室內 PMV 熱舒適性指標

為使用自然通風之方式提供舒適之生活空間，本研究將採 PMV 熱舒 適度指標作為主要之決策考量依據之一。人類的熱感主要與他或她的身體 整體的熱平衡有關。這種平衡受到身體活動和衣服以及空氣溫度、平均輻

射溫度與空氣流速和空氣濕度等環境參數的影響。 當估計或測量這些因素 時，可以通過計算預測 PMV 指標來預測個人身體的熱感覺。

PMV 是基於人體的熱平衡來預測九點熱感量表上的大群人的投票的 平均值（參見表 2-2）的指數。 當體內的內部熱量產生等於對環境的熱量 損失時，獲得熱平衡。 在溫和的環境中，人體溫度調節系統將自動嘗試改 變皮膚溫度和汗液分泌以維持熱平衡。

表 2-2 針對不同程度的認同人體熱感係數和生理壓力的 PMV 分類

PMV 熱感知 生理壓力等級

-3 極度寒冷 Very cold 極度冷壓力 Extreme cold stress -2.5 寒冷 Cold 強烈冷壓力 Strong cold stress -1.5 涼爽 Cool 適度冷壓力 Moderate cold stress -0.5 微涼 Slightly cool 輕微冷壓力 Slight cold stress 0 舒適 Comfortable 沒有熱壓力 No thermal stress 0.5 微暖 Slightly warm 輕微熱壓力 Slight heat stress 1.5 溫暖 Warm 適度熱壓力 Moderate heat stress 2.5 炎熱 Hot 強烈熱壓力 Strong heat stress 3 極度炎熱 Very hot 極度熱壓力 Extreme heat stress

資料來源：[25]

PMV 指標值可透過公式 2-1~2-4 迭代來求解 t_cl和 h_c[25]，進而針對代 謝率，衣物絕緣，空氣溫度，平均輻射溫度，空氣速度和空氣濕度的不同 組合計算 PMV。

- - - ^- · - - - - - -

(2-1)

(2-2)

(2-3)

(2-4)

其中，M 為人體代謝率，w 為有效機械功率，l_cl為衣著量，f_cl為服裝 表面積，t_a為氣溫，t_r代表平均輻射溫度，var 代表相對風速，P_a代表水蒸 氣壓，h_c為對流換熱係數，t_cl為衣物表面溫度。其中要注意的是，人體代 謝率 1 met = 58.2 W/m²，衣著量 1 clo = 0.155 m²℃/W。

在上述公式中，可知 PMV 熱感指標值將受到個體本身參數及環境參 數之交互影響。環境參數部分包括：有效機械功率(w)、氣溫(t_a)、平均輻 射溫度(t_r)、相對風速(v_ar)、水蒸汽壓(P_a)、對流換熱係數(hc)；個體本身參 數包括：人體代謝率(M)、衣著量(l_cl)、服裝表面積(f_cl)及衣物表面溫度(t_cl) 等。PMV 不僅受人體代謝率、有效機械功率及氣溫之影響(公式 2-1)，其 主要參數：衣物表面溫度(t_cl)又同時受到人體代謝率(M)、有效機械功率(w)、

對流換熱係數(h_c)及平均輻射溫度(t_r)之影響，且與氣溫(t_a)具有交互迭代影 響的過程(公式 2-2)。而對流換熱係數(h_c)在室內衣物表面溫度(t_cl)與氣溫差 異之狀態下，主要受室內相對風速(v_ar)之影響(公式 2-3)。

在以室內自然通風之考量環境下，因不考慮日照及人員動態的因素，

可將有效機械功率(w)設為 0，平均輻射溫度(tr)則可假設與氣溫(ta)相同，相

對風速(var)則與室內氣流風速相等。綜言之，在得知室內空間使用者特性 及室內風速、相對濕度及氣溫的狀態下，即可透過計算推測出當下環境使 用人的 PMV 指標。

此外，PMV 指標與不同生物人體熱感指數間皆具有可對應之級別(表 2-3)，故利用可間接測量計算，又可與其他指標對應之 PMV 熱感指標作為 本研究自然通風之室內舒適度指標應屬合適。

表 2-3 PMV 與各生物氣象人體熱感指數之對應 Thermal perception Indices

UTCI WBGT SET PMV PET 極度寒冷(極度冷壓力) <-40 -3 <4 (非常強烈冷壓力) -40to-27

寒冷(強烈冷壓力) -27to-13 -2.5 4-8 涼爽(適度冷壓力/中等危險) -13to0 <17 -1.5 8-13 微涼(輕微冷壓力) 0to+9 -0.5 13-18 舒適(沒有熱壓力/無危險) +9to+26 <18 17-30 0 18-23

微暖(輕微熱壓力) 0.5 23-29

溫暖(適度熱壓力/警告) +26to+32 18-23 30-34 1.5 29-35 炎熱(強烈熱壓力/極端警告) +32to+38 23-28 34-37 2.5 35-41 (非常強烈熱壓力) +38to+46 >41 極度炎熱(極度熱壓力/危險) >+46 28-30 >37 3

燠热(極端危險) ≥30

資料來源：[37]