PMV在-0.2到+0.2之间(PPD < 6%),该空间符合A级 — 高端办公环境的最高标准
- 如果PMV低于-1.0,使用者会感觉空间偏凉/冷 — 应提高空气温度、降低空气流速或提高辐射温度
- 如果PMV高于+1.0,使用者会感觉空间偏暖/热 — 应降低空气温度、增强空气流动或减少辐射热源
相关标准与参考文献
- ISO 7730 — 热环境人类工效学 — 基于PMV和PPD的热舒适分析测定与解释
- ASHRAE 55 — 人居热环境条件
- EN 16798-1 — 用于建筑能效设计与评估的室内环境输入参数
- WELL Building Standard — 热舒适条款要求
常见问题
为什么同一房间里人们对温度的感觉不同?
个体热舒适因代谢、体质、服装、活动水平、年龄和适应性的差异而不同。PMV模型预测群体平均反应——即使在最佳条件下,5%的人会不满意。个人控制(桌面风扇、可调节层次)是最有效的方法。
风速如何影响热舒适?
增加的风速增强身体的对流和蒸发散热。在中性以下温度,气流会引起不适(冷感)。在中性以上,适度的空气运动(0.2-0.5 m/s)可以抵消2-3°C的过剩温暖。ISO 7730将冬季限制为0.15 m/s,夏季为0.25 m/s。