建筑热环境预计不满意者百分数（PPD）检测技术内容

1. 检测项目分类及技术要点

PPD检测核心在于通过测量与人体热平衡相关的物理参数，基于标准模型预测处于特定热环境中群体感到不满意的比例。检测项目主要分为两类：

• 1.1 直接测量参数

  • 空气温度（ta）： 检测点应远离热源、冷源及阳光直射，高度距地面0.1m、0.6m、1.1m（坐姿）或0.1m、0.6m、1.7m（立姿）进行垂直测量。每个工况下需连续测量并记录至少30分钟的数据，取平均值。测量不确定度应≤±0.2℃。

  • 空气相对湿度（RH）： 与温度测点同位置布置。测量不确定度应≤±5% RH。

  • 平均辐射温度（tr）： 通过黑球温度计测量，或由各表面温度及角系数计算得出。黑球温度计直径应为150mm，表面发射率≥0.95，放置于被测空间中心区域，避免直吹。测量不确定度应≤±0.2℃。

  • 空气流速（va）： 使用低流速、高灵敏度的热式或超声风速仪测量，探头方向应对气流方向不敏感。测量点与温度测点同位置，需记录时均值。测量不确定度应≤±0.05 m/s (对于va < 0.2 m/s) 或读数的±5% (对于va ≥ 0.2 m/s)。

• 1.2 计算与衍生参数

  • 操作温度（Operative Temperature）： 综合反映空气温度和平均辐射温度对人体的影响，计算公式为 to = (A * ta + (1-A) * tr)，其中A为对流换热系数与总换热系数的比值，通常简化取0.5。

  • 服装热阻（Icl）： 通过调查问卷或观察确定被测区域内典型人员的服装组合，并参照标准服装热阻数据库（如ISO 7730附录B）进行赋值。单位：clo (1 clo = 0.155 m²·K/W)。

  • 新陈代谢率（Met）： 通过调查问卷确定被测区域内典型人员的活动强度，并参照标准新陈代谢率数据库（如ISO 7730附录A）进行赋值。单位：met (1 met = 58.2 W/m²)。

  • PPD/PMV指数： 将上述测量和调查所得参数（ta, tr, va, RH, Icl, Met）输入PMV-PPD模型（Fanger教授提出）进行计算。PMV（预测平均投票）指数预测群体的平均热感觉，PPD则为由此推导出的对热环境不满意的预期人口百分比。即使PMV=0（理论上最佳状态），PPD通常也不低于5%。

2. 各行业检测范围的具体要求

• 2.1 民用建筑

  • 办公建筑： 检测应覆盖开放式办公区、独立办公室、会议室等典型功能区。重点关注空调系统送风均匀性、外围护结构内表面辐射不对称性以及设备热负荷的影响。要求PPD ≤ 10% (对应PMV在-0.5至+0.5之间)，以满足I级热环境要求。

  • 住宅建筑： 检测主要针对卧室、客厅等长期停留空间。需考虑居民衣着和活动的随意性，调查问卷的设计尤为重要。标准通常参照II级环境，PPD ≤ 25% (对应PMV在-0.7至+0.7之间)。

  • 医院病房： 对温湿度稳定性要求极高，需保证病人（通常穿着病号服，活动量低）的热舒适。检测需避开治疗设备直接影响的区域，并关注夜间工况。

• 2.2 工业建筑

  • 常规厂房： 检测重点在于区分不同工位（如靠近热源的岗位与远离热源的岗位）的热环境差异。需根据具体工种的活动强度和服装进行个性化评估，可能无法满足统一的高标准，但需确保PPD不超出可接受限值（如PPD < 30%），以防健康风险。

  • 洁净室/电子厂房： 在满足洁净和恒温恒湿工艺要求的同时，需评估高换气次数导致的高空气流速对人员舒适度的影响。检测点应覆盖操作员主要活动路径。

• 2.3 公共交通枢纽与大型公共建筑

  • 机场、火车站： 检测需考虑人员流动性大、衣着和代谢率差异显著、空间高大等特点。应在候车区、安检区、步行通道等不同功能区分别布点，评估整体环境的平均舒适度及局部不舒适区。

  • 商场、剧院： 需考虑人员密度动态变化对负荷的影响，检测应在典型的高峰和非高峰时段分别进行。重点关注空气停滞区和送风口下方高速气流区。

3. 国内外检测标准的详细对比

： 中国标准GB/T 50785与ISO 7730高度协同，技术要求严格且系统。ASHRAE 55在应用上更具灵活性，特别是在适应性模型和高空气流速的利用方面。

4. 检测仪器的原理和应用

• 4.1 多功能热舒适仪

  • 原理： 该仪器是集成传感器的一体化设备。核心包括铂电阻（PT100/1000）测温包测量空气温度；电容式或电阻式高分子薄膜传感器测量相对湿度；黑球温度计（内置温度传感器）结合空气温度和风速计算平均辐射温度；热线或热膜式风速传感器测量低空气流速。

  • 应用： 可直接放置于测点，数据采集器自动记录所有参数，并通过内置或上位机软件实时计算并显示PMV、PPD、操作温度等指标。是现场检测最高效、准确的工具。

• 4.2 黑球温度计

  • 原理： 一个中空的铜球，外涂哑黑漆（高发射率），中心放置温度传感器。黑球通过辐射和对流与周围环境换热，达到平衡时的温度（tg）是空气温度、平均辐射温度和空气流速的函数。通过公式 tr = tg + k * va^0.5 * (tg - ta) 计算平均辐射温度（k为常数）。

  • 应用： 在无法使用热舒适仪时，可作为测量平均辐射温度的独立工具。需与空气温度计和风速计配合使用，计算较为繁琐。

• 4.3 热式风速仪

  • 原理： 基于热扩散原理。探头由加热的敏感元件和测温元件组成。当气流流过时，会带走热量，通过维持元件恒温所需的电流或元件温度的变化，即可换算出风速。对低流速（0.05~1m/s）极为敏感。

  • 应用： 用于精确测量人体活动范围内的低空气流速，是评估“拖拽感”的关键仪器。探头通常小巧，可精确指向测量方向。

• 4.4 数据采集与分析系统

  • 原理： 接收来自各传感器的模拟或数字信号，进行模数转换、滤波和存储。

  • 应用： 实现长期、多点的同步监测，能够分析热环境的动态变化和稳定性，并生成符合标准要求的检测报告。