文,圖/繼哲 (台灣綠適居協會)

 

紅外線感測人體溫度分佈


在夏天有空調的辦公室裡,您有過自己凍得皮皮挫,同事卻在喊熱,或者反過來,自己在喊熱,同事卻凍得皮皮挫,怎麼「喬」都喬不出一個溫度讓大家滿意的經驗嗎?

究竟在冷暖氣空調的房間中應該達到的「熱環境」為何?為了詮釋這些疑問,我們似乎應該追本溯源,從人的生理及周圍環境間有關熱的物理關係觀察起。

每個人對溫度的感受不同,是因為這並不單純是一個週遭環境幾的問題,而係取決於人體生產熱量和散熱量平不平衡,且這是一個頗複雜的平衡式。人體將攝取的食物經過分解後,形成養分,人會配合活動程度消耗體內的養分產生作業及熱量,這種熱量稱之為代謝量。其中,空腹時、仰臥成安靜狀態時的代謝量叫做「基礎代謝量」,雖然每個人各不相同,不過大約是每㎡40W左右,東方人平均體表面積為1.6㎡,因此基礎代謝量約為64W/人,或者可以說每人每秒會產生64焦耳的熱量。至於人體散熱途徑,主要則為皮膚表面的散熱,佔了近88﹪及由肺部散熱佔12%,散熱方式有輻射(佔42﹪)、傳導對流(佔26﹪)、水分蒸發(佔30﹪)及呼吸(佔2﹪)。



建築室內環境能量平衡圖

人體生產熱量和散熱量一旦不平衡,就會產生不舒適的感覺,有了不舒適的感覺,除了由皮膚或呼吸調節外,就需要改變人體周圍環境來著手了。周圍環境的要素主要包括了空氣溫度、濕度、氣流、輻射溫度等4個物理量;人體因素則包括著衣量、代謝率。因此,影響人居住舒適性的溫熱環境因子,即為周圍環境4個物理量與人體因素。即使人體因素固定,人體周遭的熱環境必須組合4個環境因子才能達到熱平衡狀態或熱舒適,無法用單一物理量來評估。

夏天時提供溫度低的冷空氣環境,冬天提供溫度高的暖空氣環境,空調設備做的其實就是周圍環境控制,最終目的即是維持建築室內環境之能量平衡,讓人們終年都能擁有。然而從以上的討論中,我們也了解到,要得到一個「舒適的溫度環境」,影響的要素其實很多,並非只有冷氣機上顯示的攝氏幾而已。

這樣想一想,下次跟同事喬空調應該設定幾度時,是不是就比較可以接受共識不容易達成的事實呢?其實現代空調設備皆需要能源來驅動,夏天時,室溫調得越低,冷房空調設備越耗能;冬天時,室溫調得越高暖房空調設備越耗能。因此我們也許都應該思考一下,在只要能維持室內人體的「舒適狀態」的前提下,夏天時,把設定溫度盡量調高,冬天時,設定溫度盡量調低,來減少暖房空調設備耗能。甚至,最好的空調策略說不定還是在室外氣候環境許可下,採取自然通風或其他非耗能手法呢!

圖片引用自: 
上圖:江哲銘,賴榮平,200312,歷史建築再利用室內環境因子綜合評估調查研究,內政部建築研究所
下圖:Bradshaw, V. (1993). Building Control Systems. Wiley & Sons, Ltd.

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