第二章 文獻回顧
第三節 熱舒適性相關理論
國
立 政 治 大 學
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第三節 熱舒適性相關理論
熱舒適
「熱舒適」於不同時間與不同學者皆有些許不同的定義，人類因天性與經驗 不同，對冷、熱的感知亦不相同，其受到外在的身體因素、背景條件、人體、時 間及外在環境條件不同而有不一樣的感受，以致於每一個人的生理與心理對於熱 的感受皆不相同(歐陽嶠暉，2001：177)，簡而言之其係指人對熱環境滿意程度的 一種心理狀態。大部分對於熱舒適之定義主要出自於以下兩種：Fanger(1970：114) 從能量得失角度將熱舒適定義為「人體產生和耗損的能量(代謝)處於平衡時的生 理狀態」；而美國冷凍空調協會8則將其定義為「80%以上的使用者對周遭熱環境 狀況感到滿意的心理狀態」(ASHARE, 2010：4)。兩種定義皆有其侷限性，Fanger 的定義主要針對室內環境，從生理角度解釋熱舒適狀態，易有數值量化；而美國 冷凍空調協會之定義則偏向從心理角度切入，較為精準但未能納入具體物理熱交 換(傳導、對流、輻射)之過程而無法量化，且熱感受因人而異。
而戶外熱舒適性，相較於室內熱舒適，是一個比較新的研究領域。二十世紀 初期對室外環境的關注越來越多，但戶外環境比室內環境複雜得多。例如，戶外 氣候變量的空間和時間變化上往往非常大。在戶外環境下缺乏氣候控制，同時亦 有不同的物理、社會文化適應等交互作用。因此，室內環境的熱舒適性研究方式 不能直接轉移到戶外使用(Spagnolo and de Dear, 2003：721)。
有關微氣候變量測量、問卷設計和熱舒適指數計算(表 2-7)，國際上有許多 不同的標準、指南和手冊(Johansson et al., 2014：348)。本研究在微氣候測量的部 分，採用的是ISO 7726 的標準，在熱舒適性分析與評估的部分則是以 ISO 7730 與ASHARE 55 為參考依據，在問卷設計的部分則是參考 ISO10551 與 ASHARE 55 之規範。
8 America Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, ASHRAE.
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資料來源：Johansson et al., 2014：348
在熱舒適性量測方面，根據 ISO 7726 的儀器推薦高度分別為代表人體重心 的坐姿和站立對象的0.6 和 1.1 公尺（ISO, 1998：2），此外，ISO 7726 也規定了 在舒適和熱壓力環境下（ISO, 1998：2-4），儀器測量範圍和精度的要求（表2-8）。 本 研 究後 續 的實 地 量測 與問 卷 分析… 等研究 設 計， 將 會參 酌 ISO 7726 、 ASHARE55 與 ISO 10551 的規範。
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資料來源：ISO, 1998：2-4 熱舒適性之範圍
資料來源：ISO, 2005：10
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風速和衣著量等皆是影響熱舒適性之因素，而提出ANSI/ASHRAE 55 的標準 (ASHRAE, 2010：13)。
表2-10 ASHRAE 55 之熱舒適範圍界定表
資料來源：ASHRAE, 2010:13
溫度的上升與相對濕度的降低會導致感覺不適，Thom 首先提出了不舒適 指數D.I (Discomfortable Index)，公式中(式 1)藉由乾球溫度和濕球溫度的組合 來反映夏季濕熱的氣候環境對人體不舒適程度的影響，並應用於美國夏季舒適
資料來源：Thom, 1959：58
國內則以中央氣象局之氣候舒適標準(表 2-12)為主要參考依據，但因不同地 區的人對熱舒適的忍受程度也各不盡相同，故此指標只適用於臺灣地區，也是本 研究主要參考之舒適度指標對象。其舒適度指數係僅用溫度和露點溫度（代表濕
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同時刻接受於不同的微氣候調查(Johansson et al., 2014：351)。在熱環境的主觀感知中，大部分皆以量表化為主要的問卷內容問向。ISO 10551 的內文中提出了五個主觀判斷量表來描述人的熱態，即熱感知、熱舒適（情 感評估）、熱偏好、個人接受度和個人容忍度。ASHRAE 55 旨在針對室內應用，
包括熱感知和熱可接受性的尺度。本研究彙整了ISO 10551（ISO, 1995：11-17）
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和ASHRAE 55（ASHRAE, 2010：26-28）中使用的判斷標準(表 2-13)，將作為本 研究後續問卷擬定之參考題目。
表2-13 熱環境問卷題目
熱參數 標準 問題 量表尺度
熱感知
ISO 10551 你現在感覺如何？' (How are you feeling now?)
7 單位：寒冷（-3），冷（-2），
(What is your general thermal sensation?) environment…? )
4 單位：舒適（0）作為原點
(Please state how you would prefer it to be now？)
(On a personal level, this environment is for me …)
兩單位：可接受大於不可接受
(How satisfied are you with the temperature in your space?’ )
資料來源：ISO, 1995：11-17；ASHRAE, 2010：26-28
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熱舒適評估指標
熱舒適之評估最早可追溯自 20 世紀初英國礦工工作場所的熱環境評估 (Aynsley et al., 1990：482)，到目前為止，關於測量熱舒適性之指數已經有超過 100 種不同的指標，描述了人體與其周圍環境之間的熱交換（Blazejczyk et al., 2012：
515），這些指標中絕大多數是針對室內條件開發的。熱舒適指數可以分為理性指 標和實證指標（McIntyre, 1980：184）。本研究彙整了一些常用的熱舒適評估指標 及其內容(表 2-14)，其中描述的許多指標是為室內條件而開發的，例如 PMV、
SET 2 和 ET*，但部分指標也被運用於戶外環境熱舒適性之研究。
一環境之熱舒適性，依賴各種不同的因素組合，由於諸多因素之影響，國際 上對於熱舒適性與熱感知之調查並沒有統一之量測標準，熱舒適指標受不同地區、
不同環境與不同熱適應性條件等等影響(Xue & Xiao, 2016：422)。本研究於考量 時間、物力成本，與各指標間之特性，如適合室外或室內、考量環境變量、個人 變量與否…等，以及評估儀器所能測得之數據做篩選，最後選定適合量測開放空 間步行環境之三項熱舒適指標，分別為熱工作極限指標(TWL)、綜合溫熱指數 (WBGT)以及平均輻射溫度(MRT)，做為後續之熱舒適性分析，其功能與算式將 在第四章的熱舒適性分析中另做詳盡的介紹。
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McIntyre, 1980：181;
ISO, 2005：2;
ASHRAE 55,2010：7;
Blazejczyk et al., 2012：520
主要用於室內;包括影響熱舒適度的環
McIntyre, 1980：184;
ASHRAE, 2010：7;
Blazejczyk et al., 2012：520 有效溫度
（ET *）
McIntyre, 1980：165;
ASHRAE, 2010：7;
Blazejczyk et al., 2012：515
主要用於室內；考慮了四個變量，而服 裝和活動標準化為室內久坐
感知溫度
（PT）
VDI, 2008：4;
Blazejczyk et al., 2012：521
基於PMV 方程是修改而成，但可用於 戶外。
生理等效溫 度（PET）
VDI, 2008：5;
Blazejczyk et al., 2012：520
主要用於戶外環境。只使用四個變量作
Blazejczyk et al., 2012：521 主要用於戶外活動環境，無關於被調查 人群的服裝的資料。活動參考條件：代 謝率135 W / m2，步行速度1.1 m / s 熱工作極限
指標
（TWL）
Brake & Bates., 2002：176;
Bates & Miller., 2002：145
乾球溫度、濕球溫度、風速和輻射熱的 綜合指數。
綜合溫熱 指數
（WBGT）
Aynsley et al., 1990：481;
Ramsey et al.; 1983：105;
Blazejczyk et al., 2012：518
綜合評估人體在活動或作業時能夠承受
ISO, 1998：14;
Johansson et al., 2014：359-360
在戶外熱環境中，平均輻射溫度能反應 出人體在空間受到太陽直接短波輻射量 及周壁材料長波輻射量的狀況。
體感溫度 (AT)
Steadman, 1984：1686 使用濕度、溫度和風來計算，將風的冷 卻效應、空氣濕度10與我們對溫度的感 知結合起來。
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又是引起人類對環境初步感知的基礎(Magill & Litton, 1986：45)，尤其過往已有 許多研究證實，環境的色彩配置將會對視覺產生不同程度的衝擊，進而影響觀察12(Goshayeshi et al., 2013：518)。「適應」一詞可以被廣義地定義為生物體對反覆 接觸刺激的反應逐漸減少，涉及所有使其更適合在這樣的環境中生存的行動。在 熱舒適的情況下，其是指個體對外界環境不斷刺激下逐漸適應的過程，以增強其 在特定環境下的生存適應能力，「適應性」可以分為三個不同的類別(表 2-16)：身 體適應、生理適應和心理適應(Nikolopoulou et al., 2003：97)。
11 傳統的熱舒適理論包括人們可以藉由與環境相互作用的方式，創造自己的熱偏好，或者改變 他們的行為或期望，以適應不同的熱環境 (Brager & de Dear , 1998：83)。
12 Adaptive Thermal Comfort Theory.